食品工藝學(xué)乳粉加工課件

第十章乳粉加工工藝第十章乳粉加工工藝第一節(jié)乳粉概述第二節(jié)全脂乳粉的加工技術(shù)第三節(jié)脫脂乳粉的加工技術(shù)第四節(jié)速溶乳粉的技工技術(shù)第五節(jié)調(diào)制乳粉的技工技術(shù)主要內(nèi)容第一節(jié)乳粉概述主要內(nèi)容第一節(jié)乳粉概述乳粉的概念、種類和特點(diǎn)奶粉的生產(chǎn)方法乳粉生產(chǎn)加工技術(shù)乳粉顆粒的理化特性質(zhì)量缺陷及其產(chǎn)生的原因第一節(jié)乳粉概述

乳粉是以鮮乳為原料，或以鮮乳為主要原料，添加一定數(shù)量的植物或動(dòng)物蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等配料，除去乳中幾乎全部的水分，干燥后而制成的粉末狀乳制品。1.1乳粉的概念乳粉是以鮮乳為原料，或以鮮乳為主要原料，添加一定數(shù)根據(jù)奶粉的不同用途分類，例如●乳的再制?！裼糜诤婵緲I(yè)，加入到生面團(tuán)中增加面包的容積和提高持水能力，該種面包的新鮮度會(huì)保持更長時(shí)間?！窕烊肫鹚置鎴F(tuán)使之更酥脆。●在面包和起酥面團(tuán)中代替雞蛋?！袂煽肆I(yè)中生產(chǎn)牛奶巧克力?！駪?yīng)用于食品工業(yè)及餐飲行業(yè)生產(chǎn)香腸和不同品種的預(yù)制肉品?！褡鰹閶雰菏称分心溉樘娲??！裆a(chǎn)冰淇淋。●動(dòng)物飼料。（1）全脂乳粉（6）乳油粉（2）脫脂乳粉（7）酪乳粉（3）加糖乳粉（8）乳清粉（4）配制乳粉（9）麥精乳粉（5）速溶乳粉（10）冰淇淋粉

1.2乳粉的種類根據(jù)奶粉的不同用途分類，例如（1）全脂乳粉（6）乳油粉1.全脂乳粉：以全脂鮮奶為原料加工而成，分加糖（全脂甜乳粉）、不加糖（全脂淡乳粉）。2.脫脂乳粉：以脫脂鮮乳為原料加工而成，一般都不加糖。3.配制乳粉：在乳中添加各種營養(yǎng)素而制成。最初主要是針對(duì)嬰兒營養(yǎng)需要而研制，目前呈現(xiàn)系列化的發(fā)展趨勢，如中老年乳粉、孕婦乳粉、降糖乳粉、營養(yǎng)強(qiáng)化乳粉等。1.2乳粉的種類1.全脂乳粉：以全脂鮮奶為原料加工而成，分加糖（全脂甜乳1.4.速溶乳粉

以全脂或脫脂牛乳為原料，經(jīng)特殊加工工藝（附聚、噴涂卵磷脂等）加工而成。

對(duì)溫水和冷水具有良好的潤濕性、分散性及溶解性。

5.其他乳粉

乳清粉（普通乳清粉、脫鹽乳清粉、濃縮乳清粉）

酪乳粉；

冰淇淋粉；

奶油粉；

麥精乳粉（可溶性的麥芽糖、糊精等）。

4.速溶乳粉

以全脂或脫脂牛乳為原料，經(jīng)特殊加工工藝三、乳粉的化學(xué)組成品種水分脂肪蛋白質(zhì)乳糖無機(jī)鹽乳酸全脂乳粉2.0027.0026.5038.006.050.16脫脂乳粉3.230.8836.8947.847.801.55乳油粉0.6665.1513.4217.862.91甜性酪乳粉3.904.6835.8847.847.801.55酸性酪乳粉5.005.5538.8539.108.408.62干酪乳清粉6.100.9012.5072.258.97干酪素乳清粉6.350.6513.2568.9010.50脫鹽乳清粉3.001.0015.0078.002.900.10嬰兒乳粉2.6020.0019.0054.004.400.17麥精乳粉3.297.5513.1972.40*3.66不同類型乳粉的成分表三、乳粉的化學(xué)組成品種水分脂肪蛋白質(zhì)乳糖無機(jī)鹽乳1.貯藏期長。2.營養(yǎng)豐富。3.食用方便。4.便于運(yùn)輸。5.食品加工的原料（糖果、冷飲、糕點(diǎn)）。1.3乳粉的特點(diǎn)1.貯藏期長。1.3乳粉的特點(diǎn)

通過干燥脫去微生物生長所必需的水分來保存不同食品的方法已經(jīng)使用了幾個(gè)世紀(jì)。按照馬可波羅在亞洲旅行的筆記記載，蒙古人通過在陽光下干燥牛乳以生產(chǎn)奶粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法通過干燥脫去微生物生長所必需的水分來保存不同食（一）冷凍生產(chǎn)法（兩種）1.離心冷凍法

概念：是先將牛乳在冰點(diǎn)以下澆盤凍結(jié)，并經(jīng)常攪拌，使其凍成雪花狀的薄片或碎片，而后放入高速離心機(jī)中，將呈膠狀的乳固體分離析出，再在真空下加微熱，使之干燥成粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（一）冷凍生產(chǎn)法（兩種）概念：是先將牛乳在冰點(diǎn)以下澆盤凍結(jié)，（一）冷凍生產(chǎn)法2.低溫冷凍升華法概念：是將牛乳在高度真空下（絕對(duì)壓力67Pa），使乳中的水分凍結(jié)成極細(xì)冰結(jié)晶，而后在此壓力下加微熱，使乳中的冰屑升華，乳中固體物質(zhì)便成為干燥粉末。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（一）冷凍生產(chǎn)法1.4乳粉的生產(chǎn)方法低溫冷凍升華法的優(yōu)點(diǎn)

產(chǎn)品外觀似多孔的海綿狀，溶解性極好。加工溫度低，牛乳中營養(yǎng)成分損失少，幾乎能全部保留。同時(shí)可以避免加熱對(duì)產(chǎn)品色澤和風(fēng)味的影響。13低溫冷凍升華法的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品外觀似多孔的海綿狀，溶解性極好。1

?設(shè)備造價(jià)高；?耗能大，生產(chǎn)成本高；?僅適用于特殊乳粉的加工，大規(guī)模生產(chǎn)不宜使用。低溫冷凍升華法的缺點(diǎn)14?設(shè)備造價(jià)高；低溫冷凍升華法的缺點(diǎn)14（二）加熱生產(chǎn)法（三種）

1.平鍋法：是將鮮乳放于開口的平底鍋中，加熱濃縮成漿糊狀，而后平鋪于干燥架上，吹熱風(fēng)使其干燥，最后粉碎過篩制成乳粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（二）加熱生產(chǎn)法（三種）1.4乳粉的生產(chǎn)方法2.滾筒干燥法：又稱薄膜干燥法，用經(jīng)過濃縮或未濃縮的鮮乳，均勻地淌在用蒸汽加熱的滾筒上成為薄膜狀，滾筒轉(zhuǎn)到一定位置，薄膜被干燥，而后轉(zhuǎn)到刮刀處時(shí)被自動(dòng)削落，再經(jīng)過粉碎過篩即得乳粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法2.滾筒干燥法：又稱薄膜干燥法，用經(jīng)過濃縮或未濃縮的鮮乳，均3.噴霧干燥法在噴霧干燥方法中，鮮乳首先在蒸發(fā)器中濃縮，然后在干燥塔內(nèi)干燥。在干燥的第一階段，干固物顆粒間自由狀態(tài)的水分被蒸發(fā)去除。在最后階段乳固體顆粒上孔隙中的和毛細(xì)管中的水分也被蒸發(fā)掉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法173.噴霧干燥法在噴霧干燥方法中，鮮乳首先在蒸發(fā)器中濃縮，第二節(jié)全脂乳粉加工技術(shù)18第二節(jié)全脂乳粉加工技術(shù)181919噴霧干燥的全脂奶粉通常用乳脂標(biāo)準(zhǔn)化后的牛乳生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化后牛乳不再均質(zhì)，但要求有良好的攪拌，攪拌時(shí)不可裹入空氣。然而，在全脂速溶奶粉生產(chǎn)中，濃縮液需要均質(zhì)。用于滾桶干燥生產(chǎn)奶粉的脂肪標(biāo)準(zhǔn)化乳一般需要均質(zhì)。在蒸發(fā)之前及蒸發(fā)后、噴霧干燥前都需攪拌。全脂奶粉不同于脫脂奶粉，并沒有進(jìn)行分類。用于生產(chǎn)全脂奶粉的牛乳通常在80~85℃下巴氏殺菌，使絕大多數(shù)脂酶失活，使奶粉在貯存期間脂肪不被降解。噴霧干燥的全脂奶粉通常用乳脂標(biāo)準(zhǔn)化后的牛乳生產(chǎn)。（一）原料乳的驗(yàn)收（CB19301-2019）

（二）標(biāo)準(zhǔn)化(調(diào)整脂肪含量、蔗糖添加量)方法：（1）凈乳之前加糖；（2）將殺菌過濾的糖漿加入濃縮乳中；（3）包裝前加蔗糖細(xì)粉于乳粉中；（4）預(yù)處理前加一部糖，包裝前再加一部分。加糖

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

21（一）原料乳的驗(yàn)收（CB19301-2019）方法：（2（三）均質(zhì)（注意：全脂奶粉一般不需要均質(zhì)；但添加稀奶油或者脫脂乳后需要）目的：破碎脂肪球，使其分散在乳中，形成均勻的乳濁液。經(jīng)過均質(zhì)的原料乳制成的乳粉，沖調(diào)后復(fù)原性更好。（四）殺菌（高溫短時(shí)）

目的：除菌、消除或抑制解脂酶和過氧化物酶的活性。殺菌方法：80℃，15s

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

22（三）均質(zhì)（注意：全脂奶粉一般不需要均質(zhì)；但添加稀奶油或者（五）真空濃縮要求：原料乳一般濃縮至原體積的1/4，乳干物質(zhì)達(dá)到45%左右，濃縮后的乳溫一般均為47-50℃。

（六）干燥

目的：使乳粉中的水分含量在2.5%-5%之間，抑制細(xì)菌繁殖；延長了貨架壽命；降低重量和體積；減少產(chǎn)品的貯存和運(yùn)輸費(fèi)用。——一般采用離心或壓力噴霧干燥方法。

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

23（五）真空濃縮二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟23（一）滾桶或滾鼓干燥的機(jī)理

滾筒干燥即是將乳分散在由蒸汽加熱的轉(zhuǎn)動(dòng)的圓鼓上，當(dāng)乳觸及熱鼓表面，乳中的水分蒸發(fā)出來并被空氣帶走，高溫的熱表面使蛋白變?yōu)橐环N不易溶解且使產(chǎn)品變色的一種狀態(tài)。強(qiáng)烈的熱處理使奶粉的持水性能上升，這一特性對(duì)于預(yù)制食品工業(yè)是很有用的。槽供料和噴霧供料的差別在于滾筒干燥上奶被供到熱鼓表面的方式。（一）滾桶或滾鼓干燥的機(jī)理

滾筒干燥即是將乳分散在由蒸汽加熱預(yù)處理后的乳被送至由鑄鐵鼓和四壁構(gòu)成的槽中，乳在熱鼓表面迅速被加熱形成一薄層，這層乳中的水分被加熱蒸發(fā)而干燥，干燥的料持續(xù)被每一鼓上的刮刀刮下來。干燥的乳落入螺桿傳送器，在期間磨成碎片。這些碎片，被傳送到一個(gè)磨碎機(jī)，同時(shí)硬顆粒和焦粒在濾網(wǎng)中被分離出去。根據(jù)生產(chǎn)能力，一個(gè)雙滾筒干燥器約1~6m長，鼓直徑為0.6~3m，這一尺寸取決于膜厚度、溫度、轉(zhuǎn)鼓速度和干粉的干固物要求。干燥層的厚度可通過調(diào)整鼓間距來改變。槽供料滾筒干燥25預(yù)處理后的乳被送至由鑄鐵鼓和四壁構(gòu)成的槽中，乳在熱鼓表面迅速鼓上的噴嘴在熱鼓表面將預(yù)處理奶噴成一個(gè)薄層，在此狀況下，大約90%的傳熱表面得以利用，相比之下槽供料干燥器只有不到75%的利用率。膜厚度由噴霧嘴壓力而定，干燥時(shí)間可通過調(diào)整溫度和鼓的轉(zhuǎn)速來控制。奶粉的一些特性可由視比板來控制，如果參數(shù)正確，奶膜從鼓上刮下來時(shí)應(yīng)為基本干燥的。刮下來的干燥膜粉送入到和槽供料干燥器一樣的處理設(shè)備中。噴霧供料滾筒干燥器的原理噴霧供料滾筒干燥26噴霧供料滾筒干燥器的原理噴霧供料滾筒干燥26（二）噴霧干燥的機(jī)理噴霧干燥分兩段進(jìn)行，第一階段預(yù)處理奶被蒸發(fā)濃縮到干物質(zhì)含量為45~55%。第二階段濃縮物被泵送到干燥塔最后干燥，后者的過程分三個(gè)步驟：濃縮物分散為細(xì)小液滴將細(xì)小分散的濃縮液與熱空氣混合，在其中水分快速蒸發(fā)將干粉顆粒與干燥空氣分離（二）噴霧干燥的機(jī)理噴霧干燥分兩段進(jìn)行，第一階段預(yù)處理奶被蒸一段噴霧干燥的操作原理原理：濃縮奶由一個(gè)高壓泵（4）送至干燥室（1）繼續(xù)進(jìn)入噴霧器（5），形成極細(xì)小奶滴被噴入混合室與熱空氣進(jìn)行混合。空氣由風(fēng)扇吸入并通過過濾器，然后在加熱器（2）處加熱到150~250℃，熱空氣經(jīng)分散進(jìn)入噴霧塔，在塔內(nèi)，經(jīng)噴霧的乳與熱空氣完全混合蒸發(fā)出奶中的水分。這一系統(tǒng)建立在一級(jí)干燥原理上，即從將濃縮液中的水分脫除至要求的最終濕度的過程全部在噴霧干燥塔室內(nèi)(1)完成。相應(yīng)風(fēng)力傳送系統(tǒng)收集奶粉和奶粉末，一起離開噴霧塔室進(jìn)入到主旋風(fēng)分離器(6)與廢空氣分離，通過最后一個(gè)分離器(7)冷卻奶粉，并送入袋裝漏斗。28一段噴霧干燥的操作原理原理：濃縮奶由一個(gè)高壓泵（4）送至干燥一段干燥生產(chǎn)線示意圖1235467829一段干燥生產(chǎn)線示意圖1235467829最大程度的干燥發(fā)生于乳自噴霧器高速噴出后與空氣摩擦減速的階段。自由水自動(dòng)蒸發(fā)，而毛細(xì)管孔隙間水必須首先擴(kuò)散到顆粒表面之后才能蒸發(fā)，這一過程是奶粉在塔內(nèi)緩慢沉降的過程中進(jìn)行的，乳僅被加熱到70~80℃，因?yàn)榭諝獾臒崛萘吭谡舭l(fā)水分的過程中不斷被消耗掉。一段干燥原理30最大程度的干燥發(fā)生于乳自噴霧器高速噴出后與空氣摩擦減速的階段乳粉顆粒的變化水分脫除使液滴的重量、容積、尺寸大大降低。在理想條件下，重量將會(huì)下降50%，容積下降至原來的40%，顆粒大小降到從噴霧器中出來時(shí)顆粒尺寸的75%，見右圖：31乳粉顆粒的變化水分脫除使液滴的重量、容積、尺寸大大降低。31一段噴霧干燥的操作原理在干燥過程中奶粉在塔中沉降到塔底排出。奶粉被冷風(fēng)冷卻下來并傳送到包裝段，冷風(fēng)由風(fēng)扇送至輸送管道，冷卻之后，混著冷風(fēng)的奶粉流動(dòng)到排放單元（7），在包裝之前奶粉由空氣中分離出來。一些小的、輕的顆?？赡芘c空氣混在一起離開干燥空間。這些粉在一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)分離器（6.7）中分離。經(jīng)分離后，這些粉再混回到包裝奶粉中，干凈干燥的空氣由風(fēng)扇自工廠抽出。32一段噴霧干燥的操作原理在干燥過程中奶粉在塔中沉降到塔底排出。牛乳的霧化乳滴分散的越微細(xì)，其比表面積越大，也就越能有效地干燥，1升牛奶具有約0.05m2表面積。如果這個(gè)量的牛奶在噴霧塔中被霧化，每一個(gè)小滴會(huì)具有0.05~0.15mm2的表面積。從一升奶得到奶滴總表面積將會(huì)約35m2，這樣，霧化使比表面增加了約700倍。牛乳的霧化乳滴分散的越微細(xì)，其比表面積越大，也就越能有效地干霧化設(shè)備的設(shè)計(jì)取決于顆粒大小和干燥生產(chǎn)要求的特性，這些特性可能是奶粉顆粒、結(jié)構(gòu)、溶解性、密度和潤濕性，一些干燥器用固定噴嘴，見右圖。上圖的安排應(yīng)用于低噴霧塔并固定，所以相應(yīng)較大的奶滴和干燥空氣對(duì)流排放。下圖示為固定噴嘴排出牛奶和空氣流動(dòng)的方向一致。在此情況下牛奶供入壓力決定了顆粒大小，在供料壓力高至30Mpa或是300bar時(shí)，奶粉將很細(xì)具有很高的密度，在低壓力下（20~5Mpa或200~50bar）顆粒會(huì)較大，且不含有塵埃大小的顆粒。霧化設(shè)備的設(shè)計(jì)取決于顆粒大小和干燥生產(chǎn)要求的特性，這些特性可兩段干燥的機(jī)理

即使使用高出口溫度來提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，但是最后——小部分水分從奶粉中的去除仍是極困難的。由于提高出口干燥溫度對(duì)奶粉具不利影響，所以奶產(chǎn)品基本上都使用較低的出口溫度。如果最終產(chǎn)品奶粉的濕含量仍很高，在噴霧干燥中可結(jié)合使用再干燥段，形成兩段加工。兩段干燥方法生產(chǎn)奶粉包括了噴霧干燥第一段和流化床干燥第二段。奶粉離開干燥室的濕度比最終要求高2~3%，流化床干燥器的作用就是除去這部分超量濕度并最后將奶粉冷卻下來。兩段干燥的機(jī)理

即使使用高出口溫度來提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，但是最兩段干燥工藝流程圖兩段干燥工藝流程圖食品工藝學(xué)第十章-乳粉加工課件三段干燥的機(jī)理三段干燥中第二段干燥在噴霧干燥室的底部進(jìn)行，而第三段干燥位于干燥塔外進(jìn)行最終干燥和冷卻。主要有兩種三段式干燥器：1具有固定流化床的干燥器。2具有固定傳送帶的干燥器。第二種類型的具有固定傳送帶干燥器包括一個(gè)主干燥器（3）和三個(gè)小干燥室（8.9.10）用于結(jié)晶(當(dāng)需要時(shí)，如生產(chǎn)乳清奶粉)、最后干燥和冷卻。產(chǎn)品經(jīng)主干燥室頂部的噴嘴霧化，來料由高壓泵泵送至噴霧嘴，霧化壓力高達(dá)200bar，絕大部分干燥空氣環(huán)繞噴霧器供入干燥室，溫度高達(dá)280℃。液滴自噴嘴落向干燥室底部的過程被稱為第一步干燥，奶粉在傳送帶上沉積或附聚成多孔層。三段干燥的機(jī)理三段干燥中第二段干燥在噴霧干燥室的底部進(jìn)行，而具有過濾器（三段干燥）的噴霧干燥器具有過濾器（三段干燥）的噴霧干燥器食品工藝學(xué)第十章-乳粉加工課件有一小部分奶粉細(xì)末隨干燥空氣和冷卻空氣離開干燥設(shè)備，這些細(xì)粉在旋風(fēng)分離器組（12）與空氣分離，這些粉進(jìn)入再循環(huán)，或進(jìn)入主干燥室或進(jìn)入產(chǎn)品類型需要或附聚需要的加工工藝點(diǎn)。離開干燥器后，奶粉附聚物經(jīng)篩或磨——取于產(chǎn)品類型——分散達(dá)到要求的大小。有一小部分奶粉細(xì)末隨干燥空氣和冷卻空氣離開干燥設(shè)備，這些細(xì)粉（七）出粉，冷卻，包裝

1.出粉與冷卻2.篩粉與晾粉

（1）篩粉——機(jī)械震動(dòng)篩40～60目（2）晾粉——使乳粉的溫度降低，同時(shí)乳粉表觀密度可提高15%，有利于包裝。

（1）氣流出粉、冷卻（2）流化床出粉、冷卻（3）其它出輸粉方式

3.包裝

包裝過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素有

（1）包裝時(shí)乳粉的溫度（2）包裝室內(nèi)濕度對(duì)乳粉的影響（3）空氣

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

42（七）出粉，冷卻，包裝（1）氣流出粉、冷卻3.包裝（1.顆粒大小與形狀

滾筒法——乳粉呈不規(guī)則的片狀，不含有氣泡；

噴霧法——乳粉常具有單個(gè)或幾個(gè)氣泡，乳粉顆粒呈單球狀或幾個(gè)球連在一起的葡萄狀。

離心法——乳粉直徑大約為30～200μm（平均100μm）；

壓力法——乳粉直徑約為10～100μm（平均45μm）。

乳粉顆粒達(dá)150μm左右時(shí)沖調(diào)復(fù)原性最好；小于75μm時(shí)，沖調(diào)復(fù)原性較差。三奶粉顆粒的理化特性431.顆粒大小與形狀乳粉顆粒達(dá)150μm左右時(shí)沖調(diào)復(fù)原性最好2.密度（容重）乳粉的密度有三種表示方法表觀密度

表示單位容積中乳粉重量，包括顆粒與顆粒之間空隙中的空氣。滾筒干燥表觀密度為0.3～0.5g／m1；噴霧干燥乳粉的表觀密度為0.5～0.6g／m1。顆粒密度

表示不包括任何空氣的乳粉本身的密度。真密度

表示乳粉顆粒的密度，只包括顆粒內(nèi)的空氣泡，而不包括顆粒之間空隙中的空氣。乳粉顆粒之間的空隙＝1-表觀密度/真密度三奶粉顆粒的理化特性影響乳粉的密度特別是表觀密度的各種因素主要：①濃奶的濃度；②濃奶的粘度；③噴霧時(shí)的熱風(fēng)溫度；④壓力噴霧時(shí)的高壓泵壓力和噴嘴銳孔直徑；⑤離心噴霧時(shí)的離心盤結(jié)構(gòu)；⑥出粉和輸粉方式等。44表觀密度表示單位容積中乳粉重量，包括顆粒與顆粒之間空隙中3.乳粉的色澤一般呈淡黃色；加堿中和的原料乳時(shí)，乳粉為褐色。高溫加熱長時(shí)間會(huì)使乳粉的顏色變褐。4.乳粉的溶解度與復(fù)原性

99.90%溶解度應(yīng)達(dá)99.90%以上，甚至是100%。影響溶解度的因素：主要是原料乳的質(zhì)量、乳粉加工方法、操作條件以及成品水分的含量、成品保藏時(shí)間和保藏條件（如溫度、濕度）等。三奶粉顆粒的理化特性453.乳粉的色澤影響溶解度的因素：主要是原料乳的質(zhì)量、乳粉加5.乳粉中的氣泡全脂乳粉顆粒中含有空氣量約7%～8%；脫脂乳粉顆粒中約含13%；離心干燥法的空氣量約16%～30%；6.乳粉中的脂肪脂肪球大?。焊邏罕糜芯|(zhì)作用，因而脂肪球較小，—般為1～2μm，離心法為1～3μm。脂肪球大者有時(shí)達(dá)到幾十微米，這種乳粉的保藏性較差，容易氧化變質(zhì)。三奶粉顆粒的理化特性465.乳粉中的氣泡6.乳粉中的脂肪三奶粉顆粒的理化特性第十章乳粉加工工藝第十章乳粉加工工藝第一節(jié)乳粉概述第二節(jié)全脂乳粉的加工技術(shù)第三節(jié)脫脂乳粉的加工技術(shù)第四節(jié)速溶乳粉的技工技術(shù)第五節(jié)調(diào)制乳粉的技工技術(shù)主要內(nèi)容第一節(jié)乳粉概述主要內(nèi)容第一節(jié)乳粉概述乳粉的概念、種類和特點(diǎn)奶粉的生產(chǎn)方法乳粉生產(chǎn)加工技術(shù)乳粉顆粒的理化特性質(zhì)量缺陷及其產(chǎn)生的原因第一節(jié)乳粉概述

乳粉是以鮮乳為原料，或以鮮乳為主要原料，添加一定數(shù)量的植物或動(dòng)物蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等配料，除去乳中幾乎全部的水分，干燥后而制成的粉末狀乳制品。1.1乳粉的概念乳粉是以鮮乳為原料，或以鮮乳為主要原料，添加一定數(shù)根據(jù)奶粉的不同用途分類，例如●乳的再制?！裼糜诤婵緲I(yè)，加入到生面團(tuán)中增加面包的容積和提高持水能力，該種面包的新鮮度會(huì)保持更長時(shí)間?！窕烊肫鹚置鎴F(tuán)使之更酥脆?！裨诿姘推鹚置鎴F(tuán)中代替雞蛋?！袂煽肆I(yè)中生產(chǎn)牛奶巧克力?！駪?yīng)用于食品工業(yè)及餐飲行業(yè)生產(chǎn)香腸和不同品種的預(yù)制肉品?！褡鰹閶雰菏称分心溉樘娲??！裆a(chǎn)冰淇淋?！駝?dòng)物飼料。（1）全脂乳粉（6）乳油粉（2）脫脂乳粉（7）酪乳粉（3）加糖乳粉（8）乳清粉（4）配制乳粉（9）麥精乳粉（5）速溶乳粉（10）冰淇淋粉

1.2乳粉的種類根據(jù)奶粉的不同用途分類，例如（1）全脂乳粉（6）乳油粉1.全脂乳粉：以全脂鮮奶為原料加工而成，分加糖（全脂甜乳粉）、不加糖（全脂淡乳粉）。2.脫脂乳粉：以脫脂鮮乳為原料加工而成，一般都不加糖。3.配制乳粉：在乳中添加各種營養(yǎng)素而制成。最初主要是針對(duì)嬰兒營養(yǎng)需要而研制，目前呈現(xiàn)系列化的發(fā)展趨勢，如中老年乳粉、孕婦乳粉、降糖乳粉、營養(yǎng)強(qiáng)化乳粉等。1.2乳粉的種類1.全脂乳粉：以全脂鮮奶為原料加工而成，分加糖（全脂甜乳1.4.速溶乳粉

以全脂或脫脂牛乳為原料，經(jīng)特殊加工工藝（附聚、噴涂卵磷脂等）加工而成。

對(duì)溫水和冷水具有良好的潤濕性、分散性及溶解性。

5.其他乳粉

乳清粉（普通乳清粉、脫鹽乳清粉、濃縮乳清粉）

酪乳粉；

冰淇淋粉；

奶油粉；

麥精乳粉（可溶性的麥芽糖、糊精等）。

4.速溶乳粉

以全脂或脫脂牛乳為原料，經(jīng)特殊加工工藝三、乳粉的化學(xué)組成品種水分脂肪蛋白質(zhì)乳糖無機(jī)鹽乳酸全脂乳粉2.0027.0026.5038.006.050.16脫脂乳粉3.230.8836.8947.847.801.55乳油粉0.6665.1513.4217.862.91甜性酪乳粉3.904.6835.8847.847.801.55酸性酪乳粉5.005.5538.8539.108.408.62干酪乳清粉6.100.9012.5072.258.97干酪素乳清粉6.350.6513.2568.9010.50脫鹽乳清粉3.001.0015.0078.002.900.10嬰兒乳粉2.6020.0019.0054.004.400.17麥精乳粉3.297.5513.1972.40*3.66不同類型乳粉的成分表三、乳粉的化學(xué)組成品種水分脂肪蛋白質(zhì)乳糖無機(jī)鹽乳1.貯藏期長。2.營養(yǎng)豐富。3.食用方便。4.便于運(yùn)輸。5.食品加工的原料（糖果、冷飲、糕點(diǎn)）。1.3乳粉的特點(diǎn)1.貯藏期長。1.3乳粉的特點(diǎn)

通過干燥脫去微生物生長所必需的水分來保存不同食品的方法已經(jīng)使用了幾個(gè)世紀(jì)。按照馬可波羅在亞洲旅行的筆記記載，蒙古人通過在陽光下干燥牛乳以生產(chǎn)奶粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法通過干燥脫去微生物生長所必需的水分來保存不同食（一）冷凍生產(chǎn)法（兩種）1.離心冷凍法

概念：是先將牛乳在冰點(diǎn)以下澆盤凍結(jié)，并經(jīng)常攪拌，使其凍成雪花狀的薄片或碎片，而后放入高速離心機(jī)中，將呈膠狀的乳固體分離析出，再在真空下加微熱，使之干燥成粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（一）冷凍生產(chǎn)法（兩種）概念：是先將牛乳在冰點(diǎn)以下澆盤凍結(jié)，（一）冷凍生產(chǎn)法2.低溫冷凍升華法概念：是將牛乳在高度真空下（絕對(duì)壓力67Pa），使乳中的水分凍結(jié)成極細(xì)冰結(jié)晶，而后在此壓力下加微熱，使乳中的冰屑升華，乳中固體物質(zhì)便成為干燥粉末。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（一）冷凍生產(chǎn)法1.4乳粉的生產(chǎn)方法低溫冷凍升華法的優(yōu)點(diǎn)

產(chǎn)品外觀似多孔的海綿狀，溶解性極好。加工溫度低，牛乳中營養(yǎng)成分損失少，幾乎能全部保留。同時(shí)可以避免加熱對(duì)產(chǎn)品色澤和風(fēng)味的影響。59低溫冷凍升華法的優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品外觀似多孔的海綿狀，溶解性極好。1

?設(shè)備造價(jià)高；?耗能大，生產(chǎn)成本高；?僅適用于特殊乳粉的加工，大規(guī)模生產(chǎn)不宜使用。低溫冷凍升華法的缺點(diǎn)60?設(shè)備造價(jià)高；低溫冷凍升華法的缺點(diǎn)14（二）加熱生產(chǎn)法（三種）

1.平鍋法：是將鮮乳放于開口的平底鍋中，加熱濃縮成漿糊狀，而后平鋪于干燥架上，吹熱風(fēng)使其干燥，最后粉碎過篩制成乳粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法（二）加熱生產(chǎn)法（三種）1.4乳粉的生產(chǎn)方法2.滾筒干燥法：又稱薄膜干燥法，用經(jīng)過濃縮或未濃縮的鮮乳，均勻地淌在用蒸汽加熱的滾筒上成為薄膜狀，滾筒轉(zhuǎn)到一定位置，薄膜被干燥，而后轉(zhuǎn)到刮刀處時(shí)被自動(dòng)削落，再經(jīng)過粉碎過篩即得乳粉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法2.滾筒干燥法：又稱薄膜干燥法，用經(jīng)過濃縮或未濃縮的鮮乳，均3.噴霧干燥法在噴霧干燥方法中，鮮乳首先在蒸發(fā)器中濃縮，然后在干燥塔內(nèi)干燥。在干燥的第一階段，干固物顆粒間自由狀態(tài)的水分被蒸發(fā)去除。在最后階段乳固體顆粒上孔隙中的和毛細(xì)管中的水分也被蒸發(fā)掉。1.4乳粉的生產(chǎn)方法633.噴霧干燥法在噴霧干燥方法中，鮮乳首先在蒸發(fā)器中濃縮，第二節(jié)全脂乳粉加工技術(shù)64第二節(jié)全脂乳粉加工技術(shù)186519噴霧干燥的全脂奶粉通常用乳脂標(biāo)準(zhǔn)化后的牛乳生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化后牛乳不再均質(zhì)，但要求有良好的攪拌，攪拌時(shí)不可裹入空氣。然而，在全脂速溶奶粉生產(chǎn)中，濃縮液需要均質(zhì)。用于滾桶干燥生產(chǎn)奶粉的脂肪標(biāo)準(zhǔn)化乳一般需要均質(zhì)。在蒸發(fā)之前及蒸發(fā)后、噴霧干燥前都需攪拌。全脂奶粉不同于脫脂奶粉，并沒有進(jìn)行分類。用于生產(chǎn)全脂奶粉的牛乳通常在80~85℃下巴氏殺菌，使絕大多數(shù)脂酶失活，使奶粉在貯存期間脂肪不被降解。噴霧干燥的全脂奶粉通常用乳脂標(biāo)準(zhǔn)化后的牛乳生產(chǎn)。（一）原料乳的驗(yàn)收（CB19301-2019）

（二）標(biāo)準(zhǔn)化(調(diào)整脂肪含量、蔗糖添加量)方法：（1）凈乳之前加糖；（2）將殺菌過濾的糖漿加入濃縮乳中；（3）包裝前加蔗糖細(xì)粉于乳粉中；（4）預(yù)處理前加一部糖，包裝前再加一部分。加糖

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

67（一）原料乳的驗(yàn)收（CB19301-2019）方法：（2（三）均質(zhì)（注意：全脂奶粉一般不需要均質(zhì)；但添加稀奶油或者脫脂乳后需要）目的：破碎脂肪球，使其分散在乳中，形成均勻的乳濁液。經(jīng)過均質(zhì)的原料乳制成的乳粉，沖調(diào)后復(fù)原性更好。（四）殺菌（高溫短時(shí)）

目的：除菌、消除或抑制解脂酶和過氧化物酶的活性。殺菌方法：80℃，15s

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

68（三）均質(zhì)（注意：全脂奶粉一般不需要均質(zhì)；但添加稀奶油或者（五）真空濃縮要求：原料乳一般濃縮至原體積的1/4，乳干物質(zhì)達(dá)到45%左右，濃縮后的乳溫一般均為47-50℃。

（六）干燥

目的：使乳粉中的水分含量在2.5%-5%之間，抑制細(xì)菌繁殖；延長了貨架壽命；降低重量和體積；減少產(chǎn)品的貯存和運(yùn)輸費(fèi)用?！话悴捎秒x心或壓力噴霧干燥方法。

二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟

69（五）真空濃縮二、全脂乳粉的生產(chǎn)步驟23（一）滾桶或滾鼓干燥的機(jī)理

滾筒干燥即是將乳分散在由蒸汽加熱的轉(zhuǎn)動(dòng)的圓鼓上，當(dāng)乳觸及熱鼓表面，乳中的水分蒸發(fā)出來并被空氣帶走，高溫的熱表面使蛋白變?yōu)橐环N不易溶解且使產(chǎn)品變色的一種狀態(tài)。強(qiáng)烈的熱處理使奶粉的持水性能上升，這一特性對(duì)于預(yù)制食品工業(yè)是很有用的。槽供料和噴霧供料的差別在于滾筒干燥上奶被供到熱鼓表面的方式。（一）滾桶或滾鼓干燥的機(jī)理

滾筒干燥即是將乳分散在由蒸汽加熱預(yù)處理后的乳被送至由鑄鐵鼓和四壁構(gòu)成的槽中，乳在熱鼓表面迅速被加熱形成一薄層，這層乳中的水分被加熱蒸發(fā)而干燥，干燥的料持續(xù)被每一鼓上的刮刀刮下來。干燥的乳落入螺桿傳送器，在期間磨成碎片。這些碎片，被傳送到一個(gè)磨碎機(jī)，同時(shí)硬顆粒和焦粒在濾網(wǎng)中被分離出去。根據(jù)生產(chǎn)能力，一個(gè)雙滾筒干燥器約1~6m長，鼓直徑為0.6~3m，這一尺寸取決于膜厚度、溫度、轉(zhuǎn)鼓速度和干粉的干固物要求。干燥層的厚度可通過調(diào)整鼓間距來改變。槽供料滾筒干燥71預(yù)處理后的乳被送至由鑄鐵鼓和四壁構(gòu)成的槽中，乳在熱鼓表面迅速鼓上的噴嘴在熱鼓表面將預(yù)處理奶噴成一個(gè)薄層，在此狀況下，大約90%的傳熱表面得以利用，相比之下槽供料干燥器只有不到75%的利用率。膜厚度由噴霧嘴壓力而定，干燥時(shí)間可通過調(diào)整溫度和鼓的轉(zhuǎn)速來控制。奶粉的一些特性可由視比板來控制，如果參數(shù)正確，奶膜從鼓上刮下來時(shí)應(yīng)為基本干燥的。刮下來的干燥膜粉送入到和槽供料干燥器一樣的處理設(shè)備中。噴霧供料滾筒干燥器的原理噴霧供料滾筒干燥72噴霧供料滾筒干燥器的原理噴霧供料滾筒干燥26（二）噴霧干燥的機(jī)理噴霧干燥分兩段進(jìn)行，第一階段預(yù)處理奶被蒸發(fā)濃縮到干物質(zhì)含量為45~55%。第二階段濃縮物被泵送到干燥塔最后干燥，后者的過程分三個(gè)步驟：濃縮物分散為細(xì)小液滴將細(xì)小分散的濃縮液與熱空氣混合，在其中水分快速蒸發(fā)將干粉顆粒與干燥空氣分離（二）噴霧干燥的機(jī)理噴霧干燥分兩段進(jìn)行，第一階段預(yù)處理奶被蒸一段噴霧干燥的操作原理原理：濃縮奶由一個(gè)高壓泵（4）送至干燥室（1）繼續(xù)進(jìn)入噴霧器（5），形成極細(xì)小奶滴被噴入混合室與熱空氣進(jìn)行混合?？諝庥娠L(fēng)扇吸入并通過過濾器，然后在加熱器（2）處加熱到150~250℃，熱空氣經(jīng)分散進(jìn)入噴霧塔，在塔內(nèi)，經(jīng)噴霧的乳與熱空氣完全混合蒸發(fā)出奶中的水分。這一系統(tǒng)建立在一級(jí)干燥原理上，即從將濃縮液中的水分脫除至要求的最終濕度的過程全部在噴霧干燥塔室內(nèi)(1)完成。相應(yīng)風(fēng)力傳送系統(tǒng)收集奶粉和奶粉末，一起離開噴霧塔室進(jìn)入到主旋風(fēng)分離器(6)與廢空氣分離，通過最后一個(gè)分離器(7)冷卻奶粉，并送入袋裝漏斗。74一段噴霧干燥的操作原理原理：濃縮奶由一個(gè)高壓泵（4）送至干燥一段干燥生產(chǎn)線示意圖1235467875一段干燥生產(chǎn)線示意圖1235467829最大程度的干燥發(fā)生于乳自噴霧器高速噴出后與空氣摩擦減速的階段。自由水自動(dòng)蒸發(fā)，而毛細(xì)管孔隙間水必須首先擴(kuò)散到顆粒表面之后才能蒸發(fā)，這一過程是奶粉在塔內(nèi)緩慢沉降的過程中進(jìn)行的，乳僅被加熱到70~80℃，因?yàn)榭諝獾臒崛萘吭谡舭l(fā)水分的過程中不斷被消耗掉。一段干燥原理76最大程度的干燥發(fā)生于乳自噴霧器高速噴出后與空氣摩擦減速的階段乳粉顆粒的變化水分脫除使液滴的重量、容積、尺寸大大降低。在理想條件下，重量將會(huì)下降50%，容積下降至原來的40%，顆粒大小降到從噴霧器中出來時(shí)顆粒尺寸的75%，見右圖：77乳粉顆粒的變化水分脫除使液滴的重量、容積、尺寸大大降低。31一段噴霧干燥的操作原理在干燥過程中奶粉在塔中沉降到塔底排出。奶粉被冷風(fēng)冷卻下來并傳送到包裝段，冷風(fēng)由風(fēng)扇送至輸送管道，冷卻之后，混著冷風(fēng)的奶粉流動(dòng)到排放單元（7），在包裝之前奶粉由空氣中分離出來。一些小的、輕的顆?？赡芘c空氣混在一起離開干燥空間。這些粉在一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)分離器（6.7）中分離。經(jīng)分離后，這些粉再混回到包裝奶粉中，干凈干燥的空氣由風(fēng)扇自工廠抽出。78一段噴霧干燥的操作原理在干燥過程中奶粉在塔中沉降到塔底排出。牛乳的霧化乳滴分散的越微細(xì)，其比表面積越大，也就越能有效地干燥，1升牛奶具有約0.05m2表面積。如果這個(gè)量的牛奶在噴霧塔中被霧化，每一個(gè)小滴會(huì)具有0.05~0.15mm2的表面積。從一升奶得到奶滴總表面積將會(huì)約35m2，這樣，霧化使比表面增加了約700倍。牛乳的霧化乳滴分散的越微細(xì)，其比表面積越大，也就越能有效地干霧化設(shè)備的設(shè)計(jì)取決于顆粒大小和干燥生產(chǎn)要求的特性，這些特性可能是奶粉顆粒、結(jié)構(gòu)、溶解性、密度和潤濕性，一些干燥器用固定噴嘴，見右圖。上圖的安排應(yīng)用于低噴霧塔并固定，所以相應(yīng)較大的奶滴和干燥空氣對(duì)流排放。下圖示為固定噴嘴排出牛奶和空氣流動(dòng)的方向一致。在此情況下牛奶供入壓力決定了顆粒大小，在供料壓力高至30Mpa或是300bar時(shí)，奶粉將很細(xì)具有很高的密度，在低壓力下（20~5Mpa或200~50bar）顆粒會(huì)較大，且不含有塵埃大小的顆粒。霧化設(shè)備的設(shè)計(jì)取決于顆粒大小和干燥生產(chǎn)要求的特性，這些特性可兩段干燥的機(jī)理

即使使用高出口溫度來提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，但是最后——小部分水分從奶粉中的去除仍是極困難的。由于提高出口干燥溫度對(duì)奶粉具不利影響，所以奶產(chǎn)品基本上都使用較低的出口溫度。如果最終產(chǎn)品奶粉的濕含量仍很高，在噴霧干燥中可結(jié)合使用再干燥段，形成兩段加工。兩段干燥方法生產(chǎn)奶粉包括了噴霧干燥第一段和流化床干燥第二段。奶粉離開干燥室的濕度比最終要求高2~3%，流化床干燥器的作用就是除去這部分超量濕度并最后將奶粉冷卻下來。兩段干燥的機(jī)理

即使使用高出口溫度來提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，但是最兩段干燥工藝流程圖兩段干燥工藝流程圖食品工藝學(xué)第十章-乳粉加工課件三段干燥的機(jī)理三段干燥中第二段干燥在噴霧干燥室的底部進(jìn)行，而第三段干燥位于干燥塔外進(jìn)行最終干燥和冷卻。主要有兩種三段式干燥器：1具有固定流化床的干燥器。2具有固定傳送帶的干燥器。第二種類型的具有固定傳送帶干燥器包括一個(gè)主干燥器（3）和三個(gè)小干燥室（8.9.10）用于結(jié)晶(當(dāng)需要時(shí)，如生產(chǎn)乳清奶粉)、最后干燥和冷卻。產(chǎn)品經(jīng)主干燥室頂部的噴嘴霧化，來料由高壓泵泵送至噴霧嘴，霧化壓力高達(dá)200bar，絕大部分干燥空氣環(huán)繞噴霧器供入干燥室，溫度高達(dá)280℃。液滴自噴嘴落向干燥室底部的過程被稱為第一步干燥，奶粉在傳送帶上沉積或附聚成多孔層。三段干燥的機(jī)理三段干燥中第二段