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1、第五节 乳 粉 它是以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳 为主要原料,添加一定数量的植物或动物 蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料 ，除去其中几乎全部水分而制成的粉末 状乳制品。 乳粉中水分含量很低,重量减轻、体积变 小为贮藏和运输带来了方便；同时微生 物不能发育繁殖，有的甚至死亡，所以 贮藏期长。这乳粉加工的目的之一。一、 乳粉的种类及其化学组成 1种类 根据乳粉加工所用原料及加工 工艺的不同可以将乳粉分为: （1）全脂乳粉 是新鲜牛乳标准化后， 经杀菌、浓缩、干燥等工艺加工而成。 由于脂肪含量高易被氧化，在室温可保 藏三个月。 （2）脱脂乳粉 用离心的方法将新鲜牛乳中 的绝大部分脂肪分离去除后，
2、再经杀菌、浓缩 、干燥等工艺加工而成。由于脱去了脂肪，该 产品保藏性好（通常达1年以上），用于制点 心、面包、冰淇淋、复原乳等。 （3）速溶乳粉 将全脂牛乳、脱脂牛乳经过 特殊的工艺操作而制成的乳粉，对温水或冷水 具有良好的润湿性、分散性及溶解性。 （4）配制乳粉 在牛乳中添加某些必要 的营养物质后再经杀菌、浓缩、干燥而 制成。配制乳粉最初主要是针对婴儿营 养需要而研制的，供给母乳不足的婴儿 食用。目前，配制乳粉已呈现出系列化 的发展势头，如中小学生乳粉、中老年 乳粉、孕妇乳粉、降糖乳粉、营养强化 乳粉等的生产对不同的人群具有一定的 生理调节功能。 （5）加糖乳粉 新鲜牛乳经标准化后， 加入一
3、定量的蔗糖，再经杀菌、浓缩、 干燥等工艺加工而成。 （6）冰淇淋粉 在牛乳中配以乳脂肪、 香料、稳定剂、抗氧化剂、蔗糖或一部 分植物油等物质经干燥而制成。 （7）奶油粉 将稀奶油经干燥而制成的 粉状物，易氧化。与稀奶油相比保藏期 长，贮藏和运输方便。 （8）麦精乳粉 在牛乳中添加可溶性麦 芽糖、糊精、香料等经真空干燥而制成 乳粉。 （9）乳清粉 将制造干酪的副产品乳清 进行干燥而制成的粉状物。乳清中含有 易消化、有生理价值的乳蛋白、球蛋白 及非蛋白态氮化合物、其它有效物质。 根据用途分为普通乳清粉、脱盐乳清粉 、浓缩乳清粉等。 （10）酪乳粉 将酪乳干燥制成的粉状 物。含有较多的卵磷脂，用于制
4、造点心 及复原乳之用。2乳粉的化学组成 乳粉的化学组成依原料乳的种类和添加 物不同而有所差别，表10-1中列举了几 种主要乳粉的化学组成。表10-1 主要种类乳粉的化学组成（%）二、乳粉的一般生产工艺 乳粉的工艺流程如下： （一）原料乳的验收及预处理 见第四、第五章相关 内容。 （二）配料 乳粉生产过程中，除了少数几个品种（ 如全脂乳粉、脱脂乳粉）外,都要经过配料工序，其配 料比例按产品要求。配料时所用的设备主要有配料缸 、水粉混合器和加热器。牛乳或水通过加热器后得以 升温,其他配料加入到水粉混合器上方的料斗中,物料 不断地被吸入并在水粉混合器内与牛乳或水相混合,然 后又回流到配料缸内，周而复
5、始,直到所有的配料溶解 完毕并混合均匀为止。 对于生产加糖奶粉可按甜炼乳的方法加糖。 （三）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1421MPa,温度控制在60为宜。二 级均质时,第一级均质压力为1421Mpa,第二 级均质压力为3.5MPa左右。均质后脂肪球变小 ,从而可以有效地防止脂肪上浮,并易于消化吸 收。 （四）杀菌 牛乳常用的杀菌方法见表 10-2。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。低温长 时间杀菌方法的杀菌效果不理想，所以 已
6、经很少应用。目前最常见的是采用高 温短时灭菌法,因为该方法可使牛乳的营 养成分损失较小,乳粉的理化特性较好。表10-2 牛乳常见的杀菌方法（五）真空浓缩 牛乳经杀菌后立即泵入真空蒸发器进行 减压（真空）浓缩，除去乳中大部分水 分（65%），然后进入干燥塔中进行喷雾 干燥,以利于产品质量和降低成本。1.真空浓缩条件 (1)真空浓缩的设备 真空浓缩设备种类 繁多,按加热部分的结构可分为直管式、 板式和盘管式三种；按其二次蒸汽利用 与否,可分为单效和多效浓缩设备。 (2）浓缩时的条件 一般真空度为21 8kPa，温度为5060。单效蒸发时间 为40min，多效是连续进行的。 (3) 影响浓缩的因素
7、加热器总加热面积。加热面积越大,乳 受热面积就越大，在相同时间内乳所接 受的热量亦越大,浓缩速度就越快。 蒸汽的温度与物料间的温差。温差越 大,蒸发速度越快。 乳的翻动速度。乳翻动速度越大,乳的对流 越好,加热器传给乳的热量也越多,乳既受热均 匀又不易发生焦管现象。另外,由于乳翻动速 度大,在加热器表面不易形成液膜,而液膜能阻 碍乳的热交换。乳的翻动速度还受乳与加热器 之间的温差、乳的粘度等因素的影响。 乳的浓度与粘度。随着浓缩的进行,浓度提 高,比重增加,乳逐渐变得粘稠,流动性变差。2.浓缩终点的确定 牛乳浓缩的程度如何将直接影响到乳粉 的质量。连续式蒸发器在稳定的操作条 件下，可以正常连续
8、出料，其浓度可通 过检测而加以控制；间歇式浓缩锅需要 逐锅测定浓缩终点。 在浓缩到接近要求浓度时，浓缩乳粘度升高，沸腾状 态滞缓，微细的气泡集中在中心，表面稍呈光泽，根 据经验观察即可判定浓缩的终点。但为准确起见，可 迅速取样，测定其比重、粘度或折射率来确定浓缩终 点。一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4，乳干物质达 到45%左右。浓缩后的乳温一般约4750，不同的产 品浓缩程度（1）全脂乳粉为11.513oBe,相应乳固体 含量为38%42%；（2）脱脂乳粉为2022oBe,相应乳 固体含量为35%40%；（3）全脂甜乳粉为1520oBe, 相应乳固体含量为45%50%；大颗粒奶粉可相应提高
9、浓度。（六）喷雾干燥 浓缩乳中仍然含有较多的水分,必须经喷 雾干燥（即浓奶经过雾化后再与热空气 水分交换）后才能得到乳粉。目前国内 外广泛采用压力式喷雾干燥和离心式喷 雾干燥。工艺流程： 空气过滤鼓风加热（1301800C可达 2000C） 浓缩乳贮存（45500C）高压泵（压力喷 雾）、乳泵（离心喷雾）（10200um） 喷雾干燥（1/201/100s，600C）出粉 冷却筛粉贮粉 气粉分离排风 1喷雾干燥条件 压力式喷雾干燥法生产乳粉和离心 式喷雾干燥法生产乳粉时,工艺条件通常 分别控制在表10-3和表10-4所列出的范 围。表10-3 压力喷雾干燥法生产乳粉的工艺条件表10-4 离心喷雾
10、干燥法生产乳粉的工艺条件2乳粉干燥过程 分为两个阶段: 第一阶段将预处理过的牛乳浓缩至乳固体含量 40%左右。 第二阶段将浓缩乳泵入干燥塔中进行干燥,该 阶段又可分为三个连续过程: （1）将浓缩乳雾化成液滴； （2）液滴与热空气流接触,牛乳中的水分迅速 地蒸发,该过程又可细分为预热段、恒率干燥 段和降速干燥段； （3）将乳粉颗粒与热空气分开。 在干燥室内,整个干燥过程大约用时25s 。由于微小液滴中水分不断蒸发,使乳粉 的温度不超过75。 干燥的乳粉含水分2.5%左右，从塔底排 出，而热空气经旋风分离器或袋滤器分 离所携带的乳粉颗粒而净化，或排入大 气或进入空气加热室再利用。3二次干燥或两段干
11、燥 为了提高喷雾干燥的热效率，可采用二次干燥 法： 1、二段干燥能降低干燥塔的排风温度，使含 水分较高（6%-7%）的乳粉颗粒再在流化床或 干燥塔中二次干燥至含水量2.5%5%； 、直通法干燥，在塔底设置固定沸腾床，使 奶粉颗粒在塔底低温条件下沸腾干燥。 乳粉在流化床干燥机中继续干燥，可生产优质 的乳粉。因为可以提高喷雾干燥塔中空气进风 温度，使粉末的停顿的时间短（仅几秒钟）； 而在流床干燥中空气进风温度相对低130） ，粉末停留时间较长（几分钟）热空气消耗也 很少。见图10-1。 传统干燥和两段式干燥将干物质含量48%的脱 脂浓缩奶干燥到含水量3.5%所需条件见表10-5 。表10-5 传统
12、干燥和两段式干燥条件物料图10-1 配有流化床喷雾干燥 1、4-空气加热器 2-喷雾干燥塔 3-流化床 5-冷空气 室 6-冷却干空气室 7-振动筛 由此可见，两段式干燥能耗低（20%） 、生产能力更大（57%）、附加干燥仅 耗5%热能、乳粉质量通常更好。但需要 增加流化床。 流化床除干燥还可有其它功能，如简单 地加入一个冷却部分流床也能用于粉粒 附聚，附聚的主要原因是解决在冷水中 分散性差的细粉，通常生产大颗粒乳粉 。在流床中粉末之间相互碰撞强烈，如 果粉末足够粘即在它们边缘有足够的含 水量，则会发生附聚。 向粉末中吹入蒸汽（这是所谓再湿润多应用于 生产脱脂乳粉中）可提高附聚。 此制造方式因
13、为对乳成分几乎没有热破坏，粉 末容易分散，可生产出高质量的奶粉。 速溶奶粉主要是通过该方法生产的（在附聚段 喷涂卵磷脂）。（七）冷却 在不设置二次干燥的设备中，乳粉从塔 底出来放入温度为65以上，需要冷却 以防脂肪分离。 冷却是在粉箱中室温下过夜，然后过筛 （2030目）后即可包装。在设有二次 干燥设备中，乳粉经二次干燥后进入冷 却床被冷却到40以下，再经过粉筛送 入奶粉仓，待包装。（八）计量包装 工业用粉采用25kg的大袋包装，家庭采 用1kg以下小包装。 小包装一般为马口铁罐或朔料袋包装， 包质期为318个月，若充氮可延长包质 期。二、奶粉质量和贮藏过程中的品质变化 1乳粉的物理性质 （1
14、）乳粉的颗粒大小与形状 与制造方法、操作条件有关，喷雾法生产的乳 粉，颗粒直径1020um，内含一个或几个气泡 。 压力喷雾乳粉颗粒小、气泡小、气泡数量少。 （2）乳粉的密度 喷雾干燥乳粉颗粒呈球状，易致密充填于容器 中，表观密度较大。 （3）乳粉的吸湿性 很强，很易吸收空气中的水分，吸水程度因周 围空气湿度或乳粉种类而异。 （4）乳粉的溶解度 “溶解度”只表明乳粉复水性的一个指标，并 不是真正意义上的溶解度。 影响乳粉溶解度的主要因素有：原料乳的质量 、乳粉制造方法、贮存条件、贮存时间等。 2.脂肪分解味（酸败味） 由于乳中解脂 酶的作用，使乳粉中的脂肪水解而产生 游离 的挥发性脂肪酸。为了
15、防止这一缺陷， 必须严格控制原料乳的微生物数量，同 时杀菌时将脂肪分解酶彻底灭活。3.氧化味（哈喇味） 不饱和脂肪酸氧化产生的 。空气、光线、重金属（特别是铜）、过氧化 物酶和乳粉中的水分及游离脂肪酸含量。 4.棕色化 水分在5%以上的乳粉贮藏时会发生羰 -氨基反应产生棕色化，温度高会加速这一变 化。 5.吸嘲 乳粉中的乳糖呈无水的非结晶的玻璃态，易吸嘲。当 乳糖吸水后使蛋白质彼此粘结而使乳粉结块，因此应 保存在密封容器里。 6.细菌引起的变质 乳粉打开包装后会逐渐吸收水分，当水分超过5%以上 时，细菌开始繁殖，而使乳粉变质。所以乳粉打开包 装后不应放置过久。三、速溶奶粉 速溶乳粉具有颗粒粗大、润湿性好、分 散度高，用水冲调复原时能迅速溶解、 不结团，即使在冷水中也能速溶等特点 。 生产方法有：喷雾干燥法、真空薄膜法、真空泡 沫干燥法。 喷雾干燥法又有： 再润湿法以喷雾干燥制得的乳粉为 基粉，于再润湿干燥器中，通过湿空气 或乳液雾滴使其附聚成团粒，再行干燥 、冷却制成乳粉。 直通法无须预先制成基粉，而是在 喷雾干燥塔下部连接一组直通式速溶乳 粉瞬间形成机，边疆地在流化床中进行 附聚、干燥、冷却制成乳粉。 （一）全脂速溶乳粉 直通法生产：附聚后的全脂乳粉经检验 合格后，即可喷涂卵磷脂，可以增强乳 粉颗粒的亲水性，改善可湿性，提高了 溶解度。 （
