奶粉制品
奶粉制品这一名称涉及的是粉末状的奶制品或简称为奶粉。奶粉制品并不仅仅指的是全脂奶的干燥，而且也包括干燥一系列从奶中提取的产品，或从通常的全脂奶中提取的各种组分。
例如，全脂奶粉和脱脂奶粉(这种产品是最初的全脂奶被分离，只留下无脂肪的成分)，乳清粉(从干酪制造过程中剩下的乳清液体中产生出来的)以及白脱奶粉(从奶油制造过程中排出的乳清液体中生产出来的)。
这些产品便可以代表基本的奶粉制品了。这些奶粉是水溶性的，当重新和适量的水混合时，这种液体含有的营养以及特色都与干燥前的液体奶相同。
同样，也可以生产更为高级的，仅含有全脂原料奶一些组分的奶粉制品。例如，高蛋白奶粉可以从全脂原料中提取部分或全部蛋白质制成。这些产品有时也可以不必是水溶性的，而利用它们的特殊价值作为其它食品的强化添加物或混合于其它的加工程序之中。
奶的干燥过程 在奶的干燥过程中，一般使用两种加工工序，即滚筒干燥或喷雾干燥，制造条件对奶粉产品的特性具有相当的影响，因此，对标准加工程序要作许多调整。
1.滚筒干燥。在滚筒干燥过程中，液体奶在缓慢转动的卧式滚筒表面进行干燥，滚筒靠引入滚筒内的蒸汽进行加热，蒸汽的温度应使滚筒的表面达到150℃，这就可导致水分迅速蒸发，在滚筒转动一半以后，奶即可形成一薄层干粉。这层干粉被一把顶在滚筒上的刀刮下。随后进行辗碎或磨碎，成为细粉。奶粉随后打包。滚筒干燥比喷雾干燥成本要低廉，但是产品极难取得高质量。滚筒干燥的奶粉，常有略带一些“煮烧”的味道，总的来讲，冲调不易，不能完全被水溶解，通常只能溶解85%。奶与滚筒的热表面接触这种相对的急剧热处理，虽然导致了上述的那些影响，但是，同时也保证了比较严格的消毒。因此，在过去，大部分婴儿食品多采用滚筒干燥而较少采用喷雾干燥。
在新西兰，只生产数量非常有限的滚筒干燥奶粉，而绝大多数奶粉都是用喷雾干燥制成。
2.喷雾干燥。在喷雾干燥加工中，其原理是(使奶变成细小的雾状小滴)将奶引入空气温度至少150℃的热气气流，经常超过200℃。由于雾化使奶滴形成极大的表面，便可使奶滴表面在热气流中非常迅速地蒸发掉水分，这些奶滴几乎就在瞬间之内便于为温度很底的奶粉。
在实际生产当中，喷雾方法分两大类：即将奶雾化或引入干燥箱。奶既可以通过一速度达15 000转/分钟的快速转盘的离心力进行雾化，亦可通过特殊设计有许多小孔的喷嘴和一个开缝或螺旋插头产生的旋转动作形成雾化。奶在高压下进入喷嘴。这样，在离心喷雾干燥器与压力喷雾干燥器之间便有了明显的差别。
喷雾干燥设备和工艺 (1)一管道供气设备。通过这一设备干燥空气进入干燥室。干燥空气经过过滤之后，被一涡轮式风扇以高速引入，经过空气加热器，这一加热器可以是蒸气辐射式的，亦可以是均匀热油循环加热器，将空气从室温加热至干燥温度。
(2)一个巨大的，通常是立式干燥箱有一维形的底部。热空气一般是通过顶部空气分配系统进入的，雾化奶滴是从非常接近刚进来的热空气的位置进入的，热空气立即与雾化奶滴相接触，这样，迅速的混合可立即使水分蒸发。
(3)管道空气排出线。通过这一排出线，在干燥室内使用过的空气由一排出风扇排出去。从干燥室中抽出的空气由于奶中水分的蒸发而降低了温度，并且其中也要带上10～20%的奶粉产品，这些都是混合于气流之中的更细的颗碎。在使用过的空气从该系统中抽出之前，要经过一系列的旋风分离器，回收混入的奶粉，使其混合颗粒小于10微米(要依旋风分离器的设计和效率而定)。也许还有一些附加系统，如过滤袋或湿式洗涤器，使奶粉的回收可提高到99.8%。
(4)在设计适宜的干燥箱中，大部分的奶粉(约80%)都降至其底部，在这里奶粉被不断取走，通常是用气压的方法送至储存斗或料仓，在这里也许就由连续系统打包装了。从排出空气旋风分离下来的奶粉被直接送入从干燥箱底部运出的奶粉之中。
由于将液体奶制造成奶粉的喷雾干燥器的能量消耗大(相当于1.7公斤蒸汽，蒸发1公斤水)，所以常常是将液体奶在引入喷雾干燥器之前进行浓缩，通常一半左右的水首先从液体奶中被蒸发出去，生成浓缩奶。蒸发工序在一多级真空蒸发器中进行。奶通过分配器进入灌发器的第一级管状加热体，以高速落下，形成一层薄膜，在加热体的管道中落下。奶和蒸汽从加热体进入相连的分离器，在这里蒸汽被排出，浓缩奶进入下一系列的加热器和不断抽真空的分离室，用这种方式浓缩是有一定限度的。通常是由浓缩乳液因失去水分而不断增加的粘度决定的。粘度的增加与液体中总固形物的增加成指数关系。所以大约50%的总固形物的热交换率放慢了，水的蒸发也更为缓慢。一个蒸发器的能量消耗大约相当于0.25公斤蒸汽蒸发1公斤水。
3.自动化喷雾干燥。蒸发和喷雾干燥过程可以进行高度自动化的控制。而高度自动化控制亦可保证对奶粉特性和成份保持连续的控制。在蒸发器中，奶流率、真空度、蒸汽流率，以及其浓缩的程度皆可得到控制。在喷雾干燥器中也类似于此，热风温度、气流率、进入雾化器的浓缩液流也可能进行控制。大部分参数都是相互关系的，它们足以连续控制产品质量的稳定性。
喷雾干燥奶粉的形态和成分 典型的喷雾干燥奶粉颗粒是球形的，其直径范围从低于10到300微米，通常颗粒内部含有圆形气体或气泡。典型的奶粉的松密度要依赖颗粒的大小和形状以及奶粉的形式和其它一些在制造过程中可以控制的因素而定，喷雾干燥奶粉是在松密度为40～60克/100毫升之间落下的。
新西兰典型的奶粉生产中，采用喷雾干燥方法进行干燥奶制品的典型成分如下表所示：
全脂奶粉(26%脂肪)
脱脂奶粉
乳清奶粉
白脱奶粉
脂肪%
26.5
0.8
0.8
9.0
蛋白质%
28.0
37.8
14.2
34.5
糖分(乳糖)%
36.9
49.8
73.3
45.5
矿物质%
5.8
7.8
8.2
7.2
水分%
2.8
3.8
3.5
3.8
喷雾干燥奶粉的种类 1.全脂奶粉。全脂奶粉完全是用全脂奶生产的，但是，产品有两种不同的脂肪含量，即26%和28%，在全脂奶粉的生产中，奶首先要经机械净化，随后再标准化，这样，成品即可得到需要的脂肪含量。在新西兰，由于乳牛牧场的特点，以及对母牛饲养良好，这就意味着加入脱脂奶或反之在脱脂奶中加入高脂肪的奶油以减低成品中脂肪含量。
按下述的标准进行牛奶巴氏灭菌：标准的液体全脂奶进行蒸发前，先预热，温度至少应90℃，处理15～20分钟。这样在稀放或活化蛋白中的sulphydry1化合物时，亦能使最终制成的奶粉保持产品的质量，而这种化合物在最终的产品中可起抗氧化剂的作用，可阻滞乳脂的氧化。
蒸发作用可使全脂奶成为固形物总含量为50%的浓缩液。
在喷雾干燥之前，浓缩液要经过两步均质化，以保证脂肪分散良好，阻滞游离脂肪过量的发展，游离脂肪量过多会影响最后产品的冲调性能。
在全脂奶喷雾干燥期间，进口和出口处的空气温度及浓缩液的流速须进行调整，以便保证产品的含水量低于3.0%，有时要低于2.5%。
在干燥全脂奶的时候，当奶粉一离开喷雾干燥室马上就要冷却，最好将温度降至低于乳脂的融化点，即38℃以下，这一点是非常重要的。要保证脂肪迅速地转变成固相，并限制游离脂肪的形成，因为游离酸会造成不良的分散性，缩短成品保持质量的期限，容易形成软团块。
全脂奶粉以标准包装25公斤一袋，是装入加聚乙烯衬里的几层牛皮纸中，其保存期为6～9个月，但是此后由于乳脂的氧化就变味了，如温度升高，这一过程也加快。
奶粉也可用有惰性气体的包装，通常是直接装入罐内或其它消费包装中。在这一加过程中，首先往罐内填入奶粉，随后在高真空下排气。这一工艺可将奶粉颗粒之间的空气以及颗粒空洞中的空气排出。抽完空气后，一般地充入氮气代替空气，然后封罐。经过这种处理之后，奶粉罐头内上部空间中的含氧量为2%或更低，几乎消除了被氧化的可能性，因而延长了制品的保存期，长达2年甚至更长一点。
2.脱脂奶粉：脱脂奶粉是从流体奶中分离出来的，机械的离心力将液体全脂奶分成两部分：一部分是高脂肪低比重的乳脂，是黄油或无水乳脂生产用的原料，另一部分是低脂肪的脱脂奶。
液体脱脂奶分离之后进行巴氏杀菌，并冷却至4～6℃。批量冷却脱脂奶经过预热后立即蒸发，预热程度具有相当的变化幅度，这一工序对最终产品的影响很大。例如，它将决定最终产品是低热量型、中热量型或高热量型的。它也能决定在生产各种各样冲调奶制品时的功能。
预热温度可从80℃，最高到120℃范围内变化，持续时间为1～2秒钟到2～3分钟，这要依据生产何种脱脂奶粉以及其它诸如脱脂奶的成分，特别是脱脂奶中的奶蛋白的稳定性等因素而定。随后，经过预热的脱脂奶被蒸发为固形物含量为50%的浓缩液。由于脱脂奶浓缩液中蛋白的含量高，所以它比全脂奶浓缩液更粘稠。由于脱脂奶中脂肪的含量非常低，其浓缩液无须均质化，所以，脱脂浓缩液通常马上可以进行连续的喷雾干燥。
出口与进口处的空气温度以及深缩液流的速度应调至可生产出水分含量低于4%的奶粉。
从喷雾干燥室输出的脱脂奶粉通常须冷却，风送至储仓，从储仓里即可包装成25公斤装的袋。
3.浮清奶粉。干酪或酷素制造过程中排放出来的乳清可经喷雾干燥制成乳清奶粉，但是乳清还有其它的用途，也可以通过薄膜过滤或其它方法去除矿物质，脱蛋白或浓缩蛋白，以生产诸如可溶的纯乳清蛋白或经过进一步加工制成高糖(乳糖)制品。
在成分上，乳清与脱脂奶的区别在于，其蛋白含量要低得多，而碳水化合物的含量则高得多。此外，由于没有酪素，其含有的奶蛋白亦不完全。
乳清奶粉的生产方法与脱脂奶粉的生产方法相似。首先乳清液要经过巴氏杀菌，冷却，随后预热、蒸发，形成乳清浓缩液，经喷雾干燥为含水量低于4%的制品。
在乳清奶粉的喷雾干燥过程中存在着一些困难，这是由于在干燥加工中高含量的乳糖生成了无水的非晶体物造成的。因此，生产出来的乳清奶粉容易受潮。在暴露于空气之中时会变得十分发粘，甚至喷雾干燥旋风分离器和输送系统内壁也会变得发粘。
在干燥前，以及受控低温条件下储存乳清浓缩液前，可以通过强制乳糖精化而制成所谓非吸水性乳清奶粉。这种浓缩通常在初级干燥室里被干燥成为含水量很高的奶粉，随后奶粉被放置于一条定时输送带上，搁置一定时间，使乳糖进一步晶化。随后，奶粉通常在一沸腾床上完全干燥。这样的奶粉是散粒的，完全不吸潮的。
4.白脱奶粉。喷雾干燥的甜乳脂白脱奶粉是新西兰奶粉生产的一个重要品种。白脱奶液就是黄油制造时排出的浆液，其奶的非脂肪固形物含量与全脂奶一样，但乳脂的含量就小得多。其所含乳脂与全脂奶中的乳脂成分也不同，这是因为，脂肪球模和小脂肪球的搅拌工序时与奶油不相混合而造成的，其结果是，白脱奶和白脱奶粉中的乳脂中磷脂的比例很高。这将使白脱奶粉具有重要的功能特点。这种白脱奶粉是一些冲调制品制造过程中的特殊的结果。白脱奶粉的预热、蒸发、喷雾干燥和包装与前述喷雾干燥奶粉的制造相类似。
5.速溶奶粉。除了上述的几种奶粉以外，新西兰和其它主要的奶粉生产地区一样，也制造一些速溶奶粉，尤其是速溶喷雾干燥全脂奶粉和脱脂奶粉。这些奶粉在冷水中也可以非常迅速地分散、溶化。基本上讲，它们是在喷雾干燥室里形成大团块的颗粒或在初级干燥室以后形成的团块颗粒。这种奶粉的松密度要比基本奶粉低,其范围为0.40～0.50克/100毫升，而且是特别为消费者市场制造的。
质量标准 像所有奶制品的生产一样，干燥奶粉亦需经过严密的质量控制检验，因而每一批奶粉都要保证符合相应的标准。这包括高标准的微生物质量和均匀的成分标准，也包括经鉴定可作特殊用途的奶粉，适用于特殊的冲调奶制品或其它奶制品，后者可扩大对某些奶粉检验的范围，这些奶粉需经鉴定以作有特殊用途的最终产品。
