食品機械與設備巴氏殺菌乳加工工藝

巴氏殺菌乳加工技術巴氏殺菌乳(Pasteurisedmilk)，又稱市乳(Marketmilk)，它是以新鮮牛乳為原料(我國規(guī)定不得以復原乳等為原料)，經過離心凈乳、標準化、均質、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處理(脫氣、過濾、凈化)一標準化一均質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標準化乳加熱弁質冷卻介質水轉阿流巴氏殺菌乳生產線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-調節(jié)閥10-關閉閥11-檢測閥12-均質機13-增壓泵14-保溫管15-轉換閥16-過程控制器經驗收合格的原料乳先通過平衡槽1,然后經泵2送至板式熱交換器4。預熱后，通過流量控制器3至分離機5,以生產脫脂乳和稀奶油。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和調節(jié)閥9確定和保持穩(wěn)定，為了保證均質效果以及節(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機的能力，另一方面應使脫脂乳混入稀奶油進入均質機，并保證其流速穩(wěn)定。隨后均質的稀奶油與多余的脫脂乳混合，使物料的脂肪含量穩(wěn)定在產品要求含量范圍內，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保持正壓，這樣就避免了由于殺菌機的滲漏而導致冷卻介質或未殺菌的物料污染殺菌后的巴氏殺菌乳。當殺菌溫度低于設定值時，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、質量控制原料乳驗收和分級通常在牧場僅對牛乳的質量作一般的評價，在到達乳品廠后，需對原料乳的質量，包括感觀、理化和衛(wèi)生質量進行測定，以便按質論價和分級使用。預處理1.脫氣剛擠出的牛乳約含5.5%?7%的氣體；經過貯存、運輸和收購后，一般其氣體含量在10%以上，而且絕大多數(shù)為非結合的分散氣體。這些氣體對乳品加工過程和產品質量會產生影響。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，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，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出的產品符合質量標準要求，同時使生產的每批產品質量均勻一致。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。預標準化預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、蛋白質等指標符合產品要求。將牛乳加熱至55?65°C，然后按預先設定好的脂肪含量，分離出脫脂乳和稀奶油，并且根據(jù)最終產品的脂肪含量，由設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、單位時間內處理量大。（四） 均質自然狀態(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。如經均質，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，經均質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中，一般均質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中，均質機位于滅菌之前；在直接加熱的超高溫滅菌乳生產中，均質機位于滅菌之后，因此應使用無菌均質機。但是當脂肪含量高于6%，蛋白質含量相應增加時，均質后的脂肪球會很容易聚結在一起，此時即使是使用間接滅菌機，也應使用后置無菌均質機。脂肪含量在1%?5%的原料乳，大多數(shù)采用二級均質機進行均質處理，控制二級均質壓力在5MPa左右，再調節(jié)總均質壓力為18?25MPa，進行均質處理。（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品風味和保質期的絕大多數(shù)其他微生物以及酶類，以保證產品質量并提高產品的貯藏穩(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)價值會產生不良影響。如牛乳中的蛋白質在高溫下會變性；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品質量兩方面，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，但微生物有足夠的時間繁殖并產生酶類，而且微生物代謝產生的副產物有時是有毒的；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，尤其是原料質量較差時。目前，許多乳品廠對牛乳進行預巴氏殺菌，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，即初次殺菌不能導致磷酸酶試驗有陰性反應。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?shù)陌褪蠚⒕?，試驗結果必須是陰性。超巴氏殺菌(Ultrapasteu“sation)超巴氏殺菌的目的是延長產品的保質期。超巴氏殺菌的溫度一般為125?138C，時間為2?4S，然后將產品冷卻至7C以下貯存和銷售。冷卻經過殺菌的牛乳，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，低溫貯藏對產品品質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，后者得以升溫預熱。在該段的熱交換中，熱量得以回收利用。經預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，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，它應具備以下幾個特性：①保證產品的質量及其營養(yǎng)價值；②保證產品的衛(wèi)生及清潔，對所包裝的產品沒有任何污染；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、復合紙包裝等。冷藏、運輸巴