專利名稱：液體奶制品連續(xù)滅菌的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對液體奶制品進行連續(xù)滅菌的方法以及實行這種方法所用的設備。奶制品以間接加熱先行預熱，然后向奶制品流內(nèi)直接噴射蒸汽將其加熱至滅菌溫度140-150℃。滅菌之后，奶制品以所謂的快速冷卻法進行冷卻，于此期間相當于加入的蒸汽數(shù)量的水蒸氣被蒸發(fā)掉，制品再以間接冷卻法予以冷卻。
將蒸汽直接噴射入制品中可以非?？斓丶訜嶂翜缇鷾囟?。直接以蒸汽噴射入牛奶中的連續(xù)方法稱作超高溫處理(UHT-treatment)，其早在六十年代初期即開始出現(xiàn)，例奶在瑞典專利SE218503(即英國專利GB937782)中作了敘述。UHT即英文Ultra High Temperature意思。
由于七十年代能源危機的影響，出現(xiàn)了超高溫處理的間接方法。在間接方法中，雖然在快速冷卻中以蒸汽作為加熱介質(zhì)加入到牛奶中時加到牛奶中的熱能是損失了，但有很大一部份所加入的熱能是可以回收的。
將牛奶直接加熱至滅菌溫度然后再予快速冷卻可能進行得如此之快，以致處于滅菌溫度下的時間僅僅只有幾秒鐘，但所獲得的細菌學方面的作用還是足夠的。間接滅菌則必然要較慢，牛奶處于120℃以上溫度的時間也大大地延長。牛奶在這樣的高溫下維持愈久，對牛奶中不同成份的危害也愈大。一個太強的加熱處理會造成較高的乳果糖值，其被作為牛奶所受損害的量度并表示出牛奶質(zhì)量的下降。
直接的超高溫方法目前再度逐漸得到重視，一部份是因為從送往牛奶店的牛奶中不時發(fā)現(xiàn)某些高抗性細菌芽孢，還因為人們希望獲得更好的質(zhì)量，也就是既經(jīng)滅菌而質(zhì)量仍高的制品。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種新的進行滅菌處理的方法，它能給予被處理的制品更好的質(zhì)量，也就是形成的乳果糖極少而滅菌操作又很經(jīng)濟。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征主要在于乳制品在快速冷卻之前，先利用一個間接的冷卻步驟將其從140-150℃的滅菌溫度冷卻至90-120℃的溫度范圍內(nèi)，然后再以快速冷卻法將制品冷卻至70-85℃的溫度。
液體乳制品中除了含有不同脂肪量的牛奶之外還包括奶油、復制乳、冰淇淋配料或煉乳。
乳制品處在110℃以上的溫度時對機械的作用是很敏感的。根據(jù)所提出的方法，制品是以一種緩和的機械方式冷卻至90-120℃的溫度范圍內(nèi)，然后在這較低溫度范圍開始快速冷卻，也就是蒸汽的蒸發(fā)。在此較低的工作溫度下，真空容器壁上所結(jié)成的乳制品硬皮殼的數(shù)量較少。不同奶成份受到的損害也較少，因而根據(jù)本發(fā)明獲得的乳制品質(zhì)量較高。除了對制品損害較少外，根據(jù)本發(fā)明除氣和脫臭作用也進行得更好。
如果制品需要加熱至140℃的滅菌溫度，在一個間接操作的熱交換器裝置中所需的蒸汽量為25-30公斤蒸汽/每1000公斤制品。
而通過蒸汽噴射和快速蒸發(fā)將制品加熱至同樣的溫度，每1000公斤制品則需用135公斤的蒸汽。
根據(jù)本發(fā)明，每1000公斤制品只需用70-75℃公斤的蒸汽。
當采用間接操作法時，水的消耗量非常低。加熱和冷卻的水可以在封閉的通路中循環(huán)。
在一個以蒸氣操作的直接加熱裝置中，水的消耗量是很大的，因為需要大量的水，即1000公升冷卻水/1000公升制品，對進行快速冷卻的容器進行冷卻。
當采用根據(jù)本發(fā)明的方法時，由于快速冷卻是在較低的溫度下進行的，故只需這數(shù)量的一半就夠了。
根據(jù)本發(fā)明的方法，乳制品的預加熱是以間接加熱法加熱至90-125℃的溫度，最好是115-120℃的溫度，在此之后再進行向制品內(nèi)噴射蒸汽的最后加熱過程。在更早一些時候，預加熱通常只加熱至～80℃。這意味著在蒸汽噴射階段為提高溫度所需的蒸汽量減少了。
本發(fā)明的方法通常包括在預加熱期間的一個穩(wěn)定蛋白質(zhì)的步驟。制品在加熱至80-100℃之后維持在所要求的溫度下經(jīng)歷0.5-5分鐘。
根據(jù)本發(fā)明的方法，滅過菌的制品在快速冷卻之后的一個步驟中予以適當?shù)財噭?。通常，蒸汽噴射是在一個蒸汽噴射頭內(nèi)進行的，蒸汽和制品以同心流的方式加入至該噴頭中。
所提出的方法以這樣的方式進行比較有利，即在第一間接冷卻步驟中對處于滅菌溫度的制品進行冷卻是以5℃/秒以上的冷卻率進行的，也就是，制品的溫度是以每秒鐘至少5℃的速率下降的。如果合適，冷卻率還可以提高到每秒鐘7-11℃。
根據(jù)本發(fā)明的方法用于液體奶制品連續(xù)滅菌的設備包括一個用于奶制品的平衡貯槽。一個第一間接操作的熱交換器連接在該平衡貯槽上。此熱交換器包括一個或數(shù)個預加熱步驟。一個蒸汽噴射噴頭安置在來自熱交換器的管道上，而在熱噴射噴頭之后有一個保溫段。該設備還包括一個制品于其中通過快速冷卻法予以冷卻的真空容器和一個用于冷卻制品的第二間接熱交換器。該設備的主要特征在于另一個在蒸汽噴射后用于冷卻制品的間接操作熱交換器設置在保溫段和真空容器之間。
這另一個熱交換器(冷卻器)由一個管式熱交換器構成較有利，其中冷卻介質(zhì)，通常為水，與制品之間的溫差保持很高。
本發(fā)明將進一步參照附圖
予以說明，除圖中顯示被選擇來僅作為一個例子的本發(fā)明實施例。而圖中所標示的溫度也必須認作為舉例。
用于根據(jù)本發(fā)明的方法進行處理的奶制品的平衡容器1通過管道2連接到一個泵3上，泵3連接到一個在本例中進行兩個預熱步驟的間接操作熱交換器4上。當制品被加熱到一個適當?shù)臏囟龋?0℃時，它被輸送經(jīng)過一個用于穩(wěn)定蛋白質(zhì)的存貯池5。制品接著回到熱交換器進行另一次預加熱加熱至117℃。然后制品再經(jīng)過一個蒸汽噴射噴頭6，在其中制品與蒸汽7相混合，隨之加熱至145℃的溫度。在經(jīng)過一個短的保溫段8后，制品在一個直接操作的熱交換器9中用水冷卻至111℃的溫度。制品又繼續(xù)從熱交換器9被引至一個真空容器10，在其中制品通過蒸發(fā)出與加入的蒸汽同等數(shù)量的液體的方式對制品進行快速冷卻。制品離開真空容器時的溫度為80℃，然后在一個第二間接操作熱交換器11中冷卻至25℃的溫度。
如果認為合適，則可以在兩個預加熱步驟之間安置另一個增壓泵。
一個將制品攪勻的均化器連接在真空容器之后，如可能也可裝在第一預加熱步驟之后。
權利要求
1.一種用于對液體奶制品連續(xù)滅菌的方法，該制品以間接加熱進行預熱，再通過將蒸汽直接噴射入制品中的方式加熱至140-150℃的滅菌溫度，然后以所謂的快速冷卻法使其冷卻，在此階段，相當于加入的蒸汽量的蒸汽被蒸發(fā)出來，最后以間接冷卻法予以冷卻，其特征在于制品在快速冷卻之前在一個間接的第一冷卻步驟中從140-150℃的滅菌溫度被冷卻至一個介于90-120℃之間的溫度，在此之后，制品用快速冷卻法冷卻至70-85℃的溫度。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于預加熱使溫度提高至90-125℃，最好為115-120℃，在此之后進行蒸汽噴射。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于預加熱包括一個蛋白質(zhì)穩(wěn)定步驟，在其中加熱至80-100℃溫度后的制品被保持在此溫度下經(jīng)歷0.5-5分鐘。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于已滅過菌的制品經(jīng)歷一個安排在快速冷卻后的均化步驟。
5.根據(jù)上述任一權利要求的方法，其特征在于蒸汽噴射在一個蒸汽噴射噴頭中進行，蒸汽和制品是以同心流的方式輸入的。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于制品在第一冷卻步驟中從滅菌溫度以5℃/秒以上的冷卻率予以冷卻。
7.根據(jù)權利要求1的方法對液體奶制品進行連續(xù)滅菌的設備，該設備包括一個連接在一個平衡容器(1)上的用于預熱奶制品的第一間接操作熱交換器(4)，該熱交換器(4)包括一個或數(shù)個加熱步驟，一個安置在來自熱交換器的管道上的蒸汽噴射噴頭(6)，一個在蒸汽噴射噴頭后面的保溫段(8)，一個制品于其中由快速冷卻法進行冷卻的真空容器(10)和一個用于使制品冷卻的第二間接操作熱交換器(11)，其特征在于另一個用于使制品冷卻的間接操作熱交換器(9)連接在保溫段(8)和真空容器(10)之間。
8.根據(jù)權利要求7的設備，其特征在于所提到的另一個熱交換器由一個管式熱交換器構成。
全文摘要
一種液體奶制品滅菌方法，包括間接預熱制品和最后直接噴射蒸汽加熱至140—150℃的滅菌溫度。制品先快速冷卻，接著間接冷卻?？焖倮鋮s前在一間接冷卻步驟中先冷卻至90—120℃，此后制品再快速冷卻至70—85℃。滅菌設備包括連接在第一間接操作熱交換器上對奶制品加熱的平衡容器。蒸汽噴射噴頭裝在來自熱交換器的管道上。噴頭后有一保溫段和一個制品于其中快速冷卻的真空容器。另一冷卻制品的間接操作熱交換器接在保溫段和真空容器間。
文檔編號A23L3/24GK1105192SQ9410382
公開日1995年7月19日 申請日期1994年3月29日 優(yōu)先權日1993年3月29日
發(fā)明者O·阿夫, B·馬爾姆格倫, B·帕爾姆, R·林斯特倫 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司