炼乳——淡炼乳生产工艺

1、炼乳炼乳淡炼乳生产工艺淡炼乳生产工艺第二节第二节 淡淡 炼炼 乳乳 淡炼乳是将牛乳浓缩至原体积的40%，装罐后密封并经灭菌而成的制品，其主要成分见表9-2。表 9-2 淡炼乳的理化指标指 标项 目特 级一 级全乳固体(%)脂肪(%)酸度(0T)铅(以 Pb 计,mgkg-1)铜(以 Cu 计,mgkg-1)锡(以 Sn 计,mgkg-1)汞(以 Hg 计,mgkg-1)杂质度(mgkg-1)26.008.0048.000.504.0050.000.01(按鲜乳折算)4.0025.007.5048.00.504.0050.000.01(按鲜乳折算)4.00注 指每 kg 产品中杂质的毫克数一、淡

2、炼乳生产工艺一、淡炼乳生产工艺 淡炼乳生产工艺流程如图9-3所示。原料乳验收 预 处 理 标 准 化 预 热 空罐 浓 缩 清洗 均 质 灭菌 冷 却 干燥 装罐、封罐 灭菌 震荡 保温检验 装箱出厂图9-3 淡炼乳生产工艺流程 一原料乳验收、预处理、标准化一原料乳验收、预处理、标准化 参见本参见本章第一节相应内容，但淡炼乳在生产工艺中需章第一节相应内容，但淡炼乳在生产工艺中需经过高温灭菌，故原料乳的选择特别是原料乳经过高温灭菌，故原料乳的选择特别是原料乳中的要用中的要用75%75%的乙醇检验，并做添加磷酸盐热的乙醇检验，并做添加磷酸盐热稳定性试验。稳定性试验。 二预热二预热 预热目的参见本章

3、第一节。淡炼预热目的参见本章第一节。淡炼乳一般采用乳一般采用9595100101001015min15min使乳中的钙离使乳中的钙离子成为磷酸三钙，而成不溶。另外采用子成为磷酸三钙，而成不溶。另外采用UHTUHT灭灭菌技术可提高乳的热稳定性，如菌技术可提高乳的热稳定性，如120,15s120,15s的的预热条件。预热条件。 为了提高乳蛋白质的热稳定性，在淡炼乳生产中允许添加少量稳定剂。常作稳定剂使用的有柠檬酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠，添加量为：100kg原料乳中添加磷酸氢二钠Na2HPO412H2O或柠檬酸钠C6H5O7Na32H2O525g,或者100kg淡炼乳添加1262g。稳定剂的用量

4、最好根据浓缩后的小样试验来决定，使用过量，产品风味不好且易褐变。 三浓缩三浓缩 oBoB即可。由于淡炼乳的浓即可。由于淡炼乳的浓度较难控制，所以生产中可以先浓缩到度较难控制，所以生产中可以先浓缩到浓度稍高一些，浓度稍高一些， 四均质四均质 淡炼乳在长时间放置后会淡炼乳在长时间放置后会发生脂肪上浮现象，表现为其上部形成发生脂肪上浮现象，表现为其上部形成稀奶油层，严重时一经震荡还会形成奶稀奶油层，严重时一经震荡还会形成奶油粒，这大大影响了产品的质量。油粒，这大大影响了产品的质量。1 1、 均质的目的均质的目的 1破碎脂肪球，防止脂肪上浮；破碎脂肪球，防止脂肪上浮； 2 使吸附于脂肪球外表的酪蛋白量

5、增使吸附于脂肪球外表的酪蛋白量增加，进而增加制品的粘度，缓和变稠现加，进而增加制品的粘度，缓和变稠现象；象； 3使产品易于消化、吸收；使产品易于消化、吸收； 4 改善产品感观质量。改善产品感观质量。2 2、均质工艺、均质工艺 在炼乳生产中视具体情况可以采用一次或二次均质；如采用二次均质，第一次在预热之前进行，第二次应在浓缩之后。 淡炼乳大多采用一次均质。由于开始均质的压力不会马上稳定，所以最初出来的物料均质不一定充分，可以将这局部物料返回，再均质一次。均质压力第一段为1416Mpa，第二段为3.5Mpa左右；均质温度以5060为宜。 为了确保均质效果，可以对均质后的物料进行显微镜检视，如果有8

6、0%以上的脂肪球直径在2m 以下，就可以认为均质充分了。五冷却五冷却 1 1、 冷却目的冷却目的 均质后的炼乳温度一般为50左右，在这样的温度下停留时间过长，可能出现耐热性细菌繁殖或酸度上升的现象，从而使灭菌效果及热稳定性降低。另外，在此温度下，成品的变稠和褐变倾向也会加剧。因此，要及时且迅速的使物料的温度降下来，以防止发生上述产品质量问题。2 2、冷却方法、冷却方法 淡炼乳冷却温度与装罐时间有关，当日装罐需冷却到10以下，次日装罐应冷却至4以下。六标准化六标准化 浓缩后的标准化是使浓缩乳的总固形物控制在标准范围内，所以也称为加水操作。加水量可按下式计算： 加水量= 式中 A标准化乳的脂肪总量

7、 F1-成品的含脂率% F2缩乳的含脂率%F2AF1A七七 装罐、封罐装罐、封罐 1 1、小样试验、小样试验 为了防止由于不可预见的为了防止由于不可预见的变化而造成成品的损失变化而造成成品的损失, ,装罐前应先做小装罐前应先做小样试验。小样试验按以下步骤进行：样试验。小样试验按以下步骤进行： 1 1试样准备试样准备: :吸取浓度为吸取浓度为4.11%4.11%的磷酸的磷酸氢二钠溶液氢二钠溶液0.5mL0.5mL、1.0mL1.0mL、1.5mL1.5mL、2.0mL2.0mL、2.5mL2.5mL、3.0mL3.0mL，分别参加净重，分别参加净重411g411g的浓缩乳罐中的浓缩乳罐中, ,封

8、罐后摇匀。封罐后摇匀。 2灭菌试验:灭菌条件应与批量生产条件相同。淡炼乳生产通常采用以下灭菌条件： 升温 87 100 116 排气 冷却18min17min86min15保温min5min15保温3开罐检验: 灭菌后开罐，倾入烧杯中，检查其组织状态、色泽、风味，并测定粘度。粘度用毛式粘度计测定，以20时大球1002000R为宜。高于此粘度，一般有热凝固倾向。假设粘度较高，可把灭菌温度降低0.5或缩短灭菌时间0.5min；假设粘度过低，那么灭菌保温时将回转式灭菌釜回转架暂停5min，以提高粘度。总之，通过小样试验，确定批量生产的灭菌条件和稳定剂的添加量。2 2、 装罐、封罐装罐、封罐 将稳定剂

9、溶于灭菌蒸馏水中参加到浓缩乳中，搅拌均匀，即可装罐、封罐。但装罐不得太满，因淡炼乳封罐后要高温灭菌，故必须留有顶隙，以防胀罐，封罐最好用真空封罐机，以减少炼乳中的气泡和顶隙中的残留空气。八灭菌、冷却八灭菌、冷却 灭菌的主要目的是为了杀灭微生物、钝化酶类，从而延长产品的贮藏期，同时还可提高淡炼乳的粘度，防止脂肪上浮。除此之外，灭菌还能赋予淡炼乳特殊的芳香味。 灭菌方法分为间歇式分批式灭菌法和连续式灭菌法两种。 间歇式灭菌适于小规模生产,可用回转灭菌机进行，灭菌条件同小样试验。 连续式灭菌可分为3个阶段：预热段、灭菌段、和冷却段。封罐后罐内乳温在18以下，进入预热区预热到9395，然后进入灭菌区，

10、加热到114119，经一定时间运转后，进入冷却区，冷却到室温。近年来，新出现的连续灭菌机，可在2min内加热到去125138，并保持13min，然后急速冷却，全部过程只需67min。连续式灭菌法灭菌时间短，操作可实现自动化，适于大规模生产。九振荡九振荡 如果灭菌操作不当，或使用了稳定性较低的原料乳，那么淡炼乳中常有软凝块出现，这时通过振荡，可使软凝块分散复原成均一的流体。振荡使用水平式振荡机进行，往复冲程为6.5cm，300400次/min，通常在室温下振荡156Os。十保温检验十保温检验 淡炼乳在出厂前，一般还要经过保温试验，即将成品在2530下保藏34周，观察有无胀罐现象，并开罐检查有无缺

11、陷。必要时可抽取一定比例样品，于37下保藏710d,加以检验。合格的产品即可擦净，贴标装箱出厂。二、炼乳的缺陷及原因二、炼乳的缺陷及原因 1.膨罐 参见本章甜炼乳 2.异臭味 异臭味产生主要由于灭菌不完全，残留的细菌繁殖而造成的酸败、苦味和 臭味现象。 3.沉淀 长时间的贮藏淡炼乳的罐底会生成白色的颗粒状沉淀物，此沉淀物的主要成分是柠檬酸钙、磷酸钙和磷酸镁。它的生长与贮藏温度和在淡炼乳中浓度呈正比。 4.脂肪上浮 当成品粘度低，均质处理不完全，以及贮藏温度较高的情况下易发生脂肪上浮。 5.稀薄化 淡炼乳在贮藏期间会出现粘度降低的现象，称之为渐增性稀薄化。稀薄化程度与蛋白质的含量成反比，随着贮藏

12、温度增高和时间延长淡炼乳的粘度下降很大。 6.褐变 参见甜炼乳。第十章第十章 乳乳 粉粉 它是以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳为主要原料,添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，除去其中几乎全部水分而制成的粉末状乳制品。 乳粉中水分含量很低,重量减轻、体积变小为贮藏和运输带来了方便；同时微生物不能发育繁殖，有的甚至死亡，所以贮藏期长。这乳粉加工的目的之一。一、一、 乳粉的乳粉的种类种类及其化学组成及其化学组成 1 1种类种类 根据乳粉加工所用原料及加工根据乳粉加工所用原料及加工工艺的不同可以将乳粉分为工艺的不同可以将乳粉分为: : 1 1全脂乳粉全脂乳粉 是新鲜牛乳标准化后，

13、是新鲜牛乳标准化后，经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。由于脂肪含量高易被氧化，在室温可保由于脂肪含量高易被氧化，在室温可保藏三个月。藏三个月。 2脱脂乳粉 用离心的方法将新鲜牛乳中的绝大局部脂肪别离去除后，再经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。由于脱去了脂肪，该产品保藏性好通常达1年以上，用于制点心、面包、冰淇淋、复原乳等。 3速溶乳粉 将全脂牛乳、脱脂牛乳经过特殊的工艺操作而制成的乳粉，对温水或冷水具有良好的润湿性、分散性及溶解性。 4配制乳粉 在牛乳中添加某些必要的营养物质后再经杀菌、浓缩、枯燥而制成。配制乳粉最初主要是针对婴儿营养需要而研制的，供给母乳缺乏

14、的婴儿食用。目前，配制乳粉已呈现出系列化的开展势头，如中小学生乳粉、中老年乳粉、孕妇乳粉、降糖乳粉、营养强化乳粉等的生产对不同的人群具有一定的生理调节功能。 5加糖乳粉 新鲜牛乳经标准化后，参加一定量的蔗糖，再经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。 6冰淇淋粉 在牛乳中配以乳脂肪、香料、稳定剂、抗氧化剂、蔗糖或一局部植物油等物质经枯燥而制成。 7奶油粉 将稀奶油经枯燥而制成的粉状物，易氧化。与稀奶油相比保藏期长，贮藏和运输方便。 8麦精乳粉 在牛乳中添加可溶性麦芽糖、糊精、香料等经真空枯燥而制成乳粉。 9乳清粉 将制造干酪的副产品乳清进行枯燥而制成的粉状物。乳清中含有易消化、有生理价值的乳蛋白、球

15、蛋白及非蛋白态氮化合物、其它有效物质。根据用途分为普通乳清粉、脱盐乳清粉、浓缩乳清粉等。 10酪乳粉 将酪乳枯燥制成的粉状物。含有较多的卵磷脂，用于制造点心及复原乳之用。2乳粉的化学组成乳粉的化学组成 乳粉的化学组成依原料乳的种类和添加物不同而有所差异，表10-1中列举了几种主要乳粉的化学组成。表10-1 主要种类乳粉的化学组成%种类水分脂肪蛋白质乳糖灰分乳酸全脂乳粉脱脂乳粉麦精乳粉婴儿乳粉母乳化乳粉乳油粉甜性酪乳粉20032332926025006639027000887552000260065154682650368913191900130013423588380047847240*540

16、0560017864784605780366440320291780016155017017155注 *包括蔗糖、麦精及糊精二、乳粉的一般生产二、乳粉的一般生产工艺工艺 乳粉的工艺流程如下： 原料乳 的检收乳 的预 处理 标准化浓缩喷雾干燥冷却晾粉包装成品 一原料乳的验收及预处理一原料乳的验收及预处理 见第四、第五章相关见第四、第五章相关内容。内容。 二配料二配料 乳粉生产过程中，除了少数几个品种乳粉生产过程中，除了少数几个品种如全脂乳粉、脱脂乳粉外如全脂乳粉、脱脂乳粉外, ,都要经过配料工序，其都要经过配料工序，其配料比例按产品要求。配料时所用的设备主要有配料配料比例按产品要求。配料时所用的

17、设备主要有配料缸、水粉混合器和加热器。牛乳或水通过加热器后得缸、水粉混合器和加热器。牛乳或水通过加热器后得以升温以升温, ,其他配料参加到水粉混合器上方的料斗中其他配料参加到水粉混合器上方的料斗中, ,物物料不断地被吸入并在水粉混合器内与牛乳或水相混合料不断地被吸入并在水粉混合器内与牛乳或水相混合, ,然后又回流到配料缸内，周而复始然后又回流到配料缸内，周而复始, ,直到所有的配料溶直到所有的配料溶解完毕并混合均匀为止。解完毕并混合均匀为止。 对于生产加糖奶粉可按甜炼乳的方法加糖。对于生产加糖奶粉可按甜炼乳的方法加糖。 三均质三均质 生产全脂乳粉、全脂甜乳粉以及生产全脂乳粉、全脂甜乳粉以及脱脂

18、乳粉时，一般不必经过均质操作脱脂乳粉时，一般不必经过均质操作, ,但假设但假设乳粉的配料中参加了植物油或其他不易混匀的乳粉的配料中参加了植物油或其他不易混匀的物料时物料时, ,就需要进行均质操作。均质时的压力就需要进行均质操作。均质时的压力一般控制在一般控制在141421MPa,21MPa,温度控制在温度控制在6060为宜。为宜。二级均质时二级均质时, ,第一级均质压力为第一级均质压力为141421Mpa,21Mpa,第第二级均质压力为二级均质压力为3.5MPa3.5MPa左右。均质后脂肪球变左右。均质后脂肪球变小小, ,从而可以有效地防止脂肪上浮从而可以有效地防止脂肪上浮, ,并易于消化并易

19、于消化吸收。吸收。 四杀菌四杀菌 牛乳常用的杀菌方法见表牛乳常用的杀菌方法见表10-210-2。具体应用时。具体应用时, ,不同的产品可根据本不同的产品可根据本身的特性选择适宜的杀菌方法。低温长身的特性选择适宜的杀菌方法。低温长时间杀菌方法的杀菌效果不理想，所以时间杀菌方法的杀菌效果不理想，所以已经很少应用。目前最常见的是采用高已经很少应用。目前最常见的是采用高温短时灭菌法温短时灭菌法, ,因为该方法可使牛乳的营因为该方法可使牛乳的营养成分损失较小养成分损失较小, ,乳粉的理化特性较好。乳粉的理化特性较好。表10-2 牛乳常见的杀菌方法杀菌方法杀菌温度/时间杀菌效果所用设备低温长时间杀菌法60

20、-65/30min70-72/15-20min可杀死全部病原菌，杀菌效果一般。容器式杀菌缸高温短时灭菌法85-87/15s94/24s杀菌效果好板式、列管式杀菌器超高温瞬时灭菌法120-140/2-4s杀菌效果最好板式、列管式蒸汽直接喷射式杀菌器五真空浓缩五真空浓缩 牛乳经杀菌后立即泵入真空蒸发器进行减压真空浓缩，除去乳中大局部水分65%，然后进入枯燥塔中进行喷雾枯燥,以利于产品质量和降低本钱。 (1)真空浓缩的设备 真空浓缩设备种类繁多,按加热局部的结构可分为直管式、板式和盘管式三种；按其二次蒸汽利用与否,可分为单效和多效浓缩设备。 (2浓缩时的条件 一般真空度为218kPa，温度为5060

21、。单效蒸发时间为40min，多效是连续进行的。 (3) 影响浓缩的因素 加热器总加热面积。加热面积越大,乳受热面积就越大，在相同时间内乳所接受的热量亦越大,浓缩速度就越快。 蒸汽的温度与物料间的温差。温差越大,蒸发速度越快。 乳的翻动速度。乳翻动速度越大,乳的对流越好,加热器传给乳的热量也越多,乳既受热均匀又不易发生焦管现象。另外,由于乳翻动速度大,在加热器外表不易形成液膜,而液膜能阻碍乳的热交换。乳的翻动速度还受乳与加热器之间的温差、乳的粘度等因素的影响。 乳的浓度与粘度。随着浓缩的进行,浓度提高,比重增加,乳逐渐变得粘稠,流动性变差。 牛乳浓缩的程度如何将直接影响到乳粉的质量。连续式蒸发器

22、在稳定的操作条件下，可以正常连续出料，其浓度可通过检测而加以控制；间歇式浓缩锅需要逐锅测定浓缩终点。 在浓缩到接近要求浓度时，浓缩乳粘度升高，沸腾状态滞缓，微细的气泡集中在中心，外表稍呈光泽，根据经验观察即可判定浓缩的终点。但为准确起见，可迅速取样，测定其比重、粘度或折射率来确定浓缩终点。一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4，乳干物质到达45%左右。浓缩后的乳温一般约4750，不同的产品浓缩程度1全脂乳粉为11.513oBe,相应乳固体含量为38%42%；2脱脂乳粉为2022oBe,相应乳固体含量为35%40%；3全脂甜乳粉为1520oBe,相应乳固体含量为45%50%；大颗粒奶粉可相应提高浓度

23、。六喷雾枯燥六喷雾枯燥 浓缩乳中仍然含有较多的水分,必须经喷雾枯燥即浓奶经过雾化后再与热空气水分交换后才能得到乳粉。目前国内外广泛采用压力式喷雾枯燥和离心式喷雾枯燥。 1喷雾枯燥条件 压力式喷雾枯燥法生产乳粉和离心式喷雾枯燥法生产乳粉时,工艺条件通常分别控制在表10-3和表10-4所列出的范围。表10-3 压力喷雾枯燥法生产乳粉的工艺条件项 目全脂乳粉全脂加糖粉浓缩乳浓度(0Be)11.513乳固体含量(%)3842浓缩乳温度()4560高压泵工作压力(kpa)1000020000喷嘴孔径(mm)2.03.5喷嘴数量(个)36喷嘴角度(rad)1.0471.571进风温度()140180排风温

24、度()7585排风相对湿度(%)1013干燥室负压(Pa)9819615204550455010000200002.03.5361.2221.3941401807585101398196表10-4 离心喷雾枯燥法生产乳粉的工艺条件项 目全脂乳粉全脂加糖乳粉浓乳浓度(0Be)浓乳干物质含量（%）浓乳温度()转盘转速(rpm)转盘数量(只)进风温度()干燥温度()排风温度()13-1545-5045-555000-200001200上下90上下85上下14-1645-5045-555000-200001200上下90上下85上下2 2乳粉枯燥过程乳粉枯燥过程 分为两个阶段: 第一阶段将预处理过的牛

25、乳浓缩至乳固体含量40%左右。 第二阶段将浓缩乳泵入枯燥塔中进行枯燥,该阶段又可分为三个连续过程: 1将浓缩乳雾化成液滴； 2液滴与热空气流接触,牛乳中的水分迅速地蒸发,该过程又可细分为预热段、恒率枯燥段和降速枯燥段； 3将乳粉颗粒与热空气分开。 在枯燥室内,整个枯燥过程大约用时25s。由于微小液滴中水分不断蒸发,使乳粉的温度不超过75。 枯燥的乳粉含水分2.5%左右，从塔底排出，而热空气经旋风别离器或袋滤器别离所携带的乳粉颗粒而净化，或排入大气或进入空气加热室再利用。3二次枯燥或两段枯燥二次枯燥或两段枯燥 为了提高喷雾枯燥的热效率，可采用二次枯燥法： 1、二段枯燥能降低枯燥塔的排风温度，使含

26、水分较高6%-7%的乳粉颗粒再在流化床或枯燥塔中二次枯燥至含水量2.5%5%； 、直通法枯燥，在塔底设置固定沸腾床，使奶粉颗粒在塔底低温条件下沸腾枯燥。 乳粉在流化床枯燥机中继续枯燥，可生产优质的乳粉。因为可以提高喷雾枯燥塔中空气进风温度，使粉末的停顿的时间短仅几秒钟；而在流床枯燥中空气进风温度相对低130，粉末停留时间较长几分钟热空气消耗也很少。见图10-1。 传统枯燥和两段式枯燥将干物质含量48%的脱脂浓缩奶枯燥到含水量3.5%所需条件见表10-5。表10-5 传统枯燥和两段式枯燥条件方 式传统干燥二段式干燥进风温度200250出风温度9487空气室出口aw0.090.17总消耗热KJ/kg水43303610能力kg粉末/h13002040物料图10-1 配有流化床喷雾枯燥1、4-空气加热器 2-喷雾枯燥塔 3-流化床 5-冷空气室 6-冷却干空气室 7-振动筛 由此可见，两段式枯燥能耗低20%、生产能力更大57%、附加枯燥仅耗5%热能、乳粉质量通常更好。但需要增加流化床。 流化床除枯燥还可有其它功能，如简单地参加一个冷却局部流床也能用于粉粒附聚，