乳粉生产工艺

1、概述概述 全脂加糖奶粉全脂加糖奶粉 全脂速溶奶粉全脂速溶奶粉 第四章第四章 乳粉生产工艺乳粉生产工艺 用加热或冷冻等方法除去乳与乳制品用加热或冷冻等方法除去乳与乳制品 中绝大部分的水分，干制成粉末状的制中绝大部分的水分，干制成粉末状的制 品，统称为乳粉。品，统称为乳粉。 第一节第一节 概述概述 一、定义一、定义 缩小体积，减轻重量，保存营养素，缩小体积，减轻重量，保存营养素， 耐保藏，使用方便等耐保藏，使用方便等 二、乳粉加工的目的二、乳粉加工的目的 全脂乳粉、脱脂乳粉、加糖乳粉、调全脂乳粉、脱脂乳粉、加糖乳粉、调 制制 乳粉、酪乳粉、乳清粉、速溶奶粉、乳粉、酪乳粉、乳清粉、速溶奶粉、 冰淇淋

2、粉等冰淇淋粉等 此外还有此外还有婴儿乳粉婴儿乳粉、高蛋白低脂肪乳、高蛋白低脂肪乳 粉、低苯丙氨酸奶粉、蛋白分解奶粉、粉、低苯丙氨酸奶粉、蛋白分解奶粉、 乳糖分解奶粉等乳糖分解奶粉等 三、乳粉的种类三、乳粉的种类 冷冻法与加热法两类冷冻法与加热法两类 冷冻法：离心冷冻法和冷冻升华法冷冻法：离心冷冻法和冷冻升华法 1. 加热法：平锅法、滚筒法和加热法：平锅法、滚筒法和喷雾法喷雾法三种三种 四、生产方法四、生产方法 l 机械化机械化 l 连续化连续化 l 自动化自动化 l 大型化发展大型化发展 五、发展方向五、发展方向 第二节第二节 全脂加糖乳粉的生产工艺全脂加糖乳粉的生产工艺 工艺流程工艺流程 u

3、原料乳的验收原料乳的验收 u乳的预处理和标准化乳的预处理和标准化 u乳的杀菌乳的杀菌 u浓缩浓缩 u喷雾干燥喷雾干燥 u冷却与贮存冷却与贮存 u包装包装 u成品成品 酸度，比重，脂肪，酒精试验，细菌检验酸度，比重，脂肪，酒精试验，细菌检验 1. 原料乳的验收原料乳的验收 净化：离心净乳机净化：离心净乳机 冷却：当天冷却：当天10以内；隔天以内；隔天5 以内以内 （贮存：（贮存：5t，10t，20t） 标准化：标准化：R2=R1，成品，成品 F=25-30%，一般，一般 F=26% 均质和冷却：脂肪球变小，形成均一的乳均质和冷却：脂肪球变小，形成均一的乳 浊液；形成均匀分散的体系浊液；形成均匀分

4、散的体系 2. 乳的预处理和标准化乳的预处理和标准化 3. 杀菌杀菌 3.1 主要目的主要目的 1）病原菌全部杀灭，腐败菌大部分被杀）病原菌全部杀灭，腐败菌大部分被杀 死死 2) 破坏蛋白酶、解脂酶、过氧化物酶等破坏蛋白酶、解脂酶、过氧化物酶等 3) 在热工学方面，还起到把乳温提高到蒸在热工学方面，还起到把乳温提高到蒸 发器内沸点以上的作用（自蒸发）发器内沸点以上的作用（自蒸发） 3.2 杀菌依据杀菌依据 1) 以钝化解脂酶为确定工艺的依据以钝化解脂酶为确定工艺的依据 2) 考虑杀菌工艺对成品溶解度的影响考虑杀菌工艺对成品溶解度的影响 3.3 杀菌时间杀菌时间 列管式杀菌器：列管式杀菌器：80

5、-85，5-15min 双效和多效降膜蒸发器：逐层预热，双效和多效降膜蒸发器：逐层预热， 90-95 ，保温，保温10-15sec 4. 真空浓缩真空浓缩 问：原料乳能否直接喷雾干燥？问：原料乳能否直接喷雾干燥？ 答：能答：能. 1）成品质量不好）成品质量不好 2）经济效益差）经济效益差 1）经济效益好，成本低）经济效益好，成本低 真空浓缩锅中，蒸发真空浓缩锅中，蒸发1kg 水分需要消耗约水分需要消耗约1.1kg 加热蒸汽；双效降膜蒸发器需加热蒸汽；双效降膜蒸发器需0.39kg加热蒸汽；加热蒸汽； 喷雾干燥室内每蒸发喷雾干燥室内每蒸发1 kg 水分，需要水分，需要2.5-3.0kg加加 热蒸汽

6、热蒸汽 2) 真空浓缩对乳粉的物理性状有显著影响真空浓缩对乳粉的物理性状有显著影响 浓缩后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和冲调浓缩后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和冲调 性性 3) 真空浓缩可改善乳粉的保藏性真空浓缩可改善乳粉的保藏性 4) 浓缩后，乳粉颗粒致密，密度大对包装有利浓缩后，乳粉颗粒致密，密度大对包装有利 真空浓缩的优点真空浓缩的优点 5. 加糖加糖 1. 加糖方法加糖方法 预热杀菌前加糖预热杀菌前加糖 包装前添加蔗糖细粉包装前添加蔗糖细粉 将灭菌糖浆加入浓缩奶中将灭菌糖浆加入浓缩奶中(真空浓缩后真空浓缩后) 预热时加一部分，包装前再加一部分预热时加一部分，包装前再加一部分 2.加糖方

7、法取决于产品配方和设备条件：加糖方法取决于产品配方和设备条件： 产品中含蔗糖产品中含蔗糖20%以下以下(最好最好15%)可采可采 用和法，产品中含蔗糖用和法，产品中含蔗糖20%以上时，以上时， 采用和法为宜采用和法为宜 3.原因：蔗糖具有热熔性，在喷雾干燥塔原因：蔗糖具有热熔性，在喷雾干燥塔 中流动性较差，容易粘壁和形成团块所加中流动性较差，容易粘壁和形成团块所加 蔗糖均应符合国家特级品的要求。蔗糖均应符合国家特级品的要求。 溶解加糖法制造的加糖乳粉，冲调性优溶解加糖法制造的加糖乳粉，冲调性优 于加干糖法的乳粉于加干糖法的乳粉 6. 喷雾干燥喷雾干燥 6.1 特点及原理特点及原理 喷雾干燥是喷

8、雾和干燥的密切结合，用喷雾干燥是喷雾和干燥的密切结合，用 单独一次工序将浓缩乳干燥成乳粉。单独一次工序将浓缩乳干燥成乳粉。 采用机械力量，通过雾化器将浓缩乳在采用机械力量，通过雾化器将浓缩乳在 干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，使比干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，使比 表面积大大增加，同时与热空气接触，表面积大大增加，同时与热空气接触， 水分瞬间大量蒸发。水分瞬间大量蒸发。 可将物料中含有可将物料中含有50-70%水分迅速干燥成水分迅速干燥成 为水分为为水分为2.0% 左右的粉状成品左右的粉状成品 6.2 喷雾干燥的优、缺点喷雾干燥的优、缺点 优点优点 干燥速度快，物料受热时间短干燥速度快，物料受热

9、时间短 干燥过程温度低，乳粉品质好干燥过程温度低，乳粉品质好 调节工艺参数，可以控制成品的质量指标调节工艺参数，可以控制成品的质量指标 在密闭空间内干燥，产品不易受污染，产品在密闭空间内干燥，产品不易受污染，产品 杂质度很低杂质度很低 操作控制方便，适合于连续化、自动化、大操作控制方便，适合于连续化、自动化、大 型化生产型化生产 缺点缺点 热效率低热效率低 干燥室体积较庞大，粉尘回收装置比较复杂干燥室体积较庞大，粉尘回收装置比较复杂 设备清扫工作量大设备清扫工作量大 150-180 出风口出风口80 浓奶浓奶40-45 喷雾器喷雾器 干燥室干燥室 空气加热器空气加热器 鼓风机鼓风机 集粉装置集

10、粉装置 空气过滤空气过滤 56-60 奶粉奶粉 旋风分离机旋风分离机 或袋滤器或袋滤器 排风机排风机 废气废气 热风热风 新鲜空气新鲜空气30 图图 5 喷雾干燥的流程喷雾干燥的流程 图6 立式顺流压力喷雾干燥流程示意图 1.排风机排风机 2.搅龙搅龙 3.股型阀股型阀 4.袋滤器袋滤器 5.干燥室干燥室 6.喷头喷头 7.分风箱分风箱 8. 加热器加热器 9. 进风口进风口 10. 滤尘器滤尘器 6.3 喷雾干燥设备喷雾干燥设备 图图7 气流和微粒温度在干燥过程中的变化气流和微粒温度在干燥过程中的变化 6.4 喷雾干燥机理喷雾干燥机理 喷雾干燥机理喷雾干燥机理 喷雾干燥具有恒速干燥和降速干燥

11、两个阶喷雾干燥具有恒速干燥和降速干燥两个阶 段，但均很短暂（段，但均很短暂（10-15sec) 恒速干燥阶段，乳滴温度只能达到周围空恒速干燥阶段，乳滴温度只能达到周围空 气的湿球温度气的湿球温度 恒速干燥的速度取决于热空气的温度和乳恒速干燥的速度取决于热空气的温度和乳 滴之间的温差滴之间的温差 由恒速干燥阶段转入降速干燥阶段的转折由恒速干燥阶段转入降速干燥阶段的转折 点，称为临界点，在水分为点，称为临界点，在水分为 发生发生 降速干燥阶段乳滴中结合水将部分地不被降速干燥阶段乳滴中结合水将部分地不被 排除，平衡水分是干燥阶段的极限水分排除，平衡水分是干燥阶段的极限水分 6.5 工艺条件与喷雾方法

12、工艺条件与喷雾方法 离心喷雾盘的线速度（高压泵的压力）离心喷雾盘的线速度（高压泵的压力） 越高越高雾滴越小雾滴越小乳粉颗粒越小乳粉颗粒越小比比 表面积越大表面积越大热效率越高热效率越高但颗粒小但颗粒小 冲调性越差冲调性越差 离心喷雾的工艺条件离心喷雾的工艺条件 压力喷雾的工艺条件压力喷雾的工艺条件 7. 后处理阶段后处理阶段出粉、凉粉、筛粉出粉、凉粉、筛粉 7.1 乳粉要求迅速卸出、及时冷却（乳粉要求迅速卸出、及时冷却（30 以下），其原因以下），其原因 受热过久导致游离脂肪过多，易氧化受热过久导致游离脂肪过多，易氧化 还会影响乳粉的溶解度和色泽还会影响乳粉的溶解度和色泽 乳粉在高温状态下放置

13、，水分含量高乳粉在高温状态下放置，水分含量高 7.2 冷却设备冷却设备 凉粉箱凉粉箱 30-50kg 气流输粉气流输粉 流化床出粉冷却装置流化床出粉冷却装置普遍采用普遍采用 8. 称量与包装称量与包装 8.1 称量称量 自动称量机，容量法和重量法自动称量机，容量法和重量法 8.2 包装包装 包装室：包装室：18-20，空气相对湿度，空气相对湿度75%以下以下 包装过程中影响产品质量的因素包装过程中影响产品质量的因素 乳粉的温度乳粉的温度28 以下以下 包装室内湿度的影响包装室内湿度的影响 包装时除去空气的重要性包装时除去空气的重要性 包装形式：金属罐、塑料袋、复合薄膜袋包装形式：金属罐、塑料袋

14、、复合薄膜袋 9. 乳粉的理化性质与工艺分析乳粉的理化性质与工艺分析 1）乳粉的密度）乳粉的密度 表观密度：单位容积中乳粉的重量表观密度：单位容积中乳粉的重量 容积密度：也叫颗粒密度，反映颗粒组容积密度：也叫颗粒密度，反映颗粒组 织的松紧状态，包括颗粒内的气泡，不织的松紧状态，包括颗粒内的气泡，不 包括颗粒之间空隙的空气包括颗粒之间空隙的空气 真密度：完全不包括空气的乳粉本身的真密度：完全不包括空气的乳粉本身的 重量。全脂乳粉重量。全脂乳粉脱脂乳粉脱脂乳粉 表观密度越大对包装越有利；调整浓缩乳表观密度越大对包装越有利；调整浓缩乳 的温度和浓度，以调整乳粉的容积密度，的温度和浓度，以调整乳粉的容

15、积密度， 容积密度容积密度 ，冲调性，冲调性 ，但贮藏性，但贮藏性 。 GB 特级特级 I级级 II级级 水分含量水分含量 2.25% 2.5% 3.0% 水分的控制：控制干燥室的排风温度或水分的控制：控制干燥室的排风温度或 排风的相对湿度排风的相对湿度 Log Wp =0.01445 2+log(1.43-0.00543 2) Wp干燥室内乳粉的平衡水分（干燥室内乳粉的平衡水分（%） 2干燥室排风的相对湿度（干燥室排风的相对湿度（%） 2乳粉的温度（乳粉的温度（） 2 10%-12%; 2 : 60-65 ， Wp =2 2）乳粉水分及其控制）乳粉水分及其控制 3）乳粉的色泽）乳粉的色泽 正

16、常，淡黄色正常，淡黄色 溶解度溶解度：表示乳粉当用水冲调时：表示乳粉当用水冲调时复原性能复原性能是否是否 良好，借以反映原料乳的质量及其在热处理过程良好，借以反映原料乳的质量及其在热处理过程 中中蛋白质变性蛋白质变性的程度的程度 若在加工过程中乳固体基本未受损害，则可若在加工过程中乳固体基本未受损害，则可 达达99.9%；若受损严重，溶解度小于；若受损严重，溶解度小于95% 不溶性成分不溶性成分变性的酪蛋白酸钙变性的酪蛋白酸钙 影响溶解度的因素：影响溶解度的因素： 原料乳的新鲜程度（酸度，异常乳）原料乳的新鲜程度（酸度，异常乳） 加工方法及操作条件：主要是加热条件加工方法及操作条件：主要是加热

17、条件 成品水分含量：水分含量高，则溶解度下降成品水分含量：水分含量高，则溶解度下降 1.成品保藏时间和保藏条件（温、湿度）成品保藏时间和保藏条件（温、湿度） 4）乳粉的）乳粉的“溶解度溶解度”与蛋白质状态与蛋白质状态 乳粉的复水过程乳粉的复水过程 乳粉颗粒乳粉颗粒下沉下沉润湿润湿崩解崩解分散分散 冲调性冲调性：即速溶度，在一定温度下，将一定量：即速溶度，在一定温度下，将一定量 的乳粉与水（的乳粉与水（100ml）混合，加以一定强度的）混合，加以一定强度的 搅拌，一定时间后，将未溶解部分搅拌，一定时间后，将未溶解部分 分离出去，分离出去， 测定乳液浓度。测定乳液浓度。 冲调性与颗粒大小冲调性与颗

18、粒大小 冲调性随着乳粉颗粒平均直径的增大而提高，工冲调性随着乳粉颗粒平均直径的增大而提高，工 艺上采取增大粒经或细粉回喷复聚等途径艺上采取增大粒经或细粉回喷复聚等途径 冲调性和溶解度冲调性和溶解度 相同：都是表示乳粉遇水复原性能的优劣的指标相同：都是表示乳粉遇水复原性能的优劣的指标 不同：溶解度，乳粉的最终溶解程度；冲调性，不同：溶解度，乳粉的最终溶解程度；冲调性， 表示乳粉的溶解速度表示乳粉的溶解速度 5) 乳粉的颗粒状态与冲调性能（速溶度）乳粉的颗粒状态与冲调性能（速溶度） 全脂淡乳粉，约全脂淡乳粉，约38%的乳糖，呈非结晶的乳糖，呈非结晶 型的玻璃态存在，其中型的玻璃态存在，其中 -和和

19、 -乳糖呈平乳糖呈平 衡状态，比例为衡状态，比例为1:1.6 玻璃态乳粉具有很强的吸湿性，乳粉易玻璃态乳粉具有很强的吸湿性，乳粉易 结块结块 乳粉中无水乳糖乳粉中无水乳糖吸水吸水 -含水乳糖含水乳糖 （结晶乳糖）（结晶乳糖） 导致乳粉颗粒表面裂缝导致乳粉颗粒表面裂缝 氧气渗入，脂肪渗出氧气渗入，脂肪渗出脂肪氧化脂肪氧化 6) 乳粉中乳糖的状态与乳粉的吸湿性乳粉中乳糖的状态与乳粉的吸湿性 全脂乳粉中含有全脂乳粉中含有26%以上的乳脂肪，一以上的乳脂肪，一 般以脂肪球形式存在于乳粉颗粒内部。般以脂肪球形式存在于乳粉颗粒内部。 如果游离脂肪酸增加，容易凝集于颗粒如果游离脂肪酸增加，容易凝集于颗粒 表

20、面，致使乳粉容易氧化变质，冲调性表面，致使乳粉容易氧化变质，冲调性 能也差。能也差。 滚筒式干燥乳粉游离脂肪可达滚筒式干燥乳粉游离脂肪可达91-96%； 喷雾式乳粉为喷雾式乳粉为3-14% 温度（高）、摩擦会增加游离脂肪含量。温度（高）、摩擦会增加游离脂肪含量。 7) 乳粉中脂肪的状态乳粉中脂肪的状态 第三节第三节 全脂速溶乳粉全脂速溶乳粉 颗粒粗大，均匀颗粒粗大，均匀 1. 颗粒表面加以处理，当用水冲调复原颗粒表面加以处理，当用水冲调复原 时，能迅速溶解，即使在冷水中也能时，能迅速溶解，即使在冷水中也能 速溶速溶 一、速溶乳粉的特点一、速溶乳粉的特点 再润湿法：用一般喷雾干燥的粉粒作为基再润

21、湿法：用一般喷雾干燥的粉粒作为基 粉，通过喷入湿空气或雾滴使其吸湿附聚粉，通过喷入湿空气或雾滴使其吸湿附聚 成较大团粒，再行干燥、冷却形成速溶产成较大团粒，再行干燥、冷却形成速溶产 品（干燥品（干燥吸湿吸湿干燥）干燥） 直通法：干燥室下部连接一个直通式速溶直通法：干燥室下部连接一个直通式速溶 奶粉瞬时形成机，连续地进行吸潮并用流奶粉瞬时形成机，连续地进行吸潮并用流 化床附聚造粒，再干燥而成速溶奶粉。化床附聚造粒，再干燥而成速溶奶粉。 二、速溶乳粉的生产方法二、速溶乳粉的生产方法 图图8 二段法生产速溶奶粉流程图二段法生产速溶奶粉流程图 1.再润湿法（二段法）再润湿法（二段法） 图图9 直通法生产全脂速溶奶粉流程图直通法生产全脂速溶奶粉流程图 1.空气加热系统 2.浓奶 3.细粉返回 4.排开 5.冷风 6.热风 7.湿风 2. 直通法直通法 （一）工