專利名稱：一種配方乳粉的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳粉的生產工藝，具體的涉及一種配方乳粉的生產工藝。
背景技術：
配方乳粉是為滿足不同人群的營養需要，在普通乳粉的基礎上添加多種營養成分 調配而成的乳制品。目前，市場上有學生配方乳粉、中老年配方乳粉、女士配方乳粉以及嬰 幼兒配方乳粉等許多產品，是老少皆宜的營養佳品。
配方乳粉的生產工藝通常包括原料乳驗收、原料乳預處理、配料、混合、殺菌、真空 濃縮、噴霧干燥等工序。營養成分配料一般是在配料階段，先以水溶解，再加入到經過預處 理的原料乳中。經過配料之后，所有配料都混合在一起，再進行真空濃縮和噴霧干燥。在這 種生產工藝中，不但全部的原料乳要經過真空濃縮，而且在配料階段還要額外添加水來溶 解其他配料，這部分額外添加的水也是要經過真空濃縮處理的。對于真空濃縮而言，單效真 空濃縮蒸發器每蒸發Ikg水分需要消耗1.1kg水蒸氣，雙效真空濃縮蒸發器每蒸發Ikg水 分需要消耗O. 4kg水蒸氣。這種生產工藝的能耗是很大的。另外，由于添加的濃縮乳清蛋 白粉、維生素等營養成分在經過配料后要進行真空濃縮處理，在這個熱處理過程中易導致 蛋白質熱變性和熱敏性成分的損失，從而降低乳粉的品質。
在已公開的乳粉生產工藝專利中，都沒有類似于本發明的乳粉生產工藝。發明內容
本發明要解決的技術問題是為了克服現有制備配方乳粉的技術中，能耗大、蛋白 質熱變性和維生素等熱敏性原料損失較大的缺陷，而提供一種配方乳粉的生產工藝。本發 明的生產工藝只需部分原料乳經過真空濃縮工序，減少了濃縮蒸發量，降低了能耗。也由于 濃縮乳清蛋白粉和維生素等熱敏性原料都沒有經過真空濃縮階段的熱處理，減少了蛋白質 熱變性和熱敏性原料的熱損失，提升了乳粉的營養品質。
本發明人經過研究發現，在乳粉的生產過程中，真空濃縮是必不可少的步驟，它用 來除去原料中足夠多的水分，以便順利進行干燥。在真空濃縮過程中，需要除去的水分越 多，則需要的水蒸氣也越多，也即能耗越高。為了降低真空濃縮過程的能耗，就需要減少需 要在真空濃縮過程中除去的水分總量。
經過分析及試驗，本發明人采用的技術方案是改變傳統的乳粉生產工藝，將除原 料乳以外的輔料通過真空混料的方法，完全溶解于經預處理后的原料乳中，形成穩定、均一 的輔料溶液，其中真空混料的方法所用的設備為真空混料機，優選渦輪真空混料機；并對該 輔料溶液進行蒸汽噴射式殺菌處理；將另一部分的預處理后的原料乳經過真空濃縮處理得 到濃縮奶；再將經過蒸汽噴射式殺菌處理的輔料溶液加入濃縮奶中混勻。在本發明中，不僅 不用添加額外的水來溶解輔料，而且添加輔料的過程置于真空濃縮之后，可以有效的減小 真空濃縮的能耗以及避免蛋白質熱變性和熱敏性成分的損失，并克服了含有高濃度固形物 的輔料溶液殺菌處理時易結焦的技術難點，更適用于工業化生產。
本發明的配方乳粉生產工藝，把除原料乳之外的其他原料的配料工序放在真空濃 縮工序之后，輔料溶液中的固形物濃度可達到40-50% (wt)。此技術方案的技術難點在于， 各種輔料必須完全溶解，形成穩定、均一的溶液，并對這種含有高濃度固形物的輔料溶液順 利進行殺菌處理而不產生結焦。當以普通的攪拌缸來溶解時，這些原料不能完全溶解，易形 成小團塊。為了使除原料乳之外的其他原料能迅速地與水充分接觸和完全溶解，需要采用 渦輪真空混料機進行配料，當原料與水在真空狀態下接觸時能迅速分散在水中，這樣就能 達到促進溶解的目的。
對這種含有高濃度固形物的輔料溶液進行殺菌處理時，若采用普通的加熱殺菌方 式，當殺菌溫度偏低時則達不到殺菌的目的，而當殺菌溫度稍高時又容易在管壁形成結焦， 這樣既不利于殺菌設備運行又不利于產品的品質。經過反復試驗，本發明采用蒸汽噴射式 殺菌方式，使用的設備可為蒸汽噴射式加熱器和真空罐，較佳的步驟如下將蒸汽瞬間噴射 到配料溶液中，使配料溶液迅速升溫至130-140°C，再通過真空罐瞬間冷卻至80°C。這樣的 殺菌處理方式，既能保證殺菌效果，又不產生結焦現象。這個主要的技術難題解決后，本發 明人終于得到了一種新的配方乳粉生產工藝，從而完成了本發明。
下面對本發明做詳細說明，本發明涉及一種配方乳粉的生產工藝，其包括下列步 驟
①運用真空混料的方法，將輔料溶解于預處理后的原料乳A中，得到輔料溶液，所 述的輔料溶液中的固形物濃度為40-50% (wt);將預處理后的原料乳B進行真空濃縮，得到 濃縮奶；
②對步驟①得到的輔料溶液，采用蒸汽噴射式殺菌處理；
③將步驟②得到的輔料溶液加入到步驟①所述的濃縮奶中，混勻后，預熱至 65-75 0C ；
④將步驟③得到的溶液進行噴霧干燥；
即得到所述的配方乳粉。
所述的預處理后的原料乳A和預處理后的原料乳B為同一來源或不同來源的預處 理后的原料乳，本領域技術人員可根據各配方乳粉的配方選擇預處理后的原料乳A和預處 理后的原料乳B的配比。
其中，所述的預處理后的原料乳A和預處理后的原料乳B的比例，較佳的為預處 理后的原料乳A :預處理后的原料乳B=1:1 1: 15，更佳的為預處理后的原料乳 A 預處理后的原料乳B = I I 1: 10。
步驟①中，所述的真空混料方法，較佳的是運用真空混料機，其中，所述的真空混 料機為本領域常規使用的真空混料機，較佳的為渦輪真空混料機。
步驟①中，所述的預處理后的原料乳A的量，為所有輔料總量的1. 0-2. O倍(wt)， 較佳的為輔料總量的1. 5-2. O倍(wt)。
步驟①中，所述的原料乳為制備配方乳粉時常規使用的原料乳，如生牛乳。
步驟①中，所述的預處理為制備配方乳粉過程中常規預處理，優選步驟如下原料 乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準化、均質和巴氏殺菌。所述的巴氏殺菌為 目前通用的巴氏殺菌方式，例如將牛奶加熱到62 65°C，保持30分鐘或者將牛奶加熱到 75 90°C，保溫15 16秒。
步驟①中，配方乳粉還可去掉牛乳脂肪，若產品需要去掉牛乳脂肪，則需要在凈化 之后、標準化之前增加離心脫脂處理工序。其中，所述的離心脫脂處理工序為制備配方乳粉 工藝中常用的離心脫脂處理工序。
步驟①中，所述的輔料為制作配方乳粉時常用的輔料，可包括脫鹽乳清粉、濃縮乳 清蛋白粉、乳糖、白砂糖、麥芽糊精、食用葡萄糖、菊粉、礦物質和維生素中的一種或幾種。輔 料包含礦物質時，較佳的將礦物質用溶劑單獨溶解后，再加入步驟①的輔料溶液中，并用真 空混料方法混勻，所述的真空混料方式可使用真空混料機，較佳的為渦輪真空混料機；所述 的溶劑選用制備乳粉中溶解礦物質的常用溶劑，較佳的為水；較佳的礦物質溶液的質量濃 度在2-3 %。其中，所述的礦物質屬于食品營養強化劑中的礦物質。
在步驟①得到的輔料溶液中，還可加入油脂物料，較佳的步驟如下將油脂物料加 熱至40-50°C，再將其加入至步驟①得到的輔料溶液中，攪拌混勻后，再預熱和均質。所述 的油脂物料為制備乳粉中常用的油脂物料，較佳的為棕櫚油、菜籽油、核桃油、大豆油、玉米 油和無水奶油中的一種或幾種。所述的均質為制備乳粉過程中常規的均質方式，例如采用 二級均質，均質溫度為60 70°C,第一級均質壓力為15 20MPa,第二級均質壓力為5 7MPa。
步驟①中，所述的真空濃縮為乳粉制備過程中常規的真空濃縮方法。
步驟①中，所述的濃縮奶為制備乳粉過程中所用的常規的濃縮奶，較佳的濃縮奶 中的固形物濃度在45 50% (wt)范圍內。
在步驟②中，所述的蒸汽噴射式殺菌處理為常規使用的蒸汽噴射式殺菌處理，采 用的設備較佳的為蒸汽噴射式加熱器和真空罐；較佳的步驟如下將蒸汽瞬間噴射到配料 溶液中，使配料溶液迅速升溫至130-140°C，時間3 5秒，再通過真空罐瞬間冷卻至78 85。。。
在步驟④中，所述的噴霧干燥方法為制備乳粉工藝中常規的噴霧干燥方法，噴霧 干燥進風溫度較佳的為175 190°C，排風溫度較佳的為70 80°C，壓力較佳的為230 265bar。
本發明所述的制備配方乳粉的工藝，較佳的步驟④之后還包括冷卻過篩。
本發明所述的制備配方乳粉的工藝，較佳的最后還包括包裝入庫步驟。
本發明的積極進步效果在于
(I)本發明的生產工藝只需部分原料乳經過真空濃縮工序，減少了 40%左右的水 分蒸發量，降低了生產能耗。
(2)在本發明的生產工藝中，由于濃縮乳清蛋白粉、部分原料乳及維生素等熱敏性 原料都沒有經過真空濃縮階段的熱處理，減少了蛋白質熱變性和維生素等熱敏性原料的熱 損失，提升了乳粉的營養品質及感官狀態。
具體實施方式
下面用實施例來進一步說明本發明，但本發明并不受其限制。
本發明各實施例中的原料來源
生牛乳光明乳業股份有限公司乳品二廠，符合GB19301-2010。
白砂糖黑龍江北方糖業股份有限公司，GB317-1998，一級品。
麥芽糊精黑龍江萬向德農股份有限公司，型號DE13 16，來源為淀粉。
食用葡萄糖魯洲生物科技(山東)有限公司，符合GB/T20880-2007，來源為淀 粉。
濃縮乳清蛋白荷蘭皇家菲仕蘭乳品公司，型號WPC34。
脫鹽乳清粉荷蘭皇家菲仕蘭乳品公司，型號D90。
大豆油不二制油(張家港)有限公司，GB1535-2003，一級品。
玉米油嘉里糧油(營口)有限公司，GB 1911-2003，一級品。
無水奶油上海光明奶酪黃油有限公司，GB19646-2010。
乳糖美國希爾瑪HILMAR公司，GB25595-2010。
菊粉比利時Oraffi公司，型號HP。
復合維生素上海勵成營養產品股份有限公司，食品級，力得維A-50511B_vit。
復合礦物質上海勵成營養產品股份有限公司，食品級，力得維A-50511B_min。
維生素C、維生素E、氯化膽堿、?；撬嵘虾畛蔂I養產品股份有限公司，食品級。
實施例1
原料配方
原料添加量生牛乳5000kg白砂糖90kg濃縮乳清蛋白80kg脫鹽乳清粉50kg乳糖50kg大豆油50kg麥芽糊精40kg食用葡萄糖20kg菊粉25kg復合維生素2kg復合礦物質3kg膽堿0. 6kg牛磺酸0. 5kg
制備過程如下(以生產I噸乳粉產品為例):
①原料乳預處理5000kg原料乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準 化、均質和殺菌處理；
②輔料處理向配料罐中打入700kg預處理好的原料乳，啟動真空混料機和攪拌 泵，升溫至30°C，再向真空混料機中加入白砂糖、濃縮乳清蛋白、脫鹽乳清粉、乳糖、麥芽糊 精、食用葡萄糖、菊粉、復合維生素、膽堿、?；撬岬容o料。復合礦物質的配料方法向專用配 料罐中注入IOOkg水，升溫至30°C時停止加熱，啟動攪拌泵，緩慢加入復合礦物質，混合均 勻后，把礦物質溶液打入真空混料機的配料罐中；最終所得到的輔料溶液的固形物濃度為 40. 0% ；
③油脂物料的添加及處理把大豆油注入加油缸中，啟動攪拌泵，加熱至40°C，再 加入到由②得到的料液中，攪拌混勻后，再預熱、均質；此時所得到的溶液的固形物濃度為 45. 0% ；
④殺菌處理將③得到的料液進行殺菌處理。殺菌方式為蒸汽噴射式，殺菌溫度為 1300C，時間5秒，再通過真空罐瞬間冷卻至78°C ；
⑤真空濃縮將①剩余的4300kg原料乳進行真空濃縮處理，得到濃縮奶，固形物 濃度45% ；
⑥配料混合將④得到的料液加入到⑤濃縮奶中，攪拌混勻后，預熱至65°C ；
⑦噴霧干燥進風溫度175°C，排風溫度80°C，壓力230bar。；
⑧冷卻過篩；
⑨包裝入庫。
實施例2
原料配方
原料添加量生牛乳4800kg白砂糖IOOkg麥芽糊精IOOkg濃縮乳清蛋白90kg脫鹽乳清粉80kg乳糖60kg復合維生素2kg
制備過程如下(以生產I噸乳粉產品為例)
①原料乳預處理4800kg原料乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準化、均質和殺菌處理；
②輔料處理向配料罐中打入700kg預處理好的原料乳，啟動真空混料機和攪拌 泵，升溫至35°C，再向真空混料機中加入白砂糖、麥芽糊精、濃縮乳清蛋白、脫鹽乳清粉、乳 糖、復合維生素等輔料。最終所得到的輔料溶液的固形物濃度為45.0% ；
③殺菌處理將②得到的料液進行殺菌處理。殺菌方式為蒸汽噴射式，殺菌溫度為 1400C，時間3秒，再通過真空罐瞬間冷卻至80°C ；
④真空濃縮將①剩余的4100kg原料乳進行真空濃縮處理，得到濃縮奶，固形物 濃度50% ；
⑤配料混合將③得到的料液加入到④濃縮奶中，攪拌混勻后，預熱至70°C ；
⑥噴霧干燥進風溫度190°C，排風溫度70°C，壓力265bar。；
⑦冷卻過篩；
⑧包裝入庫。
實施例3
原料配方
原料添加量生牛乳6000kg白砂糖IOOkg麥芽糊精IOOkg菊粉60kg乳糖30kg
制備過程如下(以生產I噸乳粉產品為例)
①原料乳預處理6000kg原料乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準 化、均質和殺菌處理；
②輔料處理向配料罐中打入550kg預處理好的原料乳，啟動真空混料機和攪拌 泵，升溫至40°C，再向真空混料機中加入白砂糖、麥芽糊精、菊粉、乳糖等輔料。最終所得到 的輔料溶液的固形物濃度為42. 0% ;
③殺菌處理將②得到的料液進行殺菌處理。殺菌方式為蒸汽噴射式，殺菌溫度為 1350C，時間4秒，再通過真空罐瞬間冷卻至82°C ；
④真空濃縮將①剩余的5450kg原料乳進行真空濃縮處理，得到濃縮奶，固形物 濃度48% ；
⑤配料混合將③得到的料液加入到④濃縮奶中，攪拌混勻后，預熱至75°C ；
⑥噴霧干燥進風溫度180°C，排風溫度75°C，壓力250bar。；
⑦冷卻過篩；
⑧包裝入庫。
實施例4
原料配方
原料添加量生牛乳4000kg濃縮乳清蛋白150kg乳糖125kg脫鹽乳清粉100kg麥芽糊精100kg玉米油50kg維生素CIkg維生素E0. 2kg
制備過程如下(以生產I噸乳粉產品為例):
①原料乳預處理4000kg原料乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準 化、均質和殺菌處理；
②輔料處理向配料罐中打入930kg預處理好的原料乳，啟動真空混料機和攪拌 泵，升溫至38°C，再向真空混料機中加入濃縮乳清蛋白、乳糖、脫鹽乳清粉、麥芽糊精、維生 素C、維生素E等輔料。最終所得到的輔料溶液的固形物濃度為43.0% ；
③油脂物料的添加及處理把玉米油注入加油缸中，啟動攪拌泵，加熱至50°C，再 加入到由②得到的料液中，攪拌混勻后，再預熱、均質；
④殺菌處理將③得到的料液進行殺菌處理。殺菌方式為蒸汽噴射式，殺菌溫度為 1360C，時間4秒，再通過真空罐瞬間冷卻至85°C ；
⑤真空濃縮將①剩余的3070kg原料乳進行真空濃縮處理，得到濃縮奶，固形物 濃度46% ；
⑥配料混合將④得到的料液加入到⑤濃縮奶中，攪拌混勻后，預熱至68°C ；
⑦噴霧干燥進風溫度185°C，排風溫度78°C，壓力240bar。；
⑧冷卻過篩；
⑨包裝入庫。
實施例5
原料配方
原料添加量生牛乳3000kg脫鹽乳清粉500kg大豆油50kg無水奶油50kg乳糖40kg復合維生素2kg復合礦物質1.5kg
制備過程如下(以生產I噸乳粉產品為例):
①原料乳預處理3000kg原料乳經驗收合格之后，再依次進行過濾、凈化、標準 化、均質和殺菌處理；
②輔料處理向配料罐中打入1260kg預處理好的原料乳，啟動真空混料機和攪拌 泵，升溫至32°C，再向真空混料機中加入脫鹽乳清粉、乳糖、復合維生素等輔料；復合礦物 質的配料方法向專用配料罐中注入80kg水，升溫至35°C時停止加熱，啟動攪拌泵，緩慢加 入復合礦物質，混合均勻后，把礦物質溶液打入真空混料機的配料罐中；最終所得到的輔料 溶液的固形物濃度為40. 0% ;
③油脂物料的添加及處理把大豆油和無水奶油注入加油缸中，啟動攪拌泵，加熱 至46°C，再加入到由②得到的料液中，攪拌混勻后，再預熱、均質；
④殺菌處理將③得到的料液進行殺菌處理。殺菌方式為蒸汽噴射式，殺菌溫度為 1380C，時間4秒，再通過真空罐瞬間冷卻至83°C ；
⑤真空濃縮將①剩余的1740kg原料乳進行真空濃縮處理，得到濃縮奶，固形物 濃度49% ；
⑥配料混合將④得到的料液加入到⑤濃縮奶中，攪拌混勻后，預熱至72°C ；
⑦噴霧干燥進風溫度178 °C，排風溫度72°C，壓力260bar。；
⑧冷卻過篩；
⑨包裝入庫。
效果實施例1
本發明配方乳粉生產工藝降低生產能耗的效果評價
分別以實施例1、2、3、4和5制得五組配方乳粉。還有一組配方乳粉是以常規的配 方乳粉生產工藝制得。常規的配方乳粉生產工藝如下原料乳預處理一輔料配料一均質一 殺菌一真空濃縮一噴霧干燥一冷卻過篩一包裝入庫，其主要特點是，在真空濃縮之前，生牛 乳與所有原輔料在“輔料配料”工序以水溶解成固形物濃度約為12%的配料溶液，而經過真 空濃縮之后，又變成了固形物濃度約約為45%的濃奶溶液。因為在噴霧干燥前的濃奶固形 物濃度都一致為45%左右，所以這六組配方乳粉的生產在噴霧干燥階段的能耗是基本一致 的。這六組配方乳粉生產過程中的能耗差別主要集中在真空濃縮階段。以單效真空濃縮蒸發器為例，通過計算及實際生產驗證，這六組配方乳粉每生產I噸產品時在真空濃縮階段消耗的蒸汽量及降低能耗的比例，評價結果如下
權利要求
1.一種配方乳粉的生產工藝，其特征在于包括下列步驟 ①運用真空混料的方法，將輔料溶解于預處理后的原料乳A中，得到輔料溶液，所述的輔料溶液中的固形物濃度為40-50% (wt);將預處理后的原料乳B進行真空濃縮，得到濃縮奶； ②對步驟①得到的輔料溶液，采用蒸汽噴射式殺菌處理； ③將步驟②得到的輔料溶液加入到步驟①所述的濃縮奶中，混勻后，預熱至65-75°C； ④將步驟③得到的溶液進行噴霧干燥； 即得到所述的配方乳粉。
2.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的預處理后的原料乳A:預處理后的原料乳B =1:1 1: 15(質量比)。
3.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的真空混料的方法為采用真空混料機進行混料。
4.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的輔料包括脫鹽乳清粉、濃縮乳清蛋白粉、乳糖、白砂糖、麥芽糊精、食用葡萄糖、菊粉、礦物質和維生素中的一種或幾種。
5.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的輔料包括礦物質時，將礦物質用溶劑單獨溶解后，再加入步驟①的輔料溶液中，并用真空混料方法混勻。
6.如權利要求5所述的生產工藝，其特征在于當將礦物質溶液與步驟①的輔料溶液用真空混料方法進行混勻時，所用的設備是真空混料機。
7.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于在步驟①后，步驟②或③前加入油脂物料；具體步驟如下將油脂物料加熱至40-50°C，再將其加入至步驟①得到的輔料溶液中，攪拌混勻后，再預熱和均質。
8.如權利要求7所述的生產工藝，其特征在于所述的油脂物料為棕櫚油、菜籽油、核桃油、大豆油、玉米油和無水奶油中的一種或幾種。
9.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的濃縮奶中的固形物濃度在45 50% (wt)范圍內。
10.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的蒸汽噴射式殺菌步驟包括將蒸汽瞬間噴射到配料溶液中，使配料溶液迅速升溫至130-140°c，時間3 5秒，再通過真空罐瞬間冷卻至78 85°C。
11.如權利要求1所述的生產工藝，其特征在于所述的噴霧干燥進風溫度為175 I9O°C、排風溫度為7O 80°C、壓力為230 265bar。
全文摘要
一種配方乳粉的生產工藝，包括下列步驟①運用真空混料的方法，將輔料溶解于預處理后的原料乳A中，得到輔料溶液，所述的輔料溶液中固形物濃度為40-50％(wt)；將預處理后的原料乳B進行真空濃縮，得到濃縮奶；②對步驟①得到的輔料溶液，采用蒸汽噴射式殺菌處理；③將步驟②得到的輔料溶液加入到步驟①所述的濃縮奶中，混勻后，預熱至65-75℃；④噴霧干燥；即可。本發明的生產工藝只需真空濃縮預處理后的原料乳B，減少了濃縮蒸發量，降低了能耗。同時，濃縮乳清蛋白粉及維生素等熱敏性原料避免了真空濃縮的熱處理，減少了蛋白質熱變性和熱敏性原料的熱損失，提升了乳粉的營養品質。
文檔編號A23C9/158GK102986877SQ20111027062
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者陳文亮, 于鵬, 孫克杰, 劉振民, 劉翠平, 高長永, 陳飛 申請人:光明乳業股份有限公司