乳粉生產(chǎn)工藝

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 乳粉生產(chǎn)工藝乳粉生產(chǎn)工藝 用加熱或冷凍等方法除去乳與乳制品用加熱或冷凍等方法除去乳與乳制品中絕大部分的水分，干制成粉末狀的制中絕大部分的水分，干制成粉末狀的制品，統(tǒng)稱為乳粉。品，統(tǒng)稱為乳粉。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、定義一、定義 縮小體積，減輕重量，保存營(yíng)養(yǎng)素，縮小體積，減輕重量，保存營(yíng)養(yǎng)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、脫脂乳粉、加糖乳粉、調(diào)全脂乳粉、脫脂乳粉、加糖乳粉、調(diào)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、冰淇淋粉等冰淇淋粉等 此外還

2、有此外還有嬰兒乳粉嬰兒乳粉、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、乳粉的種類三、乳粉的種類冷凍法與加熱法兩類冷凍法與加熱法兩類1. 冷凍法：離心冷凍法和冷凍升華法冷凍法：離心冷凍法和冷凍升華法2. 加熱法：平鍋法、滾筒法和加熱法：平鍋法、滾筒法和噴霧法噴霧法三種三種四、生產(chǎn)方法四、生產(chǎn)方法l 機(jī)械化機(jī)械化l 連續(xù)化連續(xù)化l 自動(dòng)化自動(dòng)化l 大型化發(fā)展大型化發(fā)展五、發(fā)展方向五、發(fā)展方向第二節(jié)第二節(jié) 全脂加糖乳粉的生產(chǎn)工藝全脂加糖乳粉的生產(chǎn)工藝工藝流程工藝流程u原料乳的驗(yàn)收原料乳的驗(yàn)收u乳的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化乳

3、的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化u乳的殺菌乳的殺菌u濃縮濃縮u噴霧干燥噴霧干燥u冷卻與貯存冷卻與貯存u包裝包裝u成品成品 酸度，比重，脂肪，酒精試驗(yàn)，細(xì)菌檢驗(yàn)酸度，比重，脂肪，酒精試驗(yàn)，細(xì)菌檢驗(yàn)1. 原料乳的驗(yàn)收原料乳的驗(yàn)收凈化：離心凈乳機(jī)凈化：離心凈乳機(jī)冷卻：當(dāng)天冷卻：當(dāng)天10以內(nèi)；隔天以內(nèi)；隔天5 以內(nèi)以內(nèi)（貯存：（貯存：5t，10t，20t）標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)準(zhǔn)化：R2=R1，成品，成品 F=25-30%，一般，一般 F=26%均質(zhì)和冷卻：脂肪球變小，形成均一的乳均質(zhì)和冷卻：脂肪球變小，形成均一的乳濁液；形成均勻分散的體系濁液；形成均勻分散的體系2. 乳的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化乳的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化3. 殺菌殺菌3.1 主

4、要目的主要目的1）病原菌全部殺滅，腐敗菌大部分被殺）病原菌全部殺滅，腐敗菌大部分被殺死死2) 破壞蛋白酶、解脂酶、過(guò)氧化物酶等破壞蛋白酶、解脂酶、過(guò)氧化物酶等3) 在熱工學(xué)方面，還起到把乳溫提高到蒸在熱工學(xué)方面，還起到把乳溫提高到蒸發(fā)器內(nèi)沸點(diǎn)以上的作用（自蒸發(fā)）發(fā)器內(nèi)沸點(diǎn)以上的作用（自蒸發(fā)）3.2 殺菌依據(jù)殺菌依據(jù)1) 以鈍化解脂酶為確定工藝的依據(jù)以鈍化解脂酶為確定工藝的依據(jù)2) 考慮殺菌工藝對(duì)成品溶解度的影響考慮殺菌工藝對(duì)成品溶解度的影響3.3 殺菌時(shí)間殺菌時(shí)間 列管式殺菌器：列管式殺菌器：80-85，5-15min 雙雙效和多效降膜蒸發(fā)器：逐層預(yù)熱，效和多效降膜蒸發(fā)器：逐層預(yù)熱，90-95

5、 ，保溫，保溫10-15sec4. 真空濃縮真空濃縮問(wèn)：原料乳能否直接噴霧干燥？問(wèn)：原料乳能否直接噴霧干燥？答：能答：能. 1）成品質(zhì)量不好）成品質(zhì)量不好 2）經(jīng)濟(jì)效益差）經(jīng)濟(jì)效益差1）經(jīng)濟(jì)效益好，成本低）經(jīng)濟(jì)效益好，成本低 真空濃縮鍋中，蒸發(fā)真空濃縮鍋中，蒸發(fā)1kg 水分需要消耗約水分需要消耗約1.1kg 加熱蒸汽；雙效降膜蒸發(fā)器需加熱蒸汽；雙效降膜蒸發(fā)器需0.39kg加熱蒸汽；加熱蒸汽；噴霧干燥室內(nèi)每蒸發(fā)噴霧干燥室內(nèi)每蒸發(fā)1 kg 水分，需要水分，需要2.5-3.0kg加加熱蒸汽熱蒸汽2) 真空濃縮對(duì)乳粉的物理性狀有顯著影響真空濃縮對(duì)乳粉的物理性狀有顯著影響 濃縮后乳粉粒子粗大，有良好的分

6、散性和沖調(diào)濃縮后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和沖調(diào)性性3) 真空濃縮可改善乳粉的保藏性真空濃縮可改善乳粉的保藏性4) 濃縮后，乳粉顆粒致密，密度大對(duì)包裝有利濃縮后，乳粉顆粒致密，密度大對(duì)包裝有利真空濃縮的優(yōu)點(diǎn)真空濃縮的優(yōu)點(diǎn)5. 加糖加糖1. 加糖方法加糖方法 預(yù)熱殺菌前加糖預(yù)熱殺菌前加糖 包裝前添加蔗糖細(xì)粉包裝前添加蔗糖細(xì)粉 將滅菌糖漿加入濃縮奶中將滅菌糖漿加入濃縮奶中(真空濃縮后真空濃縮后) 預(yù)熱時(shí)加一部分，包裝前再加一部分預(yù)熱時(shí)加一部分，包裝前再加一部分2.加糖方法取決于產(chǎn)品配方和設(shè)備條件：加糖方法取決于產(chǎn)品配方和設(shè)備條件： 產(chǎn)品中含蔗糖產(chǎn)品中含蔗糖20%以下以下(最好最好15%)可采可采

7、用用和和法，產(chǎn)品中含蔗糖法，產(chǎn)品中含蔗糖20%以上時(shí)，以上時(shí)，采用采用和和法為宜法為宜3.原因：蔗糖具有熱熔性，在噴霧干燥塔原因：蔗糖具有熱熔性，在噴霧干燥塔中流動(dòng)性較差，容易粘壁和形成團(tuán)塊所加中流動(dòng)性較差，容易粘壁和形成團(tuán)塊所加蔗糖均應(yīng)符合國(guó)家特級(jí)品的要求。蔗糖均應(yīng)符合國(guó)家特級(jí)品的要求。 溶解加糖法制造的加糖乳粉，沖調(diào)性優(yōu)溶解加糖法制造的加糖乳粉，沖調(diào)性優(yōu)于加干糖法的乳粉于加干糖法的乳粉6. 噴霧干燥噴霧干燥6.1 特點(diǎn)及原理特點(diǎn)及原理 噴霧干燥是噴霧和干燥的密切結(jié)合，用噴霧干燥是噴霧和干燥的密切結(jié)合，用單獨(dú)一次工序?qū)饪s乳干燥成乳粉。單獨(dú)一次工序?qū)饪s乳干燥成乳粉。 采用機(jī)械力量，通過(guò)霧化

8、器將濃縮乳在采用機(jī)械力量，通過(guò)霧化器將濃縮乳在干燥室內(nèi)噴成極細(xì)小的霧狀乳滴，使比干燥室內(nèi)噴成極細(xì)小的霧狀乳滴，使比表面積大大增加，同時(shí)與熱空氣接觸，表面積大大增加，同時(shí)與熱空氣接觸，水分瞬間大量蒸發(fā)。水分瞬間大量蒸發(fā)。 可將物料中含有可將物料中含有50-70%水分迅速干燥成水分迅速干燥成為水分為為水分為2.0% 左右的粉狀成品左右的粉狀成品6.2 噴霧干燥的優(yōu)、缺點(diǎn)噴霧干燥的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 干燥速度快，物料受熱時(shí)間短干燥速度快，物料受熱時(shí)間短 干燥過(guò)程溫度低，乳粉品質(zhì)好干燥過(guò)程溫度低，乳粉品質(zhì)好 調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以控制成品的質(zhì)量指標(biāo)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以控制成品的質(zhì)量指標(biāo) 在密閉空間內(nèi)干燥，產(chǎn)品

9、不易受污染，產(chǎn)品在密閉空間內(nèi)干燥，產(chǎn)品不易受污染，產(chǎn)品雜質(zhì)度很低雜質(zhì)度很低 操作控制方便，適合于連續(xù)化、自動(dòng)化、大操作控制方便，適合于連續(xù)化、自動(dòng)化、大型化生產(chǎn)型化生產(chǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 熱效率低熱效率低 干燥室體積較龐大，粉塵回收裝置比較復(fù)雜干燥室體積較龐大，粉塵回收裝置比較復(fù)雜 設(shè)備清掃工作量大設(shè)備清掃工作量大150-180 出風(fēng)口出風(fēng)口80濃奶濃奶40-45噴霧器噴霧器干燥室干燥室空氣加熱器空氣加熱器鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)集粉裝置集粉裝置空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾56-60 奶粉奶粉旋風(fēng)分離機(jī)旋風(fēng)分離機(jī)或袋濾器或袋濾器排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)廢氣廢氣熱風(fēng)熱風(fēng)新鮮空氣新鮮空氣30圖圖 5 噴霧干燥的流程噴霧干燥的流程圖6 立式順流

10、壓力噴霧干燥流程示意圖1.排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)2.攪龍攪龍3.股型閥股型閥4.袋濾器袋濾器 5.干燥室干燥室 6.噴頭噴頭7.分風(fēng)箱分風(fēng)箱 8. 加熱器加熱器9. 進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口 10. 濾塵器濾塵器6.3 噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥設(shè)備圖圖7 氣流和微粒溫度在干燥過(guò)程中的變化氣流和微粒溫度在干燥過(guò)程中的變化6.4 噴霧干燥機(jī)理噴霧干燥機(jī)理噴霧干燥機(jī)理噴霧干燥機(jī)理 噴霧干燥具有恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階噴霧干燥具有恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階段，但均很短暫（段，但均很短暫（10-15sec) 恒速干燥階段，乳滴溫度只能達(dá)到周圍空恒速干燥階段，乳滴溫度只能達(dá)到周圍空氣的濕球溫度氣的濕球溫度 恒速干燥的速度取決于熱空氣

11、的溫度和乳恒速干燥的速度取決于熱空氣的溫度和乳滴之間的溫差滴之間的溫差 由恒速干燥階段轉(zhuǎn)入降速干燥階段的轉(zhuǎn)折由恒速干燥階段轉(zhuǎn)入降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，稱為臨界點(diǎn)，在水分為點(diǎn)，稱為臨界點(diǎn)，在水分為發(fā)生發(fā)生 降速干燥階段乳滴中結(jié)合水將部分地不被降速干燥階段乳滴中結(jié)合水將部分地不被排除，平衡水分是干燥階段的極限水分排除，平衡水分是干燥階段的極限水分6.5 工藝條件與噴霧方法工藝條件與噴霧方法離心噴霧盤的線速度（高壓泵的壓力）離心噴霧盤的線速度（高壓泵的壓力）越高越高霧滴越小霧滴越小乳粉顆粒越小乳粉顆粒越小比比表面積越大表面積越大熱效率越高熱效率越高但顆粒小但顆粒小沖調(diào)性越差沖調(diào)性越差離心噴霧的工藝條件

12、離心噴霧的工藝條件壓力噴霧的工藝條件壓力噴霧的工藝條件7. 后處理階段后處理階段出粉、涼粉、篩粉出粉、涼粉、篩粉7.1 乳粉要求迅速卸出、及時(shí)冷卻（乳粉要求迅速卸出、及時(shí)冷卻（30以下），其原因以下），其原因 受熱過(guò)久導(dǎo)致游離脂肪過(guò)多，易氧化受熱過(guò)久導(dǎo)致游離脂肪過(guò)多，易氧化 還會(huì)影響乳粉的溶解度和色澤還會(huì)影響乳粉的溶解度和色澤 乳粉在高溫狀態(tài)下放置，水分含量高乳粉在高溫狀態(tài)下放置，水分含量高7.2 冷卻設(shè)備冷卻設(shè)備 涼粉箱涼粉箱 30-50kg 氣流輸粉氣流輸粉 流化床出粉冷卻裝置流化床出粉冷卻裝置普遍采用普遍采用8. 稱量與包裝稱量與包裝8.1 稱量稱量 自動(dòng)稱量機(jī)，容量法和重量法自動(dòng)稱量機(jī)

13、，容量法和重量法8.2 包裝包裝包裝室：包裝室：18-20，空氣相對(duì)濕度，空氣相對(duì)濕度75%以下以下包裝過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素包裝過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素 乳粉的溫度乳粉的溫度28 以下以下 包裝室內(nèi)濕度的影響包裝室內(nèi)濕度的影響 包裝時(shí)除去空氣的重要性包裝時(shí)除去空氣的重要性包裝形式：金屬罐、塑料袋、復(fù)合薄膜袋包裝形式：金屬罐、塑料袋、復(fù)合薄膜袋9. 乳粉的理化性質(zhì)與工藝分析乳粉的理化性質(zhì)與工藝分析1）乳粉的密度）乳粉的密度表觀密度：?jiǎn)挝蝗莘e中乳粉的重量表觀密度：?jiǎn)挝蝗莘e中乳粉的重量容積密度：也叫顆粒密度，反映顆粒組容積密度：也叫顆粒密度，反映顆粒組織的松緊狀態(tài)，包括顆粒內(nèi)的氣泡，不織的松緊狀

14、態(tài)，包括顆粒內(nèi)的氣泡，不包括顆粒之間空隙的空氣包括顆粒之間空隙的空氣真密度：完全不包括空氣的乳粉本身的真密度：完全不包括空氣的乳粉本身的重量。全脂乳粉重量。全脂乳粉脫脂乳粉脫脂乳粉 表觀密度越大對(duì)包裝越有利；調(diào)整濃縮乳表觀密度越大對(duì)包裝越有利；調(diào)整濃縮乳的溫度和濃度，以調(diào)整乳粉的容積密度，的溫度和濃度，以調(diào)整乳粉的容積密度，容積密度容積密度 ，沖調(diào)性，沖調(diào)性 ，但貯藏性，但貯藏性 。 GB 特級(jí)特級(jí) I級(jí)級(jí) II級(jí)級(jí)水分含量水分含量 2.25% 2.5% 3.0%水分的控制：控制干燥室的排風(fēng)溫度或水分的控制：控制干燥室的排風(fēng)溫度或排風(fēng)的相對(duì)濕度排風(fēng)的相對(duì)濕度Log Wp =0.01445 2+

15、log(1.43-0.00543 2) Wp干燥室內(nèi)乳粉的平衡水分（干燥室內(nèi)乳粉的平衡水分（%） 2干燥室排風(fēng)的相對(duì)濕度（干燥室排風(fēng)的相對(duì)濕度（%） 2乳粉的溫度（乳粉的溫度（） 2 10%-12%; 2 : 60-65 ， Wp =22）乳粉水分及其控制）乳粉水分及其控制3）乳粉的色澤）乳粉的色澤 正常，淡黃色正常，淡黃色溶解度溶解度：表示乳粉當(dāng)用水沖調(diào)時(shí)：表示乳粉當(dāng)用水沖調(diào)時(shí)復(fù)原性能復(fù)原性能是否是否良好，借以反映原料乳的質(zhì)量及其在熱處理過(guò)程良好，借以反映原料乳的質(zhì)量及其在熱處理過(guò)程中中蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性的程度的程度 若在加工過(guò)程中乳固體基本未受損害，則可若在加工過(guò)程中乳固體基本未受損害，

16、則可達(dá)達(dá)99.9%；若受損嚴(yán)重，溶解度小于；若受損嚴(yán)重，溶解度小于95%不溶性成分不溶性成分變性的酪蛋白酸鈣變性的酪蛋白酸鈣影響溶解度的因素：影響溶解度的因素：1.原料乳的新鮮程度（酸度，異常乳）原料乳的新鮮程度（酸度，異常乳）2.加工方法及操作條件：主要是加熱條件加工方法及操作條件：主要是加熱條件3.成品水分含量：水分含量高，則溶解度下降成品水分含量：水分含量高，則溶解度下降4.成品保藏時(shí)間和保藏條件（溫、濕度）成品保藏時(shí)間和保藏條件（溫、濕度）4）乳粉的）乳粉的“溶解度溶解度”與蛋白質(zhì)狀態(tài)與蛋白質(zhì)狀態(tài)乳粉的復(fù)水過(guò)程乳粉的復(fù)水過(guò)程 乳粉顆粒乳粉顆粒下沉下沉潤(rùn)濕潤(rùn)濕崩解崩解分散分散沖調(diào)性沖調(diào)性

17、：即速溶度，在一定溫度下，將一定量：即速溶度，在一定溫度下，將一定量的乳粉與水（的乳粉與水（100ml）混合，加以一定強(qiáng)度的）混合，加以一定強(qiáng)度的攪拌，一定時(shí)間后，將未溶解部分?jǐn)嚢瑁欢〞r(shí)間后，將未溶解部分 分離出去，分離出去，測(cè)定乳液濃度。測(cè)定乳液濃度。沖調(diào)性與顆粒大小沖調(diào)性與顆粒大小沖調(diào)性隨著乳粉顆粒平均直徑的增大而提高，工沖調(diào)性隨著乳粉顆粒平均直徑的增大而提高，工藝上采取增大粒經(jīng)或細(xì)粉回噴復(fù)聚等途徑藝上采取增大粒經(jīng)或細(xì)粉回噴復(fù)聚等途徑?jīng)_調(diào)性和溶解度沖調(diào)性和溶解度相同：都是表示乳粉遇水復(fù)原性能的優(yōu)劣的指標(biāo)相同：都是表示乳粉遇水復(fù)原性能的優(yōu)劣的指標(biāo)不同：溶解度，乳粉的最終溶解程度；沖調(diào)性，不

18、同：溶解度，乳粉的最終溶解程度；沖調(diào)性，表示乳粉的溶解速度表示乳粉的溶解速度 5) 乳粉的顆粒狀態(tài)與沖調(diào)性能（速溶度）乳粉的顆粒狀態(tài)與沖調(diào)性能（速溶度）全脂淡乳粉，約全脂淡乳粉，約38%的乳糖，呈非結(jié)晶的乳糖，呈非結(jié)晶型的玻璃態(tài)存在，其中型的玻璃態(tài)存在，其中 -和和 -乳糖呈平乳糖呈平衡狀態(tài)，比例為衡狀態(tài)，比例為1:1.6玻璃態(tài)乳粉具有很強(qiáng)的吸濕性，乳粉易玻璃態(tài)乳粉具有很強(qiáng)的吸濕性，乳粉易結(jié)塊結(jié)塊 乳粉中無(wú)水乳糖乳粉中無(wú)水乳糖吸水吸水 -含水乳糖含水乳糖（結(jié)晶乳糖）（結(jié)晶乳糖） 導(dǎo)致乳粉顆粒表面裂縫導(dǎo)致乳粉顆粒表面裂縫氧氣滲入，脂肪滲出氧氣滲入，脂肪滲出脂肪氧化脂肪氧化6) 乳粉中乳糖的狀態(tài)與

19、乳粉的吸濕性乳粉中乳糖的狀態(tài)與乳粉的吸濕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顆粒內(nèi)部。般以脂肪球形式存在于乳粉顆粒內(nèi)部。如果游離脂肪酸增加，容易凝集于顆粒如果游離脂肪酸增加，容易凝集于顆粒表面，致使乳粉容易氧化變質(zhì)，沖調(diào)性表面，致使乳粉容易氧化變質(zhì)，沖調(diào)性能也差。能也差。滾筒式干燥乳粉游離脂肪可達(dá)滾筒式干燥乳粉游離脂肪可達(dá)91-96%；噴霧式乳粉為噴霧式乳粉為3-14%溫度（高）、摩擦?xí)黾佑坞x脂肪含量。溫度（高）、摩擦?xí)黾佑坞x脂肪含量。7) 乳粉中脂肪的狀態(tài)乳粉中脂肪的狀態(tài)第三節(jié)第三節(jié) 全脂速溶乳粉全脂速溶乳粉1. 顆粒粗大，均勻顆粒

20、粗大，均勻2. 顆粒表面加以處理，當(dāng)用水沖調(diào)復(fù)原顆粒表面加以處理，當(dāng)用水沖調(diào)復(fù)原時(shí)，能迅速溶解，即使在冷水中也能時(shí)，能迅速溶解，即使在冷水中也能速溶速溶一、速溶乳粉的特點(diǎn)一、速溶乳粉的特點(diǎn)1. 再潤(rùn)濕法：用一般噴霧干燥的粉粒作為基再潤(rùn)濕法：用一般噴霧干燥的粉粒作為基粉，通過(guò)噴入濕空氣或霧滴使其吸濕附聚粉，通過(guò)噴入濕空氣或霧滴使其吸濕附聚成較大團(tuán)粒，再行干燥、冷卻形成速溶產(chǎn)成較大團(tuán)粒，再行干燥、冷卻形成速溶產(chǎn)品（干燥品（干燥吸濕吸濕干燥）干燥）2. 直通法：干燥室下部連接一個(gè)直通式速溶直通法：干燥室下部連接一個(gè)直通式速溶奶粉瞬時(shí)形成機(jī)，連續(xù)地進(jìn)行吸潮并用流奶粉瞬時(shí)形成機(jī)，連續(xù)地進(jìn)行吸潮并用流化床附聚造粒，再干燥而成速溶奶粉?；哺骄墼炝?，再干燥而成速溶奶粉。二、速溶乳粉的生產(chǎn)方法二、速溶乳粉的生產(chǎn)方法圖圖8 二段法生產(chǎn)速溶奶粉流程圖二段法生產(chǎn)速溶奶粉流程圖1.再潤(rùn)濕法（二段法）再潤(rùn)濕法（二段法）圖圖9 直通法生產(chǎn)全脂速溶奶粉流程圖直通法生產(chǎn)全脂速溶奶粉流程圖1.空氣加熱系統(tǒng) 2.濃奶 3.細(xì)粉返回4.排開 5.冷風(fēng) 6.熱風(fēng) 7.濕風(fēng)2. 直通法直通法（一）工藝流程（一）工藝