畜产品加工学

1、畜产品加工学 畜产品加工学 畜产品加工学 第四节乳的浓缩、干燥和分离 n一、真空浓缩 所谓浓缩就是用加热的方法使牛乳 中的一部分水汽化，并不断排除，从而 使牛乳中的干物质含量提高的加工处理 过程。在乳制品加工中浓缩一般在减压 下进行，即乳的真空浓缩。 畜产品加工学 浓缩目的 生产浓缩乳制品的需要。如炼乳、甜炼 乳、乳粉、浓缩酸奶等乳制品需要将乳、 脱脂乳。乳清和其他原料中的水分蒸发， 以提高乳干物质含量，或减少产品的体 积并延长保质期。 浓缩是生产干燥乳制品的中间环节，如 乳粉生产的特殊要求。 通过浓缩结晶，从乳清中生产乳糖。 畜产品加工学 真空浓缩设备 n用于乳的真空浓缩设备种类很多，按加

2、热部分的结构可分为盘管式、直管式和 板式；按二次蒸汽利用次数可分为单效 和多效（包括双效），按物料在蒸发器 中的流向分为升膜式和降膜式。 畜产品加工学 真空浓缩的特点 受热时间短，如在降膜式蒸发器中乳的停留 时间仅为1min。这样牛乳可以避免受高温作用 而造成营养成分的损失，对产品色泽、风味、 溶解度等都有好处。 在减压条件下，乳的沸点降低，如当真空度 为20kPa时，其沸点为56.7，由于牛乳的沸 点降低，提高了加热蒸汽和牛乳的温差。例如 在常压下浓缩，1kgCm加热蒸汽的温度为 120，牛乳的沸点为100.55，气温差为 20；而在真空浓缩条件下，牛乳的沸点为 50，其温差为70。即温差较

3、常压下提高 3.5倍，从而增加了换热器的热交换速度，提 高了浓缩效率。 畜产品加工学 真空浓缩的特点 由于沸点降低，在热交换器壁上结焦现象也大 为减少，便于清洗，有利于提高传热效率。 真空浓缩是在密闭容器内进行的，避免了外界 污染。 作为干燥乳制品生产的一个环节，真空浓缩除 水要比直接干燥除水节约能源。如乳喷雾干燥 每蒸发1kg水需消耗蒸汽34kg，而在单效真 空蒸发器中消耗蒸汽1.1kg，由于单效蒸发产 生的水蒸气可作为下一效的热源，故在双效真 空蒸发器中仅消耗蒸汽0.4kg。 畜产品加工学 二、喷雾干燥 n干燥是指通过水分蒸发直到使物质变成固体状 的过程，用于乳与乳制品生产的干燥方法有冷

4、冻干燥和加热干燥。冷冻干燥是在真空条件下， 依靠升华将水分除去的方法，该方法对乳蛋白 的性质没有影响，因此可生产出高质量的乳制 品，但由于生产成本高而没有普遍推广。目前， 乳制品工业中主要采用的干燥方法为喷雾干燥 法，它是借助离心力或压力的作用，使物料在 特制的干燥室内喷成雾滴，而后用热空气干燥 成粉末的方法。 畜产品加工学 干燥制品的特点 n干燥通常用来生产易于保存、加水后可 还原、其性质与原始状态相似的食品。 干燥普遍用于生产以牛乳、脱脂乳、乳 清、稀奶油、冰淇淋混合料、蛋白质浓 缩物等高水分含量物质为原料的乳制品。 喷雾干燥后的产品呈粉状只需过筛不必 再粉碎。产品生产过程卫生，生产过程

5、易于连续化、自动化。 畜产品加工学 喷雾干燥原理 将浓缩乳借助机械力，即压力和离心力的 方法，通过喷雾器将乳分散成雾状的乳 滴，极大地增加了蒸发表面积。同时， 在干燥室中与热风接触，浓乳中的水分 在 0.010.04s之内的瞬间蒸发完毕，雾 滴被干燥成粉粒落人干燥室底部。水分 以蒸汽的形式被热风带走。整个干燥过 程仅需 1530s。 畜产品加工学 干燥过程 n在干燥初期，乳滴的温度和湿度与干燥空气相 差很大，增加了热传递和物质（水）运动，表 面水分蒸发很快，直至乳滴中水分扩散速度不 能使乳滴表面水分保持饱和状态为止。此阶段 约持续数十毫秒，大部分自由水被除去。此后 乳滴表面形成表面张力梯度，水

6、分的蒸发发生 于乳滴内部的某一界面上，水蒸气在乳滴微粒 内部形成，一部分结合水也被除去。这个阶段 的干燥时间一般为1530s。干燥期间，乳滴 内部于物质浓度逐渐升高，乳滴中剩余水分的 沸点逐渐增加，因而乳滴的蒸发温度也逐渐升 高，最后达到出口或出风温度。 畜产品加工学 喷雾干燥方式 目前国内外广泛采用压力式喷雾干燥和离心式喷雾干燥， 下面以乳粉加工为例说明其原理和工艺。 (1）压力式喷雾干燥 浓乳的雾化是通过一台高压泵 的压力和一个安装在干燥塔内部的喷嘴来完成的。雾 化原理是：浓乳在高压泵的作用下通过一狭小的喷嘴 后，瞬间得以雾化成无数微细的小液滴。雾化状态的 优劣取决于雾化器的结构、喷雾压力

7、（浓乳的流量）、 浓乳的物理性质（浓度、黏度、表面张力等）。一般 情况下，雾滴的平均直径与浓乳的表面张力、黏度及 喷嘴孔径成正比，与流量成反比。雾滴在理想的干燥 条件下干燥后，直径减小到最初乳滴的75，重量约 减少至 50，体积约减少至 40。 畜产品加工学 （2）离心式喷雾干燥 离心式喷雾干燥中，浓乳的雾化是通过一个 在水平方向作高速旋转的圆盘来完成的。 其雾化原理是：当浓乳在泵的作用下进入 高速旋转的转盘（转速在10000rmin） 中央时，由于离心力的作用而以高速被甩 向四周，从而达雾化的目的。雾化状态的 优劣取决于转盘的结构及其圆周速度（直 径与转速）、浓乳的流量与流速、浓乳的 物理性

8、质（浓度、黏度、表面张力等）。 畜产品加工学 （3）乳粉干燥过程 n乳粉干燥过程分为两个阶段。第一阶段将 预处理过的牛乳浓缩至乳固体含量 40 左右。第二阶段将浓缩乳泵入干燥塔中进 行干燥，该阶段又可分为三个连续过程： 畜产品加工学 乳粉干燥过程 将浓缩乳分散成非常微细的雾状液滴；微细的雾状液 滴与热空气流接触，此时牛乳中的水分大量迅速地 蒸发，该过程又可细分为预热段、恒速干燥段和降 速干燥段；将乳粉颗粒与热空气分开。 干燥的乳粉含水分2.5左右，从塔底排出。为了提 高喷雾干燥的热效率，可采用二次干燥法：如二段 干燥即降低干燥塔的出口温度，使含水分较高（6 7）的乳粉颗粒再在流化床或干燥塔中二

9、次 干燥至含水量2.55；也有的在塔底设置固定 沸腾床，使奶粉颗粒在塔底低温条件下干燥。 畜产品加工学 第五章 清洗与消毒 n 严格执行良好的卫生标准是进行高质量 食品生产的前提条件之一。对于乳品企 业来说，由于牛乳是大多数微生物生长 繁殖的理想培养基，一旦牛乳原料或产 品受到微生物的污染，就很容易在生产 中造成严重的产品污染事故。因此，工 厂内的各项清洗对所有的乳品厂来说都 具有至关重要的作用。 畜产品加工学 清洗的定义 n所谓清洗就是通过物理和化学的方法去 除被清洗表面上可见和不可见的杂质的 过程。 畜产品加工学 分类 （l）物理清洁指从被清洗表面上去除了肉眼 可见的污垢。物理清洁可能会在

10、被清洗表面 上留下化学残留物，但这通常是有意识的行 为，以达到阻止微生物在被清洗表面上繁殖 的目的。 （2）化学清洁指不仅去除了被清洗表面上肉 眼可见的污垢，而且还去除了微小的、通常 为肉眼不可见但可嗅出或尝出的沉积物。 畜产品加工学 分类 （3）微生物清洁指被清洗表面通过消毒、杀死 了极大部分附着的细菌和病原菌。微生物清洁 通常会伴有物理清洁，但不一定伴有化学清洁。 （4）无菌清洁指被清洗表面上附着的所有的微 生物均被杀灭了。这是UHT和无菌操作的基本 要求。们微生物清洁一样，无菌清洁通常伴有 物理清洁，但不一定伴有化学清洁。 畜产品加工学 二、清洗的作用机理 清洗的作用机理主要包括以下六个

11、方面： 1水的溶解作用 溶解作用与清洗介质的极性有关。乳品工厂中常 用的清洗介质是水。水是极性化合物，对于油 脂性污垢几乎没有溶解作用，对于碳水化合物 （如糖）、蛋白质、低级脂肪酸有一定的溶解 作用，而对于电解质及有机或无机盐类的溶解 作用较强。 畜产品加工学 清洗的作用机理 2热的作用 通过加热加速污垢的物理与化学反应速度，使 在清洗过程中易于脱落，从而提高清洗效果， 缩短清洗时间。 3机械作用 机械作用是指由运动而产生的作用，如由于搅 拌、喷射清洗液产生的压力和摩擦力。 畜产品加工学 清洗的作用机理 4界面活性作用 界面是相与相之间的交界面，即两相间的接触 表面。这里指的是清洗液与污垢，污

12、垢与被清 洗物体（如管道、罐体等），被清洗物体与清 洗液之间的交界面。界面活性作用是指这些界 面之间有选择的物理或化学作用的总称，包括 湿润、乳化、分散、溶解、起泡等等，而具有 这种界面活性作用的化学物质称为表面活性剂。 畜产品加工学 清洗的作用机理 5化学作用 化学作用是指清洗剂成分的化学反应，如 NaOH等碱性清洗剂与油脂的皂化反应与脂肪 酸的中和反应，对蛋白质的分解反应，酸性清 洗剂对无机盐性污垢的溶解反应，以及过氧化 物、氯化物类清洗剂对有机性污垢的氧化还原 反应，有机螫合剂对金属离子的螫合作用等。 6酶的作用 酶的作用是指酶所具有的分解作用，如淀粉酶 对淀粉的分解作用。 畜产品加工学

13、 影响清洗的五个要素 n1清洗剂 n2清洗液浓度 n3.清洗时间 n4.清洗温度 n5.清洗流量 畜产品加工学 清洗剂种类 n1. 无机碱类：氢氧化钠、正硅酸钠、 硅酸钠、磷酸三钠、碳酸钠、碳酸氢钠 n2. 酸类：无机酸：硝酸、磷酸、氨基 磺酸 有机酸：羟基乙酸、葡糖酸、柠檬 酸 n3. 螯合剂：EDTA、多聚磷酸盐 n4. 表面活性剂：烷基磺酸钠、季铵化 合物 畜产品加工学 消毒乳加工 第一节消毒乳的概念和种类 畜产品加工学 消毒乳的概念 n又称杀菌乳，系指以新鲜牛乳、稀奶油 等为原料，经净化、杀菌、均质、冷却、 包装后，直接供应消费者饮用的商品乳。 畜产品加工学 (）按原料成分 n1普遍全

14、脂消毒乳以合格鲜乳为原料，不加任何添加 剂而加工成的消毒鲜乳。 n 2脱脂消毒乳将鲜牛乳中的脂肪脱去或部分脱去而制 成的消毒奶。 n 3强化消毒乳把加工过程中损失的营养成分和日常食 品中不易获得的成分加以补充，使成分加以强化的牛乳。 n 4复原乳也称再制奶。系以全脂奶粉、浓缩乳、脱脂 奶粉和无水奶油等为原料，经混合溶解后制成与牛乳成 分相同的饮用乳。 n 5花色牛乳以牛乳为主要原料，加入其他风味食品， 如可可、咖啡、果汁（果料），再加以调色调香而制成 的饮用乳。 畜产品加工学 （二）按杀菌强度分 n 1低温杀菌（LTLT）牛乳也称保温杀菌乳。 牛乳经6265、30min保温杀菌。在这种温 度下

15、，乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结 核菌都被杀死。 n 2高温短时间（HTST）杀菌乳通常采用 7275、15s杀菌，或采用7585、15 n20s杀菌。由于受热时间短，热变性现象很少， 风味有浓厚感，无蒸煮味。 畜产品加工学 n3超高温杀菌（UHT）乳一般采用120150、 0.58s杀菌。由于耐热性细菌都被杀死，故保存 性明显提高。但如原料乳质量不良（如酸度高、盐 类不平衡），则易形成软凝块和杀菌器内挂乳石等， 初始菌数尤其芽孢数过高则残留菌的可能性增加， 故对原料乳的质量要求很高。由于杀菌时间很短， 故风味、性状和营养价值等与普通杀菌乳相比无差 异。 n4灭菌乳 灭菌乳可分两类，一类为

16、灭菌后无菌包 装；另一类为把杀菌后的乳装入容器中，再用 110120、1020min加压灭菌。 畜产品加工学 第二节巴氏消毒乳加工 n巴氏杀菌是指杀死引起人类疾病的所有 病原微生物及最大限度破坏腐败菌和乳 中酶的一种加热方法，以确保其安全性。 n工艺流程： 原料乳验收净化标准化均质杀 菌冷却灌装检验冷藏 畜产品加工学 生产工艺技术要求 n 1原料乳的验收和分级 n 2过滤或净化 n 3标准化 目的是保证牛奶中含有规定 的最低限度的脂肪。各国牛奶标准化的 要求有所不同。一般说来低脂奶含脂率 为0.5，普通奶为3。我国规定消毒 乳的含脂率为3.0，凡不合乎标准的乳 都必须进行标准化。 畜产品加工学

17、 生产工艺技术要求 n4均质均质可以是全部的，也可以是部 分均质。许多乳品厂仅使用部分均质， 主要原因是因为部分均质只需一台小型 均质机，这从经济和操作方面来看都有 利，在部分均质时稀奶油的含脂率不应 超过12。通常进行均质的温度为 65， 均质压力为 1020Mpa。 畜产品加工学 生产工艺技术要求 n 5巴氏杀菌巴氏杀菌的温度和持续时 间是关系到牛奶的质量和保存期等的重 要因素，必须准确。 n 6冷却乳经杀菌后，就巴氏消毒奶、非 无菌灌装产品而言通常将乳冷却至4左 右。而超高温奶、灭菌奶则冷却至20 以下即可。 畜产品加工学 生产工艺技术要求 n 7灌装 n （1）灌装目的灌装的目的主要为

18、便于零售， 防止外界杂质混入成品中、防止微生物再污染、 保存风味和防止吸收外界气味而产生异味以及 防止维生素等成分受损失等。 n （2）灌装容器灌装容器主要为玻璃瓶、乙 烯塑料瓶、塑料袋和涂塑复合纸袋包装。 畜产品加工学 二、生产线 n标准化可以采用预标准化、后标准化或 者直接标准化，而均质也可以是全部的 或者是部分的均质。最典型的工艺是生 产巴氏杀菌全脂奶，这种加工线包括一 台净乳机、巴氏杀菌器、缓冲罐和包装 机。 畜产品加工学 第三节 灭菌乳加工 n 一、灭菌方法 1二次灭菌 牛奶的二次灭菌有三种 方法：一段灭菌、二段灭菌和连续灭菌。 2.超高温（UHT）灭菌超高温灭菌奶是 在连续流动情况下，在130杀菌1s或者 更长的时间，然后在无菌条件下包装的 牛奶。 畜产品加工学 第四节 再制乳和花色乳的加工 n 一、再制乳 就是把几种乳制品，主要 是脱脂乳粉和无水黄油，经加工制成的 液态奶。其成分与鲜奶相似，也可以强 化各种营养成分。再制乳的生产克服了 自然乳业生产的季节性，保证了淡季乳 与乳制品的供应，并可调剂对缺乳地区 鲜奶的供应。 畜产品加工学 1原料 （1）脱脂乳粉和无水