婴儿配方奶粉工艺设计

设计说明书

食品082陈晖040811232

喷雾干燥法生产婴儿配方奶粉工艺

—500kg/h设计生产能力

1.概述

1.1项目来源本次设计是食品工艺学这门课课程设计的组成项目，是由班上通过抽签确定的项目，每人一题，没有自选过程。

1.2国内外生产现状

国产婴儿配方乳粉的工艺有两种即：湿法和干法。湿法工艺是以生鲜乳为主要原料，添加脱盐乳清粉（或乳清蛋白粉、乳糖）、植物油、矿物质、微量成分，经浓缩、喷雾干燥所制成；干法工艺是以全脂乳粉（脱脂乳粉）、脱盐乳清粉（或乳清蛋白粉、乳糖）、植物油、矿物质、微量成分为基料，经搅拌混合制成。生产婴幼儿乳粉的主要原料，除生鲜乳必须由当地提供外，脱盐乳清粉、乳清蛋白粉、乳糖全部由国外进口。乳清粉是由生产干酪、干酪素的副产品——“乳清”制成的，其主要成分是乳糖、乳清蛋白。乳清含矿物质（灰分）比较多，由于高矿物质会增加婴幼儿肾脏的负担，故生产婴幼儿乳粉所用乳清粉必须经过脱盐。按脱盐程度分，有脱盐40%、60%、70%、90%等规格，我们国家的标准要求，生产婴幼儿配方乳粉的乳清粉脱盐至少在70%以上。

衡量婴幼儿配方乳粉质量高低，主要是从三个方面考虑：产品标准、原料质量、生产和质量保障体系。产品标准决定产品配方，产品配方造就了产品营养的科学性合理性。我国自生产婴幼儿配方乳粉开始就制定有产品质量标准。1983年，轻工业部首次发布行业标准——QB869—83《婴幼食品营养及卫生标准》，此标准包括了乳基婴幼儿配方食品和断奶期配方食品的营养和卫生指标；1989年，在部颁标准上修订升级为国家标准—GB10765—89《婴儿配分乳粉Ⅰ》、《婴儿配方乳粉Ⅱ》，这个标准是在部颁标准的基础上，又增加了亚油酸、乳清蛋白、维生素、矿物质等11项指标；1997年，对两项标准进行修订，并配套发布GB10767《婴幼儿配方粉及婴幼儿补充谷粉通用技术条件》标准，标准修订的依据是国际食品法典委员会的标准，增加了维生素、生物素、叶酸、泛酸、矿物质等7项指标，并要求乳糖占碳水化合物量的90%以上；2009年，第三次对婴幼儿配方食品标准进行修订，这修订参照了国际食品法典委员会标准和国际一些先进企业的标准，形成了今年4月1日将正式执行的食品安全国家标准，新颁标准设定64项指标，较旧标准又增添了许多新的内容，如：增添了新的脂肪酸种类、亚油酸与a-亚麻酸比值和反式脂肪酸、芥酸的限量指标，乳清蛋白占总蛋白质的比例、氨基酸组成模式，微量成分等。新修订的婴幼儿配方乳粉标准是符合国际水平的，也是世界上最严格的标准之一。凡在国内生产婴幼儿配方乳粉，不论是国内品牌，还是国外品牌，都要执行这个标准，进入中国市场的外国产品同样要符合这个标准。执行同一个标准的产品是处在同一个技术等级层面的。

目前国外不仅研究生鲜牛乳加工成的婴儿配方奶粉，还正在研究营养价值更高的牛初乳粉加工技术。采纳国外经验或引进国外设备，经过近5年的努力，目前，国内相关企业已经掌握了一系列有关牛初乳加工的关键性技术。高新技术的应用增加牛初乳制品成本的同时，也赋予其较高的附加值。

1、干燥技术

包括低温喷雾干燥、冷冻干燥等能够维持初乳活性的干燥技术，在国内外均已经实现了工业化。长时间的真空浓缩工艺对牛初乳活性有严重影响，所以开发干燥之前的条件温和的浓缩技术是一个趋势。

2、杀菌技术

能够维持牛初乳活性成分的非热力杀菌或除菌技术乃一种发展趋势，目前，微滤除菌、辐射

杀菌技术等在中车已经实现工业化，另外一些技术则正在积极研究之中。

王志高等研究了陶瓷膜过滤牛初乳过程的污染阻力，考察了孔径对膜过滤牛初乳过程的影响，分析了孔经过0.2、0.5、0.8um膜过滤阻力的形成及其对水渗透通量和蛋白截留率的影响，认为对孔径为0.2um膜，其污染是由浓差极化阻力和凝胶层阻力共同作用所致，而对于0.5、0.8um两种孔径的陶瓷膜则是浓差极化阻力占主导地位的污染.对蛋白截留率进行模型预测，预测结果与实测结果较为一致，实验过程中3种孔径的膜对细菌的截留率都几乎达100%。

王浩等研究了辐照对牛初乳中主要微生物的影响。作为国际公认的一种食品“冷加工”方法，辐照技术是安全可靠的。对辐照前后牛初乳粉中细菌菌落总数和大肠杆菌群的数量进行检测，结果表明：当辐照剂量达到8KGy时，已基本能完全杀死牛初乳粉中的微生物，且辐照剂量与微生物存活量之间呈线性关系。

骆新峥等研究了脉冲磁场对牛初乳的杀菌效果，结果表明，脉冲磁场对牛初乳具有较好的灭菌效果，细菌致死率在99.9%以上。脉冲磁场杀菌是一种非热杀菌技术，能最大限度的保留食品的色、香、味及营养成分，且杀菌时间短，效率高能耗低，节约能源。王丽颖等研究了高压脉冲电场处理牛初乳的可能性也证明了该技术的可行性，初步确定较为适宜的工艺条件：温度35℃，压力7000v，流速44mL/min,此时处理后样品中IgG含量较高。

3、分离技术

超滤分级与浓缩在中国牛初乳加工企业中已经是一种现实的技术手段。此外，诸如离子交换层析、反胶束抽提、乳酸菌发酵方法等分离分级或浓缩IgG的技术显示出一定工业化应用潜力。但是，对于初乳中生长因子、Colostrinin(即PRP)等小蛋白成分的分离技术仍然进展不大。

1.3本工艺技术特点本次工艺大致可分为三个阶段——原料乳验收与储存阶段、乳粉生产阶段和成品包装处理阶段。本工艺的可实现连续化、机械化生产，且原理成熟，国内诸多厂商可以提供相应的设备，形成一条完整，高效的生产工艺。

在原料乳验收阶段关键的工艺要点在于预杀菌、净乳和原料乳的储存。原料乳的预杀菌的目的在于杀死其中的嗜冷菌，同时为后面的脱气作为铺垫；净乳的目的是把原料乳中难以除去的细小污物及芽孢分离；储存处理过的原料乳应该注意温度应该在4℃以下，以防止原料乳的变质而影响下一步的生产。乳粉生产阶段的关键是均质、杀菌、喷雾干燥。均质的目的在于使乳粉中各种成分混合均匀，尤其是将脂肪粒细化，分散；杀菌的目的是杀灭乳中各种致病菌，钝化各种酶的活力；喷雾干燥则是将鲜乳制成乳粉额关键步骤。成品包装处理中最关键的是要实现无菌灌装，而且由于婴儿乳粉的特殊性，还要进行充氮包装，以防止脂肪的氧化。

收奶时根据图上的收奶工艺，可以实现连续化，机械化生产，且对原料乳进行预杀菌，可以有效保证后续工艺对原料乳品质要求。另外，收奶时还可以用真空收奶装置进行收奶，它的优点是结构简单，操作方便，不过真空收奶装置收奶时需要不断打开、关闭两个收奶罐之间的阀门，故对工件的耗损比较大。

在乳粉的生产阶段，原料乳的杀菌，可以采用低温杀菌，高温短时杀菌或超高温瞬时杀菌。选择杀菌条件与设备和干燥方法有关。喷雾干燥制造乳粉，一般采用高温短时间杀菌法，其杀菌设备与浓缩设备相连。若使用列管式杀菌器，通常采用的杀菌条件为80—85℃/5—10min。板式杀菌设备，选用80—85℃/15s。若采用超高温瞬时杀菌装置为130—135℃/2—4s。杀菌方法对全脂乳粉的品质特别是溶解度有很大影响。超高温瞬时杀菌不仅能将微生物全部杀死，而且，如蛋白质可以达到软凝块化，营养成分破坏度小等优点。需指出的是，高温长时间杀菌加热会严重影响乳粉的溶解度，而这又不是婴儿乳粉希望看到的。浓缩时采用的设备为蒸发器，国内加工厂目前使用双效和三效较多。使用多效可以充分利用能源，但