一種處理熱敏性流體食品的設備的製作方法

2023-06-25 10:15:36

專利名稱：一種處理熱敏性流體食品的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種處理熱敏性流體食品的設備，如乳清蛋白濃縮物和乾酪用乳，所說的設備包括一個注入室，在該室中藉助供給蒸汽對該流體進行熱處理，和一個與其連接的用於從流體中除去水的真空室。
背景技術：
AU-PS No.610233特別地公開了一種用於牛奶滅菌的設備。這樣一種設備被稱為直接UHT設備(直接超高溫設備)。在這些設備中將蒸汽噴入已加到注入室中的牛奶中，使牛奶被加熱到約140℃的溫度。然後，將牛奶加到所謂的儲備室中，在該室中牛奶以熱態保留一段預定的時間(約2-15秒)。然後將牛奶送入一個真空室，在該室中再以這樣一種方式除去由蒸汽產生的水，使得牛奶離開所說的真空室時，牛奶的固含量與蒸汽加入之前相同。在真空室中處理後，牛奶通常被送入一個均質器，然後進行冷卻和包裝。
另外，已知上述儲備室包括一個離心泵，該泵通過一個管子連接到注入室的出口，所說的離心泵將熱牛奶泵抽入一根經過一個膨脹閥延伸到真空室的管中。以這種方式確保熱牛奶快速輸送到泵和膨脹閥之間的這根管中，正如所提到的，在通過膨脹閥後溫度迅速下降之前在這裡以熱態進行幾秒鐘的有效滅菌處理。
問題是當流體比普通牛奶更熱敏而且產品有比普通牛奶低的pH值(小於6.6)時，這種流體特別容易在與該流體接觸的側面上燒焦。結果是，處理這類流體的設備在使用短時間後必須清洗。當上述處理例如乳清蛋白濃縮物(WPC)的設備在適合該流體的溫度時，處理時間一般少於30分鐘。
通常將所述流體進行熱處理以消除細菌和孢子並且使特別對蛋白質和維生素的破壞最小。當在預定的溫度下的保留時間縮短時，和滅菌有關的有用成分的化學變化或破壞的發生顯著減少。從而在保留時間縮短的同時，溫度可根據熱敏產品有利地升高。
以前，熱敏流體按常規是在板式換熱器中進行熱處理的，但是升高溫度同時縮短高溫保留時間的要求使得使用這類板式換熱器不再有利。
發明簡述本發明的目的是提供一種適合於需要長處理時間的熱敏性流體或流體食品連續熱處理的設備。
本發明的設備其特徵在於注入室的入口直接連接到正位移泵的入口，而且正位移泵的出口以這樣一種方式連接到真空室的入口，使得在設備運行過程中沿流體的流動方向觀察時經過所述泵的壓力下降。
所得到的設備允許增加處理溫度和一段在該溫度下相應的短的停留時間。後者特別歸因於直接設置在注入室的出口處的正位移泵保證了及時且快速地將熱流體從所述注入室送到一個低壓降區中並且隨後其溫度迅速下降。結果是，該流體經受很短時間的高溫，在注入室內的下降時間約為0.1秒。另外，該泵還保證了溫度再次迅速下降。當在流體流動方向觀察時施加在泵後的壓力保持在較低水平，這歸因於泵與真空室的直接相連。由於注入室的底部已被冷卻，當所述流體到達所述注入室的底部時流體的溫度已急劇下降。使用正位移泵還意味著能自動清除協作表面上可能存在的燒焦物，從而儘管處理溫度高處理時間也能較長。
按照本發明特別優選正位移泵是一種齒輪泵，因為這種泵能保證幾乎所有與流體接觸的表面的相互自淨化磨擦。
而且，按照本發明可以將正位移泵的殼體冷卻，使得直接加入泵中而未與注入室的底部接觸的流體也能迅速冷卻。
附圖簡述下面參照附圖更詳細地解釋本發明，其中

圖1是一種按照本發明的設備的示意圖，圖2是圖1設備註入室的示意圖，為了清楚起見，此處去掉了一些構件，並且將所說的注入室連到一個齒輪泵上。
實施本發明的最隹方式圖1的設備包括一個常規的已知類型的注入室1。該注入室與一個用於將要被熱處理的流體加入注入室1內的管2以及一個用於加入蒸汽的管3相連。最後，該注入室與用於加入和排出冷卻注入室1的底部的流體的管4和5相連。注入室1的出口直接與一個齒輪泵相連，藉助於經管7和8加入和再排出的冷卻劑冷卻所述泵的殼體。齒輪泵的出口經管9與一個常規的已知類型的真空室10的入口相連。該真空室適合於經管11除去以蒸汽形式供入注入室的水量，而濃縮流體以常規的已知方式經管12和泵13排出。
圖2是注入室1的示意圖，為了清楚起見，此處去掉了一些構件，並且將注入室連到一個齒輪泵6上。將要被處理的流體經管2送入注入室1，所說的流體用分開的噴嘴經一組出口14和15進入所述注入室1並且遇到熱蒸汽。按照與上面AU-PS No.610233中所述完全相同的方式經過一個環形的蒸汽分布室16噴入熱蒸汽。在該室1的底部周圍設有一個冷卻夾套17，所說的夾套使注入室的底部保持冷卻。
齒輪泵是常規的已知類型的且連接到注入室17的出口18，而且齒輪泵的殼體在一個位置處連接一個溫度傳感器19，藉助於齒輪的齒清除該位置鄰近的表面上的燒焦物。用這種方式能夠確保設備的可靠控制。
該設備可被用於處理各種熱敏產品，而且該溫度適合於個別的產品。例如該設備可被用於乳清蛋白濃縮物(WPC)的熱處理，所述濃縮物是一種具有高乳清蛋白含量的產品，而且它還特別被用於製造嬰兒食品。乳清蛋白濃縮物通常含有70％的水和30％的固體物質，其中20％是乳清蛋白。普通牛奶含有約0.1％的乳清蛋白。通常地，藉助於板式換熱器將乳清蛋白濃縮物在68℃處理15秒。用這種方法達到20％的乳清蛋白變性。當使用按照本發明的設備時，使乳清蛋白濃縮物通過該設備，同時控制溫度，並且當最大乳清蛋白變性設定為20％時，熱處理溫度保持在75-85℃，在該高溫下保留時間為1/2秒。結果是，細菌和孢子的含量顯著減少。
這種設備還可被有利地用於處理乾酪用乳，乾酪用乳是被用於製造乳酪的普通牛奶。乾酪用乳還含有乳脂酶，乳脂酶是一種被常規的低熱巴氏殺菌破壞的酶。與某些乾酪如Feta乾酪和其它南方類型的乾酪有關的不利之處是，由於乳脂酶被破壞，在處理後還需要添加乳脂酶。另一種乾酪是Roquefort。為了保持乾酪用乳中的乳脂酶的含量，以前不超出70℃以下即低溫巴氏殺菌溫度以下的溫和熱處理的界限是必需的。由於這類處理不能令人滿意地滅菌，發現在較高的溫度下處理是有利的。
消滅或除去細菌的程度一般通過測定鹼性磷酸酶的含量來測定，因為所述酶優選地應全部被除去。在所述設備中使保留時間最小且熱處理溫度升高到約85℃，實現了幾乎完全破壞鹼性磷酸酶同時只有極少量乳脂酶被破壞。
利用本發明的設備，通過低熱巴氏殺菌即在75℃停留15秒，普通奶中所含的鹼性磷酸酶被完全變性，得到下列結果。
試驗 μg苯酚/ml奶*原料奶 2300.0熱處理81.0℃ 23.9熱處理81.5℃ 10.9熱處理82.0℃ 8.6熱處理82.5℃ 8.4熱處理83.0℃ 4.6熱處理83.5℃ 3.9
熱處理84.0℃ 2.2熱處理84.5℃ ＜1.0熱處理85.0℃ ＜1.0*苯酚的量與磷酸酶的量成正比。
結果表明，磷酸酶的變性幾乎不取決於熱處理溫度，因為保留時間極短且很精確。用這種方法確保所有顆粒受到相同的熱處理。
換言之，由於極短的保留時間，使用本發明的設備對所述產品中的不可缺少的酶的化學破壞極不顯著。同時熱處理對產品的味道和外觀的影響最小。對產品中所含的維生素和蛋白質的破壞也是最小。另外，與藉助板式換熱器熱處理得到的滅菌程度相比，能夠較高程度地滅菌。在本發明設備的操作過程中，所述產品不與加熱表面接觸，而且熱沉澱極為有限。所述設備使得能夠非常精確地控制保留時間，這是因為產品在室1內自由降落過程中它的速度分布是相當平緩的和因為在遇到底部和泵時溫度急劇下降。
在後面的真空處理過程中，除去任意地引起產品不良味道的水、空氣和揮發性芳族化合物。由於從產品中除去了空氣，所述產品還是非常耐貯藏的。
已經參照優選的實施方案描述了本發明。在不偏離本發明範圍情況下可以進行許多改進。例如可使用除所述齒輪泵以外的其它正位移泵。
權利要求
1.一種用於處理熱敏性流體食品如乳清蛋白濃縮物和乾酪用乳的設備，所說的設備包括一個注入室，在注入室中通過加入蒸汽進行流體的熱處理，和一個與其連接的用於從流體中除去水的真空室，其特徵在於注入室(1)的出口(18)直接連接正位移泵(13)的入口，且所述正位移泵(13)的出口以這樣的方式與真空室(10)的入口連接，使得在設備運行過程中沿流體的流動方向觀察時經過泵的壓力下降。
2.一種如權利要求1所述的設備，其特徵在於正位移泵(13)是一種齒輪泵。
3.一種如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於正位移泵(13)的殼體是被冷卻的。
4.一種如權利要求1、2或3所述的設備，其特徵在於將一個溫度傳感器裝入正位移泵的殼體內。
全文摘要
一種用於處理熱敏性流體食品如乳清蛋白濃縮物和乾酪用乳的設備,所說的設備包括一個注入室(1),在注入室中通過加入蒸汽進行流體的熱處理,和一個與其連接的用於從流體中除去水的真空室(10)。注入室(1)的出口(18)直接連接正位移泵(13)的入口,和所說的正位移泵(13)的出口以這樣的方式與真空室(10)的入口連接,使得在設備運行過程中沿流體的流動方向觀察時經過泵的壓力下降。
文檔編號A23C19/05GK1173114SQ95197384
公開日1998年2月11日 申請日期1995年11月14日 優先權日1994年11月28日
發明者G·B·克扎魯夫, O·波爾森 申請人:Apv帕西萊克有限公司