蛋粉喷雾干燥工艺及设备介绍

一、蛋粉的工艺流程

蛋粉指以蛋液为原料经干燥加工除去水分而制得的粉状制品。目前，脱水方法有离心式喷雾干燥法和喷射式喷雾干燥法两种。我国目前以后者为主。蛋粉种类很多，但基本的加工方法相似，其加工工艺流程如图3-5-1所示。

图3-5-1 蛋粉加工工艺流程图

二、蛋粉的工艺要点

（一）蛋液的搅拌、过滤

蛋液经搅拌、过滤以达到除去碎蛋壳、系带、蛋黄膜、蛋壳膜等物，使蛋液组织状态均匀的目的，否则易堵塞喷雾器的喷孔和沟槽，有碍喷雾干燥的正常进行，而且会造成产品水分含量不均。

搅拌过滤的设备和方法与冰蛋生产相同，为了更有效地滤除杂质，除用机械过滤外，喷雾前再用细筛过滤，使工艺顺利进行和提高成品质量。

（二）巴氏杀菌

蛋液经过64℃～65℃、3min消毒，以使杂菌和大肠杆菌基本被杀死。消毒后立即贮存于贮蛋液槽内，并迅速进行喷雾干燥。如蛋液黏度大，可少量添加无菌水，充分搅拌均匀，再进行巴氏消毒。

（三）喷雾干燥

1.喷雾干燥设备

（1）雾化器。

①压力喷雾法的雾化器包括高压泵、喷嘴和喷射管等。

高压泵是一种柱塞式泵，泵内有三个并联的工作活塞，所以称为“三联泵”或“三柱塞往复泵”。蛋液经由高压泵送到喷雾干燥室。

喷嘴和喷射管是将蛋液喷成雾状微粒的机械装置。喷射管的一端与蛋液输送管相接，末端接喷雾嘴，安装在干燥室的正面。蛋液借高压泵的压力从喷雾嘴喷出，形成雾滴，喷雾压力范围为15～25MPa。喷嘴孔直径为0.6～1.0mm。喷雾压力越大或喷孔越小，喷成的蛋粉颗粒越细。

喷嘴有两种类型，即S型和M 型。S型喷嘴容易制造，但喷出的雾化角度小，所以雾层较厚，不利于干燥。M 型喷嘴制造困难，但喷出时所形成的雾化角度大，所以雾层薄，有利于雾滴的干燥。另外，喷射角的大小还受喷嘴孔径、蛋液浓度、压力大小的影响。喷嘴用不锈钢或人造宝石制成。

②离心喷雾干燥的雾化器是离心喷雾盘。蛋液由空心的转轴进入高速旋转的离心喷雾盘，然后喷成雾状。喷雾盘的直径为160～180mm，转速为5000～20 000r/min，一般由不锈钢或铝合金制成。

（2）干燥室。干燥室为喷雾干燥的主体，是进行蛋液雾化、热交换使其成干粉末的场所。干燥室由热风分配器和干燥塔组成，其示意见图3-5-2。

图3-5-2 各种喷雾干燥室示意图

热风分配器设在干燥塔的前端，使进入干燥室的热风均匀分布，不产生涡流，使传热充分而不产生焦粉。

干燥塔外形可分为卧式或立式的。离心喷雾法的干燥塔为立式的，而压力喷雾法的干燥塔可用立式或卧式的。旋风式干燥室的气流可与喷出的蛋液呈顺向或逆向，或者与雾的蛋液混在热风气流中。实践证明，顺流式由于最高温的空气与含水最高的微滴接触，所以微滴干得快，热对微滴的理化性影响小。

干燥塔的外形虽然不同，但结构基本相似，均设有雾化器入口、热风入口、废气出口、清扫门、出粉口、灯视孔及温度表等。干燥塔建造的材料多用钢架，内壁为2～3mm 厚的不锈钢板或马口铁，外皮可用不锈钢板或镀锌板或铝板。中间有保温材料，如石棉或玻璃棉或木屑或稻壳均可，厚度为25～100mm。

干燥塔的大小根据年生产量、设备能量和喷头数量等计算。

（3）空气过滤器。喷雾干燥蛋液微滴所用的热风必须是清洁的空气，故要过滤除去肉眼看不见的灰尘杂质。目前所使用的空气过滤器多用中孔塑料泡沫做成滤层，上面涂上食用油，以便提高过滤效果。滤层由数块滤块合成一体，这样便于清洗。每块厚10～100mm，每块重11kg，适用于空气中灰尘浓度＜20mg/m3 的空气过滤，效率能达到95%～98%。

空气过滤器要求每平方米过滤面积每分钟能处理100m2 空气，通过过滤层的风速应控制在2m/s左右。但是由于长期使用过滤层会污染，进风阻力增大、效率降低，使成品杂质度增高。因此，过滤板应定期清洗或更新。

空气过滤器也可用不锈钢丝绒制成，喷上无毒、无味、挥发性低、化学稳定性高的轻质锭子油，效果很好。

（4）空气加热器。空气加热器又称空气预热器，用以加热过滤后而吸入的空气，使达最适温度后送入干燥塔，干燥雾化微滴而呈粉末。

蒸汽间接加热空气的加热器是由多块蒸汽散热管组成。排管一般用紫铜制成，管外套有散热翅片，片间走空气，管内通蒸汽使之加热。一般加热空气温度达150℃～160℃时，需要0.7～0.8MPa的蒸汽压力，其相应关系见表3-5-1。

表3-5-1 加热空气温度与蒸汽压力的关系(www.zuozong.com)

由于蒸汽散热排管的总传热系数低，所以喷雾干燥室内每小时每蒸发1kg水分需要的空气加热器面积为1.2～1.8m2。

蛋粉喷雾干燥进风温度一般为140℃～170℃。温度过低，产品水分偏高；反之，产品水分过低，甚至颜色深，还容易出现焦粉，增加杂质度，降低溶解度。

（5）滤粉器。滤粉器又称捕粉器，用来收集喷雾干燥室排出的气流中所夹杂的极细蛋粉微粒。这部分极细粉量可达成品的10%，因此必须收回。常用的滤粉器有两种，即袋滤器和旋风分离器。

①袋滤器。又称布袋跳车，是由数十只布袋组成。袋呈圆筒形，直径仅为150～250mm，长1.5～2m，袋底悬挂在曲柄杠杆上，袋的开口向下直立，与干燥室相连通。带有蛋粉细粒的废气由下口入袋内，通过布层粉粒则留在袋内。捕粉器捕粉效率达98%～100%，但清洗不便。

②旋风分离器。旋风分离器是使带有细粉的废气，经旋转运动由于离心力的作用而与粉分开。此设备简单，操作方便但回收率不高，特别是5～10μm 以下的极细粉不易捕净。

（6）出粉器。由筒形外套和带有螺旋叶片的旋轴组成，当开动电机时，轴转动而推粉前进。

2.喷雾干燥的方法

（1）压力喷雾干燥法。压力喷雾干燥法生产蛋粉目前多采用水平顺流式干燥法，其流程如图3-5-3所示。

图3-5-3 水平式顺流压力喷雾干燥流程

1.空气过滤器；2.进风机；3.高压导管；4.空气加热器；5.喷嘴；6.分风箱；7.干燥箱；8.贮斗；9.旋风分离器；10.排风机；11.搅龙

蛋液经搅拌过滤、巴氏杀菌后，打入贮蛋液罐，再用高压泵将蛋液在15～25MPa的压力下经喷嘴喷出，呈雾化状。雾滴与经空气过滤器过滤和加热器加热的热风进入干燥室，热空气和雾滴在干燥塔内进行热交换，蛋液即干燥呈粉末。干燥后的粉末大部分落入干燥室底部，另一部分随热风进入捕粉器，粉末落入贮斗，蒸发出来的水分经排风机排出。蛋粉经出粉器送出干燥箱。

（2）离心喷雾干燥法。蛋粉生产用离心喷雾干燥，普遍采用尼罗式喷雾干燥，见图3-5-4。

离心喷雾的干燥塔多用立式干燥塔，塔的顶部中央安装离心机斗和分风箱。蛋液由蛋液输送泵送入干燥塔中央部，在离心盘的强大离心力的作用下，呈雾状喷出形成雾滴。另外，吸入的空气经过滤加热成热风送入干燥室，这样蛋液雾滴与热空气进行热交换，干燥成粉末落到塔底部，由蛋粉输送器送出。混入废气中的细粉经捕粉器收集，废气由鼓风机排出室外。

图3-5-4 尼罗式离心喷雾干燥设备流程图

1.空气过滤器；2.鼓风机；3.蛋液泵；4.分风箱；5.离心盘；6.喷雾干燥塔；7.振动输粉机；8.流化床式冷却床；9.冷风机；10.小旋风分离器；11.主旋风分离器；12.排风机；13.主旋风分离器排风机；14.回收细粉的输粉风机

（四）二次干燥

某些喷雾式干燥装置进行二次干燥以将产品水分降至最低限度。其方法为将制品堆积在热空气中，使水分再次蒸发。1940年以来，美国农业部曾规定全蛋的水分必须在2%以下，而当时一般的喷雾干燥装置尚不能达到标准。

（五）蛋粉造粒化

为了使干燥后的蛋粉速溶，需要将干燥的蛋粉富集，即先加水后再予以干燥。为了使蛋白粉造粒化，可加入蔗糖或乳糖。蛋白粉造粒化后在水中即能迅速分散。

（六）筛粉、包装

筛粉工序主要筛除蛋粉中的杂质和粗大颗粒，使成品呈均匀一致的粉状，目前主要用筛粉机进行。筛过的蛋粉需进行包装，通常用长方形的马口铁箱将蛋粉装满后，加盖焊封。包装操作必须做到无菌。具体操作要求：检查合格的铁箱，内外擦净，经85℃以上干热消毒6h，或用酒精含量为75%（体积分数）的酒精消毒。衬纸（硫酸纸）需经蒸汽消毒30min或浸入酒精含量为75%（体积分数）酒精内消毒5min，晾干备用。室内所用工具用蒸汽消毒30min。室内空气用紫外线灯照射或用乳酸熏蒸。在铁箱内铺上衬纸，装满压平后，又盖上衬纸，加盖即可封焊，再外用木箱包装，印上商标、品名、生产日期和质量等。

干燥中卸出的粉必须晾凉、过筛，使产品均匀，然后进行包装。蛋粉是采用净装50kg蛋粉的马口铁箱包装，装好后过秤严封，再放入木箱中包装，注明品名、净重及生产日期。

铁箱使用前必须擦净，并经85℃的干热消毒或用酒精含量为85%（体积分数）酒精消毒后才能使用。包装室使用前必须用乳酸熏蒸或紫外线灯照射消毒。

（七）干蛋粉的贮藏

干蛋粉贮藏的仓库应保持干燥，温度不宜超过24℃，最好在0℃的冷风库中贮存。蛋粉中含有维生素A，尤其蛋黄中含量更多，维生素在空气中易氧化，日光照射易破坏。因此，蛋粉应贮藏在暗处，否则维生素被破坏，蛋粉颜色变浅，使成品质量受到影响。同时，应严格控制仓库的相对湿度，一般相对湿度不应超过70%，湿度大，蛋粉易吸潮，贮藏期会大大缩短。贮藏蛋粉的仓库不得同时存放其他有异味的产品，贮存前库内应预先进行清洁消毒。贮存蛋粉的垛下亦应加垫枕木，木箱之间和箱与墙壁之间均应留有一定距离，垛与垛之间应留有通风道，使空气流通良好。

（八）喷雾干燥中温度的控制

蛋粉生产的过程中，喷雾干燥工序极为重要，为了产品的含水量、色、味正常，组织状态均匀，必须将喷液量、热空气温度、排风量三方面配合好。在保证质量的前提下，适当提高蛋粉温度，以达到杀菌目的。一般未喷雾前，干燥塔的温度应在120℃～140℃，喷射后温度则下降至60℃～70℃。在喷雾过程中，热风温度应控制在150℃～200℃，蛋粉温度在60℃～80℃，这样蛋粉的色、味正常，含水量合乎质量标准。