机械04乳制品(1)
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（一）碟式分离机的分类
按其进料和排液操作中的压力状态分：为开放式、半 封闭式和封闭式三种类型。
开放式：进料和出料均在常压重力条件下进行； 半封闭式：常压重力进料，封闭式压力出料； 封闭式：牛奶的进入以及分离的稀奶油和脱脂乳的排出 均在封闭条件下形成一定压力排出。
2020年4月18日星期六
第8页
食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
2）双级均质阀
第一级 压力：19. 6～24. 5 MPa； 作用：使脂肪球破 碎。 第二级 压力：3. 43 MPa 作用：使脂肪球均 匀分散。 材料： 阀芯和阀座采用耐 Leabharlann Baidu合金钢制造。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
（二）工作原理
料液以很高速度通过均质阀缝隙处受到强烈剪切作 用而均质和乳化。缝隙为0.1mm时，液流的流速高 达150～200m/s。
乳制品工业采用的原料乳主要是牛奶，乳制品也多指以 牛乳为原料，加工制成的成品或半成品。
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第2页
食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
一、乳制品加工工艺流程
典型UHT乳生产工艺流程
UHT：超高 温瞬时灭菌 （>135℃,不 少于1s）
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第3页
（二）立式胶体磨 1、结构组成 料斗、定磨盘、动磨盘、排料口和传动机构等。
1-定磨盘 2-螺旋 3-料斗 4-动磨盘 5-出料口 6-壳体
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
2、工作原理
它的定、动磨盘的锥度不同，形成环形间隙，间隙 由大到小，可以调节，料液在间隙中受到磨齿的剪切、 挤压和冲击作用得以破碎和混匀。
液滴（脂肪球）通过缝 隙时，在缝隙处被拉伸和 延展，同时又受到流液通 过均质阀时的涡动作用， 使延展部分被剪切为更细 小的脂肪球微粒。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
四、胶体磨
（一）分类 卧式胶体磨、立式胶体磨。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
动力通过曲柄滑块机构带动柱塞往复运动，当柱
塞向左移动时，腔内产生吸力，吸开吸入阀，吸闭 排出阀，从吸入阀吸入料液，柱塞向右移动时，腔 内产生高压，压闭吸入阀，压开排出阀，将料液排 出，进入均质头。
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（三）影响牛奶分离效果的因素
1、转速：分离机转速越快，则分离效果越好。一
般控制在7000r/min以下。
2、流量： 进入分离机中牛奶的流量应低于分离
机的生产能力。
3、脂肪球：脂肪球直径越大，分离效果越好。
4、清洁度：杂质时沉积在转鼓内壁上，使转鼓的
有效容积减小。
5、温度：牛奶的温度提高，黏度降低，脂肪球和
均质后的牛乳不会出现脂肪球分离，易被人体消 化吸收，而且降低了牛乳表面张力，增加了黏度， 成为质地均匀的胶黏状混合物，适合于冰淇淋等生 产的要求。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
二、均质机理与均质机分类 （一）均质机理
撞击理论、剪切理论、空穴学说
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三、高压均质机
（一）结构
高压均质机是由高 压泵和均质头等组成。
高压泵：三柱塞往 复泵，产生使物料均 值所需的高压。
均质头：双级均质 阀，料液的均质作用 在均质阀处发生。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
1、三柱塞泵
1）柱塞式往复泵 构成：曲轴(曲柄)、 连杆、滑块、缸体、 柱塞、吸入阀、排出 阀等。
二、板式换热器
在乳品、果汁饮料、清凉饮料以及 啤酒、冰淇淋的生产中，广泛应用高 温短时( HTST)和超高温(UHT)杀菌等。
板式杀菌设备的特点：板式杀菌设 备的关键部件就是板式换热器。
板式换热器由许多冲压成型的金属 薄板（换热片）组合而成。
板与板之间有橡胶垫圈，以保证密 封并使两板间有一定空隙。压紧后所 有板块上的角孔形成流体的通道，冷 流体与热流体就在传热板两边流动， 进行热交换，金属片面积大，流动的 液层又薄，热效果很好。
1。乳制品加工工艺 2。乳制品加工常用设备 3。乳制品杀菌分类
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
第二节 牛奶净化分离设备
净化：除去牛奶中的杂质；分离：牛乳中乳、脂分离
一、净化设备
1、过滤嚣 采用铜质或不锈钢金属细丝，制成各种形状的筛子，并 覆盖多层纱布，形成滤层。当牛奶通过滤层时，杂质就会 被截留。 连续生产中可采用管式过滤器，它安装在牛乳输送管 道中，较牛奶管路稍粗。过滤管内有两重金属套管，均为 不锈钢制造，内管管壁钻满直径0. 5mm的小孔．牛奶在 内外管之间流过。 过滤器净化牛奶，设备简单，操作容易，但只能除去 肉眼可见的机械杂质，一般用于鲜奶的预过滤。
食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
第四章 乳制品加工机械与设备
第一节 概 述 第二节 分离机械 第三节 均质机械 第四节 灭菌机械 第五节 袋装机械
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
第一节 概 述
乳制品是我国食品行业首要发展的食品。乳制品工业 对提高国民的营养水平和身体素质，促进农牧业生产，加 速国民经济发展，都具有重要意义。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
2、双级均质阀
1）均质阀 组成：阀芯、阀座、 螺杆、弹簧等。 转动螺杆调节阀芯 和阀座之间隙，调整 出口压力。阀芯和阀 座间隙小，料液排出 速度很高，并在机械 力作用下进行均质化。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
（二）均质机分类
按工作原理和构造：机械式、离心式、超声波式 和搅拌乳化机。
机械式均质机 是主要采用剪切 力使料液中的微 粒或液滴破碎和 混合的机械设备。
机械式均质 机有：高压均质 机、胶体磨
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
（二）碟式分离机的结构和工作原理
1-通过空心轴进料 2-转筒主体 3-沉积物的空间 4-锁定环 5-转筒上罩 6-分布器 7-转盘塔 8-顶部转盘 9一脱脂牛奶出口 10-奶油出口
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
本节要点
1、均质机械的分类 2、均质机理有哪些 3、高压均质机的组成与工作原理 4、立式胶体磨的结构与特点
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
第四节 乳品杀菌机械与设备
与乳品杀菌方法相适应的杀菌设备有冷热缸、板式杀菌设 备、超高温瞬时灭菌机等，主要通过换热实现杀菌作用。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
2）三柱塞泵？
单个柱塞泵，柱塞往复运动输出流量和压力为脉动的。 柱塞往复一次为一个周期，每个周期脉动一次。 三柱塞泵工作相位差为120度，各落后三分之一个周期。 三柱塞泵共同作用的结果是，输出的流量和压力虽有波动， 但已相对稳定了。
T
T/3
T/3
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
2、离心净乳机
离心净乳机是利用
高速旋转的转鼓产生 的离心力，将牛奶中 密度较大的杂质甩向 离心机转鼓的周壁， 并在周壁上沉积下来， 从而达到净化牛奶的 目的。
离心净乳机主要由
转鼓、排渣机构、驱 动机构和控制系统等 组成
脱脂奶的密度差增大，有利于提高分离效果。
6、碟片结构：碟片的最大直径与最小直径之差和
碟片的仰角。
一般碟片平均半径与高度的比值
为0. 45～0. 70，仰角以45～60度为佳。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
本节要点
1。牛奶净化设备的种类与特点 2。碟片分离机的结构与工作原理 3。影响碟片分离机的因素
3、超巴氏杀菌(Ultra Pasteurization)：125～138℃，2～
4s
以上非无菌灌装，非商业无菌，冷链分销
4、 超高温瞬时灭菌（UHT）>135℃,不少于1s，灭菌后无
菌灌装，商业无菌，非冷链分销。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
本节要点
一、冷热缸
储槽式换热器，用于液体物料的加热、冷却与保温。
由内胆、外壳、保温层、 搅拌器和放料旋塞等组成。 内胆与外壳间为传热夹层， 当夹层内通人蒸汽或热水时， 可对储存在内胆中的物料进 行升温或保温。底部排水口 与疏水器衔接，以排出冷凝 水。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
料液从料斗轴向进入胶体磨，定、动 磨盘间隙为0. 5～1. 5mm，动磨盘转速 3000～15000r/min。
料液进入后受到磨盘工作齿面的高速 磨削和强烈剪切作用而被粉碎。
胶体磨的特点是：结构比较简单，操 作方便，容易清洗；适用于黏度高的物 料；转速高，要求动磨盘平衡性能好。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
二、分离设备
对原料奶进行部分或全部分离，是乳制品加工中的重要 操作。
牛奶分离有重力分离和离心分离两种方法。由于离心分 离具有分离速度高、分离效果好、便于实现自动控制和连 续生产等特点，生产中均使用离心分离机进行牛奶的分离。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
第三节 均质机械
一、均质机概述
均质是液态物料混合操作的一种特殊方式，兼有 粉碎和混合两种作用。均质的目的：获取粒度很小 且均匀一致的液相混合物。
例如果汁生产中通过均质能获得果肉微细的破碎 物均布的料液，以减少产品沉淀。生产炼乳时，为 了减少牛乳中的脂肪球因大小不一出现大脂肪球上 浮到牛乳表层的分离现象。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
（三）卧式胶体磨
立式胶体磨用黏度为10Pa.s左右料液的均质作业， 卧式胶体磨多用于黏度较低的物料。
卧式胶体磨，水平转轴，动盘、定盘间隙可调。
（四） 其它均质机
离心式均质机 超声波均质机
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
板式换热器的优点 (1) 传热效率高 间隙小，流速高，凸凹沟纹形成湍 流。传热系数K可达3500～4000W/(m2.K)。其他换热 器在2300W/(m2.K)左右。 (2) 结构紧凑 设备占地面积小。 (3) 适宜热敏性物料 流体高速薄层通过，实现高温 或超高温瞬时杀菌，不会产生过热现象。 (4) 适应性 改变传热板的片数或改变板间的排列 和组合。 (5) 安全卫生 密闭，装拆简单 (6) 节约热能 加热和冷却组合在一套换热器，节 约热能。
食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
二、乳制品加工机械与设备
1、原料乳预处理设备——净化机、分离机
2、杀菌机械设备——巴氏杀菌机等
3、均质机械设备——高压均质机
4、包装机械设备——无菌灌装机
三、乳制品杀菌分类
肉毒梭状芽孢杆菌
1、低温长时巴氏杀菌(LTLT)：63℃，保持30min
2、高温短时巴氏杀菌(HTST)：72～75℃，保持15～20s。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
说明：
用于高温杀菌（如UHT杀菌）时，要能承受高温(如135～ 150℃)，还能承受较高的内压。
产品灭菌时不能沸腾，沸腾易造成结垢影响传热。为了防 止沸腾，产品在最高温度时必须保持一定背压，使其等于该 温度下的饱和蒸汽压。135℃下需保持0.2MPa的背压，150℃ 则需要0.375MPa的背压。
按其进料和排液操作中的压力状态分：为开放式、半 封闭式和封闭式三种类型。
开放式：进料和出料均在常压重力条件下进行； 半封闭式：常压重力进料，封闭式压力出料； 封闭式：牛奶的进入以及分离的稀奶油和脱脂乳的排出 均在封闭条件下形成一定压力排出。
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2）双级均质阀
第一级 压力：19. 6～24. 5 MPa； 作用：使脂肪球破 碎。 第二级 压力：3. 43 MPa 作用：使脂肪球均 匀分散。 材料： 阀芯和阀座采用耐 Leabharlann Baidu合金钢制造。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
（二）工作原理
料液以很高速度通过均质阀缝隙处受到强烈剪切作 用而均质和乳化。缝隙为0.1mm时，液流的流速高 达150～200m/s。
乳制品工业采用的原料乳主要是牛奶，乳制品也多指以 牛乳为原料，加工制成的成品或半成品。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
一、乳制品加工工艺流程
典型UHT乳生产工艺流程
UHT：超高 温瞬时灭菌 （>135℃,不 少于1s）
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（二）立式胶体磨 1、结构组成 料斗、定磨盘、动磨盘、排料口和传动机构等。
1-定磨盘 2-螺旋 3-料斗 4-动磨盘 5-出料口 6-壳体
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2、工作原理
它的定、动磨盘的锥度不同，形成环形间隙，间隙 由大到小，可以调节，料液在间隙中受到磨齿的剪切、 挤压和冲击作用得以破碎和混匀。
液滴（脂肪球）通过缝 隙时，在缝隙处被拉伸和 延展，同时又受到流液通 过均质阀时的涡动作用， 使延展部分被剪切为更细 小的脂肪球微粒。
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四、胶体磨
（一）分类 卧式胶体磨、立式胶体磨。
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
动力通过曲柄滑块机构带动柱塞往复运动，当柱
塞向左移动时，腔内产生吸力，吸开吸入阀，吸闭 排出阀，从吸入阀吸入料液，柱塞向右移动时，腔 内产生高压，压闭吸入阀，压开排出阀，将料液排 出，进入均质头。
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（三）影响牛奶分离效果的因素
1、转速：分离机转速越快，则分离效果越好。一
般控制在7000r/min以下。
2、流量： 进入分离机中牛奶的流量应低于分离
机的生产能力。
3、脂肪球：脂肪球直径越大，分离效果越好。
4、清洁度：杂质时沉积在转鼓内壁上，使转鼓的
有效容积减小。
5、温度：牛奶的温度提高，黏度降低，脂肪球和
均质后的牛乳不会出现脂肪球分离，易被人体消 化吸收，而且降低了牛乳表面张力，增加了黏度， 成为质地均匀的胶黏状混合物，适合于冰淇淋等生 产的要求。
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二、均质机理与均质机分类 （一）均质机理
撞击理论、剪切理论、空穴学说
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三、高压均质机
（一）结构
高压均质机是由高 压泵和均质头等组成。
高压泵：三柱塞往 复泵，产生使物料均 值所需的高压。
均质头：双级均质 阀，料液的均质作用 在均质阀处发生。
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1、三柱塞泵
1）柱塞式往复泵 构成：曲轴(曲柄)、 连杆、滑块、缸体、 柱塞、吸入阀、排出 阀等。
二、板式换热器
在乳品、果汁饮料、清凉饮料以及 啤酒、冰淇淋的生产中，广泛应用高 温短时( HTST)和超高温(UHT)杀菌等。
板式杀菌设备的特点：板式杀菌设 备的关键部件就是板式换热器。
板式换热器由许多冲压成型的金属 薄板（换热片）组合而成。
板与板之间有橡胶垫圈，以保证密 封并使两板间有一定空隙。压紧后所 有板块上的角孔形成流体的通道，冷 流体与热流体就在传热板两边流动， 进行热交换，金属片面积大，流动的 液层又薄，热效果很好。
1。乳制品加工工艺 2。乳制品加工常用设备 3。乳制品杀菌分类
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第二节 牛奶净化分离设备
净化：除去牛奶中的杂质；分离：牛乳中乳、脂分离
一、净化设备
1、过滤嚣 采用铜质或不锈钢金属细丝，制成各种形状的筛子，并 覆盖多层纱布，形成滤层。当牛奶通过滤层时，杂质就会 被截留。 连续生产中可采用管式过滤器，它安装在牛乳输送管 道中，较牛奶管路稍粗。过滤管内有两重金属套管，均为 不锈钢制造，内管管壁钻满直径0. 5mm的小孔．牛奶在 内外管之间流过。 过滤器净化牛奶，设备简单，操作容易，但只能除去 肉眼可见的机械杂质，一般用于鲜奶的预过滤。
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第四章 乳制品加工机械与设备
第一节 概 述 第二节 分离机械 第三节 均质机械 第四节 灭菌机械 第五节 袋装机械
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第一节 概 述
乳制品是我国食品行业首要发展的食品。乳制品工业 对提高国民的营养水平和身体素质，促进农牧业生产，加 速国民经济发展，都具有重要意义。
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2、双级均质阀
1）均质阀 组成：阀芯、阀座、 螺杆、弹簧等。 转动螺杆调节阀芯 和阀座之间隙，调整 出口压力。阀芯和阀 座间隙小，料液排出 速度很高，并在机械 力作用下进行均质化。
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（二）均质机分类
按工作原理和构造：机械式、离心式、超声波式 和搅拌乳化机。
机械式均质机 是主要采用剪切 力使料液中的微 粒或液滴破碎和 混合的机械设备。
机械式均质 机有：高压均质 机、胶体磨
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（二）碟式分离机的结构和工作原理
1-通过空心轴进料 2-转筒主体 3-沉积物的空间 4-锁定环 5-转筒上罩 6-分布器 7-转盘塔 8-顶部转盘 9一脱脂牛奶出口 10-奶油出口
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本节要点
1、均质机械的分类 2、均质机理有哪些 3、高压均质机的组成与工作原理 4、立式胶体磨的结构与特点
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第四节 乳品杀菌机械与设备
与乳品杀菌方法相适应的杀菌设备有冷热缸、板式杀菌设 备、超高温瞬时灭菌机等，主要通过换热实现杀菌作用。
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2）三柱塞泵？
单个柱塞泵，柱塞往复运动输出流量和压力为脉动的。 柱塞往复一次为一个周期，每个周期脉动一次。 三柱塞泵工作相位差为120度，各落后三分之一个周期。 三柱塞泵共同作用的结果是，输出的流量和压力虽有波动， 但已相对稳定了。
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2、离心净乳机
离心净乳机是利用
高速旋转的转鼓产生 的离心力，将牛奶中 密度较大的杂质甩向 离心机转鼓的周壁， 并在周壁上沉积下来， 从而达到净化牛奶的 目的。
离心净乳机主要由
转鼓、排渣机构、驱 动机构和控制系统等 组成
脱脂奶的密度差增大，有利于提高分离效果。
6、碟片结构：碟片的最大直径与最小直径之差和
碟片的仰角。
一般碟片平均半径与高度的比值
为0. 45～0. 70，仰角以45～60度为佳。
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本节要点
1。牛奶净化设备的种类与特点 2。碟片分离机的结构与工作原理 3。影响碟片分离机的因素
3、超巴氏杀菌(Ultra Pasteurization)：125～138℃，2～
4s
以上非无菌灌装，非商业无菌，冷链分销
4、 超高温瞬时灭菌（UHT）>135℃,不少于1s，灭菌后无
菌灌装，商业无菌，非冷链分销。
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本节要点
一、冷热缸
储槽式换热器，用于液体物料的加热、冷却与保温。
由内胆、外壳、保温层、 搅拌器和放料旋塞等组成。 内胆与外壳间为传热夹层， 当夹层内通人蒸汽或热水时， 可对储存在内胆中的物料进 行升温或保温。底部排水口 与疏水器衔接，以排出冷凝 水。
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料液从料斗轴向进入胶体磨，定、动 磨盘间隙为0. 5～1. 5mm，动磨盘转速 3000～15000r/min。
料液进入后受到磨盘工作齿面的高速 磨削和强烈剪切作用而被粉碎。
胶体磨的特点是：结构比较简单，操 作方便，容易清洗；适用于黏度高的物 料；转速高，要求动磨盘平衡性能好。
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二、分离设备
对原料奶进行部分或全部分离，是乳制品加工中的重要 操作。
牛奶分离有重力分离和离心分离两种方法。由于离心分 离具有分离速度高、分离效果好、便于实现自动控制和连 续生产等特点，生产中均使用离心分离机进行牛奶的分离。
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第三节 均质机械
一、均质机概述
均质是液态物料混合操作的一种特殊方式，兼有 粉碎和混合两种作用。均质的目的：获取粒度很小 且均匀一致的液相混合物。
例如果汁生产中通过均质能获得果肉微细的破碎 物均布的料液，以减少产品沉淀。生产炼乳时，为 了减少牛乳中的脂肪球因大小不一出现大脂肪球上 浮到牛乳表层的分离现象。
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（三）卧式胶体磨
立式胶体磨用黏度为10Pa.s左右料液的均质作业， 卧式胶体磨多用于黏度较低的物料。
卧式胶体磨，水平转轴，动盘、定盘间隙可调。
（四） 其它均质机
离心式均质机 超声波均质机
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食品机械与设备 － 第四章 乳制品加工机械与设备
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板式换热器的优点 (1) 传热效率高 间隙小，流速高，凸凹沟纹形成湍 流。传热系数K可达3500～4000W/(m2.K)。其他换热 器在2300W/(m2.K)左右。 (2) 结构紧凑 设备占地面积小。 (3) 适宜热敏性物料 流体高速薄层通过，实现高温 或超高温瞬时杀菌，不会产生过热现象。 (4) 适应性 改变传热板的片数或改变板间的排列 和组合。 (5) 安全卫生 密闭，装拆简单 (6) 节约热能 加热和冷却组合在一套换热器，节 约热能。
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二、乳制品加工机械与设备
1、原料乳预处理设备——净化机、分离机
2、杀菌机械设备——巴氏杀菌机等
3、均质机械设备——高压均质机
4、包装机械设备——无菌灌装机
三、乳制品杀菌分类
肉毒梭状芽孢杆菌
1、低温长时巴氏杀菌(LTLT)：63℃，保持30min
2、高温短时巴氏杀菌(HTST)：72～75℃，保持15～20s。
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说明：
用于高温杀菌（如UHT杀菌）时，要能承受高温(如135～ 150℃)，还能承受较高的内压。
产品灭菌时不能沸腾，沸腾易造成结垢影响传热。为了防 止沸腾，产品在最高温度时必须保持一定背压，使其等于该 温度下的饱和蒸汽压。135℃下需保持0.2MPa的背压，150℃ 则需要0.375MPa的背压。