《乳品生产技术》课件第五章

乳粉生产技术第五章乳粉生产技术

5.1乳粉的理化特性5.2全脂乳粉的生产技术5.3脱脂乳粉的生产技术5.4配方乳粉的生产技术5.5速溶乳粉5.6乳粉的质量控制乳粉生产技术乳粉系用新鲜牛乳或以新鲜牛乳为主，添加一定数量的植物蛋白质、植物脂肪、维生素、矿物质等原料，经杀菌、浓缩、干燥等工艺过程而制得的粉末状产品。乳粉的特点是在保持乳原有品质及营养价值的基础上，产品含水量低，体积小、重量轻，储藏期长，食用方便，便于运输和携带，更有利于调节地区间供应的不平衡。品质良好的乳粉加水复原后，可迅速溶解恢复原有鲜乳的性状。因而，乳粉在我国的乳制品结构中仍然占据着重要的位置。乳粉的种类很多，但主要以全脂乳粉、脱脂乳粉、速溶乳粉、婴儿配方乳粉、调制乳粉等为主。乳粉生产技术

1.全脂乳粉

全脂乳粉是新鲜牛乳经标准化、杀菌、浓缩、干燥而制得的粉末状产品。根据是否加糖其又分为全脂淡乳粉和全脂甜乳粉。

2.脱脂乳粉脱脂乳粉是用新鲜牛乳经预热、离心分离获得的脱脂乳，然后再经杀菌、浓缩、于燥而制得的粉末状产品。因为脂肪含量少，保藏性较前一种要好。

3.乳清粉将生产干酪排出的乳清经脱盐、杀菌、浓缩、干燥而制成的粉末状产品即乳清粉。乳粉生产技术

4.酪乳粉酪乳粉为将酪乳干制成的粉状物，其含有较多的卵磷脂。

5.干酪粉用干酪制成的粉末状制品

6.加糖乳粉是新鲜牛乳中加入一定量的蔗糖或葡萄糖，经杀菌、浓缩、干燥而制得的粉末状制品。

7.麦精乳粉鲜乳中添加麦芽、可可、蛋类、饴糖、乳制品等经干燥加工而成。乳粉生产技术

8.配方乳粉在牛乳中添加目标消费对象所需的各种营养素，经杀菌、浓缩、干燥而制成的粉末状产品，如婴幼儿配方乳粉、中小学生乳粉、中老年乳粉等。

9.特殊配方乳粉特殊配方乳粉为将牛乳的成分按照特殊人群营养需求进行调整，然后经杀菌、浓缩、干燥而制成的粉末状产品。如降糖乳粉、降血脂乳粉、降血压乳粉、高钙助长乳粉、早产儿乳粉、孕妇乳粉、免疫乳粉等。乳粉生产技术

10.速溶乳粉速溶乳粉为在制造乳粉过程中采取特殊的造粒工艺或喷涂卵磷脂而制成的溶解性、冲调性极好的粉末状产品。

11.冰激淋粉在新鲜乳中添加一定量的稀奶油、蔗糖、蛋粉、稳定剂、香精等，经混合后制成的粉末状制品，复原后可以直接制作冰激淋。

12.奶油粉在稀奶油中添加少量鲜乳制成的制品。乳粉生产技术5.1乳粉的理化特性

1.乳粉的组织结构乳粉的物理组织结构指乳粉的化学成分分布与结合的方式。干燥技术对乳粉的组织结构具有最直接的影响。滚筒干燥乳粉具有致密的组织结构，同时呈不规则的形状，无包裹的空气，由于呈不规则的结构，滚筒干燥乳粉颗粒的容积密度低，一般为0.3～0.5g/cm2。乳粉生产技术

喷雾干燥乳粉颗粒呈球形，其直径为10～250µm。颗粒包裹有空气，气泡大小不一。喷雾干燥乳粉颗粒表面一般比较光滑，但有时有起皱现象，主要是由于喷雾干燥中进风温度比较高，而且颗粒包裹的空气温度与颗粒外部温差很大造成的。同一批次样品中，颗粒出现形态上的差异，则是由于暴露在干燥塔中的各个颗粒的干燥条件不同所致。无论是压力还是离心式的喷雾干燥方式，对颗粒结构无特殊影响。但是速溶乳粉具有完全不同的颗粒结构。乳粉生产技术（1）乳粉中的脂肪

乳粉颗粒中脂肪的状态由于干燥方式及操作方法的不同而有区别。脂肪的状态对乳粉的保藏性影响很大。通常，压力喷雾者高压泵起了均质作用，所以乳粉中脂肪球直径较小，一般为1～2µm。离心喷雾干燥制得的乳粉脂肪球直径一般为1～3µm。不论什么方式喷雾的乳粉，其脂肪球均较原乳中的小。滚筒干燥乳粉的脂肪球直径为1～7µm，但大小范围幅度很大，脂肪球大者有时有几十微米的。这是因为在滚筒干燥过程中，牛乳与热的金属滚筒接触，牛乳中脂肪球膜受到损坏；再由于从滚筒上经刮刀刮下之际，又受到机械的摩擦作用，结果有些脂肪球彼此聚结成较大的脂肪团块。所以，这种乳粉的保藏性较差，容易氧化变质。乳粉生产技术

乳粉中的脂肪状态，可用四氯化碳溶剂抽提的方法观察。凡是直接用四氯化碳从乳粉中抽提出来的脂肪叫做游离脂肪。滚筒干燥乳粉含游离脂肪达总脂肪量的91％～96％，喷雾干燥乳粉仅为3％～14％。用荧光显微镜法测定，发现喷雾干燥乳粉的脂肪呈微细的脂肪球状态，存在于乳粉颗粒的内部；而滚筒干燥乳粉中游离脂肪都凝集在乳粉颗粒边缘，形成较大的脂肪团块，大小也不规则。凡是游离脂肪含量高的乳粉，都很容易氧化变质，不耐保藏。乳粉生产技术

可在喷雾干燥前对浓乳进行两段均质而使游离脂肪的含量降低。在喷雾之后，出粉和输粉过程中避免剧烈的高速气流输粉，也可减少一些游离脂肪含量。出粉后应迅速冷却到20℃以下进行输粉为佳。乳粉在高温下长时间暴露也会增高游离脂肪的含量。此外，质量很好的喷雾乳粉如在保藏过程中管理不当，吸水分过多，致使乳糖吸水结晶，也会使脂肪游离。一般认为促使脂肪游离的水分含量范围是8.5％～9％。乳粉生产技术

（2）乳粉中的蛋白质

乳粉颗粒中蛋白质的状态，特别是酪蛋白的状态，决定于乳粉复原性的好坏。要注意的是使蛋白质保持其原来的自然状态。通过电子显微镜观察，蛋白质的状态变化在滚筒式干燥乳粉中容易发生，喷雾干燥乳粉变性很少。乳粉复原为鲜乳状态时，生成的不溶性沉淀，主要是由吸收了磷酸三钙的变性酪蛋白酸钙组成。乳粉生产技术

由于蛋白质的变性而产生的不溶解性，主要是因为牛乳经加热而引起。为了获得溶解度高的乳粉，必须控制加热条件。关于乳粉中蛋白质的状态变化，特别是对于脱脂乳粉来说，由于其用途方面的要求，目前都制订了热处理的分级标准，以表示脱脂乳粉中未变性乳清蛋白质的含量。其详细内容将在本章第三节脱脂乳粉中叙述。此外，喷雾干燥的全脂乳粉，有时用水冲调复原为鲜乳时，牛乳液面上会出现一层泡沫状浮垢，这是脂肪一蛋白质络合物，其中约含脂肪48％，蛋白质34％。当乳粉在较高温度下(例如30℃左右)贮存时，会增加这种泡沫状浮垢量；如果在较低温度下(例如7℃左右)贮存，则很少形成浮垢。乳粉生产技术（3）乳粉中的乳糖

乳粉颗粒中含有大量的乳糖，全脂乳粉含有大约38％的乳糖，脱脂乳粉中约含50％的乳糖，乳清粉中约含70％的乳糖。新生产的乳粉中，乳糖呈非结晶的玻璃状态，α－乳糖与β一乳糖的无水物保持平衡状态，这种平衡状态受干燥时的温度所左右。但是，喷雾干燥乳粉因为是在瞬间完成干燥脱水，它会阻止乳糖结晶，α-乳糖与β-乳糖量之比约为1：5。玻璃状态的乳糖有很强的吸湿性(所以乳粉都很容易吸潮)，吸潮后则慢慢地变为含有一分子结晶水的结晶乳糖，由于乳糖的结晶作用，因而使乳粉颗粒表面产生很多微小的裂纹，这时，脂肪就会逐渐渗出，引起氧化变质，同时，外界空气很容易渗透到乳糖颗粒里面去。乳糖并不是全部地变为结晶，一般情况下乳糖吸收水分即使达到30％，也不能全部变为结晶。喷雾干燥的脱脂乳粉含水分3％～5％者，可以在37℃下存放600天，看不出有结晶现象。如果吸潮后含水分达到7.6％以上时，则在37℃下放置一天，就出现结晶。乳粉生产技术

（4）乳粉中的维生素

喷雾干燥对乳粉维生素含量的影响很小，影响最明显的有维生素B12（损失20％～30％）、维生素C（约20％）和维生素B1（约10％），其余的维生素损失是很小的。乳粉生产技术

2.乳粉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雾化方式。采用较高的压力和较低的浓乳黏度，可以减少粒径尺寸。当乳粉粒径在150～200µm时，复原过程中分散的速度最快。从表5-1中可以看出，压力喷雾干燥的乳粉较离心式的颗粒小。表5-1乳粉颗粒大小的分布

单位：％（质量分数）乳粉生产技术

3.乳粉的密度乳粉的密度有三种不同的表示方法，即：（1）表观密度(或称松密度)系指单位体积内乳粉的质量(g/m1)，包括乳粉颗粒空隙中的空气在内。（2）颗粒密度

表示乳粉颗粒的密度．仅包括颗粒本身内部的空气在内。（3）真密度

表示乳粉除空气外本身真正的密度。乳粉的表观密度受乳粉颗粒的内部结构及颗粒大小的影响，这与制造工艺有关。喷雾干燥法生产的全脂乳粉其表观密度为0.5～0.6g/mL，真密度为1.26～1.32g/mL；而脱脂乳粉的真密度为1.44～1.48g/mL。乳粉生产技术影响乳粉的密度，特别是表观密度的各种因素主要可归纳为：

①浓乳的浓度及粘度。②喷雾时的热风温度。③压力喷雾时的高压泵压力和喷孔直径。④离心喷雾时的离心盘结构。⑤出粉及输粉的方式。乳粉生产技术

4.气体乳粉中的气体指给定质量颗粒体积与相同质量的颗粒内部无空气时体积之差。每100g乳粉中通常含有10～30mL的气体。影响乳粉中气体量的因素有：①进料时混入的气体，虽然在蒸发、浓缩时会降低，但在随后输送到干燥塔时会从渗漏的管路中吸取空气。②浓缩液喷入干燥器所选用的喷雾干燥的类型。③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。④物料的特性，如物料形成稳定气泡的能力。蛋白质含量与状态显著影响着泡沫的形成，而脂肪具有相反的作用。有脂肪的浓缩物比脱脂乳难于形成泡沫。高脂肪含量的浓缩物料与脱脂的相比不容易形成泡沫。脱脂乳中未变性乳清蛋白具较强起泡趋势可以通过加热使之变性而减弱该现象。低固形物含量比高固形物含量更易起泡，温度升高可减少起泡趋势，即冷浓缩比热溶的更易搅打起泡。乳粉生产技术

5.流动性此外，乳粉的“流动性”也是近来常常提到的。所谓流动性，即乳粉的自由流动性质。这种性质，特别是对于散装乳粉或处理量大的乳粉(例如工业乳粉)来说很重要，因是大袋散装，且每次配料时要处理大量的乳粉．则要求乳粉在未加水冲调复原前的颗粒性质必须很理想，也即要求粉体的流动性良好。乳粉的流动性与颗粒大小、均匀度、密度、游离脂肪含量、粒温、水分含量和表面的光洁度等有关。颗粒大且均匀、表面光滑的乳粉，其流动性良好，要求生产无粉尘的工业乳粉(特别是脱脂乳粉)产品，目的就在于此。故目前都尽可能避免剧烈的气流输粉过程中的摩擦，而致力于流化床式冷却床出粉以生产速溶乳粉。乳粉生产技术

6.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。它是综合性的概念，包括乳粉的溶解性、分散性、沉降性、可湿性。一般而言，乳粉中的乳糖、非变性乳清蛋白和一些盐类是可溶的，而酪蛋白的分散性差。（1）溶解性（溶解度）

乳粉的溶解度系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。乳粉的溶解度与一般盐类的溶解度的含义是不同的。因牛乳是由溶液、悬浮液、乳浊液三种体系构成的一种均匀稳定的胶体性液体，而不是纯粹的溶液，故乳粉的溶解度只是一般的习惯称呼而已。乳粉溶解度的高低反映了乳粉中蛋白质的变性状况。影响乳粉溶解度的因素：

乳粉生产技术①原料的质量影响溶解度。原料牛乳的热稳定性差，乃是由于牛乳中盐类的平衡状态欠佳，这可能与乳牛的泌乳期及饲料等因素有关；另一个原因是牛乳收纳后未及时加工，促使细菌大量繁殖而使牛乳酸度偏高。由上述热稳定性较差的牛乳作为原料而加工制得的乳粉，其溶解度较差。据试验，一般在夏秋季节乳粉的溶解度较易控制，而冬春季节则较难，这说明牛乳本身的盐类平衡直接影响到乳粉加工过程中的溶解度指标a②牛乳消毒时温度太高、保温时间过长，或因设备故障使消毒乳长时间贮存，则易引起溶解度下降，甚至出现消毒乳凝固变性而无法进一步加工的情况。乳粉生产技术③牛乳用直接蒸汽加热，促使了蛋白质局部变性，从而在一定程度上影响乳粉的溶解度。④牛乳浓缩时温度高且在浓缩设备内停留时间过长，或浓缩乳贮存时间过久，也将影响乳粉的溶解度。⑤浓缩乳的浓度高或粘度大，则在雾化时不易分散，形成的液滴较大，必须以较高的干燥温度才能干燥之，则溶解度相应会下降，甚至出现严重的溶解度下降现象。⑥干燥方法不同也影响乳粉的溶解度。一般滚筒干燥法生产的乳粉溶解度较差，仅为70％～85％；而喷雾干燥法生产的乳粉溶解度可达99％以上。⑦包装形式、贮存条件及时间也影响乳粉的溶解度。当乳粉贮存于温度高、湿度的条件下，其溶解度将会下降；当乳粉中水分含量>5％以上时变化更大，尤其是非密封包装者，溶解度的下降特别明显。乳粉生产技术表征乳粉具有良好溶解度的指标为50mL再制乳中存在有不多于0.25mL不溶性沉淀物。一般情况下，在30～50℃时将一份普通喷雾干燥乳粉与10倍的水进行混合，溶解的时间为20～30min。所用水温度越低，所需时间越长。乳粉在冷水中完全溶解一般需8～12h。不同的生产技术对乳粉的溶解性具有很大影响，一般速溶乳粉的溶解性好，只需将所需的水倾入缸中，加入乳粉经过很短时间的搅拌，即使在冷水中乳粉亦会很快溶解。只要认真按工艺规程进行操作，又有合乎标准的原料乳投产，乳粉的溶解度是可以保证的。关键在于喷雾干燥操作，必须严格控制废气的相对湿度，必须有压力稳定、供料均衡的高压泵，必须有雾化性能良好的雾化器，才能得到较理想的溶解度，否则易使乳粉的溶解度严重下降而使产品不合格。乳粉生产技术

（2）分散性

分散性反映了吸湿的聚集乳粉颗粒均匀分散于水中的能力。通过附聚的大颗粒乳粉分散性提高。如果附聚乳粉中细粉比例升高，分散性下降。影响分散性的关键因素在于加工过程中酪蛋白的所受热处理的总强度。通过提高总干物质而提高受热程度，容易引起酪蛋白较多的不可逆变性，导致分散性不稳定。乳粉颗粒结构以及蛋白质分子的构造对乳粉的分散性具有极为重要的作用。当乳粉加入到水中分散成颗粒且并不存在团块时，即为具有良好分散性。含有大量变性蛋白质的乳粉，将很难分散，分散性最低达到90％是再制乳生产工艺对乳粉的一般要求。乳粉生产技术（3）可湿性

可湿性表示乳粉表面吸收水分而变湿的能力，它以给定数量乳粉渗透入静止水面所需的时间的长短来表示乳粉可湿性的优劣，一般以秒计，良好湿润性应低于30s。乳粉的可湿性与颗粒的表面积、颗粒大小、密度、脂肪的含量、表面活性等有关。喷雾干燥乳粉具有颗粒小，形状相似，颗粒紧密的特点，易阻止水分的渗透。而滚筒干燥生产的乳粉，颗粒大、形状不规则，内部空隙大，易吸湿。速溶乳粉由于颗粒形成聚集体，相互间空间变大，所以附聚的结果使其易吸湿。由于脂肪是疏水性的，所以乳粉中脂肪的含量和分布影响其可湿性。可以使用表面活性剂（如卵磷脂）对乳粉表面进行处理，从而改善其可湿性。乳粉生产技术（4）沉降性

沉降性是指乳粉颗粒克服水的表面张力以及通过表面而沉入水中的能力。沉降性可表示为1min内通过1cm2表面时的乳粉的毫克数。沉降性受颗粒下沉的倾向力影响，并与颗粒密度有关，颗粒密度大时，颗粒更容易下沉。喷雾干燥速溶乳粉由于附聚作用，提高了聚合体的质量，使颗粒容易下沉。在复原的初期，由于乳粉颗粒中的乳糖和矿物质比其他成分溶解快，使颗粒密度下降；同时，溶液的密度升高，又阻止颗粒进一步下降。随后颗粒与介质间密度差减小，致使最初下沉的颗粒又开始上升。附聚的乳粉通常具有更好的沉降能力。乳粉生产技术

7.吸湿性乳粉的吸湿性是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。乳粉中的蛋白质和乳糖对产品的吸湿性起主要作用。乳粉中的蛋白质和乳糖对产品的吸湿性起主要作用。在多数食品体系中，包含有一些重要的功能特性，如膨胀性、黏度、凝胶性、起泡性和乳化能力都影响着水－蛋白间的相互作用，这一相互作用通常用吸湿－解湿等温线来表示。乳粉生产技术它表明蛋白水合作用是水分活度（Aw）的函数。当Aw较低（<0.3）时，水以氢键的形式与带电的极性蛋白残基结合，形成单层结合水。当Aw>0.3时，水分子松散的与蛋白联合，在蛋白微粒周围形成多水层，即水分机械地吸入蛋白颗粒间的毛细管中。上述各种形式的水即是所谓的“结合水”，对各种食品体系起着重要作用。结合水的性质通常受蛋白组成、pH、盐类、离子强度和温度的影响。除了蛋白质，乳糖的状态也是影响乳粉水分平衡的重要因素。将乳粉暴露于潮湿的环境中，导致无定形的α-乳糖、β-乳糖转化为α-水合乳糖晶体。在85％和100％湿度、25℃条件下，放置24h后就会明显的看出α-水合乳糖晶体的存在。乳粉生产技术

8.热稳定性当乳粉用于热饮料、果冻、焙烤食品、再制炼乳、咖啡伴侣等产品时，其热稳定性尤为重要。如以脱脂乳粉为主要原料生产再制炼乳，必须经受较高的杀菌温度，从而保持产品的稳定；用作咖啡伴侣时，脱脂乳粉也要有较好的热稳定性，以防止与热咖啡接触时出现“絮凝”现象。影响再制乳热稳定性的工艺关键是在预热阶段所采用的热处理程度。此外，乳的成分（乳蛋白质、盐类等）、pH等，对乳的热稳定性都具有重要影响。乳粉生产技术

9.乳化性乳蛋白的乳化性对某些食品，如汤汁、蛋黄酱、咖啡伴侣、肉馅、含乳成分产品和还原乳制品很重要。脱脂乳粉作为乳蛋白成分的主要来源，在各种食品中扮演着以上提到的多种功能作用。而目前，已开发出了乳化效果更好的蛋白制品类，如酪蛋白酸盐、乳蛋白共沉物、乳清蛋白浓缩物等。乳粉生产技术5.2全脂乳粉的生产技术

1.全脂乳粉感官要求全脂乳粉感官要求见表5-2。表5-2全脂乳粉的感官指标

乳粉生产技术

2．全脂乳粉理化指标全脂乳粉理化指标应符合表5-3的规定。表5-3全脂乳粉理化指标乳粉生产技术

3．卫生指标全脂乳粉卫生指标应符合表5-4的要求。表5-4全脂乳粉的卫生指标乳粉生产技术

全脂乳粉和全脂加糖乳粉都是采用喷雾干燥法制得。其生产工艺流程如图5-1所示。图5-1全脂乳粉生产工艺流程图

乳粉生产技术5.2.1原料乳的验收及预处理

1.原料乳的验收原料乳应符合无公害生鲜牛乳的生产技术规范（NY5045—2001），同时要结合我国规定生鲜牛乳收购的条件（GB6914—1986）。无公害生鲜牛乳是指饲养环境无污染，使用无公害饲料的健康母牛产出的天然乳汁，其检验项目包括风味、色泽、酒精试验、乳温测定、相对密度、杂质度、酸度、脂肪、细菌数等感官指标、理化指标及微生物指标，检验合格者方可投入使用。乳粉生产技术

感官指标应符合表5-5的要求。

表5-5感官要求

乳粉生产技术

理化指标只有合格指标，不再分级，见表5-6表5-6生鲜牛乳理化指标

乳粉生产技术

收购牛乳细菌指标有平板细菌总数计算法和美蓝还原褪色法，采用平板细菌总数计算法，按表5-7每毫升内细菌总数分级指标进行评级。采用美蓝还原褪色法，按表5-8中美蓝褪色时间分级指标进行评级。两者只许采用一个，不能重复。上述检验中，酸度是一项重要指标。我国规定原料乳酸度不能超过20°T。因为酸度过高时蛋白质的稳定性变差，最终影响乳粉的溶解度，甚至导致乳粉酸败，以致不能食用。乳粉生产技术表5-7生鲜牛乳平板细菌总数指标

表5-8生鲜牛乳美蓝还原褪色时间分级指标

乳粉生产技术按照标准规定，生产乳粉所使用的原料乳应符合下列要求：①采用由健康母牛挤出的新鲜天然乳汁。②不得使用产前15d内的胎乳和产后7d内的初乳。③具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味，如饲料味、苦味、臭味和涩味等。④为均匀无沉淀的流体，粘性浓厚者不得使用。⑤色泽为白色或稍带微黄色，不得带有红色、绿色或显著的黄色。⑥酸度不超过20°T，个别地区允许使用不高于22°T的牛乳。⑦乳脂肪含量≥3.2％，总乳固体含量≥11.5％。⑧不得使用任何化学物质和防腐剂。⑨汞的残留量应符合下述标准：以Hg计不高于0.01mg/kg。乳粉生产技术

2.原料乳的预处理

原料乳的预处理是乳制品生产中必不可少的一个环节，也是保证产品质量的关键工段。如图5-2所示，原料乳要通过乳秤或磅乳槽，以记录秤重，作为经济核算的依据。同时要经过净乳、冷却和贮存等基本工序。乳粉生产技术图5-2现代收乳工艺设备流程图1－乳槽车；2－过滤器；3－脱气器；4－贮存罐；5－离心分离机；6－冷却器；7－贮乳缸；8－乳泵乳粉生产技术

（1）净乳

原料乳的质量好坏是影响乳制品质量的关键，只有优质原料乳才能保证优质的产品。为了保证原料乳的质量，挤出的牛乳在牧场必须立即进行过滤、冷却等初步处理，其目的是除去机械杂质并减少微生物的污染，原料乳经验收进入乳品厂后，还需进行一系列的净乳措施。原料乳在加工之前经过多次净化，目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物数量，确保产品达到卫生和质量标准的要求。净乳的方法有过滤法及离心净乳法。净乳的设备可参考第二章。乳粉生产技术（2）冷却

净化后的乳最好直接加工，如果短期贮藏时，必须及时进行冷却到5℃以下，以保持乳的新鲜度。一般采用板式换热器进行冷却，板式换热器设备见第二章。（3）贮存

原料乳送到加工厂时，由乳槽车泵入贮乳罐。贮乳罐的容量一般达几十万升，因此，真空输送是不可能的，一般用离心泵将牛乳泵入罐中，可以使脂肪球的破坏程度降到最低。为了避免搅动和产生泡沫，贮乳槽是从底部进料的。为保证连续生产的需要，乳品厂必须有一定的原料贮存量。一般工厂总的贮乳量应根据各厂每天牛乳总收纳量、收乳时间、运输时间及能力等因素决定。一般贮乳量的总容量应为日收纳总量的2/3～1。贮乳罐使用前应彻底清洗、杀菌，待冷却后注入牛乳。冷却后的乳应尽可能保持低温，以防止温度升高保存性降低。乳粉生产技术（4）原料乳的标准化

送入贮乳槽的牛乳，待预热杀菌处理。贮乳到一定量时要取样测定脂肪含量，依据测定结果进行标准化，以使乳粉的主要成分(脂肪)量达标并含量均一。生产全脂乳粉、加糖乳粉、脱脂乳粉及其他乳制品时，为使产品符合要求，必须对原料乳进行标准化。即必须使标准化乳中的脂肪与非脂乳固体之比等于产品中脂肪与非脂乳固体之比，但原料乳中的这一比例随乳牛品种、地区、季节、饲料及饲养管理等因素的不同而有较大的差别。因此，必须调整原料乳中脂肪和非脂乳固体之间的比例关系，使其符合制品的要求。一般把该过程称为标准化。乳粉生产技术如果原料乳中脂肪含量不足时，应分离一部分脱脂乳或添加稀奶油；当原料乳中脂肪含量过高时则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油。在实际工作中，如果奶源相对稳定，也可将各奶站收来的牛乳进行合理搭配便可解决上述标准化问题，如果胸中无数时，必须通过测定，然后进行调整。标准化在贮乳缸的原料乳中进行或在标准化机中连续进行。工厂标准化的方法可采用向牛乳中添加乳脂肪或乳固体的方法进行离线标准化，也可以通过在线标准化。这一步与净化分离连在一起，把分离的稀奶油按比例，直接混合到脱脂乳生产线中，从而达到标准化的目的。乳粉生产技术

图5-3给出了在线标准化设备流程图。在该体系中，无论原料乳含脂率和进料量如何变化，从分离机流出来的稀奶油的含脂率都能调整到要求的标准，并保持这一标准。稀奶油部分的含脂率通常调到40％。如果该稀奶油要用来生产奶油，则含脂率也可调到37％。离开分离机的稀奶油和脱脂乳并不立即混合，而是刚好在进入流量传感器之前在管道中进行混合。目前绝大部分的在线系统通过采用计算机控制来提高标准化的准确度。乳粉生产技术图5-3原料乳的在线标准化1－分离机；2－稀奶油平衡缸；3－富余的稀奶油控制阀；4－节流阀；5－稀奶油浓度控制阀；6－稀奶油浓度传感器；7－压力表；8－脱脂乳背压阀；9－乳脂含量传感器；10－管路压力微调阀；11－标准化乳平衡缸乳粉生产技术5.2.2原料乳的预热处理经过标准化处理的牛乳必须经过预热杀菌。牛乳中含有脂酶及过氧化物酶等，这些酶对乳粉的保藏性有害，所以必须在预热杀菌过程中将其破坏。此外，如大肠菌、葡萄球菌等有害菌也一定要完全杀死。

1.预热杀菌的目的①杀灭存在于牛乳中的全部病原微生物。②杀灭牛乳中绝大部分微生物，使产品中微生物残存量达到国家卫生标的要求，成为安全食品。③破坏牛乳中各种酶的活性，尤其要破坏脂酶和过氧化物酶的活性，以延长乳粉的保存期。乳粉生产技术④提高牛乳的热稳定性。⑤提高浓缩过程中牛乳的进料温度，使牛乳的进料温度超过浓缩锅内相应牛乳的沸点，杀菌乳进入浓缩锅后即自行蒸发，从而提高了浓缩设备的生产能力。或牛乳的进料温度等于浓缩锅内牛乳的沸点，也同样可提高设备的生产能力，并可减少浓缩设备加热器表面的结垢现象。⑥高温杀菌可提高乳粉的香味，同时因分解含硫氨基酸，而产生活性硫氨基，提高乳粉的抗氧性，延长乳粉的保存期。乳粉生产技术

2.杀菌方法

牛乳常见的杀菌方法见表5-9，具体应用时，不同的产品可根据本身的特性选择合适的杀菌方法。杀菌温度及保持时间对乳粉的溶解度及保藏性的影响很大，低温长时间杀菌方法的杀菌效果不理想，所以已经很少应用。一般认为高温杀菌可防止或推迟脂肪的氧化，对乳粉的保藏性有利。但高温长时间加热会严重影响乳粉的溶解度，所以认为高温短时间杀菌为好。现在大多采用高温短时间杀菌或超高温瞬时杀菌法，高温短时灭菌法，因为该方法可使牛乳的营养成分损失较少，乳粉的理化特性较好。超高温瞬时灭菌法能将牛乳中的几乎全部微生物杀死，而且能够最大限度地保留牛乳的营养价值，是目前最理想的一种杀菌方法，已逐渐为人们所重视，将来会被广泛采用。乳粉生产技术表5-9牛乳常见的杀菌方法

乳粉生产技术牛乳杀菌设备使用片式或管式杀菌器（设备见第二章），采用80～85℃，30s或95℃，20s的杀菌条件，或采用120～135℃，2～4s的超高温瞬时杀菌。这样的杀菌条件不仅可以达到杀菌要求，对制品的营养成分破坏也小，特别是超高温瞬时杀菌，几乎可以达到灭菌效果，乳中蛋白质达到软凝块化，对提高制品的溶解度是有利的。乳粉生产技术

3.影响杀菌效果的主要因素①原料乳污染程度，污染严重的原料乳杀菌效果差。②选用的杀菌方法不合适，致使杀菌效果差。③杀菌工段的设备、管路、阀门、储罐、滤布等器具清洗消毒不彻底，影响杀菌效果。④操作中，未能严格执行工艺条件及操作规程，严重影响杀菌效果。⑤杀菌器的传热效果不良，如板式杀菌器水垢增厚，使传热系数降低，影响杀菌效果。⑥杀菌器本身的故障。保温杀菌罐的大小与搅拌器大小及转速配合不当，使罐的下部形成冷乳层，使杀菌温度不够；牛乳起泡时造成受热温度不匀；杀菌器保温层绝缘不良；自动控制系统发生故障；板式杀菌器的预热段胶垫破损时，造成生乳的混入，等等。乳粉生产技术

4.乳粉的加糖及杀菌乳粉的加糖须按照我国部颁标准规定，所使用的蔗糖必须符合相应国家标准。（1）加糖量的计算

为保证乳粉含糖量符合国家规定标准，需预先经过计算。根据标准化乳中蔗糖含量与标准化中干物质含量之比，必须等于加糖乳粉中蔗糖含量与乳粉中乳干物质含量之比，则牛乳中加糖量可按下述公式计算乳粉生产技术（2）加糖方法及杀菌

常用的加糖方法有以下三种①将糖投入原料乳中溶解加热，同牛乳一起杀菌。②将糖投入水中溶解，制成浓度约为65％的糖浆溶液进行杀菌，再与杀菌过的牛乳混合。③将糖粉碎杀菌后，再与喷雾干燥好的乳粉混匀。前两种属于先加糖法，制成的产品能明显改善乳粉的溶解度，提高产品的冲调性。第三种为后加糖法，采用该方法生产的乳粉体积小，从而节省了包装费用。由于蔗糖具有热熔性，在喷雾干燥塔中流动性较差，所以当生产含糖35％的加糖乳粉时一般采用后加糖法，生产含糖20％以下的加糖乳粉采用先加糖法。乳粉生产技术5.2.3蒸发（浓缩）

为了节约能源和保证产品质量，喷雾干燥前对杀菌乳必须进行浓缩。乳浓缩是利用设备的加热作用，使乳中的水分在沸腾时蒸发汽化，并将汽化产生的二次蒸汽不当排除，从而使制品的浓度不当提高，直至达到要求的浓度的工艺过程。浓缩技术对其工艺流程的设计、设备的选型、制造加工和具体操作提出了较高要求，随着科学技术及生产的发展，浓缩已趋向低温、快速、连续的发方向发展。

乳粉生产技术

1．浓缩的目的①作为干燥的预处理，以降低产品的加工热耗，节约能源。例如鲜乳中含有87.5％～89％的水分，要制成含水量为3％的乳粉，需要去除大量水分。若采用真空浓缩，每蒸发1kg水分，需要消耗1.1kg的加热蒸汽，而用喷雾干燥，每蒸发1kg水分需要消耗3～4kg蒸汽，故先浓缩后干燥，可以大大节约热能。②提高乳中干物质的含量，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收率，减少损失。③由于乳粉的品质和贮藏性，使其密度提高，可减少粉尘飞扬，便于包装。④改善乳粉的品质和贮藏性。经过真空浓缩，使存在于乳中的空气和氧气的含量降低，一方面可除去不良气味，另一方面可减少对乳脂肪的氧化，因而可提高产品的品质及贮藏性。乳粉生产技术

2.浓缩的基本原理乳的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空浓缩。它是利用真空状态下，液体的沸点随环境压力降低而下降的原理，使牛乳温度保持在40～70℃之间沸腾，因此可将加热过程中的损失降到最小程度。当牛乳中的某些水分子获得的动能超过其分子间的引力时，就在牛乳液面汽化，而牛乳中的干物质数量保持不变，汽化的分子不断移去并使汽化过程持续进行，最终牛乳的干物质含量不断提高达到预定的浓度。乳粉生产技术

3.乳浓缩的方法（1）自然蒸发

溶液中的溶剂（通常为水）在低于其沸点的状态下进行蒸发，溶剂的汽化只能在溶液的表面进行，蒸发速率较低，乳品工业上几乎不采用。（2）沸腾蒸发

将溶液加热使其达到某一压力下的沸点，溶剂的汽化不但在液面进行，而几乎在溶液的各部分同时产生现象，蒸发速率高。工业生产上普遍采用沸腾蒸发。根据液面上方压力的不同，沸腾蒸发又可分以下两种。乳粉生产技术

①常压蒸发。蒸发过程是在大气压力状态下进行，溶液的沸点就是某种物质本身的沸点，蒸发速度慢。乳品工业上最早使用的平锅浓缩就是常压浓缩，但目前该蒸发方法几乎已不采用。

②减压蒸发。即真空浓缩，是利用抽真空设备使蒸发过程在一定的负压状态下进行，溶液的沸点低，蒸发速率高。由于压力越低溶液的沸点就越低，所以整个蒸发过程都是在较低的温度下进行的，特别适合热敏性物料的浓缩，目前在乳品工业生产上得到广泛应用。

乳粉生产技术

牛乳浓缩的程度如何将直接影响到乳粉的质量，牛乳浓缩的程度视各厂的干燥设备、浓缩设备、原料乳的性状、成品乳粉的要求等而异，一般浓缩到原料乳的1/4，即乳固体含量为40％～50％。通常，当浓缩终了时，测其相对密度或粘度以确定浓缩终点。此时的相对密度、粘度(50℃)在下述范围：

相对密度

粘度(莫球尼尔粘度)

全脂浓缩乳1.110～1.12570以下

脱脂浓缩乳1.160～1.18060以下这里的相对密度和粘度并不一定成正比例关系，但喷雾干燥一般与粘度有密切关系，所以，有的工厂以测粘度为主，相对密度为辅。在相同粘度下，乳固体含量高者对喷雾干燥有利，所以都在研究如何在浓缩中不使粘度显著增高。乳粉生产技术

4.牛乳真空浓缩的特点由于牛乳属于热敏性物料，浓缩宜采用减压浓缩法。减压浓缩法的优点如下：①牛乳的沸点随压力的升高或下降而增高或降低，真空浓缩可降低牛乳的沸点，避免了牛乳高温处理，减少了蛋白质的变性及维生素的损失，对保全牛乳的营养成分，提高乳粉的色、香、味及溶解度有益。②真空浓缩可极大地减少牛乳中空气及其他气体的含量，起到一定的脱臭作用，这对改善乳粉的品质及提高乳粉的保存期有利。

乳粉生产技术③真空浓缩加大了加热蒸汽与牛乳间的温度差，提过了设备在单位面积单位时间内的传热量，加快了浓缩进程，提过了生产能力。④真空浓缩味使用多效浓缩设备及配置热泵创造了条件，可部分地利用二次蒸汽，节省了热能及冷却水的耗量。⑤真空浓缩操作是在低温下进行的，设备与室温间的温差小，设备的热量损失少。⑥牛乳自行吸入浓缩设备中，无需进行料泵。真空浓缩的不足之处一是真空浓缩必须设真空系统，增加了附属设备和动力消耗，工程投资增加。二是液体的蒸发潜热随沸点降低而增加，因此真空浓缩的耗热量较大。乳粉生产技术

5.牛乳的真空浓缩设备真空浓缩的设备和种类较多，按照加热器构造一般有盘管式、直管式和板式浓缩设备三种。再按蒸发过程是否利用二次蒸气又分为单效、多效浓缩设备和带有热泵的浓缩设备。（1）盘管式浓缩设备

这种设备由盘管式加热室、蒸发室、冷凝器、真空泵、除沫器、进出料口等组成。其结构见图5-4所示。乳粉生产技术图5-4盘臂式真空浓缩设备的结构1－冷水进口；2－第一级蒸气喷射器；3－中间冷凝器；4－第二级蒸气喷射器；5－冷凝器；6－除沫装置；7－仪表盘；8－温度计；9－平衡器；10－窥视孔；11－进料阀；12－冷凝水排出口；13－加热盘管；14－蒸气进口；15－逆止阀；16－放料阀；17－取样阀；18－排水泵；19－冷凝水乳粉生产技术该设备的工作原理是：当乳由进料口进入浓缩锅时，盘管内的热蒸气对通过盘管的乳进行加热，乳受热膨胀，比重降低，使乳上浮到液面时发生汽化，从而使浓度增加，比重变大，从温度较低的盘管中心处下降，形成乳沿锅壁及盘管处上升，从盘管中心下落的循环状态。产生的二次蒸气通入冷凝器中凝结后排出，加热蒸气使用后通过汽水分离器排出。这种设备的特点是能连续进料，不能连续出料，效率较低，适用于小型加工厂。乳粉生产技术盘管式浓缩设备的操作方法如下。①使用前须用热水冲洗干净，然后用直接蒸汽进行杀菌，使锅体及各部的温度达95℃以上，并保持此温度5min以上。②密闭后进行抽真空试验。a.若使用水力喷射器，先开起冷却水的进水阀及多级水泵，使进水压力（表压）维持在0.3MPa左右。b.若使用大气式混合冷凝器，首先开启干式真空泵，随后开启冷却水的进水阀，并调整至所需的流量。c.若使用低位冷凝器，先开启真空泵，然后开启低位冷凝器的抽水泵及冷却水的进水阀，并及时调整抽水泵的流量及冷却水的流量，使冷凝器的气压腿内维持一定的液位。正式操作时尚需进一步调整。乳粉生产技术d.若使用并流式冷凝器及湿式真空泵，先开启湿式真空泵，后开启冷却水，并严格控制和调整冷却水的流量。③进料。一般均以切线方向进料，这样有利于保持牛乳最佳的沸腾状态，以提高其蒸发速率。④正常操作时应根据工艺要求，随时调节加热蒸汽的使用压力、进料量、冷却水的用量及温度，使操作处于最佳状态。乳粉生产技术⑤浓缩乳的浓度达到预定要求时，便可停车出料，停车顺序如下。a.关闭加热蒸汽阀门。b.破坏真空度，关闭水力喷射器的进水泵，或顺序关闭冷却水、抽水水泵、真空泵或湿式真空泵。c.用泵抽出浓缩乳，若继续使用时，遵照上述开车顺序重新操作，否则要进行清洗。⑥清洗时先用热水将锅内残留的浓缩乳冲洗干净，然后用热碱液喷淋于盘管表面，再用水冲洗碱液，人工进行擦洗。或仿照杀菌器的酸、碱液循环清洗法进行清洗，但最终一定需将酸液冲洗嘎酸奶机，或用淡碱液中和，否则易引起牛乳酸化而结块。乳粉生产技术（2）升膜式浓缩设备

单效升膜式浓缩设备结构简单，生产能力强，蒸发速度快，蒸气消耗低，可连续生产。见图5-5所示。其工作原理是：乳从加热器底部进入加热管，蒸气在管外对乳进行加热，加热管中的乳在管的下半部只占管长的1/5～1/4。乳加热沸腾后产生大量的二次蒸气，其在管内迅速上升，将牛乳挤到管壁，形成薄膜，进一步被浓缩。在分离器高真空吸力作用下，浓缩乳与二次蒸气沿切线方向高速进入分离器。经分离器作用浓缩乳沿循环管回到加热器底部，与新进入的乳混合后再次进入加热管进行蒸发，如此循环直至达到要求浓度后，一部分浓缩乳由出料泵抽出，另一部分继续循环。一般要求出料量与蒸发量及进料量达到平衡，乳浓度由出料量进行控制。乳粉生产技术图5-5单效升膜式浓缩设备的结构1－加热器；2－蒸气进口管道；3－加热；4－牛乳进入分离器料管；5－二次蒸气出品管道；6－分离器；7－捕集器；8－90º锥底；9－循环管；10－浓乳出料管；11－平稀管；12－出料泵；13－放剩奶阀；14－杀菌乳进料管；15－冷凝水出口管；16－气水分离器乳粉生产技术单效升膜式浓缩设备的操作方法与盘管式浓缩设备大致相似，当牛乳自加热器底部进入后，由于真空及牛乳自蒸发（超沸点进料时）的关系，片刻后牛乳自分离器的切线入口喷出。牛乳喷出后，即稍开启加热蒸汽，于是循环加剧。同时，相应减少进乳量，必要时进行压气，待操作正常后，重行调整进乳量及加热蒸汽的使用压力。一般经5～10min的浓缩（视不同产品而异）待浓度达到要求时便可出料。双效升膜式浓缩设备的构造及原理与单效相似，只是多一个加热器进行二次蒸发。乳粉生产技术（3）降膜式浓缩设备

降膜式浓缩设备也有单效和多效之分。其构造及工用原理相似，区别也在加热器多少。双效降膜式浓缩设备构造见图5-6。

其工作原理是：杀菌乳由顶部进入一效加热器的加热管中，形成薄膜沿管壁形成薄膜向下流进行蒸发，然后经物料泵送人二级加热器，顶部再次蒸发，达到所需浓度后由出料泵抽出。要求进料量与蒸量、出料量保持平衡。乳粉生产技术图5-6双效降膜式真空浓缩设备的结构1—保温管；2—杀菌器；3—一效加热器；4—一效分离室；5—二效加热器；6—二效分离器；7—冷凝器；8—中间冷凝器；9—一级蒸汽泵；10—二级蒸汽泵；11—启动蒸汽泵；12—进料泵；13—平衡泵；14—冷却水泵；15—出料泵；16—冷凝水泵；17—物料泵；18—热泵乳粉生产技术双效降膜式浓缩设备的操作方法如下：①开启泵冷却水给水阀，调水压力至0.02～0.04MPa（表压）。②打开平衡出料阀，依次开动进料阀、循环泵、出料泵，同时打开大回流阀，关闭出料泵。③当大回流阀有水流出时启动真空设备、水力喷射泵抽真空，打开水箱冷却水阀，启动水力喷射泵、给水泵。④当二效分离器真空度达到0.082MPa（表压）时，打开杀菌器和热压泵的蒸汽阀。调热压泵工作蒸汽约0.5MPa（表压），杀菌器壳层真空度约0.0093～0.024MPa（表压）。

乳粉生产技术⑤调节冷却水排水温度至38～42℃，调节进料量至1700～1800kg/h。

⑥当出料温度和各效字符温度达到要求时，关闭平衡槽进水阀，当平衡槽内水将流尽（以不露出出料口为准）时开进料阀。⑦当回流管有物料流出时，使之流入平衡槽，进入大循环，同时调节进料量和杀菌温度等各有关工艺参数，并开小回流阀（物料在二效蒸发气的循环阀）。⑧当大回流管物料接近要求浓度时，开出料阀，同时关闭大回流阀。并根据出料浓度调整小回流阀，使出料浓度达到要求（甜粉15～17°Bé，淡粉11～13°Bé）乳粉生产技术

一般工厂浓缩设备的水分蒸发任务都要比喷雾干燥大的多，因此，改进或提高浓缩设备的蒸发效能具有重要经济意义。采用单效蒸发系统每蒸发1kg水分需1～1.2kg蒸汽，双效只需0.46kg蒸汽，三效仅需0.333kg蒸汽。干燥过程中蒸发1kg水分至少需要1.7kg加热蒸汽。表5-10显示了浓缩与干燥蒸发水分耗蒸汽量的对比。乳粉生产技术表5-10蒸发1000kg/h水分所需的蒸汽量对比

乳粉生产技术（4）多效真空浓缩蒸发设备

经过一段时间的研究，产生了多效蒸发器，其特点是上一效蒸发器的蒸汽作为下一效蒸发器的热源。各效蒸发器与一冷凝器和抽真空相连，真空度越高，蒸发温度就越低。牛乳通常是由高温到低温。在整个操作过程中，各效之间的温度差几乎是相等的，皆为15℃左右，而且每一效蒸发掉的水分也大致相等。降膜式蒸发器的第一效温度最高，最后一效温度最低，最高温度与最低温度之间的温度差由各效平均分布。换句话说，效数越多，则相邻两效温差越小。要达到一定的蒸发速率，就必须增加加热面积，但是如果超过4效，能量的节省就会显著减少。大多数工厂选择5效或者6效的蒸发器，超过7效的很少见。乳粉生产技术

由于物料不断被浓缩，在后几效里物料的黏度不断增加，传热系数越来越低，所以需要更大的热交换表面。这样不但增加了设备造价，同时由于可能形成沉淀，从而引起操作上的困难。解决这一问题的办法就是让牛乳倒流，这样在蒸发温度最高的那一效牛乳的黏度也最大；或者可以使得部分高黏性物料回流，从而确保物料布满整个加热表面。后者由于滞留之间不平衡，最终产品质量可能会降低。乳粉生产技术

6.TVR蒸发设备和MVR蒸发设备（1）概述

随着蒸汽喷射泵和压缩机应用于二次蒸汽的再压缩，二次蒸汽可以得到非常高效率的回收和利用，大大减少了原蒸汽的用量。根据压缩方式的不同，降膜式蒸发器分为两种，即TVR和MVR蒸发器。（2）TVR蒸发器

如图5-7所示，在TVR(thermovapourrecompression)蒸发器中，牛乳从蒸发器顶部进入，由于重力的作用，牛乳形成一层薄膜后沿着管内壁流下，同时蒸发产生的二次蒸汽对牛乳薄膜的下行也会起到一定的带动作用。在蒸发器的底部安装有一台分离器，可以将二次蒸汽与浓缩乳分离开来。乳粉生产技术分离后的二次蒸汽可以作为下一效的加热蒸汽，而最后一效的二次蒸汽则进入冷凝器，经过冷凝后以冷水的形式排除。部分从第一效气液分离器中分离出来的二次蒸汽与加热蒸汽一起成为第一效的加热蒸汽。从气液分离器中分离出来的蒸汽的压力(与温度相对应)经过蒸汽喷射泵后得到提高。加热蒸汽(一般压力为0.6~1MPa)通过一喷嘴进入混合室中，从而形成蒸汽流，并与二次蒸汽混合。当混合蒸汽以很高的速率通过扩散器后，速率突然减慢，相应动能转换成势能，蒸汽的温度和压力得到提高，以适应作为加热蒸汽的需要。乳粉生产技术图5-7TVR蒸发器乳粉生产技术

一般来讲，进入蒸汽喷射泵的二次蒸汽量与加热蒸汽量是相等的。蒸汽喷射泵成本不高，但设计要求却十分严格。蒸汽喷射泵中没有可以活动的部分，不需要维修，但要求噪声低，蒸汽喷射泵的效率与加热蒸汽的压力以及二次蒸汽与混合蒸汽（二次蒸汽与加热蒸汽）的温差(△t)有关。混合比（二次蒸汽量与加热蒸汽量之比）随着蒸汽压力和温差的增大而增大。例如，1kg压力为0.9MPa的加热蒸汽在温差分别为13℃、10℃、6℃时能够吸收的二次蒸汽分别为1.0kg、1.4kg、2.3kg。乳粉生产技术牛乳必须均布于加热管内壁，否则就会有结焦的危险。因此，在蒸发器的顶部都安装有一个均布器，它可以达到使牛乳均布于加热管内壁的目的。牛乳刚进入蒸发器时，其温度稍高于加热管内牛乳的沸点温度，因此牛乳就在蒸发器人口处发生闪蒸，产生的二次蒸汽同时有助于牛乳均布于加热管内壁。气液分离器的效率直接决定了冷凝液的纯度。为了最大程度地减低因雾沫夹带而造成的物料损失（比如二次蒸汽中夹带的部分乳固体），必须保证气液混合体沿切线方向进入分离器，且还必须有足够高的速度，以产生足够大的离心力。在将旋风分离器的工作原理引入气液分离器的设计中之后，气液分离器的工作性能大大地提高了。乳粉生产技术（3）MVR蒸发器

当一个乳品厂的TVR蒸发器的蒸汽供应不足，就可以选用MVR(mechanicalvapourrecompression)蒸发器。由于MVR蒸发器是由电力驱动压缩机从而产生蒸汽的，其运行成本比较高，所以多年以来在乳制品工业中的发展受到一定限制。但是随着原子能的应用和压缩技术的发展，使得MVR蒸发器同TVR蒸发器一样可靠，而且成本大致相当。在TVR蒸发器中，仅有一部分蒸汽被压缩，而在MVR蒸发器中全部的蒸汽都要被压缩。如图5-8所示。通常MVR蒸发器系由一效组成，而且蒸发的温度可以根据产品的需要进行选择。排管由几部分组成，物料在各个部分中由泵进行输送，排管中的管路非常简单，能够保证物料在浓缩过程中正常的水分蒸发量。如果水分的蒸发量超过了15t/h，那么就需要更多的蒸发排管。乳粉生产技术MVR蒸发器仅仅在启动的时候需要蒸汽，而在操作过程中既不需要蒸汽也不需要冷凝水。如果希望产品中乳固体含量比较高，那么需附加一个蒸汽加热式的蒸发器及进行最后浓缩，这样蒸发器的控制就会更加容易。如果要将脱脂乳浓缩到固形物含量为50％，在MVR蒸发器中可以将牛乳浓缩到固形物含量为42％，然后在最后一效蒸汽加热使蒸发器中乳固体浓缩到50％。也就是说，MVR蒸发器蒸发过程中96％的水分在MVR蒸发器中去除，4％的水分在最后一效蒸发器中去除，因此控制蒸发器所消耗的冷水和蒸汽很少。浓缩物中的热量可以通过片式热交换器对即将进入蒸发器的物料进行预热。乳粉生产技术

现在有很多厂家生产各种型号的不锈钢机械蒸汽压缩机，但是由于价格比较昂贵，保留一个备用压缩机的成本太高，因此在设计MVR蒸发器时，常常考虑到与TVR蒸发器的兼容性，也就是将一个热力蒸汽蒸发器作为一个备用部件，而不是将一个机械压缩机作为一个备用部件，如果机械压缩机峰现故障，蒸发器仍然能够在有蒸汽的时候进行操作。这种做法也可以在电的价格比燃料的馋格高的时候利用蒸汽加热进行生产，从而节约成本，但这样同时增加了建厂的初期投资。同样，在设计TVR蒸发器的时候也考虑到与MVR蒸发器的兼容性。乳粉生产技术图5-8MVR蒸发器结构示意A—牛乳进口；B—预热用蒸汽；C—冷凝水出口；D—曰浓缩乳出口；E—抽真空装置1—MVR效：2，3—监控蒸发器：4—气液分离器；5—机械压缩装置；6—杀菌器；7—冷凝器；8—预热器乳粉生产技术（4）TVR和MVR蒸发器的比较

TVR和MVR蒸发器的投入成本大致相当，故操作成本的高低就成为选择蒸发器的决定因素。一般机械压缩机是依靠电力驱动，如果使用内燃机或者蒸汽涡轮机，在提高效率的同时还能回收废弃的热量。同时随着天然气在很多国家的广泛使用，用天然气来驱动压缩机也成为一种很经济的办法。压缩机可以用汽油马达来驱动，或者由汽油发电来驱动。在TVR蒸发器中，仅仅有一部分蒸汽被压缩。但是在MVR蒸发器中，全部蒸汽都要被压缩，所以热效率更高。乳粉生产技术

7.真空浓缩的技术条件①浓缩锅中的真空度应保持在81～90kPa，乳温50～60℃；多效蒸发室未效内的真空度应保持在83.8～85kPa，乳温40～45℃。②加热蒸气的压力应控制在0～1kg/cm2。③浓缩乳韵浓度要求

全脂乳粉浓度为，11.5～13°Bé，干物质含量38～48％；加糖全脂乳粉浓度为15～20°Bé，干物质含量为40～50％。乳粉生产技术

8.影响浓缩效果的因素（1）浓缩设备条件的影响

主要因素有加热总面积、加热蒸气与乳之间的温差、乳的翻动速度等。加热面积越大，供给乳的热量越多，浓缩速度越快。加热蒸气与乳之间温差越大，蒸发速度越快。一般用提高真空度降低牛乳沸点、增加蒸气压力能提高蒸气温度的方法来加大温差，但压力过大会出现“焦管”现象，影响产品质量，一般压力控制在0.5～2kg/cm2，翻滚速度越大，乳热交换效果越好。乳粉生产技术（2）乳的浓度与粘度的影响

乳的浓度与粘度对乳的翻滚速度有影响。浓缩初期，由于乳的浓度低，粘度小，翻滚速度快。随着浓缩的继续，乳的浓度逐渐提高，粘度逐渐增大，翻滚速度也减缓。（3）加糖的影响

加糖可提高乳的粘度，延长浓缩时间。一般把乳浓缩到接近所需浓度时再将糖浆加入。

9．蔗糖的加入

生产加糖全脂乳粉时，蔗糖的添加一般在浓缩工序前进行。根据成品最终的含糖量，将所需蔗糖加热溶解成一定浓度的糖浆，经杀菌、过滤后，与杀菌乳混匀，同时进行浓缩。乳粉生产技术5.2.4均质

生产全脂乳粉、全脂甜乳粉以及脱脂乳粉时，一般不必经过均质操作，但若乳粉的配料中加入了植物油或其他不易混匀的物料时，就需要进行均质操作。均质时的压力一般控制在14～21MPa，温度控制在60℃为宜。二级均质时，第一级均质压力为14～21MPa，，第二级均质压力为350MPa左右。乳粉生产技术5.2.5干燥

1.乳粉的干燥方法随着世界范围内牛乳产量的上升，乳制品的干燥已变得越来越重要。目前，乳粉的干燥方法一般有三种：喷雾干燥法、滚筒干燥法和冷冻干燥法。其中喷雾干燥法占绝对优势，因为喷雾干燥制品在风味、色泽和溶解性等方面具有较好的品质。乳粉生产技术

2.喷雾干燥的原理与特点（1）喷雾干燥的原理

喷雾干燥法是乳和各种乳制品生产中最常见的干燥方法。其原理是使浓缩乳在机械力（压力或高速离心力）的作用下，在干燥室内通过雾化器将乳分散成极细小的雾状微滴(直径为10～100µm)，使牛乳表面积增大。雾状微滴与通入干燥室的热空气直接接触，从而大大地增加了水分的蒸发速率，在瞬间（0.01～0.04s）使微滴中的水分蒸发，乳滴干燥成乳粉，降落在干燥室底部。乳粉生产技术

雾滴直径D与表面积S增加的倍数之间的关系不是简单的线性关系。比如说，一般从直径为1cm的球体分散为直径50µm的微粒时，其表面积增加约200倍，如果分散成1µm的球体时，其表面积增加10000倍。由于单位质量的物料的表面积越大，则热交换越迅速，水分除去越快，物料受热时间缩短，产品质量提高。因此，雾化液滴的直径对产品质量有较大的影响。乳粉生产技术（2）喷雾干燥的特点

①喷雾干燥的优点。a.干燥迅速快，物料受热时间短，浓缩乳经雾化分散成无数直径10～100µm大小的微粒，表面积大大增加。与干热空气接触后水分蒸发速度很快，整个干燥过程仅需l0～30s。牛乳营养成分的破坏程度较小，乳粉的溶解度高，冲调性好。b.整个干燥过程中乳粉颗粒表面的温度较低，不会超过干燥介质的湿球温度（50～60℃），从而可以减少牛乳中一些热敏性物质的损失，且产品具有良好的理化性质。c.工艺参数可以方便地调节，产品质量容易得到控制，同时也可以生产有特殊要求的产品。d.整个干燥过程都是在密闭的状态下进行的，产品不易受到外来的污染，从而最大程度地保证了产品的质量。e.操作简单，机械化、自动化程度高，操作人员少，劳动强度低，生产能力大。乳粉生产技术

②喷雾干燥的缺点。a.喷雾干燥过程中，一般用饱和蒸汽加热干燥介质。加热后干燥介质的温度为130～170℃。如用电热或燃油炉加热，可使干燥介质的温度提高至200℃以上，但考虑到影响乳粉的质量，干燥介质的温度受到一定的限制，一般不宜超过200℃。故所需的干燥设备体积较大，占地面积大或需多层建筑，投资大，干燥室的水分蒸发强度一般仅达到2.5～4.0kg/（m3·h）。乳粉生产技术b.为了保证乳粉水分含量的要求，必须严格控制各种产品干燥时