畜产品加工学
第四节乳的浓缩、干燥和分离 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
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
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,其沸点为56.7℃,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℃,牛乳的沸点为100.55℃,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℃。即温差较常压下提高 3.5倍,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 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，其沸点为56.7℃，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℃，牛乳的沸点为100.55℃，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℃。即温差较常压下提高 3.5倍，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作为千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,而在单效真 空蒸发器中消耗蒸汽1.1kg,由于单效蒸发产 生的水蒸气可作为下一效的热源,故在双效真 空蒸发器中仅消耗蒸汽0.4kg
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，而在单效真 空蒸发器中消耗蒸汽1.1kg，由于单效蒸发产 生的水蒸气可作为下一效的热源，故在双效真 空蒸发器中仅消耗蒸汽0.4kg
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
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
千燥制品的特点 ■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
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0.01~004s之内的瞬间蒸发完毕,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
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 0.01～0.04s之内的瞬间蒸发完毕，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
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