乳品工藝學 課件 （1）離心分離、乳脂標準化系統(tǒng)、均質和膜分離

乳品工藝學Dairytechnology李曉東Lixiaodong離心分離設備乳脂肪標準化系統(tǒng)乳品加工的工藝設備與設施——離心分離、標準化系統(tǒng)、均質和膜分離設備熱處理設備均質設備離心分離設備01離心分離的目的：獲得奶油和/或脫脂牛乳；分離酪乳中的乳清或甜奶油；使牛乳和乳制品標準化至所需脂肪含量；凈乳，去除外界雜質、細菌及其孢子。離心分離設備01離心分離機工作原理：牛乳中雜質密度大于脫脂乳，脂肪密度小于脫脂乳，利用離心力的作用將比重不同的組分分開，并從各自的排出口排出，得到不同組分的產品。乳脂肪標準化系統(tǒng)

02原料乳中脂肪與無脂干物質的含量隨乳牛品種、地區(qū)、季節(jié)和飼養(yǎng)管理等因素不同而有較大的差別。乳脂肪標準化系統(tǒng)的目的就是得到標準化的牛乳，且常與乳脂分離機配合使用。原料乳的標準化：乳制品中脂肪與無脂干物質含量要求保持一定比例，因此必須調整原料乳中脂肪和無脂干物質之間的比例關系，使其符合制品的要求。一般把該過程稱為標準化。乳脂肪標準化系統(tǒng)

02圖1

完整的標準化系統(tǒng)1.密度傳感器2.流量傳感器3.控制閥4.控制系統(tǒng)5.恒壓閥6.截止閥7.檢查閥熱處理設備03熱處理目的：殺死微生物和使酶失活，或實現(xiàn)其他一些化學變化，例如增加黏度，這些變化程度取決于熱處理強度。（一）熱處理表現(xiàn)形式：（1）預熱：在加入其它成分前進行預熱，以便更好的溶解。如：配料前的預熱等；為滿足下一工藝操作條件做準備。如：均質前的預熱以及殺（滅）菌前的預熱等。（2）冷卻：便于貯存，例如原料乳入廠后，快速冷卻至4～5℃，防止微生物進一步生長；滿足下一步工藝操作條件，例如殺（滅）菌后，物料快速冷卻，滿足成品包裝及成品品質要求等。熱處理設備03（3）殺（滅）菌、滅酶：殺滅乳及乳制品中所有致病菌、腐敗菌，最大程度破壞乳及乳制品中的酶活性，使乳及乳制品在保持一定風味和組織狀態(tài)時，在特定的條件下（如密閉的瓶內、罐內或其他環(huán)境中）有一定的保存期。如：巴氏殺菌和超高溫滅菌對乳及乳制品的殺菌及滅菌處理等。（4）預殺菌：為下一步工藝創(chuàng)造條件，例如許多工廠收奶之后不能立即對所有牛奶及時加工處理，為防止變質，采用低于巴氏殺菌溫度的殺菌方法對乳預熱，暫時阻止微生物增殖。這種處理方法也對某些芽孢類微生物的后期殺滅，起到積極作用。熱處理設備03（5）保溫：保持一定溫度以滿足某些工藝條件。如：乳制品的發(fā)酵過程等。（6）熱能回收：降低成本，簡化設備。如：在板式或管式殺（滅）菌機對物料處理過程中，物料殺（滅）菌之后，需快速降溫冷卻，其熱量可用于設備進口處冷物料的預熱。熱處理設備03（二）熱處理方式：直接加熱：指加熱介質和食品物料直接混合，使食品物料快速加熱殺（滅）菌的方法。間接加熱：指在加熱（冷）介質和食品物料之間放置間壁，熱量通過間壁在介質和物料之間傳遞。熱處理設備03（三）熱交換設備：直接加熱設備：直接加熱設備主要有蒸汽噴射式和注入式直接加熱殺菌兩種形式。噴射式：把蒸汽噴射到被殺菌的料液中進行加熱殺菌。注入式：把食品物料注入到熱蒸汽中進行殺菌。主要設備包括物料泵、蒸汽（或物料）噴嘴、真空罐及各種控制儀表等。加熱介質與物料混合的裝置是關鍵設備。間接加熱設備：間接加熱設備主要有貯槽式熱交換器、板式熱交換設備、管式熱交換設備、刮板式熱交換設備和釜式殺（滅）菌設備五種形式。熱處理設備03（四）新型加熱技術：新型加熱技術由于對產品的質地、營養(yǎng)和感官特性影響小，加熱均勻性和加熱速率快。新型加熱技術包含通電加熱技術（直接加熱）、微波加熱和射頻加熱技術（間接加熱）。均質設備04均質定義：在強力的機械作用下（16.7～20.6MPa）將乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，均勻一致地分散在乳中，這一過程稱為均質。圖2

均質前、后脂肪球大小的變化均質設備04均質的目的：均質是一種特殊的混合操作，包含著粉碎和混合的雙重作用，將兩種通?；ゲ幌嗳艿囊后w進行密切混合，使一種液體或膠體顆粒粉碎成為小球滴而后分散在另一種液體之中，獲得粒子很小且均勻一致的混合液料。均質的原理：包含沖擊、剪切、空穴等學說。（1）沖擊液滴或膠體顆粒隨液流高速撞向固定構件表面時，因拉應力發(fā)生碎裂，細小液滴因自身速度而向外圍連續(xù)相中分散。（2）剪切因液流渦動或機械剪切作用使得液體和膠體顆粒內部形成巨大的速度梯度，沿剪切面滑移產生破壞，繼而在液流渦動的作用下完成分散。均質設備04（3）空穴液滴因內部的汽化膨脹形成氣泡，當外界壓力過大時，液膜產生拉應力破壞而破碎并分散。圖3

均質原理均質設備04（一）均質設備：主要包括高壓均質機、離心均質機、超聲波均質機、膠體磨均質機、高速剪切裝置等。常用的高壓均質機有單柱塞（小型）、三柱塞及五柱塞（大型）三類均質機。（1）三柱塞高壓均質機①工作原理：物料在高壓作用下，通過非常狹窄的間隙（一般小于0.1mm），均質頭就是把高壓力靜壓能轉變?yōu)橐后w的高流速動能，造成高流速（150-200m/s），使物料受到強大的機械剪切力。均質設備04圖4一級均質裝置的組成1-均質頭2-均質環(huán)3-均質閥座4-均質壓調節(jié)裝置圖5兩級均質頭1－第一級均質2－第二級均質均質設備04②性能特點和主要用途性能特點：均質化作用強、效果好，物料發(fā)熱量小、不變性，物料流速穩(wěn)定，缺點是耗能較大，不適于粘度大的物料；主要用途：在對原料乳的脂肪均質化處理，發(fā)酵乳、乳飲料、各類花色奶等的副配料細化處理，以及奶油、冰激凌、乳粉和其他乳制品生產過程中得到廣泛應用。均質設備04（2）膠體磨①工作原理膠體磨是一種用于磨制膠體或近乎膠體物料的超微粒粉碎的均質機械。膠體磨對物料的均質化主要是剪切、研磨及高速攪拌作用。均質設備04②性能特點和主要用途性能特點：結構簡單、維修方便、占地面積??；具有較高的剪切、攪拌作用，對液滴和固體顆粒具有良好的破碎和微粒化作用；主要用途：適用范圍廣，尤其