CN110353048A - 一种高效冻干乳粉加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效冻干乳粉加工方法，在现有冻干乳粉的工艺流程浓缩和冷冻干燥两个工艺之间再加一个凝冻工艺。浓缩乳输入凝冻机中，在制冷剂的作用下降低温度，增加粘度，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于原料乳中，使原料乳具有细密气泡的凝冻状态，然后以‑6～‑8℃的凝冻状态进入冷冻干燥机。采用本技术后，建立完善的水汽通道，将浓缩物料的浓缩固形物浓度可提高至30‑45%，也能在后续冻干工艺过程中顺利生产，在不影响产品的品质的情况下缩短冷冻干燥时间，可提高浓缩物料浓度，从而提高设备产能和设备利用率一倍以上，明显节约能源、降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效冻干乳粉加工方法，属于牛、马、羊、牦牛和骆驼的脱脂乳粉冻干、全脂乳粉冻干、初乳粉冻干技术领域。
背景技术
现有的冻干奶粉的生产方法是在低温的环境中采用冻干的方法进行乳粉的生产，保证了乳品的天然风味、品质、色泽，保护了原乳中的营养成份。其具体的工艺流程与操作步骤如下：
步骤1，原料乳检验及计量验收，按照相关标准要求经生产企业进行检验并计量验收。
步骤2，原料乳净化与调制，将原料乳中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物经高速离心分离除净，然后再根据对乳粉的不同需求进行调制，形成调制乳；
步骤3，杀菌，所述调制乳在高温下，进行杀菌处理；
步骤4，浓缩，杀菌后的调制乳在真空压力下，使所述调制乳中的水分汽化，得到浓缩乳；
步骤5，冷冻干燥，将所述凝冻乳进行冻干处理，使凝冻乳中的冷冻为固态的水分直接升华为气态后从冷冻乳中脱离，对冷冻乳进行干燥处理，使冷冻乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉；
步骤6，后处理，对所述冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
通过上述对现有乳粉生产工艺的介绍过程中，发明人发现上述现有技术存在如下问题：
1、对于初乳粉，由于温度限制，减压浓缩只能浓缩到固形物15%左右，过高会造成冻干过程物料过度膨胀顶冻干盘，并造成冻干时间严重增加，造成能耗大量消耗；
2、冷冻干燥过程耗时最长，多达15～24小时。在冷冻干燥过程中，制冷系统和加热系统需要消耗大量能量，再加上长时间的生产周期和人工成本，使冻干乳粉的生产成本居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效冻干乳粉加工方法，解决现有冻干乳粉加工过程中的冷冻干燥工艺耗时过长，设备生产能力低下，导致生产成本居高不下的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高效冻干乳粉加工方法，在低温的环境中采用冻干的方法进行乳粉加工，其具体的加工步骤如下：
步骤1，原料乳净化与调制，将原料乳中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物经高速离心分离除净，然后再根据对乳粉的不同需求进行调制，比如蛋白含量、糖、脂肪和其它是否強化营养成分等，来调整营养成分及标准理化指标以达到所需要求，形成调制乳；
步骤2，杀菌，所述调制乳在高温下，进行杀菌处理；
步骤3，浓缩，杀菌后的调制乳在真空压力下，使所述调制乳中的水分汽化，得到浓缩乳；
步骤4，凝冻处理，将所述浓缩乳输入凝冻机中，在制冷剂的作用下降低温度，增加粘度，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于浓缩乳中，使浓缩乳具有细密气泡的凝冻状态，形成凝冻乳，然后以-6～-8℃的凝冻状态进入冷冻干燥机。
步骤5，冷冻干燥，将所述凝冻乳进行冻干处理，使凝冻乳中的冷冻为固态的水分直接升华为气态后从冷冻乳中脱离，对冷冻乳进行干燥处理，使冷冻乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉；
步骤6，后处理，对所述冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
本发明方案的进一步改进在于：步骤1原料乳净化中，采用高速离心分离的转速为4500～5000转/分。
本发明方案的进一步改进在于：步骤2杀菌中，调制乳在80～85℃温度下，保持30秒进行杀菌处理。
本发明方案的进一步改进在于：步骤3浓缩中，杀菌后的调制乳在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下进行浓缩处理。对于非初乳粉，在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下，使所述调制乳中的水分在45 ～ 50℃温度下汽化，使得到的浓缩乳中的干物质含量占乳总重量的重量比不少于45%。对于初乳粉，在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下，使调制乳中的水分在10℃温度下汽化，使得到的浓缩乳中的干物质含量占乳总重量的重量比不少于15%。
本发明方案的进一步改进在于：步骤5冷冻干燥中，将所述凝冻乳冷冻至-12～-50℃，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理。非初乳粉冷冻干燥时间不少于15小时。初乳粉冷冻干燥时间不少于24小时。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果有：
在现有的乳粉冻干工艺中引入凝冻技术，建立完善的水汽通道，在不影响产品的品质的情况下缩短冷冻干燥时间；可提高浓缩物料浓度，从而提高设备产能和设备利用率一倍以上，明显节约能源、降低生产成本。
冻干乳粉的冷冻干燥过程耗时过长的原因是原料乳浓缩速冻后的水汽通道不够通畅，而延长了水汽升华的时间。增加凝冻工艺过程，可使原料浓缩乳固形物提高至30-45%进入凝冻机后，受制冷剂的作用而温度降低，粘度增加，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于原料乳中，使原料乳具有细密气泡的凝冻状态。凝冻状态的原料乳输入速冻后，迅速定型，其封住的细密气泡建立了完美的水汽通道，可使乳粉冻干时比常规冻干技术间缩短一半，设备产能提高一倍以上。
附图说明
图1是现有冻干乳粉加工工艺流程图；
图2是本发明专利高效冻干乳粉加工工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明技术方案，如图2所示，在冻干乳粉的工艺流程的浓缩和冷冻干燥两个工艺技术之间再加一个凝冻工艺技术。浓缩乳输入凝冻机中，在制冷剂的作用下降低温度，增加粘度，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于原料乳中，使原料乳具有细密气泡的凝冻状态，然后以-6～-8℃的凝冻状态进入冷冻干燥机。采用本技术后，将浓缩物料的浓缩固形物浓度可提高至30-45%，也能在后续冻干工艺过程中顺利生产。
冻干乳粉的冷冻干燥过程耗时过长的原因是原料乳浓缩速冻后的水汽通道不够通畅，而延长了水汽升华的时间。增加凝冻工艺过程，可使原料浓缩乳固形物提高至30-45%进入凝冻机后，受制冷剂的作用而温度降低，粘度增加，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于原料乳中，使原料乳具有细密气泡的凝冻状态。凝冻状态的原料乳输入速冻后，迅速定型，其封住的细密气泡建立了完美的水汽通道，可使乳粉冻干时比常规冻干技术间缩短一半，设备产能提高一倍以上。
本发明的创新点在于：在现有的乳粉冻干工艺中引入凝冻技术，建立完善的水汽通道，在不影响产品的品质的情况下缩短冷冻干燥时间；可提高浓缩物料浓度，从而提高设备产能和设备利用率一倍以上，明显节约能源、降低生产成本。
下面是具体的实施例：
实施例1：一种高效冻干乳粉生产工艺技术（冻干全脂牛乳粉）。原料牛乳经过检验及计量验收后，在4500转/分下离心，分离除净牛乳中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物，根据乳粉需求再加入3%的乳脂肪进行调制，形成调制牛乳；调制牛乳在80～85℃下，保持30秒进行杀菌；杀菌后的牛乳进入浓缩机在-0.085 ～-0.095Mpa真空压力下浓缩为乳固体含量38～45%的浓缩乳;浓缩乳输入凝冻机,凝冻10分钟，然后以-4～-6℃的凝冻状态进入冷冻干燥机，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理，冻干8小时，使冷冻牛乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉。然后，对冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
实施例2：一种高效冻干乳粉生产工艺技术（冻干脱脂牛乳粉），原料牛乳经过检验及计量验收后，在4500转/分下离心，分离除净牛乳中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物，并使乳脂肪含<0.1%，获得标准化牛乳；标准化牛乳在80～85℃下，保持30秒进行杀菌；杀菌后的牛乳进入浓缩机在-0.085 ～-0.095Mpa真空压力下浓缩为乳固体含量35～45%的浓缩乳;浓缩乳输入凝冻机,凝冻10分钟，然后以-4～-6℃的凝冻状态进入冷冻干燥机，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理，冻干8小时，使冷冻牛乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉。然后，对冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
实施例3：一种高效冻干乳粉生产工艺技术（冻干牛初乳粉），原料牛初乳经过检验及计量验收后，在4500转/分下离心，分离除净牛乳中的乳脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物，并使乳脂肪含<0.1%，获得标准化牛乳；标准化牛乳在80～85℃下，保持30秒进行杀菌；杀菌后的牛乳进入浓缩机在-0.085 ～-0.095Mpa真空压力下浓缩为乳固体含量30-45%的浓缩乳;浓缩乳输入凝冻机,凝冻10分钟，然后以-4～-6℃的凝冻状态进入冷冻干燥机，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理，冻干10小时，使冷冻牛乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉。然后，对冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
实施例4：一种高效冻干乳粉生产工艺技术（冻干马奶粉），原料马奶经过检验及计量验收后，在4500转/分下离心，分离除净马奶中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃等微细杂质及杂质中的微生物，然后再加入1.5%的脂肪进行调制；调制马奶在80～85℃下，保持30秒进行杀菌；杀菌后的马奶进入浓缩机在-0.085 ～-0.095Mpa真空压力下浓缩为乳固体含量27%的浓缩马奶;浓缩马奶输入凝冻机,凝冻10分钟，然后以-4～-6℃的凝冻状态进入冷冻干燥机，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理，冻干10小时，使冷冻牛乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉。然后，对冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装等处理。
Claims (10)
1.一种高效冻干乳粉加工方法，在低温的环境中采用冻干的方法进行乳粉加工，其具体的加工步骤如下：
步骤1，原料乳净化与调制，将原料乳中的脂肪、体细胞、白血球、红血球、尘埃微细杂质及杂质中的微生物经高速离心分离除净，然后再根据对乳粉的需求进行调制，形成调制乳；
步骤2，杀菌，所述调制乳在高温下，进行杀菌处理；
步骤3，浓缩，杀菌后的调制乳在真空压力下，使所述调制乳中的水分汽化，得到浓缩乳；
步骤4，凝冻处理，将所述浓缩乳输入凝冻机中，在制冷剂的作用下降低温度，增加粘度，逐渐变厚成为半固体状态，并且由于搅拌器的不断搅拌和冷却，在凝冻时空气逐渐混入，并以极微小的气泡状态均匀分布于浓缩乳中，使浓缩乳具有细密气泡的凝冻状态，形成凝冻乳，然后以-6～-8℃的凝冻状态进入冷冻干燥机；
步骤5，冷冻干燥，将所述凝冻乳进行冻干处理，使凝冻乳中的冷冻为固态的水分直接升华为气态后从冷冻乳中脱离，对冷冻乳进行干燥处理，使冷冻乳中余下的干物质呈粉状和片状，形成冻干乳粉；
步骤6，后处理，对所述冻干乳粉进行粉碎、过筛、灭菌和包装处理。
2.根据权利要求1所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤1原料乳净化中，采用高速离心分离的转速为4500～5000转/分。
3.根据权利要求1所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤2杀菌中，所述调制乳在80～85℃温度下进行杀菌处理。
4.根据权利要求1所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤2杀菌中，所述调制乳保持30秒进行杀菌处理。
5.根据权利要求1所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤3浓缩中，杀菌后的调制乳在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下进行浓缩处理。
6.根据权利要求5所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤3浓缩中，对于非初乳粉，在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下，使所述调制乳中的水分在45 ～ 50℃温度下汽化，使得到的浓缩乳中的干物质含量占乳总重量的重量比不少于45%。
7.根据权利要求5所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤3浓缩中，对于初乳粉，在-O.085 ～-0.095Mpa真空压力下，使调制乳中的水分在10℃温度下汽化，使得到的浓缩乳中的干物质含量占乳总重量的重量比不少于15%。
8.根据权利要求1所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤5冷冻干燥中，将所述凝冻乳冷冻至-12～-50℃，在-15Pa～-100Pa压力状态下进行冻干处理。
9.根据权利要求8所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤5冷冻干燥中，非初乳粉冷冻干燥时间不少于15小时。
10.根据权利要求8所述的一种高效冻干乳粉加工方法，其特征在于：步骤5冷冻干燥中，初乳粉冷冻干燥时间不少于24小时。
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