全脂乳粉

全脂乳粉和全脂加糖乳粉都是采用喷雾干燥法制得。

其生产工艺流程如图5 -1所示。

白砂糖喷雾干燥检验过筛检验出粉冷却装箱乳的标准化真空浓缩包装成品原料乳验收预处理杀菌④操作中，未能严格执行工艺条件及操作规程，严重影响杀菌效果。

⑤杀菌器的传热效果不良，如板式杀菌器水垢增厚，使传热系数降低，影响杀菌效果。

⑥杀菌器本身的故障。

保温杀菌罐的大小与搅拌器大小及转速配合不当，使罐的下部形成冷乳层，使杀菌温度不够；牛乳起泡时造成受热温度不匀；杀菌器保温层绝缘不良；自动控制系统发生故障；板式杀菌器的预热段胶垫破损时，造成生乳的混入，等等。

4. 乳粉的加糖及杀菌乳粉的加糖须按照我国部颁标准规定，所使用的蔗糖必须符合相应国家标准。

（1）加糖量的计算为保证乳粉含糖量符合国家规定标准，需预先经过计算。

根据标准化乳中蔗糖含量与标准化中干物质含量之比，必须等于加糖乳粉中蔗糖含量与乳粉中乳干物质含量之比，则牛乳中加糖量可按下述公式计算(5-1)（2）加糖方法及杀菌常用的加糖方法有以下三种①将糖投入原料乳中溶解加热，同牛乳一起杀菌。

②将糖投入水中溶解，制成浓度约为65％的糖浆溶液进行杀菌，再与杀菌过的牛乳混合。

③将糖粉碎杀菌后，再与喷雾干燥好的乳粉混匀。

前两种属于先加糖法，制成的产品能明显改善乳粉的溶解度，提高产品的冲调性。

第三种为后加糖法，采用该方法生产的乳粉体积小，从而节省了包装费用。

由于蔗糖具有热熔性，在喷雾干燥塔中流动性较差，所以当生产含糖35％的加糖乳粉时一般采用后加糖法，生产含糖20％以下的加糖乳粉采用先加糖法。

三、蒸发（浓缩）为了节约能源和保证产品质量，喷雾干燥前对杀菌乳必须进行浓缩。

乳浓缩是利用设备的加热作用，使乳中的水分在沸腾时蒸发汽化，并将汽化产生的二次蒸汽不当排除，从而使制品的浓度不当提高，直至达到要求的浓度的工艺过程。

浓缩技术对其工艺流程的设计、设备的选型、制造加工和具体操作提出了较高要求，随着科学技术及生产的发展，浓缩已趋向低温、快速、连续的发方向发展。

1．浓缩的目的①作为干燥的预处理，以降低产品的加工热耗，节约能源。

例如鲜乳中含有87.5％～89％的水分，要制成含水量为3％的乳粉，需要去除大量水分。

若采用真空浓缩，每蒸发1kg水分，需要消耗1.1kg的加热蒸汽，而用喷雾干燥，每蒸发1kg水分需要消耗3～4kg蒸汽，故先浓缩后干燥，可以大大节约热能。

②提高乳中干物质的含量，喷雾后使乳粉颗粒粗大，具有良好的分散性和冲调性。

同时能提高乳粉的回收率，减少损失。

③由于乳粉的品质和贮藏性，使其密度提高，可减少粉尘飞扬，便于包装。

④改善乳粉的品质和贮藏性。

经过真空浓缩，使存在于乳中的空气和氧气的含量降低，一方面可除去不良气味，另一方面可减少对乳脂肪的氧化，因而可提高产品的品质及贮藏性。

2. 浓缩的基本原理乳的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空浓缩。

它是利用真空状态下，液体的沸点随环境压力降低而下降的原理，使牛乳温度保持在40～70℃之间沸腾，因此可将加热过程中的损失降到最小程度。

当牛乳中的某些水分子获得的动能超过其分子间的引力时，就在牛乳液面汽化，而牛乳中的干物质数量保持不变，汽化的分子不断移去并使汽化过程持续进行，最终牛乳的干物质含量不断提高达到预定的浓度。

3. 乳浓缩的方法（1）自然蒸发溶液中的溶剂（通常为水）在低于其沸点的状态下进行蒸发，溶剂的汽化只能在溶液的表面进行，蒸发速率较低，乳品工业上几乎不采用。

（2）沸腾蒸发将溶液加热使其达到某一压力下的沸点，溶剂的汽化不但在液面进行，而几乎在溶液的各部分同时产生现象，蒸发速率高。

工业生产上普遍采用沸腾蒸发。

根据液面上方压力的不同，沸腾蒸发又可分以下两种。

①常压蒸发。

蒸发过程是在大气压力状态下进行，溶液的沸点就是某种物质本身的沸点，蒸发速度慢。

乳品工业上最早使用的平锅浓缩就是常压浓缩，但目前该蒸发方法几乎已不采用。

②减压蒸发。

即真空浓缩，是利用抽真空设备使蒸发过程在一定的负压状态下进行，溶液的沸点低，蒸发速率高。

由于压力越低溶液的沸点就越低，所以整个蒸发过程都是在较低的温度下进行的，特别适合热敏性物料的浓缩，目前在乳品工业生产上得到广泛应用。

牛乳浓缩的程度如何将直接影响到乳粉的质量，牛乳浓缩的程度视各厂的干燥设备、浓缩设备、原料乳的性状、成品乳粉的要求等而异，一般浓缩到原料乳的1/4，即乳固体含量为40％～50％。

通常，当浓缩终了时，测其相对密度或粘度以确定浓缩终点。

此时的相对密度、粘度(50℃)在下述范围：相对密度粘度(莫球尼尔粘度)全脂浓缩乳 1.110～1.125 70以下脱脂浓缩乳 1.160～1.180 60 以下这里的相对密度和粘度并不一定成正比例关系，但喷雾干燥一般与粘度有密切关系，所以，有的工厂以测粘度为主，相对密度为辅。

在相同粘度下，乳固体含量高者对喷雾干燥有利，所以都在研究如何在浓缩中不使粘度显著增高。

4. 牛乳真空浓缩的特点由于牛乳属于热敏性物料，浓缩宜采用减压浓缩法。

减压浓缩法的优点如下：①牛乳的沸点随压力的升高或下降而增高或降低，真空浓缩可降低牛乳的沸点，避免了牛乳高温处理，减少了蛋白质的变性及维生素的损失，对保全牛乳的营养成分，提高乳粉的色、香、味及溶解度有益。

②真空浓缩可极大地减少牛乳中空气及其他气体的含量，起到一定的脱臭作用，这对改善乳粉的品质及提高乳粉的保存期有利。

③真空浓缩加大了加热蒸汽与牛乳间的温度差，提过了设备在单位面积单位时间内的传热量，加快了浓缩进程，提过了生产能力。

④真空浓缩味使用多效浓缩设备及配置热泵创造了条件，可部分地利用二次蒸汽，节省了热能及冷却水的耗量。

⑤真空浓缩操作是在低温下进行的，设备与室温间的温差小，设备的热量损失少。

⑥牛乳自行吸入浓缩设备中，无需进行料泵。

真空浓缩的不足之处一是真空浓缩必须设真空系统，增加了附属设备和动力消耗，工程投资增加。

二是液体的蒸发潜热随沸点降低而增加，因此真空浓缩的耗热量较大。

5. 牛乳的真空浓缩设备真空浓缩的设备和种类较多，按照加热器构造一般有盘管式、直管式和板式浓缩设备三种。

再按蒸发过程是否利用二次蒸气又分为单效、多效浓缩设备和带有热泵的浓缩设备。

（1）盘管式浓缩设备这种设备由盘管式加热室、蒸发室、冷凝器、真空泵、除沫器、进出料口等组成。

其结构见图5-4所示。

该设备的工作原理是：当乳由进料口进入浓缩锅时，盘管内的热蒸气对通过盘管的乳进行加热，乳受热膨胀，比重降低，使乳上浮到液面时发生汽化，从而使浓度增加，比重变大，从温度较低的盘管中心处下降，形成乳沿锅壁及盘管处上升，从盘管中心下落的循环状态。

产生的二次蒸气通入冷凝器中凝结后排出，加热蒸气使用后通过汽水分离器排出。

这种设备的特点是能连续进料，不能连续出料，效率较低，适用于小型加工厂。

盘管式浓缩设备的操作方法如下。

①使用前须用热水冲洗干净，然后用直接蒸汽进行杀菌，使锅体及各部的温度达95℃以上，并保持此温度5min以上。

②密闭后进行抽真空试验。

a.若使用水力喷射器，先开起冷却水的进水阀及多级水泵，使进水压力（表压）维持在0.3MPa左右。

b.若使用大气式混合冷凝器，首先开启干式真空泵，随后开启冷却水的进水阀，并调整至所需的流量。

c.若使用低位冷凝器，先开启真空泵，然后开启低位冷凝器的抽水泵及冷却水的进水阀，并及时调整抽水泵的流量及冷却水的流量，使冷凝器的气压腿内维持一定的液位。

正式操作时尚需进一步调整。

图5-4 盘臂式真空浓缩设备的结构1－冷水进口；2－第一级蒸气喷射器；3－中间冷凝器；4－第二级蒸气喷射器；5－冷凝器；6－除沫装置；7－仪表盘；8－温度计；9－平衡器；10－窥视孔；11－进料阀；12－冷凝水排出口；13－加热盘管；14－蒸气进口；15－逆止阀；16－放料阀；17－取样阀；18－排水泵；19－冷凝水d.若使用并流式冷凝器及湿式真空泵，先开启湿式真空泵，后开启冷却水，并严格控制和调整冷却水的流量。

③进料。

一般均以切线方向进料，这样有利于保持牛乳最佳的沸腾状态，以提高其蒸发速率。

④正常操作时应根据工艺要求，随时调节加热蒸汽的使用压力、进料量、冷却水的用量及温度，使操作处于最佳状态。

⑤浓缩乳的浓度达到预定要求时，便可停车出料，停车顺序如下。

a.关闭加热蒸汽阀门。

b.破坏真空度，关闭水力喷射器的进水泵，或顺序关闭冷却水、抽水水泵、真空泵或湿式真空泵。

c.用泵抽出浓缩乳，若继续使用时，遵照上述开车顺序重新操作，否则要进行清洗。

⑥清洗时先用热水将锅内残留的浓缩乳冲洗干净，然后用热碱液喷淋于盘管表面，再用水冲洗碱液，人工进行擦洗。

或仿照杀菌器的酸、碱液循环清洗法进行清洗，但最终一定需将酸液冲洗嘎酸奶机，或用淡碱液中和，否则易引起牛乳酸化而结块。

（2）升膜式浓缩设备单效升膜式浓缩设备结构简单，生产能力强，蒸发速度快，蒸气消耗低，可连续生产。

见图5-5所示。

其工作原理是：乳从加热器底部进入加热管，蒸气在管外对乳进行加热，加热管中的乳在管的下半部只占管长的1/5～1/4。

乳加热沸腾后产生大量的二次蒸气，其在管内迅速上升，将牛乳挤到管壁，形成薄膜，进一步被浓缩。

在分离器高真空吸力作用下，浓缩乳与二次蒸气沿切线方向高速进入分离器。

经分离器作用浓缩乳沿循环管回到加热器底部，与新进入的乳混合后再次进入加热管进行蒸发，如此循环直至达到要求浓度后，一部分浓缩乳由出料泵抽出，另一部分继续循环。

一般要求出料量与蒸发量及进料量达到平衡，乳浓度由出料量进行控制。

图5-5 单效升膜式浓缩设备的结构1－加热器；2－蒸气进口管道；3－加热；4－牛乳进入分离器料管；5－二次蒸气出品管道；6－分离器；7－捕集器；8－90º锥底；9－循环管；10－浓乳出料管；11－平稀管；12－出料泵；13－放剩奶阀；14－杀菌乳进料管；15－冷凝水出口管；16－气水分离器单效升膜式浓缩设备的操作方法与盘管式浓缩设备大致相似，当牛乳自加热器底部进入后，由于真空及牛乳自蒸发（超沸点进料时）的关系，片刻后牛乳自分离器的切线入口喷出。

牛乳喷出后，即稍开启加热蒸汽，于是循环加剧。

同时，相应减少进乳量，必要时进行压气，待操作正常后，重行调整进乳量及加热蒸汽合蒸汽（二次蒸汽与加热蒸汽）的温差(△t)有关。

混合比（二次蒸汽量与加热蒸汽量之比）随着蒸汽压力和温差的增大而增大。

例如，1 kg压力为0.9 MPa的加热蒸汽在温差分别为13℃、10℃、6℃时能够吸收的二次蒸汽分别为1.0kg、1.4kg、2.3kg。

牛乳必须均布于加热管内壁，否则就会有结焦的危险。

因此，在蒸发器的顶部都安装有一个均布器，它可以达到使牛乳均布于加热管内壁的目的。

牛乳刚进入蒸发器时，其温度稍高于加热管内牛乳的沸点温度，因此牛乳就在蒸发器人口处发生闪蒸，产生的二次蒸汽同时有助于牛乳均布于加热管内壁。