食品機械與設(shè)備巴氏殺菌乳加工工藝

巴氏殺菌乳加工技術(shù)巴氏殺菌乳(Pasteurisedmilk)，又稱市乳(Marketmilk)，它是以新鮮牛乳為原料(我國規(guī)定不得以復(fù)原乳等為原料)，經(jīng)過離心凈乳、標準化、均質(zhì)、殺菌、冷卻、灌裝，直接供給消費者飲用的商品乳。一、巴氏殺菌乳的加工工藝原料乳驗收和分級一預(yù)處理(脫氣、過濾、凈化)一標準化一均質(zhì)一殺菌一冷卻一灌裝一冷藏一運輸。巴氏殺菌乳的加工工藝流程如圖所示。in』in』牛乳奶油脫脂￥1標準化乳加熱弁質(zhì)冷卻介質(zhì)水轉(zhuǎn)阿流巴氏殺菌乳生產(chǎn)線1-平衡槽2-物料泵3-流量控制器4-板式換熱器5-稀奶油分離機6-穩(wěn)壓閥7-流量傳感器8-密度傳感器9-調(diào)節(jié)閥10-關(guān)閉閥11-檢測閥12-均質(zhì)機13-增壓泵14-保溫管15-轉(zhuǎn)換閥16-過程控制器經(jīng)驗收合格的原料乳先通過平衡槽1,然后經(jīng)泵2送至板式熱交換器4。預(yù)熱后，通過流量控制器3至分離機5,以生產(chǎn)脫脂乳和稀奶油。其中稀奶油的脂肪含量可通過流量傳感器7、密度傳感器8和調(diào)節(jié)閥9確定和保持穩(wěn)定，為了保證均質(zhì)效果以及節(jié)省投資和能源的情況下，可僅使稀奶油通過一個較小的均質(zhì)機。實際上該圖中稀奶油的去向有兩個分支，一是通過閥10、11與均質(zhì)機12相連，以確保巴氏殺菌乳脂肪含量；二是多余的稀奶油進入稀奶油處理線。此外，進入均質(zhì)機的稀奶油的脂肪含量不能高于10%，所以一方面要準確計算均質(zhì)機的能力，另一方面應(yīng)使脫脂乳混入稀奶油進入均質(zhì)機，并保證其流速穩(wěn)定。隨后均質(zhì)的稀奶油與多余的脫脂乳混合，使物料的脂肪含量穩(wěn)定在產(chǎn)品要求含量范圍內(nèi)，并送至板式熱交換器4和保溫管14進行殺菌。然后通過回流閥15和增壓泵13使殺菌后的巴氏殺菌乳在殺菌機內(nèi)保持正壓，這樣就避免了由于殺菌機的滲漏而導(dǎo)致冷卻介質(zhì)或未殺菌的物料污染殺菌后的巴氏殺菌乳。當(dāng)殺菌溫度低于設(shè)定值時，溫感器將指示回流閥15，使物料回到平衡槽。巴氏殺菌后，殺菌乳繼續(xù)通過板式熱交換器的交流換熱段與流入的未經(jīng)處理的乳進行熱交換，其本身被降溫，然后繼續(xù)與冷媒進行熱交換冷卻，冷卻后先進入緩沖罐，再進行灌裝。二、質(zhì)量控制原料乳驗收和分級通常在牧場僅對牛乳的質(zhì)量作一般的評價，在到達乳品廠后，需對原料乳的質(zhì)量，包括感觀、理化和衛(wèi)生質(zhì)量進行測定，以便按質(zhì)論價和分級使用。預(yù)處理1.脫氣剛擠出的牛乳約含5.5%?7%的氣體；經(jīng)過貯存、運輸和收購后，一般其氣體含量在10%以上，而且絕大多數(shù)為非結(jié)合的分散氣體。這些氣體對乳品加工過程和產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生影響。所以，在牛乳處理的不同階段進行脫氣是非常必要的。首先，要在奶槽車上安裝脫氣設(shè)備，以避免泵送牛乳時影響流量計的準確度；其次，在乳品廠收乳間流量計之前安裝脫氣設(shè)備。但是，上述兩種方法對乳中細小的分散氣泡是不起作用的。因此在進一步處理牛乳的過程中，還應(yīng)使用真空脫氣罐，以除去細小的分散氣泡和溶解氧。一般脫氣的牛乳在60°C條件下進行分離、標準化和均質(zhì)，然后進入殺菌機殺菌。過濾、凈化過濾、離心分離或凈化的目的是去除混入到原料乳中的機械雜質(zhì)，并可以少量去除牛乳中的部分微生物。標準化標準化的主要目的是使生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合質(zhì)量標準要求，同時使生產(chǎn)的每批產(chǎn)品質(zhì)量均勻一致。過去常較多考慮脂肪含量的標準化，按照我國巴氏殺菌乳的國家標準，尚需對蛋白質(zhì)和非脂乳固體進行標準化，下面以脂肪為例加以介紹。目前標準化方法主要有3種。預(yù)標準化預(yù)標準化是指在巴氏殺菌之前把全脂乳分離成稀奶油和脫脂乳。如果標準化乳脂率高于原料乳，則需將稀奶油按計算比例與原料乳在罐中混合以達到要求的含脂率；如果標準化乳脂率低于原料乳，則需將脫脂乳按計算比例與原料乳在罐中混合達到要求的脂肪含量。后標準化后標準化是在巴氏殺菌之后進行的，方法同上，它與預(yù)標準化不同的是二次污染的可能性增大。直接標準化又稱在線標準化，牛乳經(jīng)分離成為脫脂乳和稀奶油兩部分，然后通過再混合過程，控制脫脂乳和稀奶油的混合比例，使混合后的牛乳脂肪、蛋白質(zhì)等指標符合產(chǎn)品要求。將牛乳加熱至55?65°C，然后按預(yù)先設(shè)定好的脂肪含量，分離出脫脂乳和稀奶油，并且根據(jù)最終產(chǎn)品的脂肪含量，由設(shè)備自動控制回流到脫脂乳中的稀奶油的流量，多余的稀奶油會流向稀奶油巴氏殺菌機。預(yù)標準化和后標準化都需要使用大型的、等量的混合罐，分析和調(diào)整工作也很費時費工。而直接標準化的主要特點為：快速、穩(wěn)定、精確、與分離機聯(lián)合運作、單位時間內(nèi)處理量大。（四） 均質(zhì)自然狀態(tài)的牛乳，其脂肪球直徑大小不均勻，在1?10微米之間，一般為2?5微米。如經(jīng)均質(zhì)，脂肪球直徑可控制在1微米左右，這時乳脂肪的表面積增大，浮力下降。另一方面，經(jīng)均質(zhì)后的牛乳脂肪球直徑減小，易于消化吸收。在巴氏殺菌乳的生產(chǎn)中，一般均質(zhì)機的位置處于殺菌機的第一熱回收段；在間接加熱的超高溫滅菌乳生產(chǎn)中，均質(zhì)機位于滅菌之前；在直接加熱的超高溫滅菌乳生產(chǎn)中，均質(zhì)機位于滅菌之后，因此應(yīng)使用無菌均質(zhì)機。但是當(dāng)脂肪含量高于6%，蛋白質(zhì)含量相應(yīng)增加時，均質(zhì)后的脂肪球會很容易聚結(jié)在一起，此時即使是使用間接滅菌機，也應(yīng)使用后置無菌均質(zhì)機。脂肪含量在1%?5%的原料乳，大多數(shù)采用二級均質(zhì)機進行均質(zhì)處理，控制二級均質(zhì)壓力在5MPa左右，再調(diào)節(jié)總均質(zhì)壓力為18?25MPa，進行均質(zhì)處理。（五） 殺菌巴氏殺菌的目的首先是殺死引起人類疾病的所有致病微生物，同時殺滅牛乳中能影響產(chǎn)品風(fēng)味和保質(zhì)期的絕大多數(shù)其他微生物以及酶類，以保證產(chǎn)品質(zhì)量并提高產(chǎn)品的貯藏穩(wěn)定性。同時牛乳中也存在一些致敏因子，牛乳的熱處理可以降低過敏性反應(yīng)等。從殺死微生物的觀點來看，牛乳的熱處理強度是越強越好。但是，強烈的熱處理對牛乳外觀、味道和營養(yǎng)價值會產(chǎn)生不良影響。如牛乳中的蛋白質(zhì)在高溫下會變性；強烈的加熱使牛乳味道改變，首先是出現(xiàn)“蒸煮味”，然后是焦味。因此，時間和溫度組合的選擇必須考慮到殺滅微生物和保持產(chǎn)品質(zhì)量兩方面，以達到最佳效果。1.初次殺菌（thermization）在許多大型乳品廠，不可能在收購鮮乳后立刻進行巴氏殺菌或進行加工。因此有一部分牛乳必須在大貯乳罐中貯存數(shù)小時或數(shù)天。在這種情況下，雖然有現(xiàn)代化的制冷技術(shù)，但微生物有足夠的時間繁殖并產(chǎn)生酶類，而且微生物代謝產(chǎn)生的副產(chǎn)物有時是有毒的；此外，微生物還會引起牛乳中某些成分分解，使pH下降等。因此，當(dāng)原料乳到達乳品廠時必須盡快地進行熱處理，尤其是原料質(zhì)量較差時。目前，許多乳品廠對牛乳進行預(yù)巴氏殺菌，這種工藝稱為初次殺菌，即把牛乳加熱到63?65C，保持約15s。在許多國家法律中禁止兩次巴氏殺菌，因此初次殺菌必須在沒有達到巴氏殺菌程度時就停止，即初次殺菌不能導(dǎo)致磷酸酶試驗有陰性反應(yīng)。初次殺菌的目的是殺死嗜冷菌，以防長時間低溫冷藏嗜冷菌大量繁殖，并產(chǎn)生大量的耐熱解脂酶和蛋白酶。為了防止熱處理后需氧芽孢菌在牛乳中繁殖，必須將牛乳迅速冷卻到4C或者更低的溫度。大量研究表明，初次殺菌對殺滅某些芽孢菌有利，因為溫和的熱處理能使許多芽孢恢復(fù)到生長狀態(tài)，這意味著在后面的巴氏殺菌中能較容易將它們殺滅。通常情況下，牛乳在到達乳品廠后的24h內(nèi)即進行加工處理時，無需進行初次殺菌。2.低溫長時間巴氏殺菌(LTLT)這是一種間歇式的巴氏殺菌方法，即牛乳在63?65°C下保持30min,達到殺菌的目的。目前，這種方法已很少使用。高溫短時間巴氏殺菌(HTST)HTST熱處理方式的具體時間和溫度的組合，可根據(jù)所處理的產(chǎn)品類型不同而有所變化。新鮮原料乳的高溫短時間殺菌工藝可以采用72?75XE，保持15?20S后再冷卻。磷酸酶試驗可用來檢查牛乳是否已得到適當(dāng)?shù)陌褪蠚⒕囼灲Y(jié)果必須是陰性。超巴氏殺菌(Ultrapasteu“sation)超巴氏殺菌的目的是延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。超巴氏殺菌的溫度一般為125?138C，時間為2?4S，然后將產(chǎn)品冷卻至7C以下貯存和銷售。冷卻經(jīng)過殺菌的牛乳，必須迅速冷卻到7C以下，抑制殘留微生物的生長和繁殖，同時，低溫貯藏對產(chǎn)品品質(zhì)的保持也是十分有利的。目前對巴氏殺菌乳的冷卻，通常在板式熱交換器中完成，其特點是能回收利用熱能。殺菌后的高溫牛乳先進入預(yù)熱階段，同進入該段的冷藏牛乳進行熱交換，使前者得以降溫，后者得以升溫預(yù)熱。在該段的熱交換中，熱量得以回收利用。經(jīng)預(yù)熱段降溫后的殺菌乳，進入冷卻段，進行最后的冷卻。該段使用冰水作冷卻介質(zhì)，將殺菌乳冷卻至4?5C，然后從殺菌器中排出，通過出料管，連續(xù)送往灌裝機。灌裝在日益增強的市場競爭中，包裝的重要性是不言而喻的。包裝的目的是包容、保護、保藏食品，使其便于銷售。就包裝材料本身而言，它應(yīng)具備以下幾個特性：①保證產(chǎn)品的質(zhì)量及其營養(yǎng)價值；②保證產(chǎn)品的衛(wèi)生及清潔，對所包裝的產(chǎn)品沒有任何污染；③避光、密封，有一定的抗壓強度；④便于運輸；⑤便于攜帶和開啟；⑥減少食品腐敗和廢物的產(chǎn)生；⑦有一定的裝飾作用。就目前而言，我國巴氏殺菌乳的包裝形式主要有：玻璃瓶、塑料袋、復(fù)合紙包裝等。冷藏、運輸巴