文档介绍：食品工艺学3(乳制品)
第四章乳的浓缩技术和炼乳生产
第一节乳的浓缩技术
牛乳浓缩的定义:利用外界的推动力将牛乳中的水分除去的过程。
牛乳浓缩的目的
%-89%的水分,在全脂乳粉生产中,牛乳经过浓缩可除去70%至80%的水分,缩小了体积。
提高了产品的质量浓缩可使牛乳的干物质含量提高,使乳粉的颗粒直径增大,色泽改善,冲调性能也有所提高。
提高了产品得率乳粉颗粒较大,利于粉尘回收设备分离,提高了回收设备的分离效果,使产品的得率提高,损失减少。
提高了乳粉的密度减少了包装过程中粉尘飞扬现象,粘着现象,便于包装。
乳的浓缩技术
蒸发(2)超滤和反渗透(3)冷冻浓缩
蒸发的类型
Ⅰ自然蒸发
在低于沸点的状态下进行蒸发,蒸发速度慢。例如海水晒盐
Ⅱ沸腾蒸发
1)常压蒸发——大气压状态下进行,溶液的沸点就是某种物质本身的沸点。
2)减压蒸发(真空)——利用抽真空,一定负压状态下进行,溶液的沸点低,蒸发速度高。
在现代蒸发器中,最高的沸点温度一般控制在70℃左右,(第Ⅰ效),第Ⅱ效45℃.
蒸发原理:牛乳的蒸发是指利用蒸发器,通过加热使牛乳达到沸点,将易挥发的水分不断的由液态转变为气态,并将汽化所产生的蒸汽不断排除,从而使牛乳中干物质含量不断提高达到预定的浓度。
浓缩器的种类(升膜、降膜)
自然循环蒸发器——升膜蒸发器,主要由一组管子组成的管束组成,牛乳在管子内部流动,加热介质则在管子外部流动。
升膜蒸发器的工作原理:牛乳自蒸发器的底部进入,在管子底端开始沸腾,产生的二次蒸汽汽泡快速膨胀,产生巨大的推动力,从而带动牛乳在管内壁形成一层薄膜并快速上升,直到蒸发的顶端,然后进入气液分离器中,蒸汽被分离后作为下一效的加热液,最后一效出来的蒸汽直接进入冷凝器,完全冷凝后排掉。浓缩液经回流重新被送回到蒸发器底部继续进行浓缩,直至达到所需的浓度为止。常见的自然循环式蒸发器都是双效的,管长一般为4m,直径一般为25mm。
降膜蒸发器——主体是垂直列管换热器,牛乳就是在其中通过被加热。这些列管围绕在蒸汽加热套周围并维持在一定真空度下。长度通常有4~10m,最长不超过15m,管径在25~80mm之间,管长和管径之比须大于100
升膜蒸发器的工作原理:牛乳经过蒸发器顶端的分布器沿管壁成膜状均匀流下,在重力作用下快速通过列管,同时蒸汽由上向下快速流动。由于牛乳以较高的速率在管中流动,可以减少牛乳在管中的滞留时间,提高热交换器和蒸发器的热效率,因而可以降低对牛乳的热损害。
牛乳在管中的下降速率:重力、管长、管径、温差以及真空度。
在生产中多采用多效蒸发器,即将多个蒸发器联接起来,可大大提高蒸汽的冷却水的利用率。减少两者的消耗量,多效蒸发器共用一个冷凝器和真空泵。
超滤和反渗透
超滤和反渗透是近年来发展很快的新技术。它是借助过滤材料(超滤膜和反渗透膜),在驱动力的推动下实现无相变的分离。
超滤膜截留的分子质量一般在500µ,反渗透膜截留的分子量一般小于500µ。
膜分离单元即膜组件(有四种管式、平板式、卷式、中空纤维式)对流体提供压力和流速的装置——泵。
牛乳中各组分粒子的直径和分子质量
组分
直径/µ
分子质量/µ
组分
直径/µ
分子质量/µ
脂肪球
100—104
1012—1014
乳糖
约1
342
酪蛋白胶束
10—300
107—109
盐分子
—1
20—200
乳清蛋白
3—6
104—105
水分子
18
干酪生产、发酵乳制品、液态乳、稀奶油、从乳清中回收凝乳酪。强化乳清粉的生产。
优越性:最大限度地保持乳中的营养成分和风味
(3)冷冻浓缩
冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理的一种浓缩方法。当溶质中所含溶质浓度低于低共溶浓度时,则冷却结果表现为溶剂成为晶体析出,随着溶剂是晶体析出的同时机,溶剂中溶质浓度就得到了提高。这就是冷冻浓缩的原理。
冷冻浓缩技术非常适用于热敏性食品的浓缩生产,由于溶剂中水分的排除不是用加热蒸发的方法,而是靠溶液到冰晶间的传递,所以可避免风味物质因加热则造成的挥发损失。其品质优于蒸发法和膜过滤法。
冷冻浓缩的装置包括结晶器、压榨机、过滤式离心机和洗涤塔等。
冷冻浓缩法上能将牛乳浓缩到36%—38%。虽然营养成分损失大致只有100mg/L。但操作成本非常大,大约是蒸发和膜浓缩的4—5倍。因此只能用于一些乳制品的高档产品开发或作为冷冻干燥过程中的半产品加工方法。
第二节炼乳的生产
1、炼乳的分类及生产工艺流程
炼乳可分为两种不同类