使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法
【专利摘要】本发明涉及一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，含盐乳清粉经35-50℃水溶解，配置成干物含量10-20％含盐乳清液，利用阳离子交换树脂脱去部分阳离子，pH降到1.8-3.0以控制微生物的繁殖，再通过纳滤、电渗析、阴离子交换树脂依次进行分步阶梯脱盐，可获得干物含量质量百分比12-30％脱盐乳清液，使用氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种矿物碱液将pH标准化至6.3-6.9，可得适用于婴幼儿配方乳粉生产的脱盐乳清液。本发明不仅仅能够实现深度脱盐，还要在脱盐过程有效控制微生物，避免脱盐结束后采用加热杀菌的方式来控制微生物。本发明选用阳离子交换、纳滤、电渗析、阴离子交换的工艺方法，实现将含盐乳清粉处理成灰分符合婴幼儿配方乳粉使用的脱盐乳清液,在配方粉中使用量为350kg-3500kg/吨粉。
【专利说明】使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法。
【背景技术】
[0002] 脱盐乳清粉是婴幼儿配方乳粉非常重要的原料，用量占到总配料的20-40%，通常 婴幼儿配方乳粉行业使用的脱盐乳清粉有：灰分< 1. 5 %的乳清粉（D90脱盐乳清粉）和 灰分< 3. 0%的乳清粉（D70脱盐乳清粉），其中0-6个月龄的婴儿配方乳粉需要使用灰分 彡1.5 %的乳清粉。
[0003] 我国婴幼儿配方乳粉生产使用脱盐乳清粉几乎完全依赖进口，进口产品不仅价 格昂贵，而且还受到贸易上的牵制，常出现短缺、断货现象，使得我国婴幼儿配方乳粉乃至 相关的食品业、轻工业经济效益受到严重影响，企业经常面临原料采购无法选择和评审供 应商的被动局面。
[0004] 由于国外干酪市场成熟，消费量大，因此其副产物乳清资源丰富，将乳清直接喷粉 或生产不同脱盐程度的乳清粉如D40脱盐乳清粉、D50脱盐乳清粉、D70脱盐乳清粉、D90脱 盐乳清粉，其中生产D70和D90脱盐乳清粉对设备的要求较高，这些资源也主要掌握在几个 大的食品原料公司手里，相比而言，食品级甜乳清粉、D40脱盐乳清粉货源要充足很多；
[0005] 目前已应用于乳清脱盐的技术主要有膜过滤（超滤或纳滤）、离子交换和电渗析 等技术；这些技术都是在水的脱盐工艺基础上发展形成的。膜技术主要是截留一定分子量 的溶质并提高物料浓度，利用膜技术进行低度脱盐、具有成本较低廉的优点，但难以实现高 度脱盐；离子交换技术是通过特定的交换树脂对乳清中的某些离子进行去除，但具有选择 性；电渗析是利用电场的作用力下让离子通过半透膜，截留蛋白、乳糖等成分实现脱盐，利 用电渗析低度脱盐具有成本优势，高度脱盐则因电能消耗太大反而成本过高。因此，本发明 会将几种脱盐工艺结合起来，采用分步阶梯脱盐工艺方案。
[0006] 由于国外干酪市场成熟，乳清资源丰富，因此国外脱盐工艺一般都直接利用干酪 副产物乳清液，将其脱盐处理成脱盐乳清液再喷雾干燥制成D70级脱盐乳清粉或D90级脱 盐乳清粉，婴幼儿配方粉企业购买相应脱盐乳清粉进行生产配方粉；而国内脱盐方面的研 起步较晚，目前主要是对脱盐工艺或脱盐设备的研究，因此，关于使用含盐乳清粉处理成脱 盐乳清液，实现即产即用的相关技术还未受到关注。
[0007] 针对婴幼儿配方粉生产研究开发出适用于自身条件脱盐乳清生产工艺，减少对进 口脱盐乳清粉的依赖，同时将乳清脱盐技术与婴幼儿配方粉生产直接对接，实现即产即用， 对于提高企业竞争优势，提高经济效益，具有非常显著，同时也开创婴幼儿配方行业技术创 新之先河；
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种使用含盐乳清粉为原料，实现乳清粉阶梯脱盐工艺方 法，并用于婴幼儿配方乳粉生产，实现即产即用。
[0009] 本发明的技术方案为：一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，该方法 包括：含盐乳清粉经35_50°C水溶解，配置成干物含量10-20%含盐乳清液，利用阳离子交 换树脂脱去部分阳离子，PH降到1. 8-3. 0以控制微生物的繁殖，再通过纳滤、电渗析、阴离 子交换树脂依次进行分步阶梯脱盐，可获得干物含量质量百分比12-30%脱盐乳清液，使用 氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种矿物碱液将pH标准化至6. 3-6. 9,可得适用于婴幼儿 配方乳粉生产的脱盐乳清液，并于暂存罐4-KTC贮存；按照配方中使用比例，将脱盐乳清 液打入湿混配料罐与配方粉其他原辅料混合均匀，混合液随后进入温度为90-95°C的24s 杀菌程序，经三效蒸发器蒸发，其中一效蒸发器温度75-70°C，二效蒸发器温度70-65°C，三 效蒸发器温度65-60°C，混合液浓缩至干物到质量百分比48-52 %，进行喷雾干燥，干燥塔 进风口温度控制在170-180°C，出风口温度控制70-80°C，喷雾干燥后颗粒状物料通过流化 床降温、振动筛分筛后进入包装机包装。
[0010]目前已应用于乳清脱盐的技术主要有膜过滤（超滤或纳滤）、离子交换和电渗析 等技术；这些技术各有优缺点，发挥优点，互补缺点，才能实现低成本深度脱盐，因此本发明 优选离子交换、纳滤和电渗析相结合分步阶梯脱盐的工艺方案。
[0011] 本发明不仅仅能够实现深度脱盐，还要在脱盐过程有效控制微生物，避免脱盐结 束后采用加热杀菌的方式来控制微生物。因为加热会引起乳清蛋白不同程度变性，这不仅 会影响配方乳粉的感官指标，而且不利于婴幼儿消化吸收。乳清蛋白在水溶液中是一种胶 体溶液，其等电点pH范围为4. 5-5. 5,在常温下，即使乳清液pH达到了 4. 5-5. 5,乳清蛋白 也不会沉淀，这是乳清蛋白胶体溶液的特性。因此，本发明人认为：首先，脱盐的第一步采 用阳离子交换方法，通过阳离子交换树酯中的H +替换含盐乳清液中的钙、镁等二价阳离子， 经过实际验证，该方法处理后pH可以降到3. 0以下，在这种酸性环境下，乳清液温度控制在 15°C以下，脱盐过程可有效控制微生物繁殖；第二步脱盐，采用纳滤的方法脱去部分一价阴 阳离子并实现浓缩，将乳清液总量减少20-35%以提高后续脱盐过的效率，第三步脱盐，采 用电渗析脱盐，可再去除部分阴阳离子；最后一步，采用阴离子交换方法，通过阴离子交换 树酯中的OiT替换剩余的大部分阴离子，同时释放OF可以中和乳清液中大部分的H+，pH可 提高到4. 6-5. 6,经过上述四种方法的结合能够实现含盐乳清液的深度脱盐，并能有效控制 微生物的繁殖。因此本发明选用阳离子交换、纳滤、电渗析、阴离子交换的工艺方法，实现将 含盐乳清粉处理成灰分符合婴幼儿配方乳粉使用的脱盐乳清液。
[0012] 虽然国外含盐乳清粉资源丰富，但质量也存在良莠不齐情况，为了保证婴幼儿配 方乳粉质量安全，本发明人从配方乳粉设计角度对适用于本方法的原料进行了研究。首先 要求是含盐乳清粉（甜乳清粉、D40等低度脱盐乳清粉）必须来自具备食品生产资质的企 业，且产品滋气味良好、微生物指标、污染物限量应符合GB11674(乳清粉和乳清蛋白粉）、 GB2762 (食品中污染物限量）、GB2761 (食品中真菌毒素限量）等相关法规要求；除此之外， 牛乳、乳清粉中维生素 B2和胆碱含量较为丰富，根据《中国居民营养素参考摄入量》RNIS对 0-36个月婴幼儿推荐值：维生素 Β2400-600 μ g/天，胆碱100-200mg/天，通常配方乳粉中不 需要强化或少量强化该营养素，因此，保证婴幼儿配方粉该指标的质量稳定，对含盐乳清粉 中的维生素 B2和胆碱含量范围有一定要求。综上所述，在符合GBl 1674 (乳清粉和乳清蛋 白粉）的基础上，适用于本方法的原料要求如下：
[0013] 1、感官要求：
【权利要求】
1. 一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，其特征是：该方法包括：含盐乳 清粉经35-50°C水溶解，配置成干物含量10-20%含盐乳清液，利用阳离子交换树脂脱去部 分阳离子，pH降到1. 8-3. 0以控制微生物的繁殖，再通过纳滤、电渗析、阴离子交换树脂依 次进行分步阶梯脱盐，可获得干物含量质量百分比12-30%脱盐乳清液，使用氢氧化钠或氢 氧化钾中的一种或两种矿物碱液将pH标准化至6. 3-6. 9,可得适用于婴幼儿配方乳粉生产 的脱盐乳清液，并于暂存罐4-KTC贮存；按照配方中使用比例，将脱盐乳清液打入湿混配 料罐与配方粉其他原辅料混合均匀，混合液随后进入温度为90-95°C的24s杀菌程序，经三 效蒸发器蒸发，其中一效蒸发器温度75-70°C，二效蒸发器温度7〇-65°C，三效蒸发器温度 65-60°C，混合液浓缩至干物到质量百分比48-52%，进行喷雾干燥，干燥塔进风口温度控制 在170-180°C，出风口温度控制70-80°C，喷雾干燥后颗粒状物料通过流化床降温、振动筛 分筛后进入包装机包装。
2. 根据权利要求1所述的一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，其特征 是：含盐乳清粉采用甜乳清粉。
3. 根据权利要求1所述的一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，其特征 是：含盐乳清粉采用D40级脱盐乳清粉为原料。
4. 根据权利要求1所述的一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法，其特征 是：以含盐乳清粉为原料，经35-50°C水溶解，配置成干物含量质量百分比10-20%含盐乳 清液，通过板式换热器冷却降温至12°C，首先进行阳离子交换，PH值降低到1.8-3. 0,然后 经三级纳滤将乳清进行部分脱盐并浓缩到固体总含量的25-26%，再经电渗析进一步脱盐， 电导率控制在lms/cm-1. 5ms/cm，最后经阴离子交换，去除乳清中剩余的阴离子，使产品中 盐的含量降到质量百分比0.45-0. 82% (干物质计），乳清的pH值调整到4. 5-5. 5,脱盐完 成后采用KOH和NaOH二者质量比为1:1的溶液将乳清液pH调整到标准化至6. 3-6. 9,可得 适用于婴幼儿配方乳粉生产的脱盐乳清液，并于暂存罐4-KTC贮存。
5. 根据权利要求权利要求1所述的一种使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法， 其特征是：脱盐乳清液在婴幼儿配方粉中的使用量为350kg-3500kg/吨粉。
【文档编号】A23C21/06GK104255943SQ201410436917
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】解庆刚, 蒋士龙, 安颖, 魏庆梅, 张立娟 申请人:黑龙江飞鹤乳业有限公司