牛乳前处理工艺及关键控制点

2020/12/24牛乳前处理工艺及关键控制点牛乳前处理工艺及关键控制点课堂要求•1•2•3•4课程目录•原奶接收与储存•分离、均质、标准化•配料与贮存•UHT灭菌•无菌贮存与无菌输送•课程目标•掌握工艺流程•掌握设备原理•掌握各工序的关键控制点•工艺流程•采样(检验)•称重•过滤•冷却•储存•第一单元：原奶接受与储存•工艺流程牛乳的常规检查••滋气味••清洁度••杂质度••卫生••体细胞数••细菌数••蛋白质含量••脂肪含量••冰点•感官检查•色泽：乳白色或稍带黄色•滋气味：新鲜牛乳应有的气味，无异味•组织状态：均匀一致、无沉淀、无凝块•无肉眼可见机械杂质•理化指标：脂肪、蛋白、干物质•清洁度检查：奶罐的内表面应仔细的检查，•任何牛奶的残余物都是清洗不充分的证据，•并根据质量支付方案降低奶的价格。•牛乳的常规检查卫生检验或刃天青检验•牛乳中细菌数的含量是牛乳卫生质量的一项指标，刃天青检验经常用来测定牛乳的卫生质量。刃天青是一种蓝色染料，当它被还原时变成无色。把它加到牛乳样品中后，牛奶中细菌的新陈代谢可以改变它的颜色，改变的速度与细菌数有直接的关系。•利用这一原理进行的卫生检验有两种。一种是快速鉴别试验，用这种方法决斗是否拒收质量差的牛奶。如果奶样立即开始变色，则认为该牛奶不宜于人的饮用。•另一种方法是常规检验，将奶样在冰箱中贮存过夜后加入刃天青溶液，然后把该样品在37.5℃的水浴中保持2小时。•体细胞数•当牛乳中的体细胞数超过50万/ml，意味着•奶牛得了乳房疾病。细胞含量通过特殊设计的•粒子计数器进行检测（考特（Coulter）计数器等）•细菌数•为了评估细菌含量，可以使用一种简单的细菌计数法，即里斯蒙特（Leesment）法：将0.001ml奶样与营养培养基在30℃下培养72小时，通过一个特殊的显示屏进行细胞计数。•冰点•正常组成成分的牛奶冰点是-0.525~-0.565，如果掺水，冰点将上升。温度与细菌繁殖•单位（百万每毫升）原奶的储存刚挤出来的牛奶，温度在36℃左右，是微生物发育最适宜的温度，如果不及时冷却，则落入奶中的微生物大量繁殖，酸度迅速增高，不仅降低奶的质量，甚至使奶凝固变质。所以，挤出后的牛奶应马上冷却到4℃以下，并在此温度下进行保存，直接运到乳品厂。冷却后的牛奶，应尽可能保存在低温处，以防止温度升高。奶的保存时间与冷却温度有关，如保存在冷库内要存放6-12小时，库温应在8℃以下；贮存24小时以内，库温应在5℃以下，保存2-3天，库温应在1-3℃。所以，奶在冷却后应在整个保存时间内维持低温，在不影响质量的条件下，温度越低，保存时间就越长。原奶储存•奶罐的搅拌装置奶仓的搅拌•大型奶仓必须带有某种形式的搅拌设施，以•防止稀奶油由于重力的作用从牛乳中分离出来。•搅拌必须十分平稳，过于剧烈的搅拌将导致牛乳•中混入空气和脂肪球的破裂，从而使游离的脂肪•在牛乳的解脂酶的作用下分解。因此，轻度的搅•拌式牛乳处理的一条基本原则。如上图所示的贮•奶罐中带有一个叶轮搅拌器，这种搅拌器广泛应•用于大型贮奶罐中，且效果良好。•一、原奶接受与储存••关键控制点•3.原奶接收后及时进行巴氏杀菌•2.原奶搅拌每隔20分钟开启10分钟，使其均匀，防止脂肪上浮和分层•1.将原奶冷却至4-6℃，进行储存•小结•检验--理化指标、卫生指标（细菌总数，重金属等）、掺假•称重--对奶车进行称量•过滤--除去牛毛，牛饲料等杂质•冷却--冷却至4-6℃，抑制细菌生长•储存•原奶•预热•分离•均质•冷却•储存•标准化•巴杀•第二单元：标准化与储存•工艺流程•预热•预热•二、标准化与贮存(分离机)•二、标准化与贮存（分离机）•向心泵•分离的含义？•通过物理外力的作用将悬浮液或乳浊液中•两种或多种互不相溶的组份分开的过程•溶液是其中的各种成分发生化学反应，•物理•不能再分开的均匀流体•外力•去原有的属性而形成另一种属性的新产品•，各组份已失•悬浮液是其中的各种成分彻底混合而没•发生化学反应，•各组份保持原有属性是•离心分离的关键•影响分离的重要参数•物理外力•各组份的密度差•颗粒直径•流体黏度•温度•时间•发生分离的机理•分离基础-重力沉降•高密度物质沉积到底部•喂料•排料•二、标准化与贮存（均质机）加工要求•在均质时，脂肪相的物理状态和浓度影响到脂肪球的大小及其随后的分散，对冷牛乳均质是无效的。冷牛乳中脂肪是固化的。在乳脂肪凝固点（30-35℃）的分界温度下加工会使脂肪不能完全分散。只有当脂肪相呈液体状态且像正常牛乳的浓度时，均质才是最有效的。脂肪含量高的产品很有可能有脂肪结团的倾向，特别是当浆液蛋白的浓度相对于脂肪含量低的时候，更易产生这一现象。脂肪含量超过12%的稀奶油不能在正常压力下进行正常的均质，因为膜物质（酪蛋白）的缺乏而会导致脂肪再度聚结。为取得良好的均质效果每克脂肪大约对应要求0.2g的酪蛋白。•高压均质可以形成小的脂肪球，脂相的分散随着均质温度的升高而增加，也随着牛乳在高温下粘度的减少而等量地增加。均质温度通常采用55-80℃，均质压力介于10-25Mpa(100~250bar)之间，其大小决定于产品种类。•二、标准化与贮存（均质机）•流动特性•当液体通过窄缝时，液流速度增加，如图6.3.2所示，速度将不断增加直至静•压低到液体开始沸腾为止。最大速度主要取决于入口的压力，当液体离开窄•缝时，速度降低，而压力升高，液体停止沸腾而蒸汽汽泡破裂。•均质理论•许多年来，出现了许多关于高压均质的理论，对于•象牛乳这样的水包油乳液，连续相中大多数的液滴•直径小于1μm(10-6m)。只有两种理论仍然成立。•它们都对不同参数对均质效果的影响进行了很好的•解释。湍流涡流（“微旋涡”）引起脂肪球破裂的理论是基于这•样一个事实，即高速运动的液流中产生大量的小旋涡。速度愈高，产生的漩•涡越多微旋涡撞击到同等大小的油滴，油滴就会破裂。这个理论预示着均质•效果如何随着均质压力而变化。这种关系在许多研究中已经得到证实。•空穴理论，从另一方面表明：当蒸汽爆裂时产生冲击波，从而分裂脂肪球，•根据这个理论，均质是在液体离开缝隙时产生的。所以，在均质时能够产生•空穴的背压是非常重要的。这也已在实践中得到证明。然而，没有空穴，也•能均质，只是均质效率会降低。•二、标准化与贮存（均质机）•一级均质和二级均质•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。这两种系统如图6.3.5和6.3.6所示。•在一级均质中，全压降作用于一个均质装置上，在二级均质中，总压在第一•级之前测定为P1，第二级之前测定为P2，选择二级均质通常是要达到最佳的•均质效率。当P2/P1为0.2时，可以获得最好的效果。•一级均质可以用于均质以下产品：•-低脂肪含量的产品•-要求高粘度的产品（一定程度结团）•二级均质主要是用于打碎产品中的脂肪球簇：•-高脂肪含量的产品•-干物质含量高的产品•-要求粘度较低的产品•-最佳均质（微细化）••在第二级上脂肪球簇的形成和分散如图21所示。•二、标准化与贮存（均质机）•部分均质•部分均质意味着脱脂乳的主体部分不均质，而只是含有少量脂肪的稀奶油进行均质。这种均质形式主要应用于巴氏杀菌乳上。最主要的原因是降低操作费用。因为只有一小部分的流体流过均质机，所以总能量消耗降低65%。当产品中每克脂肪含有至少0.2g的酪蛋白，稀奶油的含脂率最高不超过12%时，可以获得充分良好的均质效果。1、均质的目的Ø通过机械作用，使乳中的脂肪球破碎并均匀分布于乳中，降低产品货架期内脂肪上浮速度。Ø经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易于消化吸收•均质机高压阀是均质过程的核心部件.流体产品通过均质压力可调的高压阀产生各种效应能量聚集于一起的结果:Ø流体紊流Ø局部气穴现象Ø剪切应力Ø高速撞击•结果是：通过连续动态条件下的高压形成均匀尺寸的微粒分布。2、均质的原理均质原理作用的最终结果使脂肪球的直径减小到大约1μm，同时脂肪/浆液的表面积增加了4-6倍，新生成的脂肪球不再全被原来的膜覆盖，取代它们是从浆液相中吸附的蛋白质（主要指酪蛋白）的混合物。酪蛋白胶粒在通过均质阀的瞬间非常活跃，极易与脂相发生作用。•在均质时，脂肪相的物理状态和浓度影响到脂肪球的大小及其随后的分散，对冷牛乳均质是无效的。•冷牛乳中脂肪是固化的。在乳脂肪凝固点（30-35℃）的分界温度下加工会使脂肪不能完全分散。•只有当脂肪相呈液体状态且像正常牛乳的浓度时，均质才是最有效的。均质原理均质效果检测•①显微镜检验•②均质指数法•③尼罗（NIZO）法•④激光测定法•一般巴氏杀菌乳的尼罗值在50%～80%范围内。•均质指数=上层Ｆ－下层Ｆ／上层Ｆ×100%影响均质的因素•①含脂率•②均质温度•③均质压力•当含脂率大于12%时，此现象就易发生，所以稀奶油的均质要特别注意，可采用“加温”并“部分均质法”，即均质50%，再与未均质的混合。•均质温度高，均质形成的粘化现象就少，一般在60～70℃为佳。•均质压力低，达不到均质效果；压力过高，又会使酪蛋白受影响，对以后的灭菌十分不利，杀菌时往往会产生絮凝沉淀。1、压力2、流量3、液压系统（气压系统）4、均质部件完好性均质质量控制点•均质效果•均质给牛乳的物理性质带来很多的优点：•●脂肪球变小不会导致形成奶油层。•●颜色更白，更易引起食欲。•●降低了脂肪氧化的敏感性。•●更强的整体风味，更好的口感。•●发酵乳制品具更佳稳定性。•然而均质也有一定的缺点。•●均质乳不能再被有效地分离。•●多少增加了一些对光线、日光和荧光灯的敏感性，可以导致“日照味”•●降低了热稳定性，特别是经一级均质高脂肪含量和有其它影响脂肪结团因素存在的情况下。•●该牛乳不能用于生产半硬或硬质干酪，因为凝块很软，以致难于脱水。•二、标准化与贮存（蒸发器）•布膜器蒸发器•水份的去除•液体的浓缩意味着溶剂的脱除，在大多数情况下是水的脱除，浓缩不同于干燥，经过浓缩，最终产品还是液体。•对液体食品的浓缩有很多原因，例如：•●减少干燥费用；•●增加结晶；•●减少贮藏和运输费用；•●降低水的活性，以增加食品的微生物及化学方面的稳定性；•●从废液中回收副产品。•在真空条件下对液体进行蒸发浓缩的方法始于1913年，其工艺是建立在英国科学家E.C.Howard专利基础之上的，它包含一个蒸汽加热的带有冷凝器和空气泵的双底真空釜。•降膜蒸发器•在降膜蒸发器中，牛乳从顶部进入垂直沿加热表面向下流，形成薄膜，加热面由不锈钢管或不锈钢板片组成，这些板片叠加在一起形成一个组件，板的一侧是产品，另一侧是蒸汽。•当采用管式时，在管内壁中，乳形成薄膜，外壁围绕着蒸汽，产品首先预热到等于或略高于蒸发温度的温度，如图。产品从预热器流至蒸发器顶部的分配系统。蒸发器中的真空将蒸发温度降低到100℃以下的要求的温度。•管式蒸发器•使降膜蒸发器能良好运做的一个关键因素是要在加热表面获得均匀分散，要实现这一点有许多方法。使用管式蒸发器这一问题能得以解决，如图用一特殊形状的喷头（1），将产品喷淋分散在一分布板（2）上，产品被稍稍过热，因此，当它离开喷头时，即膨胀，部分水分立即汽化，生成的蒸汽迫使产品沿着管内面向下运动。乳的杀菌和灭菌方法•低温长时杀菌法（LTLT)是一种间歇式的巴氏杀菌方法，杀菌条件为62-65℃、30min。常在保温缸中进行灭菌。•高温短时杀菌法(HTLS)杀菌条件为72-75℃、15s或者80-85℃、10-15s。采用板式或管式杀菌设备连续进行。•超高温灭菌法（UHT)灭菌条件为130-150℃、0.5-4.0s。采用板式或管式杀菌设备连续进行。•我工厂采用的巴氏杀菌温度时间组合为85±5℃/15S•二、标准化与贮存•关键控制点•1.分离机排渣是否正常，稀奶油出口流量调到最大•3.闪蒸低压低沸点原理•2.均质机压力50/180Bar•4.巴氏杀菌温度及时间85±5℃/15S•5.巴氏杀菌后冷却至8℃以下进行储存•小结•预热--热能的循环利用•分离--分离稀奶油、机械杂质、大分子细菌•均质--打碎大的脂肪球，并且打碎脂肪球