1.1典型乳品加工生产线

1.1.1超高温灭菌乳生产工艺流程

灭菌乳就是杀死牛乳中微生物，使牛乳保持商业无菌的过程。商业无菌（commercial sterilization）就是牛乳经过适度杀菌后，不含有致病性微生物，也不含有在常温下能在产品中繁殖的非致病性微生物。按照加工工艺，灭菌乳可分为两大类，即超高温灭菌乳和保持灭菌乳。

超高温瞬时灭菌（UHT）就是采用高温、短时间，使液体食品中的有害微生物致死的灭菌方法，灭菌温度一般为130～150℃，灭菌时间一般为数秒。欧共体对UHT产品的定义：物料在连续流动的状态下，经135℃以上不少于1s的超高温瞬时灭菌，然后在无菌包装状态下包装于微量透气容器中，以最大限度地减少产品在物理、化学及感官上的变化，这样生产出来的产品称为UHT产品。保持灭菌乳也称二段灭菌乳，就是先将牛乳经过超高温瞬间处理，进行灌装、封合后再进行105～120℃，10～30min保持灭菌。

超高温灭菌系统的加热介质为蒸汽或热水，有两种加热系统可用于牛乳的连续型超高温灭菌，即直接加热系统和间接加热系统。其中，在直接加热系统中，原料乳首先通过间接式换热器被加热到80～85℃，然后与过热蒸汽直接混合，立刻升温至灭菌温度140～150℃。在间接加热系统中，产品与加热介质由不锈钢导热面隔开，产品与加热介质没有直接接触，根据换热器传热面的不同，可分为板式热交换系统、管式热交换系统和刮板式加热系统。其工艺流程如图1.1所示。

1）以板式换热器为基础的间接UHT设备

如图1.2所示，约4℃的牛乳由贮存缸泵送至UHT系统的平衡槽1，由此经供料泵2送至板式换热器的热回收段。在此段中，牛乳被已经UHT处理过的乳预热至约75℃，同时，杀菌过后的乳被冷却。预热后的牛乳随即在18～25MPa的压力下均质。预热均质的产品继续到板式换热器的加热段被加热至137℃，加热介质为一封闭的热水循环，通过蒸汽喷射头5将蒸汽喷入循环水中控制温度。加热后，产品流经保温管6，保温4s。最后冷却分成两段进行热回收，首先牛乳与循环热水换热，随后与进入系统的冷牛乳换热，离开热回收段后，产品直接连续流至无菌包装机或流至一个无菌罐作中间贮存。

2）以板式换热器和蒸汽注射为基础的直接UHT设备

如图1.3所示的流程图，由平衡槽提供的大约4℃的产品通过喂料泵2流至板式换热器3的预热段，在预热至80℃时，产品经泵4加压后继续流动至环形喷嘴蒸汽注射器5，蒸汽注入产品中，迅速将产品温度提升至140℃。产品在UHT温度下于保持管6中保温几秒钟，随后闪蒸冷却。闪蒸冷却在装有冷凝器的蒸发室7中进行，由真空泵8保持蒸发室部分真空状态，控制真空度，保证闪蒸出的蒸汽量等于蒸汽最早注入产品的量。一台离心泵将UHT处理后的产品送入二段无菌均质机10中。由板式换热器3将均质后的产品冷却至约20℃，并直接连续送至无菌灌装机灌装或一个无菌罐进行中间贮存以待包装。冷凝所需冷水循环由平衡槽1b提供，并在离开蒸发室7后再经过蒸汽加热器加热后预热介质。在预热中水温降至约11℃，这样，此水可用作冷却介质，冷却从均质机流回的产品。

1.1.2酸乳生产工艺流程

酸乳又称酸奶，已成为我国发展最快的乳制品之一。根据FAO统计，世界年人均乳品消费量达到100kg，而在一些发达国家，人均乳品消费量更是达到了300kg。酸奶在我国也正成为大众化的乳制品。按成品的组织状态可分为两类：凝固型酸奶，其发酵过程在包装容器中进行，从而使成品因发酵而保留其凝乳状态；搅拌型酸奶，成品是先发酵后灌装而得。发酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅碎而成黏稠状组织状态，因此而得其名。

酸奶以牛乳为主要原料，经过标准化、接种乳酸菌发酵剂、培养发酵而制成。其工艺流程如图1.4所示。无论是做凝固型酸奶还是搅拌型酸奶，牛奶的预处理基本是一样的，都包括标准化、均质、杀菌和冷却。

如图1.5所示为酸奶生产工艺的一般预处理流程。牛乳从平衡罐出来，被泵到换热器2，进行第一次热回收并被预热至70℃左右，然后在第二段加热至90℃。从换热器中出来的热牛奶送到真空浓缩罐3，在此牛奶中有10％～20％的水分被蒸发，蒸发出的一些水分被用于预热。在蒸发阶段，牛乳温度从85～90℃下降到70℃左右。蒸发后，牛奶被送到均匀机4进行均质，经均质的牛乳回流到换热器2热回收段，再加热到90～95℃，然后牛乳进入保持段，保温5min。巴氏杀菌后的牛乳要进行冷却。首先是在热回收段，然后用水冷却至所需接种温度，典型的是40～45℃。

如图1.6所示为搅拌型酸奶典型的连续性生产线。预处理后的牛奶冷却到培养温度，然后进行接种，牛奶连续地与所需体积的生产发酵剂一并泵入发酵罐2，典型的搅拌型酸奶生产的培养时间为2.5～3h，温度为42～43℃，在培养的最后阶段，已达到所需的酸度时（pH4.2～4.5），酸奶必须迅速降温至15～22℃，冷却是在具有特殊板片的板式换热器3中进行，这样可以保证产品不受强烈的机械扰动。一般冷却到15～22℃以后的酸奶先打入缓冲罐4中，再进入包装机7进行包装。若需要生产调味酸奶，可在酸奶从缓冲罐到包装机的输送过程中加入果料和香料。

1.1.3乳粉生产工艺流程

一般意义上，乳粉（俗称奶粉）是指仅以原料乳为原料，经净化、杀菌、浓缩、干燥制成的粉末状产品。但是从更广泛意义上讲，乳粉是指以生鲜乳或乳粉为原料，添加或不添加食品添加剂和食品营养强化剂等辅料，经脱脂或不脱脂、杀菌、浓缩、干燥或干法工艺制成的粉末状产品。

如图1.7所示为全脂乳粉生产工艺流程，用于生产乳粉的原料乳首先要经过预处理，包括原料乳验收、净乳、冷藏、标准化、均质及热处理等，所使用到的设备与图1.5发酵乳制品的一般预处理生产线相似。用于生产乳粉的牛乳需进行浓缩即除去牛乳中的一，部分水分，使牛乳的干物质含量提高。在全脂乳粉生产中，牛乳必须浓缩成含乳固形物为48％～50％的浓牛乳才能进行喷雾干燥。如图1.8所示，经喷雾干燥处理后得到的就是乳粉，随后还需进行冷却、筛粉等处理。然后将乳粉进行包装的操作即得到成品。