专利名称：一种配方乳粉的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乳粉的生产工艺，具体的涉及一种配方乳粉的生产工艺。
背景技术：
配方乳粉是为满足不同人群的营养需要，在普通乳粉的基础上添加多种营养成分 调配而成的乳制品。目前，市场上有学生配方乳粉、中老年配方乳粉、女士配方乳粉以及婴 幼儿配方乳粉等许多产品，是老少皆宜的营养佳品。
配方乳粉的生产工艺通常包括原料乳验收、原料乳预处理、配料、混合、杀菌、真空 浓缩、喷雾干燥等工序。营养成分配料一般是在配料阶段，先以水溶解，再加入到经过预处 理的原料乳中。经过配料之后，所有配料都混合在一起，再进行真空浓缩和喷雾干燥。在这 种生产工艺中，不但全部的原料乳要经过真空浓缩，而且在配料阶段还要额外添加水来溶 解其他配料，这部分额外添加的水也是要经过真空浓缩处理的。对于真空浓缩而言，单效真 空浓缩蒸发器每蒸发Ikg水分需要消耗1.1kg水蒸气，双效真空浓缩蒸发器每蒸发Ikg水 分需要消耗O. 4kg水蒸气。这种生产工艺的能耗是很大的。另外，由于添加的浓缩乳清蛋 白粉、维生素等营养成分在经过配料后要进行真空浓缩处理，在这个热处理过程中易导致 蛋白质热变性和热敏性成分的损失，从而降低乳粉的品质。
在已公开的乳粉生产工艺专利中，都没有类似于本发明的乳粉生产工艺。发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有制备配方乳粉的技术中，能耗大、蛋白 质热变性和维生素等热敏性原料损失较大的缺陷，而提供一种配方乳粉的生产工艺。本发 明的生产工艺只需部分原料乳经过真空浓缩工序，减少了浓缩蒸发量，降低了能耗。也由于 浓缩乳清蛋白粉和维生素等热敏性原料都没有经过真空浓缩阶段的热处理，减少了蛋白质 热变性和热敏性原料的热损失，提升了乳粉的营养品质。
本发明人经过研究发现，在乳粉的生产过程中，真空浓缩是必不可少的步骤，它用 来除去原料中足够多的水分，以便顺利进行干燥。在真空浓缩过程中，需要除去的水分越 多，则需要的水蒸气也越多，也即能耗越高。为了降低真空浓缩过程的能耗，就需要减少需 要在真空浓缩过程中除去的水分总量。
经过分析及试验，本发明人采用的技术方案是改变传统的乳粉生产工艺，将除原 料乳以外的辅料通过真空混料的方法，完全溶解于经预处理后的原料乳中，形成稳定、均一 的辅料溶液，其中真空混料的方法所用的设备为真空混料机，优选涡轮真空混料机；并对该 辅料溶液进行蒸汽喷射式杀菌处理；将另一部分的预处理后的原料乳经过真空浓缩处理得 到浓缩奶；再将经过蒸汽喷射式杀菌处理的辅料溶液加入浓缩奶中混匀。在本发明中，不仅 不用添加额外的水来溶解辅料，而且添加辅料的过程置于真空浓缩之后，可以有效的减小 真空浓缩的能耗以及避免蛋白质热变性和热敏性成分的损失，并克服了含有高浓度固形物 的辅料溶液杀菌处理时易结焦的技术难点，更适用于工业化生产。
本发明的配方乳粉生产工艺，把除原料乳之外的其他原料的配料工序放在真空浓 缩工序之后，辅料溶液中的固形物浓度可达到40-50% (wt)。此技术方案的技术难点在于， 各种辅料必须完全溶解，形成稳定、均一的溶液，并对这种含有高浓度固形物的辅料溶液顺 利进行杀菌处理而不产生结焦。当以普通的搅拌缸来溶解时，这些原料不能完全溶解，易形 成小团块。为了使除原料乳之外的其他原料能迅速地与水充分接触和完全溶解，需要采用 涡轮真空混料机进行配料，当原料与水在真空状态下接触时能迅速分散在水中，这样就能 达到促进溶解的目的。
对这种含有高浓度固形物的辅料溶液进行杀菌处理时，若采用普通的加热杀菌方 式，当杀菌温度偏低时则达不到杀菌的目的，而当杀菌温度稍高时又容易在管壁形成结焦， 这样既不利于杀菌设备运行又不利于产品的品质。经过反复试验，本发明采用蒸汽喷射式 杀菌方式，使用的设备可为蒸汽喷射式加热器和真空罐，较佳的步骤如下将蒸汽瞬间喷射 到配料溶液中，使配料溶液迅速升温至130-140°C，再通过真空罐瞬间冷却至80°C。这样的 杀菌处理方式，既能保证杀菌效果，又不产生结焦现象。这个主要的技术难题解决后，本发 明人终于得到了一种新的配方乳粉生产工艺，从而完成了本发明。
下面对本发明做详细说明，本发明涉及一种配方乳粉的生产工艺，其包括下列步 骤
①运用真空混料的方法，将辅料溶解于预处理后的原料乳A中，得到辅料溶液，所 述的辅料溶液中的固形物浓度为40-50% (wt);将预处理后的原料乳B进行真空浓缩，得到 浓缩奶；
②对步骤①得到的辅料溶液，采用蒸汽喷射式杀菌处理；
③将步骤②得到的辅料溶液加入到步骤①所述的浓缩奶中，混匀后，预热至 65-75 0C ；
④将步骤③得到的溶液进行喷雾干燥；
即得到所述的配方乳粉。
所述的预处理后的原料乳A和预处理后的原料乳B为同一来源或不同来源的预处 理后的原料乳，本领域技术人员可根据各配方乳粉的配方选择预处理后的原料乳A和预处 理后的原料乳B的配比。
其中，所述的预处理后的原料乳A和预处理后的原料乳B的比例，较佳的为预处 理后的原料乳A :预处理后的原料乳B=1:1 1: 15，更佳的为预处理后的原料乳 A 预处理后的原料乳B = I I 1: 10。
步骤①中，所述的真空混料方法，较佳的是运用真空混料机，其中，所述的真空混 料机为本领域常规使用的真空混料机，较佳的为涡轮真空混料机。
步骤①中，所述的预处理后的原料乳A的量，为所有辅料总量的1. 0-2. O倍(wt)， 较佳的为辅料总量的1. 5-2. O倍(wt)。
步骤①中，所述的原料乳为制备配方乳粉时常规使用的原料乳，如生牛乳。
步骤①中，所述的预处理为制备配方乳粉过程中常规预处理，优选步骤如下原料 乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准化、均质和巴氏杀菌。所述的巴氏杀菌为 目前通用的巴氏杀菌方式，例如将牛奶加热到62 65°C，保持30分钟或者将牛奶加热到 75 90°C，保温15 16秒。
步骤①中，配方乳粉还可去掉牛乳脂肪，若产品需要去掉牛乳脂肪，则需要在净化 之后、标准化之前增加离心脱脂处理工序。其中，所述的离心脱脂处理工序为制备配方乳粉 工艺中常用的离心脱脂处理工序。
步骤①中，所述的辅料为制作配方乳粉时常用的辅料，可包括脱盐乳清粉、浓缩乳 清蛋白粉、乳糖、白砂糖、麦芽糊精、食用葡萄糖、菊粉、矿物质和维生素中的一种或几种。辅 料包含矿物质时，较佳的将矿物质用溶剂单独溶解后，再加入步骤①的辅料溶液中，并用真 空混料方法混匀，所述的真空混料方式可使用真空混料机，较佳的为涡轮真空混料机；所述 的溶剂选用制备乳粉中溶解矿物质的常用溶剂，较佳的为水；较佳的矿物质溶液的质量浓 度在2-3 %。其中，所述的矿物质属于食品营养强化剂中的矿物质。
在步骤①得到的辅料溶液中，还可加入油脂物料，较佳的步骤如下将油脂物料加 热至40-50°C，再将其加入至步骤①得到的辅料溶液中，搅拌混匀后，再预热和均质。所述 的油脂物料为制备乳粉中常用的油脂物料，较佳的为棕榈油、菜籽油、核桃油、大豆油、玉米 油和无水奶油中的一种或几种。所述的均质为制备乳粉过程中常规的均质方式，例如采用 二级均质，均质温度为60 70°C,第一级均质压力为15 20MPa,第二级均质压力为5 7MPa。
步骤①中，所述的真空浓缩为乳粉制备过程中常规的真空浓缩方法。
步骤①中，所述的浓缩奶为制备乳粉过程中所用的常规的浓缩奶，较佳的浓缩奶 中的固形物浓度在45 50% (wt)范围内。
在步骤②中，所述的蒸汽喷射式杀菌处理为常规使用的蒸汽喷射式杀菌处理，采 用的设备较佳的为蒸汽喷射式加热器和真空罐；较佳的步骤如下将蒸汽瞬间喷射到配料 溶液中，使配料溶液迅速升温至130-140°C，时间3 5秒，再通过真空罐瞬间冷却至78 85。。。
在步骤④中，所述的喷雾干燥方法为制备乳粉工艺中常规的喷雾干燥方法，喷雾 干燥进风温度较佳的为175 190°C，排风温度较佳的为70 80°C，压力较佳的为230 265bar。
本发明所述的制备配方乳粉的工艺，较佳的步骤④之后还包括冷却过筛。
本发明所述的制备配方乳粉的工艺，较佳的最后还包括包装入库步骤。
本发明的积极进步效果在于
(I)本发明的生产工艺只需部分原料乳经过真空浓缩工序，减少了 40%左右的水 分蒸发量，降低了生产能耗。
(2)在本发明的生产工艺中，由于浓缩乳清蛋白粉、部分原料乳及维生素等热敏性 原料都没有经过真空浓缩阶段的热处理，减少了蛋白质热变性和维生素等热敏性原料的热 损失，提升了乳粉的营养品质及感官状态。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
本发明各实施例中的原料来源
生牛乳光明乳业股份有限公司乳品二厂，符合GB19301-2010。
白砂糖黑龙江北方糖业股份有限公司，GB317-1998，一级品。
麦芽糊精黑龙江万向德农股份有限公司，型号DE13 16，来源为淀粉。
食用葡萄糖鲁洲生物科技(山东)有限公司，符合GB/T20880-2007，来源为淀 粉。
浓缩乳清蛋白荷兰皇家菲仕兰乳品公司，型号WPC34。
脱盐乳清粉荷兰皇家菲仕兰乳品公司，型号D90。
大豆油不二制油(张家港)有限公司，GB1535-2003，一级品。
玉米油嘉里粮油(营口)有限公司，GB 1911-2003，一级品。
无水奶油上海光明奶酪黄油有限公司，GB19646-2010。
乳糖美国希尔玛HILMAR公司，GB25595-2010。
菊粉比利时Oraffi公司，型号HP。
复合维生素上海励成营养产品股份有限公司，食品级，力得维A-50511B_vit。
复合矿物质上海励成营养产品股份有限公司，食品级，力得维A-50511B_min。
维生素C、维生素E、氯化胆碱、牛磺酸上海励成营养产品股份有限公司，食品级。
实施例1
原料配方
原料添加量生牛乳5000kg白砂糖90kg浓缩乳清蛋白80kg脱盐乳清粉50kg乳糖50kg大豆油50kg麦芽糊精40kg食用葡萄糖20kg菊粉25kg复合维生素2kg复合矿物质3kg胆碱0. 6kg牛磺酸0. 5kg
制备过程如下(以生产I吨乳粉产品为例):
①原料乳预处理5000kg原料乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准 化、均质和杀菌处理；
②辅料处理向配料罐中打入700kg预处理好的原料乳，启动真空混料机和搅拌 泵，升温至30°C，再向真空混料机中加入白砂糖、浓缩乳清蛋白、脱盐乳清粉、乳糖、麦芽糊 精、食用葡萄糖、菊粉、复合维生素、胆碱、牛磺酸等辅料。复合矿物质的配料方法向专用配 料罐中注入IOOkg水，升温至30°C时停止加热，启动搅拌泵，缓慢加入复合矿物质，混合均 匀后，把矿物质溶液打入真空混料机的配料罐中；最终所得到的辅料溶液的固形物浓度为 40. 0% ；
③油脂物料的添加及处理把大豆油注入加油缸中，启动搅拌泵，加热至40°C，再 加入到由②得到的料液中，搅拌混匀后，再预热、均质；此时所得到的溶液的固形物浓度为 45. 0% ；
④杀菌处理将③得到的料液进行杀菌处理。杀菌方式为蒸汽喷射式，杀菌温度为 1300C，时间5秒，再通过真空罐瞬间冷却至78°C ；
⑤真空浓缩将①剩余的4300kg原料乳进行真空浓缩处理，得到浓缩奶，固形物 浓度45% ；
⑥配料混合将④得到的料液加入到⑤浓缩奶中，搅拌混匀后，预热至65°C ；
⑦喷雾干燥进风温度175°C，排风温度80°C，压力230bar。；
⑧冷却过筛；
⑨包装入库。
实施例2
原料配方
原料添加量生牛乳4800kg白砂糖IOOkg麦芽糊精IOOkg浓缩乳清蛋白90kg脱盐乳清粉80kg乳糖60kg复合维生素2kg
制备过程如下(以生产I吨乳粉产品为例)
①原料乳预处理4800kg原料乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准化、均质和杀菌处理；
②辅料处理向配料罐中打入700kg预处理好的原料乳，启动真空混料机和搅拌 泵，升温至35°C，再向真空混料机中加入白砂糖、麦芽糊精、浓缩乳清蛋白、脱盐乳清粉、乳 糖、复合维生素等辅料。最终所得到的辅料溶液的固形物浓度为45.0% ；
③杀菌处理将②得到的料液进行杀菌处理。杀菌方式为蒸汽喷射式，杀菌温度为 1400C，时间3秒，再通过真空罐瞬间冷却至80°C ；
④真空浓缩将①剩余的4100kg原料乳进行真空浓缩处理，得到浓缩奶，固形物 浓度50% ；
⑤配料混合将③得到的料液加入到④浓缩奶中，搅拌混匀后，预热至70°C ；
⑥喷雾干燥进风温度190°C，排风温度70°C，压力265bar。；
⑦冷却过筛；
⑧包装入库。
实施例3
原料配方
原料添加量生牛乳6000kg白砂糖IOOkg麦芽糊精IOOkg菊粉60kg乳糖30kg
制备过程如下(以生产I吨乳粉产品为例)
①原料乳预处理6000kg原料乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准 化、均质和杀菌处理；
②辅料处理向配料罐中打入550kg预处理好的原料乳，启动真空混料机和搅拌 泵，升温至40°C，再向真空混料机中加入白砂糖、麦芽糊精、菊粉、乳糖等辅料。最终所得到 的辅料溶液的固形物浓度为42. 0% ;
③杀菌处理将②得到的料液进行杀菌处理。杀菌方式为蒸汽喷射式，杀菌温度为 1350C，时间4秒，再通过真空罐瞬间冷却至82°C ；
④真空浓缩将①剩余的5450kg原料乳进行真空浓缩处理，得到浓缩奶，固形物 浓度48% ；
⑤配料混合将③得到的料液加入到④浓缩奶中，搅拌混匀后，预热至75°C ；
⑥喷雾干燥进风温度180°C，排风温度75°C，压力250bar。；
⑦冷却过筛；
⑧包装入库。
实施例4
原料配方
原料添加量生牛乳4000kg浓缩乳清蛋白150kg乳糖125kg脱盐乳清粉100kg麦芽糊精100kg玉米油50kg维生素CIkg维生素E0. 2kg
制备过程如下(以生产I吨乳粉产品为例):
①原料乳预处理4000kg原料乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准 化、均质和杀菌处理；
②辅料处理向配料罐中打入930kg预处理好的原料乳，启动真空混料机和搅拌 泵，升温至38°C，再向真空混料机中加入浓缩乳清蛋白、乳糖、脱盐乳清粉、麦芽糊精、维生 素C、维生素E等辅料。最终所得到的辅料溶液的固形物浓度为43.0% ；
③油脂物料的添加及处理把玉米油注入加油缸中，启动搅拌泵，加热至50°C，再 加入到由②得到的料液中，搅拌混匀后，再预热、均质；
④杀菌处理将③得到的料液进行杀菌处理。杀菌方式为蒸汽喷射式，杀菌温度为 1360C，时间4秒，再通过真空罐瞬间冷却至85°C ；
⑤真空浓缩将①剩余的3070kg原料乳进行真空浓缩处理，得到浓缩奶，固形物 浓度46% ；
⑥配料混合将④得到的料液加入到⑤浓缩奶中，搅拌混匀后，预热至68°C ；
⑦喷雾干燥进风温度185°C，排风温度78°C，压力240bar。；
⑧冷却过筛；
⑨包装入库。
实施例5
原料配方
原料添加量生牛乳3000kg脱盐乳清粉500kg大豆油50kg无水奶油50kg乳糖40kg复合维生素2kg复合矿物质1.5kg
制备过程如下(以生产I吨乳粉产品为例):
①原料乳预处理3000kg原料乳经验收合格之后，再依次进行过滤、净化、标准 化、均质和杀菌处理；
②辅料处理向配料罐中打入1260kg预处理好的原料乳，启动真空混料机和搅拌 泵，升温至32°C，再向真空混料机中加入脱盐乳清粉、乳糖、复合维生素等辅料；复合矿物 质的配料方法向专用配料罐中注入80kg水，升温至35°C时停止加热，启动搅拌泵，缓慢加 入复合矿物质，混合均匀后，把矿物质溶液打入真空混料机的配料罐中；最终所得到的辅料 溶液的固形物浓度为40. 0% ;
③油脂物料的添加及处理把大豆油和无水奶油注入加油缸中，启动搅拌泵，加热 至46°C，再加入到由②得到的料液中，搅拌混匀后，再预热、均质；
④杀菌处理将③得到的料液进行杀菌处理。杀菌方式为蒸汽喷射式，杀菌温度为 1380C，时间4秒，再通过真空罐瞬间冷却至83°C ；
⑤真空浓缩将①剩余的1740kg原料乳进行真空浓缩处理，得到浓缩奶，固形物 浓度49% ；
⑥配料混合将④得到的料液加入到⑤浓缩奶中，搅拌混匀后，预热至72°C ；
⑦喷雾干燥进风温度178 °C，排风温度72°C，压力260bar。；
⑧冷却过筛；
⑨包装入库。
效果实施例1
本发明配方乳粉生产工艺降低生产能耗的效果评价
分别以实施例1、2、3、4和5制得五组配方乳粉。还有一组配方乳粉是以常规的配 方乳粉生产工艺制得。常规的配方乳粉生产工艺如下原料乳预处理一辅料配料一均质一 杀菌一真空浓缩一喷雾干燥一冷却过筛一包装入库，其主要特点是，在真空浓缩之前，生牛 乳与所有原辅料在“辅料配料”工序以水溶解成固形物浓度约为12%的配料溶液，而经过真 空浓缩之后，又变成了固形物浓度约约为45%的浓奶溶液。因为在喷雾干燥前的浓奶固形 物浓度都一致为45%左右，所以这六组配方乳粉的生产在喷雾干燥阶段的能耗是基本一致 的。这六组配方乳粉生产过程中的能耗差别主要集中在真空浓缩阶段。以单效真空浓缩蒸发器为例，通过计算及实际生产验证，这六组配方乳粉每生产I吨产品时在真空浓缩阶段消耗的蒸汽量及降低能耗的比例，评价结果如下
权利要求
1.一种配方乳粉的生产工艺，其特征在于包括下列步骤 ①运用真空混料的方法，将辅料溶解于预处理后的原料乳A中，得到辅料溶液，所述的辅料溶液中的固形物浓度为40-50% (wt);将预处理后的原料乳B进行真空浓缩，得到浓缩奶； ②对步骤①得到的辅料溶液，采用蒸汽喷射式杀菌处理； ③将步骤②得到的辅料溶液加入到步骤①所述的浓缩奶中，混匀后，预热至65-75°C； ④将步骤③得到的溶液进行喷雾干燥； 即得到所述的配方乳粉。
2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的预处理后的原料乳A:预处理后的原料乳B =1:1 1: 15(质量比)。
3.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的真空混料的方法为采用真空混料机进行混料。
4.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的辅料包括脱盐乳清粉、浓缩乳清蛋白粉、乳糖、白砂糖、麦芽糊精、食用葡萄糖、菊粉、矿物质和维生素中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的辅料包括矿物质时，将矿物质用溶剂单独溶解后，再加入步骤①的辅料溶液中，并用真空混料方法混匀。
6.如权利要求5所述的生产工艺，其特征在于当将矿物质溶液与步骤①的辅料溶液用真空混料方法进行混匀时，所用的设备是真空混料机。
7.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于在步骤①后，步骤②或③前加入油脂物料；具体步骤如下将油脂物料加热至40-50°C，再将其加入至步骤①得到的辅料溶液中，搅拌混匀后，再预热和均质。
8.如权利要求7所述的生产工艺，其特征在于所述的油脂物料为棕榈油、菜籽油、核桃油、大豆油、玉米油和无水奶油中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的浓缩奶中的固形物浓度在45 50% (wt)范围内。
10.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的蒸汽喷射式杀菌步骤包括将蒸汽瞬间喷射到配料溶液中，使配料溶液迅速升温至130-140°c，时间3 5秒，再通过真空罐瞬间冷却至78 85°C。
11.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于所述的喷雾干燥进风温度为175 I9O°C、排风温度为7O 80°C、压力为230 265bar。
全文摘要
一种配方乳粉的生产工艺，包括下列步骤①运用真空混料的方法，将辅料溶解于预处理后的原料乳A中，得到辅料溶液，所述的辅料溶液中固形物浓度为40-50％(wt)；将预处理后的原料乳B进行真空浓缩，得到浓缩奶；②对步骤①得到的辅料溶液，采用蒸汽喷射式杀菌处理；③将步骤②得到的辅料溶液加入到步骤①所述的浓缩奶中，混匀后，预热至65-75℃；④喷雾干燥；即可。本发明的生产工艺只需真空浓缩预处理后的原料乳B，减少了浓缩蒸发量，降低了能耗。同时，浓缩乳清蛋白粉及维生素等热敏性原料避免了真空浓缩的热处理，减少了蛋白质热变性和热敏性原料的热损失，提升了乳粉的营养品质。
文档编号A23C9/158GK102986877SQ20111027062
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者陈文亮, 于鹏, 孙克杰, 刘振民, 刘翠平, 高长永, 陈飞 申请人:光明乳业股份有限公司