乳粉加工技术.pptx
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1、乳粉加工技术乳粉加工技术第一节 乳粉概述一、乳粉的定义一、乳粉的定义 乳粉是以新鲜乳为原料,乳粉是以新鲜乳为原料,或以新鲜乳为主要原或以新鲜乳为主要原料,添加一定数量的料,添加一定数量的植物或动物蛋白质、植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物脂肪、维生素、矿物质等配料,经杀菌、质等配料,经杀菌、浓缩、干燥等加工工浓缩、干燥等加工工艺除去乳中几乎所有艺除去乳中几乎所有的水分,干燥而制成的水分,干燥而制成的粉末。的粉末。第1页/共122页二、乳粉的特点 1.耐储藏 2.方便运输 3.使用方便 4.作为其他产品的辅料第一节 乳粉概述第2页/共122页三、乳粉的种类三、乳粉的种类 根据所用的原料、原料处
2、理及加工方法不同分根据所用的原料、原料处理及加工方法不同分 全脂乳粉全脂乳粉 脱脂乳粉脱脂乳粉 加糖乳粉加糖乳粉 调制乳粉调制乳粉 速溶乳粉速溶乳粉 乳清粉乳清粉 酪乳粉酪乳粉 乳油粉乳油粉 冰激淋粉冰激淋粉 麦精乳粉麦精乳粉第一节 乳粉概述第3页/共122页四、乳粉的生产方法(一)冷冻法(二)加热法第一节 乳粉概述第4页/共122页(一)冷冻法1.1.离心冷冻法:即采用离心法,先将牛乳在冰点以离心冷冻法:即采用离心法,先将牛乳在冰点以下浇盘凉结,并经常揽拌;使其形成薄片或碎片,下浇盘凉结,并经常揽拌;使其形成薄片或碎片,冻成像雪花一样,而后放入高速离心机中将乳固冻成像雪花一样,而后放入高速离
3、心机中将乳固体呈胶状分出,在真空下加微热,使之干燥成粉。体呈胶状分出,在真空下加微热,使之干燥成粉。2.2.升华法:低温冷冻升华法是将牛乳在高度真空下升华法:低温冷冻升华法是将牛乳在高度真空下(绝对压力(绝对压力67Pa67Pa),使乳中的水分冻结成极细),使乳中的水分冻结成极细冰结晶,而后在此压力下加微热,使乳中的冰屑冰结晶,而后在此压力下加微热,使乳中的冰屑升华,乳中固体物质便成为干燥粉末。升华,乳中固体物质便成为干燥粉末。第5页/共122页(二)加热法1.平锅法 将鲜乳放于开口的平底锅中,加热浓缩成浆糊状,而后平铺于干燥架上,吹热风使其干燥,最后粉碎过筛制成乳粉。第6页/共122页2.滚
4、筒干燥法又称薄膜干燥法,用经过浓缩或未浓缩的鲜乳,均匀地淌在用蒸汽加热的滚筒上成为薄膜状,滚筒转到一定位置,薄膜被干燥,而后转到刮刀处时被自动削落,再经过粉碎过筛即得乳粉。第7页/共122页3.3.喷雾干燥法喷雾干燥法借助于离心力或压力的作用,使预先浓借助于离心力或压力的作用,使预先浓缩的鲜乳在特制的干燥室内喷成雾滴,缩的鲜乳在特制的干燥室内喷成雾滴,而后用热空气干燥成粉末。而后用热空气干燥成粉末。第8页/共122页第二节 乳粉理化性质一、乳粉的物理组织结构 乳粉的物理组织结构指乳粉的化学成分的分布和结合的方式滚筒干燥乳粉 致密,形状不规则,无包裹空气。喷雾干燥乳粉颗粒呈球形,表面光滑、有包裹
5、空气。第9页/共122页(一)乳粉中的脂肪(一)乳粉中的脂肪脂肪的状态对乳粉的脂肪的状态对乳粉的保藏性保藏性影响很大。影响很大。滚筒干燥滚筒干燥 直径范围较大直径范围较大 游离脂肪多游离脂肪多 不耐储藏不耐储藏喷雾干燥喷雾干燥 直径较小直径较小 游离脂肪少游离脂肪少 耐储藏耐储藏减少游离脂肪的措施:减少游离脂肪的措施:1.1.二级均质二级均质2.2.出粉避免高速气流出粉避免高速气流3.3.出粉后储藏温度。出粉后储藏温度。4.4.水分过多,水分过多,8.5%9%8.5%9%第10页/共122页(二)蛋白质 蛋白质的状态,特别是酪蛋白的状态,决定于乳粉复原性的好坏。由于蛋白质变性而产生的不溶解性,
6、主要是因为牛乳加热而引起的。为了获得溶解度高的乳粉,必须控制加热条件。第11页/共122页(三)乳糖乳糖具有很强的吸湿性,吸潮后变成结晶乳糖,使乳粉颗粒表面产生很多微小的裂纹,这时,脂肪会渗出,引起氧化变质。喷雾干燥乳粉3%5%,乳糖不易结晶。若水分含量达到7.6%以上,易结晶。第12页/共122页(四)维生素喷雾干燥对乳粉的维生素含量影响很小,影响最明显的有维生素B12(损失2030%),维生素C(约20%)和维生素B1(约10%)。第13页/共122页二、乳粉的粒径分布 乳粉粒径影响着产品感官、复原性和流动性。影响粒径大小的因素有浓缩乳的黏度和乳化方式。采用较高的压力和较低的乳黏度,可以减
7、少粒径尺寸。当乳粉粒径在150200m时,复原过程中分散速度最快。压力式喷雾干燥的乳粉较离心式的颗粒小。第14页/共122页三、三、乳粉的乳粉的密度密度(1 1)表观密度)表观密度(或称松密度或称松密度)指单位体积内乳粉的质量指单位体积内乳粉的质量(g/m1)(g/m1),包括乳粉颗粒空,包括乳粉颗粒空隙中的空气在内。隙中的空气在内。(2 2)颗粒密度)颗粒密度 表示乳粉颗粒的密度仅表示乳粉颗粒的密度仅包括颗粒本身内部的空气包括颗粒本身内部的空气在内。在内。(3 3)真密度)真密度 表示乳粉除空气外本身真表示乳粉除空气外本身真正的密度。正的密度。第15页/共122页四、四、气体气体 影影响响乳
8、乳粉粉中中气气体体量量的的因因素素进料时混入的气体进料时混入的气体浓缩液喷入干燥器所选用的喷雾干燥的类型。浓缩液喷入干燥器所选用的喷雾干燥的类型。雾化前或雾化过程中的搅拌,混入产品中的雾化前或雾化过程中的搅拌,混入产品中的空气量一部分取决于喷雾搅打的强烈程度。空气量一部分取决于喷雾搅打的强烈程度。物料的特性物料的特性第16页/共122页五、五、五、五、流动性流动性流动性流动性 即乳粉的自由流动性质。即乳粉的自由流动性质。颗粒大且均匀表面光滑的乳粉,颗粒大且均匀表面光滑的乳粉,其流动性其流动性良好良好 颗粒大小、均匀度、密颗粒大小、均匀度、密度、游离脂肪含量、粒度、游离脂肪含量、粒温、水分含量和
9、表面的温、水分含量和表面的光洁度光洁度第17页/共122页六、复原性 复原性描述了乳粉与水再结合的总现象,是表征乳粉的一个重要特性。包括乳粉的溶解性、分散性、可湿性、沉降性。第18页/共122页(一)溶解性乳粉的溶解度是指乳粉与水按一定的比例混合,使其复原为均一的鲜乳状态的性能。第19页/共122页影响因素:影响因素:1.1.原料乳的质量原料乳的质量热稳定性差,酸度高热稳定性差,酸度高2.2.牛乳消毒时温度过高,保温时间过长。牛乳消毒时温度过高,保温时间过长。3.3.直接蒸汽加热,局部蛋白质变性。直接蒸汽加热,局部蛋白质变性。4.4.牛乳浓缩时温度高且在浓缩设备内停留时间过长。牛乳浓缩时温度高
10、且在浓缩设备内停留时间过长。5.5.浓缩乳浓度高或粘度大,雾化时形成液滴大,采浓缩乳浓度高或粘度大,雾化时形成液滴大,采用较高的干燥温度干燥。用较高的干燥温度干燥。6.6.干燥方法:滚筒干燥溶解度差,喷雾干燥溶解度干燥方法:滚筒干燥溶解度差,喷雾干燥溶解度可达可达99%99%。7.7.包装形式、储存条件及时间包装形式、储存条件及时间第20页/共122页(二)分散性 分散性是指吸湿的聚集乳粉颗粒均匀分散于水中的能力。通过富聚的大颗粒乳粉分散性提高,如果乳粉中细粉比例升高,分散性下降。影响分散性的因素:酪蛋白的变性程度第21页/共122页(三)可湿性可湿性是指乳粉表面吸收水分而变湿的的能力。影响可
11、湿性的因素:颗粒的表面积、颗粒大小、密度、脂肪含量、表面活性物质第22页/共122页(四)沉降性沉降性是指乳粉颗粒表面克服水的表面张力以及通过表面而沉入水中的能力。影响因素:颗粒下沉倾向力、颗粒密度。第23页/共122页七、吸湿性吸湿性是指乳粉吸收和保持水分的倾向。乳粉的吸湿性具有一定的现实意义,影响着干燥工艺的选择以及所选用的包装材料和适宜的储存条件。乳粉中蛋白质和乳糖对产品的吸湿性起主要作用。第24页/共122页八、热稳定性影响热稳定性的因素:热处理程度、乳成分、PH第25页/共122页第三节 全脂乳粉生产技术一、全脂乳粉的质量指标1、感官指标2、理化指标3、卫生指标第26页/共122页第
12、二节 全脂乳粉的加工二、全脂乳粉的加工工艺 化糖 糖浆 原料乳的验收 预处理 标准化 预热均质 杀菌 真空浓缩 喷雾干燥 出粉 冷却 过筛 包装 检验 装箱 检验 成品第27页/共122页1.原料乳的验收我国规定生鲜牛乳收购的质量标准包括感官指标、理化指标及微生物指标。(见课本99页)第28页/共122页2.原料乳的预处理1.脱气装置 2.过滤器 3.牛乳流量计 4.中间贮存罐5.预杀菌和冷却或仅为冷却 6.奶仓第29页/共122页(1)脱气 脱气的设备:脱气器 脱气罐第30页/共122页真空脱气罐 牛乳和空气在空气分离器里的流动1.冷凝器冷凝器 2.牛乳进口牛乳进口 3.牛乳出口牛乳出口第3
13、1页/共122页(2)净乳 常用设备:双联过滤器 离心净乳机第32页/共122页双联过滤器第33页/共122页离心净乳机第34页/共122页(3)冷却 设备:板式换热器第35页/共122页在生产线上第36页/共122页第37页/共122页第38页/共122页板式热交换器中液体流动和热传递的原理第39页/共122页(4)贮存 设备:储乳罐第40页/共122页卧式贮奶缸第41页/共122页立式第42页/共122页第43页/共122页 蒙牛的室外贮奶缸第44页/共122页第45页/共122页贮乳缸应有:1.奶仓的搅拌2.罐内温度指示3液位指示 低液位保护 溢流保护 空罐指示第46页/共122页带有搅
14、拌的贮奶缸带有搅拌的贮奶缸第47页/共122页贮奶缸中的搅拌器第48页/共122页4.原料乳的标准化 (1)乳脂肪的标准化 目的:调整脂肪和非脂乳固体之间的比例关系,使之符合产品要求。方法:直接标准化 设备:离心分离机第49页/共122页第50页/共122页第51页/共122页(2 2)蔗糖的标准化)蔗糖的标准化 加糖量的计算,根据比值不变的原则(蔗糖和干物质含量的比值)加糖量的计算,根据比值不变的原则(蔗糖和干物质含量的比值)按下式计算按下式计算:Q=E*F Q=E*FQ:Q:蔗糖加入量蔗糖加入量%E E:原料乳中干物质含量,:原料乳中干物质含量,%F F:甜乳粉中蔗糖与干物质之比:甜乳粉中
15、蔗糖与干物质之比 第52页/共122页例:今有原料乳2680 kg,其干物质含量为11.5%,用其制成甜乳粉,要求成品中蔗糖含量为19.8%,水分为2.5%。要求原料乳中应加入蔗糖多少?Q=E*FQ:蔗糖加入量%E:原料乳中干物质含量,%F:甜乳粉中蔗糖与干物质之比第53页/共122页加糖的方法加糖的方法A A净乳前加糖净乳前加糖B B将杀菌过滤的糖浆加入浓乳中将杀菌过滤的糖浆加入浓乳中C C包装前加蔗糖细粉与干粉中包装前加蔗糖细粉与干粉中D D预处理前加一部分,包装前加一部分预处理前加一部分,包装前加一部分糖含量小于糖含量小于20%20%,用前两种方法,用前两种方法糖含量大于糖含量大于20%
16、20%,用后两种方法,用后两种方法注意:无论那种加糖方法,均应做到不影响乳粉的注意:无论那种加糖方法,均应做到不影响乳粉的微生物指标和杂质度指标微生物指标和杂质度指标第54页/共122页5.均质 均质的目的:使混合原料形成一个均匀的分散体系设备:均质机条件:60左右第55页/共122页第56页/共122页均质头中的均质过程 PSD.TPPC.Tetra Alex,MR No.16,JI05均质后的产品均质后的产品压力5 80 bar(751 200 psi)均质前的产品均质前的产品压力可达 400 bar(5 800 psi)第57页/共122页6.杀菌目的:杀死微生物 钝化酶 提高浓缩设备的
17、生产能力方法:高温短时杀菌法 8085,30s或95,20s 超高温瞬间灭菌法 120140,24s设备:板式或管式杀菌器第58页/共122页第60页/共122页第61页/共122页8.8.真空浓缩真空浓缩浓缩的目的浓缩的目的作为干燥的预处理,降低产品的加工热耗,节约作为干燥的预处理,降低产品的加工热耗,节约能源。能源。提高乳中干物质含量,喷雾后使乳粉颗粒粗大,具提高乳中干物质含量,喷雾后使乳粉颗粒粗大,具有良好的分散性和冲调性,同时能提高乳粉的回有良好的分散性和冲调性,同时能提高乳粉的回收率,可以大大节约能源。收率,可以大大节约能源。使乳粉密度提高,减少粉尘飞扬,便于包装。使乳粉密度提高,减
18、少粉尘飞扬,便于包装。改善乳粉的品质和储藏性,使乳中空气和氧气含量改善乳粉的品质和储藏性,使乳中空气和氧气含量减低,可除去异味,减少乳脂肪的氧化。减低,可除去异味,减少乳脂肪的氧化。第62页/共122页真空浓缩的原理 真空状态下,液体的沸点随环境压力降低而下降的原理。牛乳在4070之间沸腾,水分子汽化,汽化的水分子不断被移去使汽化过程持续进行,使牛乳中干物质含量不断提高。第63页/共122页真空浓缩的设备根据二次蒸汽被利用的次数分类单效浓缩装置多单效浓缩装置带有热泵的浓缩装置第64页/共122页蒸发器实质上是一个换热器,如图蒸发器实质上是一个换热器,如图所示,由加热室所示,由加热室 1和汽液分
19、离器和汽液分离器 4两两部分组成。加热室使用的加热介质部分组成。加热室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通过换热,应用最多的是水蒸汽。通过换热,使间壁另一侧的物料加热、沸腾、使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在分离室分离室4中与溶液分离后从蒸发器上中与溶液分离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出,部引出。为防止液滴随蒸汽带出,一般在分离器上都设有除沫装置一般在分离器上都设有除沫装置5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽,从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽,便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入冷凝器进入冷凝器6冷凝,冷
20、凝水从下部排冷凝,冷凝水从下部排出,二次蒸汽中的不凝性气体由真出,二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。器底部排出。1.加热器 2.加热列管 3.中间管 4.分离室 5.捕沫器 6.冷凝器第65页/共122页加热蒸汽加热蒸汽 乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。二次蒸汽二次蒸汽 物料中水分蒸发所形成的蒸汽。物料中水分蒸发所形成的蒸汽。为提高热能利用率,除采用多效蒸发外,还可通过一种通称为热为提高热能利用率,除采用多效蒸发
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