培训材料(PPT)-技师-项目五-任务二巴氏杀菌乳生产工艺及设备(精)

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二 加工工艺
HTST法杀菌 目前广泛使用的设备是板式热交换器，加热介质是蒸汽或热水。板式热交换器由许多薄的金属型板平行 排列而成。型板（传热薄板）由水压机冲压成型，表面有波纹，如平行波纹、交叉波纹等。这样，增加了换 热器的传热面积，也增加了液体的湍流作用，可减少堵塞。 加热介质和液体物料就在薄板两侧交替流动，因此，板式热交换器升温和降温速度都很决。加热介质和 液体物料之间的温差小，适合于热敏感性产品。 板式热交换器的热量是可以回收的，因此能耗小。当牛乳进入热交换器，首先用已经受热的牛乳进行预
均质后的脂肪呈数量更多的较小的脂肪球颗粒而均匀一致地分散在乳中，同时增加了光线在牛乳中折射
和反射的机会，使得均质乳的颜色更白。
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一 基础知识
3 均质
自然状态的牛乳，其脂肪球大小不均匀，变动于1～2um之间，一般为2～5um。如经均质，脂肪球 直径可控制在1um左右，这时乳脂肪表面积增大，浮力下降，乳可长时间保持不分层，且不易形成稀奶 油层脂肪，也就不易附着在贮乳罐的内壁和盖上。另一方面，经均质后的牛乳脂肪球直径减小，脂肪均 匀分布在牛乳中，其它的维生素A和维生素D也呈均匀分布，促进了乳脂肪在人体内的吸收和同化作用。 经过均质化处理的牛乳具有新鲜牛乳的芳香气味，同非均质化牛乳相比较，均质化以后的牛乳防止 了由于铜的催化作用而产生的臭味，这是因为均质作用增大了脂肪表面积所致。
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一 基础知识
3 均质
均质后的牛乳也呈现出一些不足：对阳光、解脂酶等敏感，有时会产生金属腥味；蛋白质的热稳定 性降低。 在巴氏杀菌乳的生产中，一般均质机的位置处于杀菌机的第一热回收段；在间接加热的UHT灭菌乳 生产中，均质机位于灭菌之前；在直接加热的UHT灭菌乳生产中，均质机位于灭菌之后，因此应使用无
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一 基础知识
3 均质
在强力的机械作用下（16.7～20.6MPa）将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，均匀一致地分散在乳中， 这一过程称为均质。均质可防止脂肪球上浮。图2-2为均质前后脂肪球大小的变化。
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一 基础知识
3 均质
（1）均质的意义 牛乳在放置一段时间后，有时上部分会出现一层淡黄色的脂肪层，称为“脂肪上浮”。就其原因主 要是因为乳脂肪的相对密度小（0.945）、脂肪球直径大，容易聚结成团块。脂肪上浮影响乳的感官质 量，所以原料乳在经过验收、净化、冷却、标准化等处理之后，必须进行均质处理。
热；接着进一步用热水加热，并在保温区流动，以保证足够的加热时间；然后用进入的冷牛乳进行冷却，最
后经过冷水（或制冷剂）再进一步冷却。图2-7给出了板式热交换器的结构和液体通过交换器的路径。由图 2-7可见，板式热交换器是由不同区域组成，包括热回收区、加热区、保温区和冷却区，每一个区域由许多 薄板组成。
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一 基础知识
2 乳的标准化
为了使产品符合要求，乳品中脂肪与无脂干物质含量要求保持一定比例。但是原料乳中脂肪与无脂干
物质的含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别。因此，必须调整原料乳中脂
肪和无脂干物质之间的比例关系，使其符合制品的要求。一般把该过程称为标准化。 如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳；当原料乳中脂肪含量过高时，则 可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油。标准化在贮乳罐的原料乳中进行或在标准化机中连续进行。
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二 加工工艺
6. 冷却 杀菌后的牛乳虽然大部分微生物都已消灭，但在后续的操作中仍有被污染的可能，因此应尽快冷却至 4℃，冷却速度越快越好，从而抑制残存细菌的生长繁殖，延长牛乳的保质期。另外还有一个原因是磷酸酶 激活的问题。磷酸酶对热敏感，不耐热，易钝化（63℃、20min即可钝化），但其活力受抑制因子和活化因 子的影响。 抑制因子在60℃、30min或72℃、15s的杀菌条件下不被破坏，所以能抑制磷酸酶恢复活力，而在82～ 130℃加热时抑制因子被破坏，而活化因子在82～130℃能保持下来，因而能促进已钝化的磷酸酶再恢复活
微生物数量。过滤法是在受乳槽上装过滤网并铺上多层纱布，也可在乳的输送管道中连接一个过滤套
或在管路的出口一端安放一布袋进行过滤。进一步过滤则使用双筒过滤器或双联过滤器。离心净乳法 是利用离心净乳机进行净乳，同时还能除去乳中的乳腺体细胞和某些微生物。此方法可以显著提高净 化效果，有利于提高制品质量，净化后的乳应迅速冷却到2～4℃贮存。
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一 基础知识
2 乳的标准化
若设： F－原料乳中的含脂率（％）； SNF－原料乳中无脂干物质含量（％）； F1－标准化后乳中的含脂率（％）；
SNF1－标准化后乳中无脂干物质含量（％）；
F2－乳制品中的含脂率（％）； SNF2－乳制品中无脂干物质含量（％）。
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一 基础知识
2 乳的标准化
在生产上，通常用比较简便的皮尔逊法进行计算，其原理是：设原料乳中的含脂率为F％，脱脂乳 或稀奶油的含脂率为q％，按比例混合后乳（标准化乳）的含脂率为F1％，原料乳的数量为X，脱脂乳 或稀奶油量为Y时，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式，即：原料乳和稀奶油（或脱脂乳）的脂 肪总量等于混合乳的脂肪总量。
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一 基础知识
2 乳的标准化
在又因在标准化时添加的稀奶油（或脱脂乳）量很少，标准化后乳中干物质含量变化甚微，标准化 后乳中的无脂干物质含量大约等于原料乳中无脂干物质含量，即：
若F1＞F，则加稀奶油调整；若F1＜F，则加脱脂乳调整。
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一 基础知识
2 乳的标准化
例：今有含脂率为3. 6％，总干物质含量为12％的原料乳1000kg，欲生产含脂率为27％的全脂乳粉， 试计算进行标准化时，需加入多少kg含脂率为35％的稀奶油或含脂率为0.1％的脱脂乳？
为了达到工艺中要求的精确度，必须控制流量的波动、进乳含脂率的波动和预热温度的波动。
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二 加工工艺
4. 均质 均质是通过均质机来完成，均质机是带有背压装置的一个高压泵。均质机上可以安装一个均质装置或安 装两个串联的均质装置，因此得名一级均质和二级均质。 一般采用二级均质（二段式），即第一级均质使用较高的压力（16.7～20.6MPa），目的是破碎脂肪球； 第二级均质使用低压（3.4～4.9MPa），目的是分散已破碎的小脂肪球，防止黏连。脂肪球经一级和二级均 质后破裂的情况见图2-6。均质前需要进行预热，达到60～65℃，这是因为均质温度高，形成的黏化现象就 少，而低温下均质产生黏化乳现象较多。
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二 加工工艺
（一）工艺流程 原料乳的验收→过滤、净化→标准化→均质→杀菌→冷却→灌装→冷藏 （二）加工过程中的操作要求 1. 原料要求：原料乳的质量对产品的质量有很大的影响，乳品厂收购鲜乳时必须选用质量优良的 原料乳。需经过感官指标、理化指标、微生物指标的检验。在巴氏杀菌乳的生产中不能用复原乳。 2. 预处理（过滤、净化、脱气） （1）过滤、净化 原料乳验收后必须过滤、净化，以去除乳中的机械杂质、上皮细胞等，并减少
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一 基础知识
2 乳的标准化
（1）标准化的原理 以处理100kg，含脂率为4%的全脂乳的图例说明。要求是生产出脂肪含量为3%的标准化乳和脂肪含量 为40%的多余奶油的最适宜量。 100kg的全脂乳分离出含脂率 0.05%的脱脂乳90.1kg，含脂率为
40%的稀奶油9.9kg。在脱脂乳中必
须加入含脂率为40%的稀奶油7.2kg， 才能获得含脂率为3%的乳97.3kg，
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二 加工工艺
5. 杀菌 巴氏杀菌的主要目的是杀死原料乳中病原性的微生物，确保产品食用过程中的安全性，同时使乳的营养 成分破坏程度最小，保证乳的新鲜口感和营养价值高的特点。 杀菌方法有低温长时杀菌法（LTLT法，62～65℃，30mim）和高温短时杀菌法（HTST法，72～75℃，15s 杀菌，或经75～85℃，15～20s杀菌）。LTLT法无法实现连续化生产，而HTST法可以进行连续、大规模生 产，目前广为使用。
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菌均质机。
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一 基础知识
3 均质
（2）均质的原理 均质作用是由三个因素协调作用而产生的（图2-3）。 ① 牛乳以高速度通过均质头中的窄缝对脂肪球产生巨大 的剪切力，此力使脂肪球变形、伸长和粉碎。
② 牛乳液体在间隙中加速的同时，静压能下降，可能降
至脂肪的蒸汽压以下，这就产生了气穴现象，使脂肪 球受到非常强的爆破力。 ③ 当脂肪球以高速冲击均质环时会产生进一步的剪切
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二 加工工艺
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二 加工工艺
直接标准化的特点为：快速、稳定、精确、与分离机联合运作、单位时间处理量大。
该系统由以下3条线路组成： 的情况下，保持外压不变。 第二条线路调节分离机稀奶油出口的流量。不论原料乳的流量或含脂率发生任何变化，稀奶油的含脂率都 能保持稳定。 第三条线路调节稀奶油数量。实现稀奶油与脱脂乳重新定量混合，生成含脂率符合要求的标准乳，并排出 多余的稀奶油。这条线路能按一定的稀奶油和脱脂乳比率，连续地调节稀奶油的混合量。 第一条线路调节分离机脱脂乳出口的外压。在流量改变或后序设备压力降低
则牛乳温度立即降到60℃，这时牛乳中的空气和部分水
分蒸发到罐顶部，遇到罐冷凝器后，蒸发的水分冷凝回 到罐底部，而空气及一些非冷凝气体（异味）由真空泵 抽吸排除。脱气后的牛乳在60℃条件下进行分离、标准 化、均质，然后进入杀菌工序。
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二 加工工艺
3. 标准化 常用的标准化方法有三种：即预标准化、后标准化、直接标准化。这三种方法的共同点是：标准化之前 的第一步必须把全脂乳分离成脱脂乳和稀奶油。 （1）预标准化 是指在杀菌之前进行标准化。当原料乳中的含脂率低于或高于标准要求时，为了调高或 降低含脂率，将分离出来的脱脂乳或稀奶油与全脂乳在乳罐中混合，以达到制品的含脂率。当标准化含脂率 高于原料乳时，可将稀奶油按计算比例与原料乳混合至达到要求的含脂率；当标准化含脂率低于原料乳时， 则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合达到稀释的目的。经分析和调整后，标准化的乳再进行巴氏杀
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二 加工工艺
（2）脱气 牛乳刚挤出时每升含有大约50～56cm3 的气体，经过贮存、运输、计量、泵送后，一般气体含 量在10％以上。对牛乳加工有不利的影响：影响牛乳计 量的准确度，影响分离和分离效果，影响标准化的准确 度，促使发酵乳中的乳清析出。 带有真空脱气罐（图2-4）的牛乳处理工艺是更合 理的。工作时，将牛乳预热至68℃后，泵入真空脱气罐，
菌。
（2）后标准化 是指在巴氏杀菌后进行标准化。而含脂率的调整方法则与预标准化相同。后标准化由于 是在杀菌后再对产品进行混合，因此会有多次污染的危险。 上述两种方法都需要使用大型的、笨重的混合罐，分析和调整都很费工，因此近年来越来越多地使用直接标 准化。
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二 加工工艺
（3）直接标准化 是将全脂乳加热至55～65℃，然后，按预先设定好的含脂率，分离出脱脂乳和稀奶油， 把来自分离机的定量稀奶油立即在管道系统内重新与脱脂乳定量混合，以得到所需含脂率的标准乳。多余的 稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机（图2-5）。
项目五
乳制品加工工艺及设备
【教学目标】
1. 通过本项目的学习，掌握常用乳 品加工工艺及设备的使用方法。
任务二
Task
巴士杀菌乳生产工艺及设备
一 基础知识
1 巴氏杀菌乳的概念及分类
巴氏杀菌乳（Pasteurised milk），又称巴氏消毒乳或市售乳（Marke milk），它是以新鲜牛乳为 原料，经过净化、标准化、均质、杀菌、冷却、灌装，直接供给消费者饮用的液体产品。 分类： 按杀菌条件可将巴氏杀菌乳分为两类：低温长时杀菌（LTLT）乳和高温短时杀菌（HTST）乳； 按脂肪含量，可分为全脂乳、低脂乳、脱脂乳； 按风味可分为，有草莓、巧克力、果汁等调味乳或强化乳。 巴氏杀菌乳一般只杀灭乳中致病菌，而残留一定量的乳酸菌、酵母菌和霉菌；灭菌乳是杀死乳中一切微生 物包括病原体、非病原体、芽孢等。但灭菌乳不是无菌乳，只是产品达到了商业无菌状态，即不含危害公 共健康的致病菌和毒素；不含任何在产品贮存运输及销售期间能繁殖的微生物；在产品有效期内保持质量 稳定和良好的商业价值，不变质。
剩下9.9-7.2＝2.7kg含脂率为40%的
稀奶油。
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一 基础知识
2 乳的标准化
（2）标准化的基本计算方法 乳制品中脂肪与无脂干物质间的比值，取决于标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值，而标准 化后乳中的脂肪与无脂干物质之间的比值，取决于原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比例。若原料乳中 脂肪与无脂干物质之间的比值不符合要求，则对其进行调整，使其比值符合要求。