文档介绍：畜产品加工学
第四节乳的浓缩、干燥和分离
一、真空浓缩
所谓浓缩就是用加热的方法使牛乳中的一部分水汽化,并不断排除,从而使牛乳中的干物质含量提高的加工处理过程。在乳制品加工中浓缩一般在减压下进行,即乳的真空浓缩。
浓缩目的
①生产浓缩乳制品的需要。如炼乳、甜炼乳、乳粉、浓缩酸奶等乳制品需要将乳、脱脂乳。乳清和其他原料中的水分蒸发,以提高乳干物质含量,或减少产品的体积并延长保质期。
②浓缩是生产干燥乳制品的中间环节,如乳粉生产的特殊要求。
③通过浓缩结晶,从乳清中生产乳糖。
真空浓缩设备
用于乳的真空浓缩设备种类很多,按加热部分的结构可分为盘管式、直管式和板式;按二次蒸汽利用次数可分为单效和多效(包括双效),按物料在蒸发器中的流向分为升膜式和降膜式。
真空浓缩的特点
①受热时间短,如在降膜式蒸发器中乳的停留时间仅为1min。这样牛乳可以避免受高温作用而造成营养成分的损失,对产品色泽、风味、溶解度等都有好处。
②在减压条件下,乳的沸点降低,如当真空度为20kPa时,℃,由于牛乳的沸点降低,提高了加热蒸汽和牛乳的温差。例如在常压下浓缩,1kg/Cm加热蒸汽的温度为120℃,℃,气温差为20℃;而在真空浓缩条件下,牛乳的沸点为50℃,其温差为70℃。,从而增加了换热器的热交换速度,提高了浓缩效率。
真空浓缩的特点
③由于沸点降低,在热交换器壁上结焦现象也大为减少,便于清洗,有利于提高传热效率。
④真空浓缩是在密闭容器内进行的,避免了外界污染。
⑤作为干燥乳制品生产的一个环节,真空浓缩除水要比直接干燥除水节约能源。如乳喷雾干燥每蒸发1kg水需消耗蒸汽3~4kg,,由于单效蒸发产生的水蒸气可作为下一效的热源,。
二、喷雾干燥
干燥是指通过水分蒸发直到使物质变成固体状的过程,用于乳与乳制品生产的干燥方法有冷冻干燥和加热干燥。冷冻干燥是在真空条件下,依靠升华将水分除去的方法,该方法对乳蛋白的性质没有影响,因此可生产出高质量的乳制品,但由于生产成本高而没有普遍推广。目前,乳制品工业中主要采用的干燥方法为喷雾干燥法,它是借助离心力或压力的作用,使物料在特制的干燥室内喷成雾滴,而后用热空气干燥成粉末的方法。
干燥制品的特点
干燥通常用来生产易于保存、加水后可还原、其性质与原始状态相似的食品。干燥普遍用于生产以牛乳、脱脂乳、乳清、稀奶油、冰淇淋混合料、蛋白质浓缩物等高水分含量物质为原料的乳制品。喷雾干燥后的产品呈粉状只需过筛不必再粉碎。产品生产过程卫生,生产过程易于连续化、自动化。
喷雾干燥原理
将浓缩乳借助机械力,即压力和离心力的方法,通过喷雾器将乳分散成雾状的乳滴,极大地增加了蒸发表面积。同时,在干燥室中与热风接触,浓乳中的水分在 ~,雾滴被干燥成粉粒落人干燥室底部。水分以蒸汽的形式被热风带走。整个干燥过程仅需 15~30s。
干燥过程
在干燥初期,乳滴的温度和湿度与干燥空气相差很大,增加了热传递和物质(水)运动,表面水分蒸发很快,直至乳滴中水分扩散速度不能使乳滴表面水分保持饱和状态为止。此阶段约持续数十毫秒,大部分自由水被除去。此后乳滴表面形成表面张力梯度,水分的蒸发发生于乳滴内部的某一界面上,水蒸气在乳滴微粒内部形成,一部分结合水也被除去。这个阶段的干燥时间一般为15~30s。干燥期间,乳滴内部于物质浓度逐渐升高,乳滴中剩余水分的沸点逐渐增加,因而乳滴的蒸发温度也逐渐升高,最后达到出口或出风温度。