Verfahren und Einrichtung zum Stabilisieren von Milch sowie flüssigen, milchbaltigen Erzeugnissen und flüssigen Milchprodukten Die vorliegende Erfindung befasst sieh mit einem Verfahren zum Stabilisieren von Milch tmd flüssigen, milchhaltigen Erzeugnissen so wie flüssigen hlilehprodukten, ferner mit einer Einrichtung zur, Ausübung dieses Verfahrens.
Das Verfahren kann durch zusätzliche Ver wendung geeigneter physikalischer Mittel ver- ollständigt werden, jedoch ohne dass es nötig wäre, Konservierungsmittel beizufügen, Durch das erfindungsgemässe Verfahren lässt sieh die behandelte Flüssigkeit, insbeson dere Milch, soweit stabilisieren, da.ss sie über eine längere Zeitspanne haltbar ist, und zwar ohne Änderung ihrer organoleptischen Merk male und ohne Verlust an Nährwert.
Das gilt nicht nur für die Milch selber, sondern auch für flüssige Milehprodukte bzw. flüssige milch- haltige Produkte.
Die Milch enthält in ihrem. Naturzustand gewöhnlich Mikroorganismen, deren Einwir- kunr auf die Milch den Säuregrad derselben \-ergrössert, so dass schliesslich die hlileh sauer und dadurch für den normalen Konsum un- braue'hbar wird.
Das blosse Pasteurisieren der Mileb, wie e5 allgemein bekannt und vielseitig verwendet wird, zerstört. zwar mit grösstem Erfolg die vegetativen Formen der in der Milch vorhan denen Keime, hat. jedoch keinen Einfluss auf die Sporen, welche in ihrer Entwicklung wie der eine hlikrobenflora erzeugen.
Obschon es rielrtig ist, dass durch dieses Pasteurisierver- fahren gewisse pathogene Keime zerstört wer den, welche den Milchkonsum gefährlich wer den lassen können, hindert doch eine solche Behandlung die Säurebildung und die da durch schliesslich entstehende Ungeeignetheit der Milch für den normalen Konsum oft nicht.
Zur Vermeidung grosser Milchverluste, hauptsächlich während der Sommerzeit, wurde eine Sterilisation bei hohen Temperaturen ver sucht. Dieses Verfahren hat jedoch den Nach teil, der Milch einen unangenehmen Anbrenn geschmack zu erteilen, weil die Benützung hoher Temperaturen ein Anbrennen von Lak- tose bewirkt und zugleich der Milch eine dunk lere Färbung gibt. Infolgedessen haben schon öfters Konsumenten diese genannte sterili sierte Milch abgelehnt.
Wenn jedoch gemäss der der vorliegenden Erfindung zugrunde lie gende Erkenntnis dem Sterilisierverfahren ein Siedeverfahren bei niedrigen Temperaturen und unter herabgesetztem Druck vorangeht, dann nimmt die Milch keinen solchen An- brenngeschmack an und zeigt auch keine dunklere Färbung nach der Behandlung. Sie ist auch ohne jede Veränderung lange Zeit haltbar und lagerfähig, ohne die Notwendig keit der Aufbewahrung in gekühlten Räumen.
Diese Vorbehandlung der Milch soll natür lich möglichst ökonomisch ausgeführt werden, so dass eine Erhöhung der Konsrlmentenpreise unterbleiben kann, was für ein solches popu läres und weitverbreitetes Nahrungsmittel wie die Mileh von grösster Bedeutung ist.
Diese Vorbehandlung der Milch sollte daher auch ohne kostspielige Apparaturen und ohne Apparaturen mit komplizierter Manipulation durchgeführt werden können im Sinne der Ermöglichung einer schnellen und ausgedehn ten Produktion, welche gewährleistet, dass je der Verlust infolge vorangehender längerer Lagerung der zu behandelüden Milch unter bleibt.
Ausserdem sollte die Vorbehandlung von soleher Natur sein, dass sie die Verwendung von für erneuten Gebrauch zurücklieferbarer Behälter für die zu behandelnde Milch ge stattet, da die nur für einmaligen Gebrauch bestimmten und also nach Gebrauch -"vegzu- werfenden Behälter einen zu grossen Anscha.f- fungspreis im Verhältnis zum Preis des Inhal tes aufweisen.
Unter den besonders geeigneten Behältern hat, die Glasflasche den Vorrang, weil bei den Konsumenten ein gewisser Widerstand gegen in Metallbehältern aufbewahrte Milch besteht, der nicht in Erscheinung tritt, wenn der Behälter so beschaffen ist, da.ss sein Inhalt durch die Behälterwandung hindurch sichtbar ist und man sich davon überzeugen kann, dass er die übliche Form und das übliche Aus sehen hat.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet die Vermeidung aller solcher Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten, und der damit er zielte Erfolg ist geeignet, dass das erfindungs gemässe Verfahren mit bestem Resultat nicht. nur für die Behandlung von Milch, sondern auch gewissen Milcherzeugnissen, wie z. B. Rahm, und Mischungen von Kaffee und Milch bzw. Tee und Milch anwendbar ist.
Alle diese Produkte lassen sich für eine lange Zeitperi ode stabilisieren, so dass sie auf Lager gelegt und über längere Strecken transportiert wer den können, ohne einer Kühlung zu bedürfen, wobei die ganze Zeit über ihr Nahrungswert und ihre organoleptischen Merkmale erhalten bleiben. Bei der Anwendung des Verfahrens auf Mischungen von Milch mit Tee bzw. Kaf fee behält das Produkt auch nach längerer Aufbewahrungszeit das natürliche Kaffee bzw. Tee-Aroma.
Das Verfahren < gemäss der vorliegenden Er findung ist dadurch gekennzeiehnet, dass dic zu behandelnde Flüssigkeit bei einer unter halb ihres Siedepunktes bei Atmosphären drueli liegenden Temperatur in einen Behäl ter, worin sie bis zum Verbrauch verbleibt, eingefüllt und alsdann in diesem Behältez einer Vakuumbehandlung bis zum Eintritt des Siedens bei niedriger Temperatur unter worfen wird,
wonach der Behälter unter Ver meidung jeden Luftzutrittes hermetisch ver schlossen und anschliessend einer die Sterili sation des Inhaltes bewirkenden Erhitzungs- behandlung unterworfen wird.
Die Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung zur Ausübung dieses Verfahrens ist. dadurch gekennzeichnet, da.ss sie eine zum Überstülpen über die Behältermündung und ringsum hermetisch abschliessenden Anliegen an den Mündungsträger dieses Behälters Anliegen Haube aufweist, die in diesem über gestülpten Zustand über dem Behälter eine mit dem Behälterinnern kommunizierende, luftdichte Kammer bildet, sowie mit einem zum Anschluss an ein Evakuiergerät bestimm ten Auslass versehen ist und in ihrem Innern von.
aussen betätigbare Mittel zum hermeti- sehen Verschliessen der Behälteröffnung in? evakuierten Zustand ohne Lufteinlass in den Behälter aufweist.
Zweckmässig wird die zu behandelnde Flüs sigkeit vor dem Einfüllen in den Behälter, in welchem sie bis zum Verbranch verbleibt, bei Atmosphärendruck auf eine unter dem Siede punkt liegende Temperatur erhitzt, insbeson dere auf eine zwischen 40 und 65 C liegende Temperatur. Ein Mittelwert von etwa.
50 C hat sieh am besten bewährt. Vorteilhaft wird ein flasehenartiger Behälter für die Flüssig keit verwendet und über dessen Mündung nach dem Einfüllen der Flüssigkeit eine eva- kuierbare Haube gestülpt, deren Rand mit einem Dichtungsring aus elastisch nachgiebi gem Stoff eingefasst ist.
Dieser Dichtungsring ist so bemessen, dass er nach Überstülpen der Haube ringsum am Halsansatz des Behälters dicht anliegt, wobei die Haube so stark auf gepresst wird, dass ein hermetischer Abschluss zwischen dem Dielitungsring und dem Behäl ter gewährleistet ist. Zweckmässig ist die f-laube mit einer zentralen Durchbrechung ver sehen, durch welche hermetisch abgedichtet eine axial verschiebbare Stange hindurchge führt ist, die am freien Ende im Innern der Haube eine zum Halten und Aufpressen einer Versehli,sshapsel für die Behältermündung be stimmte Kappe aufweist.
Mit Vorteil wird für die Durchführung des gesamten Verfahrens -ausserdem eine Vorrichtung zur Vorerhitzung der Behandlungsflüssigkeit, eine Vorrichtun zum Abfüllen der vorerhitzten Flüssigkeit in <I>die</I> Behälter verwendet, ferner ein an den Ilaubenauslass anschliessbares Evakuiergerät und einen zum Erhitzen der gefüllten und verschlossenen Behälter geeigneten Sterilisier- a pparat.
In der Regel wird also so vorgegangen, dass die zu behandelnde Flüssigkeit, wie z. B. Milch, bei einer unterhalb ihres Siedepunktes liegenden Temperatur und normalen Atmo- sphärendruck in einen zum erneuten. Ge brauch zurücklieferbaren Behälter eingefüllt 1; ird, so dass sich also die Flüssigkeit von Anfang an bereits in dem für den Konsumen ten bestimmten Behälter befindet. Dieser Be hälter muss also zum hermetischen Verschluss geeignet sein.
In diesen mit der zu behandeln den Flüssigkeit gefüllten Behälter wird nun ein Vakuum erzeugt, welches so weit. getrie ben wird, bis die Flüssigkeit zu sieden be- -innt. In diesem Zustand wird das Vakuum zweckmässig nur einige Sekunden aufrecht erhalten. Ohne Aufheben des Vakuums wird dann der Behälter hermetisch verschlossen, unter Vermeidung jeden Luftzutrittes in das Behälterinnere. Nach dem Verschliessen wird dann der Behälter mit seinem Inhalt einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, welche so hoch ist und so lange aufrechterhalten wird, (lass eine Sterilisation des Gefässinhaltes ge währleistet wird.
Wird das Verfahren in die ser Weise durchgeführt, dann ist jedes nach trägliche Umfüllen der Flüssigkeit in einen andern Behälter unnötig, womit das Risiko einem etwaigen Verunreinigen des Inhaltes durch einen solchen Umfüllvorgang tmter- Bunden ist.
Eine so behandelte Flüssigkeit weist keinerlei Kochgeschmack auf, da die Vorerhitzung bei niedriger Temperatur statt gefunden hat. Ebenso weist die Flüssigkeit keinen Anbrenngeschmack auf, weil das Sie den bzw. das Kochen bei niedriger Tempera tur alle in der Flüssigkeit ursprünglich vor handen gewesenen Gase austreibt, welche, wenn sie in der Flüssigkeit verblieben wären, eine oxydierende Wirkung auf die Flüssigkeit während des abschliessenden, bei hohen Tem peraturen stattfindenden Sterilisierverfahrens hätten erzeugen können.
Auf Grund dieser Sachlage ist es möglich, ein so empfindliches Produkt, wie z. B. Rahm, erfolgreich behandeln zu können, wobei es bei Einhaltung der erwähnten Verfahrensbedin gungen die hohen Temperaturen, welche zur Sterilisation nötig sind, ohne nachteilige Be einflussung erträgt und wobei keinerlei Ver änderungen des Produktes eintreten, welche die Qualität bzw. die charakteristischen Merk male des Produktes beeinträchtigen können. Dasselbe gilt für Mischungen von Milch mit Kaffee bzw mit Tee, welche: nach der Behand lung durchweg ihre typischen Aromastoffe unvermindert aufweisen.
Das erwähnte Kochen oder Sieden der Flüssigkeit soll bei möglichst niederer Tem peratur stattfinden. Es hat sich gezeigt, dass man bei der Behandlung von Milch nicht über 5c C hinauszugehen braucht, wobei die Milch direkt von einem Lagertank in die für den Konsumenten bestimmten Behälter abgefüllt werden kann. Die diese Temperatur aufwei sende Milch siedet, wenn sie unter ein Vakuum gebracht wird, das innerhalb des Behälters 5.5 mm Quecksilbersäule aufweist.
Es ist jedoch nicht nötig, gerade bei dieser Temperatur zu arbeiten. Vielmehr kann auch jede andere Temperatur bis zu 65 C geeignet sein. Bei der obern Temperaturgrenze ist dann der Vakuumdxaiek entsprechend höher, wo durch das Verfahren vereinfacht und even tuell verbilligt wird. Arbeitet man zum Bei spiel mit Milch von 46 C, dann erfolgt das Sieden, wenn im Behälterinnern der Druck auf 76 mm Quecksilbersäule gesenkt worden ist..
Beispiele l.. Kuhmilch mit einem Säuregrad von 0,13 wurde auf eine Temperatur von 460C gebracht und dann in eine Glasflasche abge füllt. Alsdann wurde die Milch in dieser Flasche unter einen Druck von 76 mm Queck silbersäule gebracht, wobei die Milch ihren Siedepunkt erreichte. Anschliessend wurde der Behälter hermetisch verschlossen. Unmittelbar anschliessend wurde die Flasche in das Innere eines Autoklaven verbracht und auf 120 C erhitzt, bei einem Überdruck von 2 Atm. In diesem Zustand wurde die Flasche 6 Minuten belassen.
Alsdann wurde sie aus dem Auto klaven herausgenommen und der allmählichen Abkühlung ohne Verwendung irgendwelcher Kühlmittel überlassen.
Nach einer Aufbewahrungszeit von 10 Wo ehen bei Raumtemperatur von durchschnitt lich 25 C wurde die Flasche geöffnet und der Inhalt einer Analyse unterzogen. Die Analyse ergab, dass die Milch sich in ausgezeichnet er haltenem Zustand befand. Es war weder ein Anbrenngeschmack feststellbar, noch waren die organoleptischen, charakteristischen Merk male irgendwie gegenüber demjenigen der betreffenden Milch im rohen Näturzustande verändert. Der Säuregrad war auf 0,12 herab gesunken. Bakteriologische Untersuchungen erwiesen die vollkommene Sterilität der Milch.
Dieselben Resultate wurden erhalten mit Milch, die vor der Vorerhitzung homogenisiert worden war.
2. Aus Kuhmilch gewonnener Rahm mit einem Säuregrad von 0,12 wurde auf 46 C erhitzt, dann in eine! Literglasflasche abge füllt. Alsdann wurde im Innern der Flasche ein Vakuum erzeugt bis zum Eintritt des Siedeprozesses, welcher eintrat bei einem Druck von 74 mm Quecksilbersäule. Das Sie den wurde während 3 Sekunden aufrecht erhalten. Alsdann wurde die Flasche her i metisch verschlossen und unmittelbar nachher in das Innere eines Autoklaven verbracht und hier für während 6 Minuten einer Temperatur von 120 C und einem Druck von 2 Atmosphä- ren unterworfen.
Alsdann wurde die Flasche aus dem Autoldaven herausgenommen und der allmählichen Abkühlung überlassen.
Es ist zu bemerken, dass aus Kuhmilch ge wonnener Rahm bei einer Temperatur von 46 C merklich dünnflüssig wird und dadurch eine glatte Oberfläche erhält bzw. sogar zum Sieden gelangt, welcher Zustand das durch die Vorerhitzung angestrebte Ziel erleichtert.. Die Glasflasche mit. dem sterilisierten Rahm wurde 10 Wochen lang bei Raumtemperatur aufbewahrt und alsdann der Inhalt einer Analyse unterworfen, welche einen ausge zeichneten Erhaltungszustand des Rahms er gab.
Bei industrieller Ausführung des Verfali- xens empfiehlt es sich, Rahm in grösseren Be hältern zu behandeln, uni hierbei die even- tiielle Benützung für die Produktion frischer Butter im Auge zu behalten. Da der gemäss dem Verfahren. erhaltene Rahm steril ist, liegt kein Anl.ass vor, ihn für die Butterfabrikation vorab zu pasteurisieren, bevor er mit den Fermenten für die Butter fabrikation versetzt wird. Das Reifen des Rahms erfolgt. dann unter sehr vorteilhaften Bedingungen, da keinerlei den Reifprozess störende Keime zugegen sind.
Die von solchem Rahm erzeugte Butter ist von angenehmem Cleschmaek und Geruch.
3. Eine Mischung von 7 Teilen Milch und 3 Teilen eines starken, schwarzen Kaffees bzw. 2 Teile Milch und 8 Teile eines starken Tees werden in der in Beispiel 1. erläuterten Weise behandelt. Das erhaltene Produkt erwies sich nach 10 Wochen Aufbewahrung bei Raum temperatur noch als vollkommen stabilisiert. .11s nach der erwähnten Zeitperiode die be- ireffenden. Flaschen geöffnet wurden, war das eha.rakteristisehe Kaffee- bzw. Tee-Aroma völ lig erhalten und deutlich erkennbar. Der Er haltungszustand dieser Produkte war ausge zeichnet.
Die Zeichnung zeigt. ein Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemässen Apparates, im senkrechten Mittellängsschnitt. Der Apparat weist eine Haube a auf, wel che über den Hals einer Flasche b gestülpt ist und mit ihrem Unterrand am Halsansatz der Flasche anliegt. Die Haube weist einen ki.-eiszy lindrischen Mantel 1 auf, dessen un terer Rand mit einem Dichtungsring 3 aus elastisch nachgiebigem Material eingefa.sst ist, wogegen das obere Ende durch eine Decke abgeschlossen ist.
Die Deeke 2 ist mit einer zt,ntralen Durchbrechung versehen, durch wel- ehe eine Stange 4 mit kreisrundem Querschnitt axial verschiebbar hindurehgeführt ist. Hier bei ist eine hermetische Abdichtung zwischen der Stange und der Decke ? gewährleistet mittels einer Stopfbüchse, durch welche die Stange hindurchgeführt ist. Diese Stopfbüchse weist eine Packung 5 aus dichtendem Mate rial auf, welches durch den mit entspreehend bemessenem Druek angezogenen Kolben 6 in der Stopfbüchse zusammengedruckt wird.
Das untere, in der Haube a befindliche Fmde der Stange 4 ist mit einer Kappe 7 ver sehen, welche den Zweck hat, eine kronenför- mig profilierte Verschlusskapsel 8 über die Flasehenmündung zu stülpen. Die Kapsel 8 ist mittels an der Kappe 7 sitzenden, nach unten vorstehenden federnden Klammern 9 in zentrierter Lage unter der Kappe 7 gehalten.
In der in der Zeichnung dargestellten Ruhe lage der Kolbenstange 4 befindet sich die Kapsel 8 genau zentriert zur Flaschenmün dung in einem geringen Abstand über dieser, so dass sie das Heraustreten der Grase aus der in der Flasche befindliehen Flüssigkeit nicht hindert.
Der Mantel 1 ist mit einem seitlichen Aus- lassstutzen.10 versehen, welcher an einen nicht dargestellten Vakuumerzeuger anschliessbar Ist.
Das Verfahren geht nun folgendermassen vor sich Nachdem die Flasche b mit der zu behan delnden Flüssigkeit gefüllt ist, die eine unter dem Siedepunkt bei Atmosphärendruck lie gende Temperatur hat, wird die Haube a über den. Flaschenhals gestülpt und mit einem axia len Druck aufgepresst, der ausreicht, um einen Hermetischen Abschluss zwischen dem sich auf den Halsansatz dichtend aufliegenden Dich tungsring 3 und der Flasche zu bewirken.
Als dann wird auf den Auslassstutzen 10 die An schlussleitung des Evakuiergerätes aufgescho ben und durch Betätigen des Evakuiergerätes die Luft aus der Haube a abgesaugt, und zwar so lange, bis der Druck im Innern der Flasche den Sättigungsdruck des Flüssigkeitsdampfes des Flaseheninhaltes bei der momentanen Temperatur des Flascheninhaltes erreicht. Beim Eintreten dieses Vakuumdruckes be ginnt die in der Flasche befindliche Flüssig keit zu sieden.
Alsdann wird die Stange 4 durch eine nicht dargestellte Einrichtung nach Tanten gepresst, wodurch die Kapsel 8 über die Mündung der Flasche gestülpt wird und in üblicher Weise anschliessend durch Umbör- delung des Kapselrandes um den Mündungs wulst der Flasche befestigt wird, so dass die Flasche durch die Kapsel hermetisch abge schlossen ist. Alsdann wird das in der Haube a erzeugte Vakuum aufgehoben, die Haube ab gezogen und die Flasche in einen Autoklaven mit einer Reihe gleich behandelter anderer Flaschen zur Durchführung des Sterilisier verfahrens eingesetzt.
Der ganze Zeitaufwand für das Sieden der Flüssigkeit, Schliessen der Flasche, Aufheben des Vakuums und Entfer nen der Flasche beläuft sich hierbei auf etwa 10 Sekunden.
Das intensive Durchwirbeln der Flüssi.g-- keit während des Siedevorganges erleichtert das vollständige Eliminieren aller in der Flüs sigkeit ursprünglich gelöst gewesenen oxydie renden Gase, welche sonst das Auftreten un günstiger Geschmackstoffe während der nach- herigen Sterilisation bewirken würden.
Es versteht sich von selbst, dass bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der an Hand der Zeichnung beschriebene Ap parat nebst der Flasche in geeigneter Weise aufgestellt und angeordnet wird, versehen mit allen zusätzlichen Mitteln zur Ausübung der verschiedenen Verfahrensschritte und Erzeu gung der Bewegtmgsimpulse. Diese Mittel sind der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt worden, da sie durchweg allge mein bekannte mechanische Vorrichtungen be- treffen, die keinerlei Schwierigkeiten und Be sonderheiten für den vorliegenden Fall bieten.
Für die industrielle Durchführung des Verfahrens ist es natürlich erforderlich, Appa raturen vorzusehen, welche eine Mehrzahl des in der Zeichnung dargestellten Apparates auf.. weisen, so da.ss es möglich ist, mit einer Mehr zahl von Flaschen gleichzeitig zu arbeiten.
Diese Apparaturen bilden dann den Teil einer Anlage des in der Milchindustrie be kannten Typen. Eine soleheAnlage weist natür- 1-'eh auch die übliehen Lagertanks für die Aufbewahrung der zu behandelnden Flüssig keit auf sowie Pumpen zum Weiterleiten der Flüssigkeit und Vorrichtungen zum Erhöhen und Kontrollieren der Temperatur der Flüs sigkeit. Alle diese Vorrichtungen werden naeh Bedarf ergänzt durch Apparaturen, welche eine Anzahl des an Hand der Zeichnung be schriebenen Apparates umfassen.
Die Anlage umfasst auch Sterilisiervorrichtungen, welche zum Einsetzen der Flüssigkeitsbehälter, ins besondere der Flaschen, geeignet sind. Auch solche Vorrichtungen sind bekannt und aus diesem Grunde hier nicht näher beschrieben.
Zum Verschliessen der Flaschen, bzw. Be hälter können auch andere bekannte Kapseln Verwendung finden als die an Hand der Zeichnung beschriebene Kronenkapsel. Gege benenfalls ist dann die Kappe 7 in ihrer Aus gestaltung der betreffenden Kapsel anzupas sen.
Für gewisse Zwecke können Metallbehälter grösserer Abmessungen für Milch bzw. Milch produkte Verwendung finden, wenn es sieh um die Belieferung von Grossverbrauehern, -wie Spitäler, Restaurants usw., handelt. In diesem Falle sind dann natürlich die Appa rate zur Erzeugung des Vakuums und des Siedens der Flüssigkeit im Behälter sowie die Einrichtung zum Verschliessen dieses Behäl ters ohne Luftm stritt während des Evakuier vorganges der Grösse der Behälter entspre- ehend anzupassen.