Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung des Fettgehaltes von Milch, wobei die Vollmilch mittels eines Separators in eine fettfreie und eine fettreiche Komponente separiert und danach der fettfreien Komponente ein Teil der fettreichen Komponente wieder zugeführt wird, die Dichte der fettfreien Komponente und Dichte der Mischung aus der fettfreien und einen Teil der fettreichen Komponenten bestimmt werden, und das Mischungsverhältnis der genannten Mischung in Abhängigkeit der Differenz zwischen den genannten Dichten gesteuert wird, sowie eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens, mit einem einen ersten Ausgang für die fettfreie Komponente und einen zweiten Ausgang für die fettreiche Komponente aufweisenden Separator und mit einer den zweiten Ausgang mit dem ersten Ausgang verbindenden, steuerbaren Mischvorrichtung,
wobei zwischen dem ersten Ausgang des Separators und dem einen Eingang der Mischvorrichtung ein erstes Dichtemessgerät zum Bestimmen der Dichte der fettfreien Komponente und am Ausgang der Mischvorrichtung ein zweites Dichtemessgerät zum Bestimmen der Dichte der Milch mit dem regulierten Fettgehalt angeordnet sind, und eine elektronische Steuervorrichtung zum Beeinflussen des Mischverhältnisses in Abhängigkeit der mittels der Dichtemessgeräte bestimmten Dichten vorhanden ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, die gestatten nebst einer standardisierten Milch mit einem gewünschten Fettgehalt auch Milch mit einem vorgeschriebenen Fettgehalt zur Käseherstellung zu produzieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Regulieren des Fettgehaltes der fettreichen Komponente der Druck am Ausgang des Separators für die fettreiche Komponente in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Dichte der fettfreien Komponente und der Dichte der fettreichen Komponente gesteuert wird.
Die erfindungsgemässe Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ausgang des Separators ein Druckreglerventil angeschlossen, dass der Ausgang des Druckreglerventils mit einem dritten Dichtemessgerät zum Ermitteln der Dichte der regulierten fettreichen Komponente verbunden ist, dass eine Regelvorrichtung zum Steuern des Druckreglerventils in Abhängigkeit der Differenz zwischen den vom ersten und dem vom dritten Dichtemessgerät ermittelten Dichten vorhanden ist, dass der zweite Ausgang des Separators über das Druckreglerventil und das dritte Dichtemessgerät mit dem Eingang der Dosierpumpe verbunden ist, und dass die Steuervorrichtung zum Regulieren jener Menge der fettreichen Komponente, die durch die Dosierpumpe in die fettfreie Komponente zurückgeführt wird, mit der Dosierpumpe elektrisch verbunden ist.
Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Anlage zum Regulieren des Fettgehaltes von Milch und von Rahm, wobei Leitungen zum Führen der Milch bzw. deren Komponenten mit Doppelstrichen und Leitungen zum Führen von elektrischen Signalen mit einfachen Strichen gezeichnet sind und welche Anlage insbesondere zum Regulieren des Fettgehaltes der Milch, die zur Käseherstellung dient.
Die in der Fig. dargestellte Anlage dient zum Regeln des Fettgehaltes von Milch für die Käseherstellung. Im Gegensatz zur Konsummilch, deren Fettgehalt bei einem festgelegten Wert konstant gehalten wird, ist es bei Milch zur Käseherstellung notwendig, den Fettgehalt in ein vorgegebenes Verhältnis zur fettfreien Trockenmasse der Milch zu bringen. Die fettfreie Trockenmasse umfasst im wesentlichen Eiweiss, Mineralsalze und Zucker. Es sind Massnahmen notwendig, um den Gehalt der Trockenmasse zu bestimmen, um die Steuerung des Mischvorganges in Abhängigkeit des Fettgehaltes und zusätzlich der Trockenmasse durchzuführen.
In der Anlage nach der Fig. wird die Vollmilch über einen Mengenbegrenzer 1 einem Separator 2 zugeführt, der die Vollmilch in eine fettfreie Komponente, die den Separator 2 über die Rohrleitung 3 verlässt, und in eine fettreiche Komponente, d. h. Rahm, aufteilt. Der Rahm verlässt den Separator 2 über die Rohrleitung 4. In der Rohrleitung 3 ist ein Konstantdruckventil 5 angeordnet. Danach gelangt die fettfreie Komponente in ein Dichtemessgerät 6, welches die absolute Dichte der fettfreien Komponente misst und den Einfluss der Temperatur selbst kompensiert.
Die Arbeitsweise des Dichtemessgerätes 6 entspricht genau jener des Dichtemessgerätes 5 der Anlage gemäss der Fig. 1 des Hauptpatentes und das erzeugte elektrische Signal, das von der Dichte der fettfreien Komponente abhängig ist, gelangt über eine Leitung 7 zu einem Messverstärker 8.
Die Regulierung des Fettgehaltes des Rahmes erfolgt dadurch, dass der Rahm über die Rohrleitung 4 in ein Druckreglerventil 9 und danach in ein Dichtemessgerät 10 gelangt, dessen von der Dichte des Rahmes abhängige Ausgangssignal über eine Leitung 11 einem weiteren Messverstärker 12 zugeführt wird. Die Ausgangssignale des Messverstärkers 8 und des Messverstärkers 12 werden einem Subtrahierglied 13 zugeleitet, das ein Differenzsignal über eine Leitung 14 an eine Regelvorrichtung 15 abgibt, die ihrerseits das Druckreglerventil 9 so steuert, dass der aus dem Separator 2 austretende Rahm den konstanten gewünschten Fettgehalt aufweist.
Der Rahm mit konstantem Fettgehalt gelangt nach dem Dichtemessgerät 10 zu einem T-Stück 16 und von diesem entweder über eine Rohrleitung 17 und über ein Konstantdruckventil 18 zur Abgabestelle 19 für den standardisierten Rahm oder über eine Rohrleitung 20 zu einer Dosierpumpe 21. Die Dosierpumpe 21 fördert den Rahm vom T-Stück 16 in Abhängigkeit eines Steuersignals, das der Dosierpumpe 21 über eine Leitung 22 zugeführt wird, durch ein Rückschlagventil 23 zu einem T-Stück 24, in dem die fettfreie Komponente und der dosierte Rahm zusammengeführt und anschliessend in einer Mischvorrichtung 25 innig vermischt werden.
Nach der Mischvorrichtung 25 gelangt die mit dem dosierten Rahm vereinigte fettfreie Komponente als Milch mit geregeltem Fettgehalt in ein Dichtemessgerät 26 und schliesslich über eine Rohrleitung 27 und ein Konstantdruckventil 28 zur Abgabestelle 29 für die zur Käseherstellung geeignete Milch. Das im Dichtemessgerät 26 erzeugte elektrische Signal, das von der Dichte der Milch mit dem geregelten Fettgehalt abhängig ist, wird über eine Leitung 29 und einen Messverstärker 30 zu einem Subtrahierglied 31 zugeführt, dem auch das verstärkte Ausgangssignal des Dichtemessgerätes 6 zugeleitet wird. Das Ausgangssignal, das ein Mass für den Fettgehalt der Milch in der Rohrleitung 27 ist, des Subtrahiergliedes 31 wird über eine Leitung 32 einem Quotientenbildner 33 zugeleitet.
Die verstärkten Ausgangssignale des Dichtemessgerätes 6, welches Ausgangssignal dem Anteil der fettfreien Trockenmasse entspricht, wird über eine Leitung 34 ebenfalls dem Quotientenbildner 33 zugeführt. Dieser ist so ausgebildet, dass er den Quotienten aus den ihm über die Leitungen 32 und 34 zugeführten Signalen bildet und an seinem Ausgang 35 ein Regelsignal erzeugt, das proportional zum Verhältnis zwischen dem Fettgehalt der Milch in der Rohrleitung 27 und dem Anteil an fettfreier Trockenmasse dieser Milch ist. Dieses Regelsignal wird einer Regelvorrichtung 36 zugeführt, die das Steuersignal in Abhängigkeit des oben genannten Verhältnisses erzeugt, welches Steuersignal der Dosierpumpe 21 über die Leitung 22 zugeführt wird.
Die an der Abgabestelle 29 austretende Milch weist einen Fettgehalt auf, der in einem konstanten Verhältnis zur fettfreien Trockenmasse der austretenden Milch steht. Diese Milch ist für die Käseherstellung geeignet, weil mit ihr der Fettgehalt des fertigen Käses in sehr engen Grenzen auf dem gewünschten Wert gehalten werden kann.
In der Leitung 22 ist ein Umschalter 37 vorhanden, welcher gestattet, das von einer Regelvorrichtung 38 erzeugte Steuersignal der Dosierpumpe 21 zuzuführen. Der Eingang der Regelvorrichtung 38 ist mit dem Ausgang des Subtrahiergliedes 31 verbunden. Das Ausgangssignal des Subtrahiergliedes 31 ist nur vom Fettgehalt der die Rohrleitung 27 durchströmenden Milch abhängig, so dass bei umgelegtem Umschalter 37 an der Abgabestelle 29 standardisierte Milch mit einem konstanten Fettgehalt ausströmt. Mit der in der Figur dargestellten Anlage kann je nach Stellung des Umschalters 37 entweder zur Käseherstellung geeignete Milch oder standardisierte Milch und zusätzlich zu beiden Fällen standardisierter Rahm entnommen werden.
Die oben beschriebene Anlage weist die Vorteile auf, dass sie sich problemlos reinigen lässt und dass gleichzeitig die Fettgehalte der standardisierten Milch und des standardisierten Rahms konstant geregelt werden können. Die Verarbeitung der Vollmilch kann sehr rasch erfolgen, wobei die Genauigkeit der regulierten Fettgehalte vergleichsweise mit jenen der bekannten Anlagen grösser ist. Dadurch ist die Wirtschaftlichkeit der oben beschriebenen Anlage weitgehend verbessert worden.
The invention relates to a method for regulating the fat content of milk, whereby the whole milk is separated into a fat-free and a fat-rich component by means of a separator and then part of the fat-rich component is fed back to the fat-free component, the density of the fat-free component and the density of the mixture the fat-free and some of the fat-rich components are determined, and the mixing ratio of the said mixture is controlled depending on the difference between the said densities, as well as a system for carrying out the method, with a first output for the fat-free component and a second output for the separator containing the high-fat component and with a controllable mixing device connecting the second output to the first output,
between the first output of the separator and the one input of the mixing device, a first density meter for determining the density of the fat-free component and at the output of the mixing device a second density meter for determining the density of the milk with the regulated fat content, and an electronic control device for influencing the mixing ratio is available depending on the densities determined by means of the density measuring devices.
It is the object of the invention to provide a method and a system which, in addition to standardized milk with a desired fat content, also allow milk with a prescribed fat content to be produced for cheese production.
The method according to the invention is characterized in that, to regulate the fat content of the high-fat component, the pressure at the outlet of the separator for the high-fat component is controlled as a function of the difference between the density of the fat-free component and the density of the high-fat component.
The system according to the invention is characterized in that a pressure regulating valve is connected to the second output of the separator, that the output of the pressure regulating valve is connected to a third density measuring device for determining the density of the regulated high-fat component, that a regulating device for controlling the pressure regulating valve as a function of the difference between the from the first and the density determined by the third density measuring device is available, that the second output of the separator is connected to the input of the metering pump via the pressure regulator valve and the third density meter, and that the control device for regulating the amount of the high-fat component that is supplied by the metering pump in the fat-free component is returned, is electrically connected to the dosing pump.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. The single figure shows the schematic representation of an embodiment of the system according to the invention for regulating the fat content of milk and cream, lines for guiding the milk or its components with double lines and lines for guiding electrical signals with single lines and which system in particular to regulate the fat content of the milk used to make cheese.
The system shown in the figure is used to regulate the fat content of milk for cheese production. In contrast to drinking milk, the fat content of which is kept constant at a fixed value, it is necessary for milk for cheese production to bring the fat content into a given ratio to the fat-free dry matter of the milk. The fat-free dry matter consists essentially of protein, mineral salts and sugar. Measures are necessary to determine the dry matter content in order to control the mixing process depending on the fat content and also the dry matter.
In the system according to the figure, the whole milk is fed via a volume limiter 1 to a separator 2, which divides the whole milk into a fat-free component, which leaves the separator 2 via the pipe 3, and into a high-fat component, i. H. Cream, divides. The cream leaves the separator 2 via the pipeline 4. A constant pressure valve 5 is arranged in the pipeline 3. The fat-free component then arrives in a density measuring device 6, which measures the absolute density of the fat-free component and compensates for the influence of the temperature itself.
The operation of the density measuring device 6 corresponds exactly to that of the density measuring device 5 of the system according to FIG. 1 of the main patent and the generated electrical signal, which is dependent on the density of the fat-free component, reaches a measuring amplifier 8 via a line 7.
The regulation of the fat content of the cream takes place in that the cream passes through the pipe 4 into a pressure regulator valve 9 and then into a density meter 10, the output signal of which, depending on the density of the cream, is fed to a further measuring amplifier 12 through a line 11. The output signals of the measuring amplifier 8 and the measuring amplifier 12 are fed to a subtracter 13, which emits a differential signal via a line 14 to a control device 15, which in turn controls the pressure regulating valve 9 so that the cream exiting the separator 2 has the constant desired fat content.
The cream with constant fat content arrives after the density meter 10 to a T-piece 16 and from this either via a pipe 17 and a constant pressure valve 18 to the delivery point 19 for the standardized cream or via a pipe 20 to a metering pump 21. The metering pump 21 delivers the cream from the T-piece 16 depending on a control signal that is fed to the metering pump 21 via a line 22, through a check valve 23 to a T-piece 24, in which the fat-free component and the metered cream are brought together and then in a mixing device 25 be intimately mixed.
After the mixing device 25, the fat-free component combined with the dosed cream arrives as milk with a regulated fat content in a density meter 26 and finally via a pipe 27 and a constant pressure valve 28 to the delivery point 29 for the milk suitable for cheese production. The electrical signal generated in the density meter 26, which is dependent on the density of the milk with the regulated fat content, is fed via a line 29 and a measuring amplifier 30 to a subtracter 31, to which the amplified output signal from the density meter 6 is also fed. The output signal, which is a measure of the fat content of the milk in the pipeline 27, of the subtracter 31 is fed to a quotient former 33 via a line 32.
The amplified output signals of the density measuring device 6, which output signal corresponds to the proportion of the fat-free dry matter, is likewise fed to the quotient former 33 via a line 34. This is designed so that it forms the quotient from the signals fed to it via lines 32 and 34 and generates a control signal at its output 35 which is proportional to the ratio between the fat content of the milk in the pipeline 27 and the proportion of fat-free dry matter in this Milk is. This control signal is fed to a control device 36 which generates the control signal as a function of the above-mentioned ratio, which control signal is fed to the metering pump 21 via the line 22.
The milk exiting at the delivery point 29 has a fat content that is in a constant ratio to the fat-free dry matter of the exiting milk. This milk is suitable for cheese production because it allows the fat content of the finished cheese to be kept within very narrow limits at the desired value.
A changeover switch 37 is provided in line 22, which allows the control signal generated by a control device 38 to be fed to the metering pump 21. The input of the regulating device 38 is connected to the output of the subtracter 31. The output signal of the subtracter 31 is only dependent on the fat content of the milk flowing through the pipeline 27, so that when the switch 37 is turned at the delivery point 29, standardized milk with a constant fat content flows out. With the system shown in the figure, depending on the position of the switch 37, either milk suitable for cheese production or standardized milk and, in addition to both cases, standardized cream can be removed.
The system described above has the advantages that it can be cleaned without any problems and that at the same time the fat content of the standardized milk and the standardized cream can be constantly regulated. The processing of the whole milk can take place very quickly, the accuracy of the regulated fat content being greater than that of the known systems. As a result, the economy of the plant described above has been largely improved.