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第七章 乳制品生产常用的加工处理 第四节 乳的真空浓缩 （一）真空浓缩的目的 乳、脱脂乳、乳清和其它乳产品可以蒸发除水浓缩，以减少体积并提高保存质量。乳中水蒸发过程，一些挥发性物质，尤其溶解的气体也同时除去。蒸发通常在减压下发生，主要让其在低温下沸腾以避免由加热造成的（成分）损失。其目的： 1．生产浓缩产品，如炼乳、甜炼乳、浓缩酸奶。 2．干燥乳制品的一个生产步骤，真空蒸发除水要比干燥除水节约能源和节省冷却用水。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，在双效真空蒸发器中消耗蒸汽0.4kg。直接单效蒸发由蒸发产生的水蒸汽可作为下一效使液体沸腾的热源。 3．通过浓缩结晶从乳清中生产乳糖（α-乳糖水化合物）。 （二）真空浓缩原理和条件 在21～8kPa减压条件下，采用蒸汽直接或间接法对牛 乳进行加热，使其在低温条件下沸腾，乳中一部分水分汽化并不断地排除，见图7-7、图7-8。若做到这一点要具备如下条件： 1．不断供给热量 在进入真空蒸发器前牛乳温度须保持在65℃左右，但要维持牛乳的沸腾使水分汽化，还必须不断的供给热量，这部分热量一般由锅炉产生的饱和蒸汽供给。 2．迅速排除二蒸汽 牛乳水分汽化形成的二次蒸汽如果不及时排除，又会凝结成水分，蒸发就无法进行下去。一般是采用冷凝法使二次蒸汽冷却成水排掉。这种不再利用二次蒸汽叫单效蒸发。如将而次蒸汽引如另一小蒸发器作为热源利用称之为双效蒸发，依次类推，见图7-9。 图7-7 单效蒸发器 浓缩乳 图7-8 单效蒸发器上部  图7-9配有压缩机的三效蒸发器 （二）浓缩引起的变化 1．溶解物的浓缩引起结晶 浓缩程度用浓缩比Q表示，即浓缩产物中的干物质含量对原物质中干物质含量的比例。因此，浓缩后干物质质量是浓缩前干物质质量的1/Q。 在浓缩过程中，一些物质可能成过饱和状态，并可能结晶产生沉淀。如乳中的磷酸钙盐在浓缩时出现饱和状态。室温下当Q≈2.8时乳中乳糖到达饱和状态。 2．浓缩乳产品的特性变化及控制 乳在浓缩过程中会发生特性变化，通过调节蒸汽或乳的流量可自动控制蒸发过程。 （1）在高温高浓度炼乳的稠化。浓缩物粘度是蒸发过程中一个重要参数，粘度的增加超过干物质含量增加的比例。浓缩度通常用密度ρ或折射指数n来检测，这些参数可在浓缩过程中连续测定。 （2）高浓度炼乳易发生美拉德反应。 （3）如果产品高度浓缩、温度高、温差大、液体流动速度慢易发生结垢。预热可明显减小在高温段处的结垢，设备的结构大大影响了结垢速度和清洗的难易；清洗成本随设备加热面积增加而增加，因此也就是随着多效蒸发器效数的增加而增加。 （4）乳在浓缩过程中一些细菌如嗜热菌（如嗜热脂肪芽胞杆菌）经巴氏杀菌后仍存活，可能在较高温度下生长，在这一现象在末效浓缩过程中表现尤为突出。因此，要求加工过程必须卫生，在连续工作20h内，对设备进行清洗消毒。 （5）低温度时脱脂乳会产生泡沫，采用适宜的机械如降膜蒸发器来减少泡沬的产生。 （4）乳在浓缩过程中一些细菌如嗜热菌（如嗜热脂肪芽胞杆菌）经巴氏杀菌后仍存活，可能在较高温度下生长，在这一现象在末效浓缩过程中表现尤为突出。因此，要求加工过程必须卫生，在连续工作20h内，对设备进行清洗消毒。 （5）低温度时脱脂乳会产生泡沫，采用适宜的机械如降膜蒸发器来减少泡沬的产生。 （8）乳在浓缩过程中随着水的蒸发，一些挥发性物质和溶解的气体也同时被除去。 应该看到，不同蒸发程度对乳中可溶成分浓缩有不同影响，如在浓炼乳中乳糖不结晶而在高浓缩脱脂乳中乳糖可能逐渐结晶；Q高的浓缩乳清，由于过饱和盐在加热表面沉积可能使蒸发器设备产生相当多的乳垢，这个缺陷可通过将一部分浓缩乳清在进一步浓缩前保留在设备外一段时间（大约2h）来克服。 第五节 乳的干燥过程 干燥是通过水分蒸发直到使物质变成固体状的过程。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。普遍用于处理水份含量高的原料如牛乳、脱脂乳、乳清、奶油、冰淇淋混合料、蛋白质浓缩物、婴儿食品等。考虑到除水费用很高，尤其是能量的消耗大，因此原料在干燥前先应通过蒸发或反渗透使水分减少到相当低的程度。 它的主要技术问题是防止干燥过程中不良反应，如导致蛋白质不溶解。这些反应主要与温度有关，如含水分13%的浓缩脱脂乳中80℃/10s热处理大约一半的蛋白质不溶解，因此在适宜温度迅速使水分从20%降到8%是必要的。然而水的有效扩散系数和干燥速度随水含量降低和温度降低而降低，如果要使液体干燥加快的话必须将其很好地雾化。 液体干燥有许多方法如筒式干燥 、发泡干燥、冷冻干燥 ，但最为常用的是喷雾干燥。 一、喷雾干燥原理及条件 1．原理 将浓缩的乳通过雾化器，使之被分散成雾状的乳滴，极大地增加了