乳品加工dairy products processing

牛乳、羊乳和马乳经过加工处理，制成多种乳及乳制品的过程。
乳是一种具有胶体特性的，均匀的生物质液体，呈白色或略带微黄色，不透明，味微甜并具有特有的香气。乳含有幼畜生长必需的全部营养成分，是哺乳动物赖以生长发育的，最易消化吸收的完美食物，也是人们的一种营养丰富的食品。在各种乳中（除人乳外），分泌量最多且经济价值最大的就是牛乳。牛乳的主要成分有水、脂肪、蛋白质、磷脂、乳糖、盐类、维生素和酶类等。
发展简史 奶酪是古代意大利人的最重要的食品之一，公元前2世纪，古罗马人加图(M.P.Cato)所著的《农业志》中即有制作甜奶饼、奶饼干的记载。公元前1世纪，瓦罗(M.T.V arro)在《论农业》一书中介绍了奶酪的鉴别与制作方法。荷兰、法国、瑞士生产奶酪已有数百年历史。法国罗奎福羊乳酪颇有盛名。中国在公元前1世纪已知用马乳制成酪，《汉书·礼乐志》称为马酒。中国有许多特有的民族乳制品，如维吾尔族的奶酒、藏族的酥油等。中华人民共和国建立以前，中国乳品加工均由手工作坊加工。1924年才出现了由民族资本家办的浙江百好炼乳厂，随之又有用滚筒法生产的乳粉，以及在一些大城市设立的小型消毒牛乳加工厂。乳品加工业在20世纪50年代才真正起步，80年代有了较快的发展。到1987年，全国已有各种规模的乳品厂800多个，其生产能力，半数以上为日加工原乳5～10吨，而日加工原乳在50吨以上的加工厂有几十个。
目前世界上乳品加工业，向大型化、自动化方向发展，一般乳品厂日加工原乳能力都在千吨以上，而且乳制品的品种繁多。随着畜牧业，特别是养牛业，以及其他工业和科学技术的迅速发展，许多先进技术已在乳品加工业中得到了广泛的采用。如原料乳的保鲜、加热杀菌（巴氏杀菌及超高温灭菌）、离心分离、蒸发浓缩、喷雾干燥、发酵技术、薄膜技术（超滤与反渗透）以及凝胶过滤等，极大地促进了乳品加工业的发展。
乳制品种类与加工要求 乳制品大致可分为全脂乳制品及脱脂后乳制品。全脂乳制品是采用原乳作为原料制成的。主要有：经过加热杀菌、冷却、再用玻璃瓶或其他无毒物料包装的消毒乳，经过杀菌、蒸发浓缩，再进行喷雾干燥制成的乳粉；通过加入发酵剂(如嗜热乳酸链球菌、保加利亚杆菌等菌种)进行发酵制成的酸乳、发酵乳制品以及乳酸饮料、干酪等。脱脂后乳制品是将原料乳通过离心分离机，将乳中的脂肪分离后分别制成的产品。主要有：脱脂乳、脱脂乳粉、干酪素、乳糖、乳清粉、乳清饮料、脱脂炼乳、脱脂干酪、稀奶油、奶油、酪乳、酪乳粉、脱水奶油、奶油粉、发酵奶油等。此外，还有冰淇淋、麦乳精等。
乳品加工的要求是合理地利用乳中的营养成分，在加工过程中不被破坏，保存原有的天然风味；能符合食品卫生标准；加工所用的设备要符合生产工艺的规定；操作简便、坚固耐用、结构简单，而且清洗方便；加工后的成品应便于包装、运输和贮存。因此，乳品加工的主要设备、输送牛乳的管道、管件、阀门等都用不锈钢(1 Cr18Ni9Ti)制成；设备、管道的清洗和消毒等应彻底。
加工工艺 因乳制品种类不同，加工工艺各异。可参见各乳制品加工条目。
加工设备 乳品加工设备的选择和设计，必须保证生产工艺流程能正常、有效地运行，要求设备加工能力达到生产规模；符合规定的设备质量指标；具有合理的经济指标；操作简便，坚固耐用，无毒并易于清洗；对环境污染少。乳品厂的设备种类多而复杂，按单元操作可分以下几个方面：
牛乳的输送、贮藏设备 有奶桶、乳槽车、离心式奶泵、三柱塞式往复高压均质泵、贮奶缸(有立式和卧式之分，都具有绝热保温层)等。
离心分离机 有分离牛乳中乳脂的分离机及净化牛乳中杂质的净乳机两种。
热交换设备 有❶表面式冷却器（冷排），在管内通冷水或冰水，牛乳由上而下流经管排表面，达到冷却的目的。
❷列管式换热器，在列管内通牛乳，管间通过蒸汽或热水，一般用于加热牛乳使其升温或杀菌。
❸板式热交换器，牛乳或介质在相邻两板片间流动，通过板片进行热交换，从而起到加热或冷却的作用。它是由许多不锈钢的薄板片，叠置而成，当板片面积大而流动的液层又薄时，热交换效率高。最适于处理热敏性物料，还便于自动清洗，热回收率也高。
真空蒸发设备 原料乳中约有87%左右的水分，蒸发的目的是除去部分水分，以减少下一工序干燥设备的蒸汽消耗量。在制造乳粉、炼乳、乳糖及乳清粉时，蒸发都是必经的生产过程。因为牛乳是热敏性食品，在选用和设计牛乳蒸发设备时，必须考虑到产品的质量，一般采用减压蒸发，即“真空蒸发”，以降低牛乳蒸发时的沸腾温度。牛乳蒸发器的型式较多，按加热蒸汽被利用的次数，可分为单效及多效蒸发器。乳品工业中，一般常采用双效、三效蒸发器。另外，还有单效蒸发器附加热泵（热压缩器），即将蒸发器产生的二次蒸汽进行机械或蒸汽喷射压缩，以提高其压力和温度，既能循环使用，还可以减少加热蒸汽的消耗。按料液的流程，蒸发器可分为循环式及不循环式（单程式）。循环式又有： 在热交换的作用下，由液体产生的自然浮力而引起的自然循环式(如盘管式、中央循环管式)及用泵循环液体的强制循环式(如降膜式、薄膜水平短管式)等。当物料进入蒸发设备后，在加热面积上只通过一次，到出口时物料已达到蒸发要求，无需反复循环的蒸发设备，称为不循环式蒸发器，如降膜式、薄板式、板式等蒸发器。
喷雾干燥设备 在乳品工业中，一般是将原料乳先浓缩到原料体积的1/4～1/5，然后以雾滴状送入喷雾干燥设备内，与载热体（热空气）进行热交换和质交换，使其水分蒸发，成品呈粉状。成品易于保存，便于运输，如乳粉、乳清粉的生产都采用此类设备。常用的有离心式喷雾干燥和压力式喷雾干燥。离心式喷雾是利用在水平方向作高速旋转的圆盘，给浓缩乳以离心力，使其以高速甩出，形成薄膜，细丝或液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用，形成细雾。压力式喷雾是采用高压泵，以7～20兆帕的压力，将浓缩乳通过雾化器（喷枪）使之克服浓乳的表面张力，而雾化形成直径为10～200微米的雾状微粒，喷入干燥设备。由于雾状微粒同热空气直接接触，进行热交换和水分的传递，表面水分迅速蒸发，在很短时间内即干燥成球状颗粒，沉降至干燥设备底部。此外，喷雾干燥与流化床沸腾干燥设备连用也是常见的，采用此方法可制造速溶乳粉，还可节约能源。
除上述乳品设备外，还有些专用的乳品设备，如加工奶油、干酪、冰淇淋等设备。