CN102404995A - 用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法和设备 - Google Patents

用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的设备，包括：加热部分(3)，用于将产品加热至高于50℃的第一操作温度(T1)；过热部分(4)，用于使得产品过热至高于所述第一操作温度(T1)的第二操作温度(T2)；振荡装置(18)，用于在所述过热部分(4)中产生射频电磁场；至少一个导管(6)，该导管具有进口(2)和出口(5)以及至少一个连接部分(16)，该连接部分用于使得所述加热部分(3)与所述过热部分(4)连接；至少一个第一热保持站(15)，该第一热保持站在所述中间部分(16)中；用于使得产品在所述导管(6)中流通的装置(8)。流通装置(8)用于使得产品在所述过热部分(4)中以第二操作速度(V2)在基本紊链态中流通0.1s至5s的最大操作时间(t2)，用于使得第二操作温度(T2)落在55℃至75℃的范围内。

Description

用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法和设备
技术领域
本发明通常用于食物处理领域，特别是涉及一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法和设备。
背景技术
包含蛋的食物产品已知需要进行热处理，以便减少微生物计数和延长保存期限。
另一方面，过度的强热处理将使得蛋降解，因此，应当在处理的有效性和产品的流变特性的保存之间找到最佳折衷。
通常，包含蛋的产品在66-68℃的温度下进行巴氏消毒，大致通过板式或管形换热器，然后在优选是绝热类型的导管中保持在该温度下预定时间。
如US5465655中所述，用于对基于蛋黄的液体产品进行巴氏消毒的传统方法首先包括使得初级产品从储罐运动至预热站的步骤，产品在该预热站中加热至大约50℃。
然后，产品进一步加热至更高温度，通常从60℃至80℃，以便合适进行巴氏消毒。
在该步骤结束时，产品在绝热导管中保持在它的温度下进行稳定。
然后，产品经历冷却步骤，用于例如在环境温度或更低温度下储存。
尽管这样的处理提供了商业上有利的最终微生物计数，但是它在更低微生物计数和因此延长保存期限的方面还能够进一步改进。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法来实现上述最终结果，该方法有效地降低微生物计数，同时保持它的流变特性几乎不变。
本发明的另一目的是提供一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法，该方法延长了保存期限。
如后面更好所述，这些和其它目的通过如权利要求1中所述的一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法来实现。
该方法需要将产品以流体或糊状状态引入具有至少一个导管的设备中，该导管具有进口和出口，该方法包括以下顺序操作步骤：
a)使得在导管的第一部分中在第一操作速度下的产品加热第一最大操作时间至高于50℃的第一操作温度；
b)使得在所述导管的第一热保持区域中在第一保持速度下的产品第一次保持第一预定保持时间；
c)通过施加射频电磁场而使得在所述导管的第二部分(6)中在第二操作速度下的产品过热第二最大操作时间至第二操作温度。
第二操作温度高于所述第一操作温度，第二操作速度用于在导管的所述第二部分中的产品内建立相对紊链态(turbulent regime)，且所述第二最大操作时间为从0.1s至5s。
这里使用的术语“热保持”将表示这样的步骤，其中，产品连续供给到导管中，产品容纳于该导管中且并不加热。
申请人惊讶地发现，当产品以用于建立相对紊链态的速度执行射频过热步骤0.1s至5s的最大操作时间时，最终的微生物计数的数量级比普通设备低大约一个对数，这大大延长了包含蛋的产品的保存期限，不论蛋是只有蛋白、只有蛋黄、或者两者都有。
有利地，在第二加热步骤中，产品可以加热至从55℃至75℃的温度，以便防止要处理的产品的降解危险。
这样处理的产品可能进行附加保持步骤。通常，只保含蛋黄的产品或者包含蛋白和蛋黄的产品可以进行这样的第二保持步骤，而只包含蛋白的产品可以不采用该步骤。
这里使用的术语“只包含蛋黄的产品”是指食物产品包含的蛋黄含量比蛋白含量高得多。为了示例说明，这样的蛋黄含量可以是90％或更高，直至在无蛋白产品中为100％。
这里使用的术语“只包含蛋白的产品”是指食物产品包含的蛋白含量比蛋黄含量高得多。为了示例说明，这样的蛋白含量可以是90％或更高，直至在无蛋黄产品中为100％。
这里使用的术语“包含蛋白和蛋黄的产品”是指产品中的蛋黄含量相对于蛋白含量并不是占优势的。为了示例说明，这样的含量可以低于90％和高于10％。
在这样的第二保持步骤中，产品可以以3m/s的最大速度保持在导管中，优选是从0.5m/s至2.5m/s。
在另一方面，本发明涉及一种如权利要求13中所述的、用于处理包含蛋的食物产品的设备。
设备可以包括用于在高于50℃的第一操作温度下执行第一加热步骤的装置，以及用于使用射频电磁波发生器在高于第一温度的第二温度下执行产品第二加热步骤的装置。
从属权利要求公开了本发明的方法和设备的优选实施例。
附图说明
通过下面对根据本发明的设备的优选非排他实施例的详细说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，该实施例借助于附图介绍为非限定实例，附图中：
图1是用于处理包含蛋的食物产品的设备的示意图。
具体实施方式
下面参考图1，所示的设备特别适用于包含蛋白和/或蛋黄的食物产品的热处理，更特别是巴氏消毒，该设备总体由标号1表示。
设备1可主要具有：进口2，用于在流体状态中引入要进行处理的产品；产品加热站3；产品过热站4；以及出口5，用于最终处理的产品，它们都通过管线或导管6而流体连接。
未示出的一个或多个容器可以设置于进口2的上游和出口5的下游，用于分别在处理之前和之后储存产品。
还可以设置中间检查和平衡储罐7，用于确认合适高度的产品总是存在于导管6中。这样的检查将使用合适的电子高度传感器而以已知方式来进行。
要处理的产品可以从进口2上游的储存容器来收集，它在该储存容器中将处于开始储存温度Ti。
储存温度Ti将相对较低，例如接近5℃，或者甚至低于0℃。
然后，产品通过设计成用于使产品在导管6内流通的合适的装置8而通过导管6的第一部分9被传送至加热站3。
流通装置8可基本上包括泵，该泵的容量将根据需要和要处理产品的组分来选择。
预热站10可以沿导管6的第一部分9来选择地设置，该预热站10具有：热回收装置11，该热回收装置11可以为已知类型，且它的操作将在后面更好地介绍；以及均质器12，该均质器12也为已知类型。
产品可以在热回收装置11中从开始储存温度Ti预热至中间预热温度Tm，该中间预热温度Tm例如可以在从20℃至30℃的范围内。
加热站3可以包括板型和/或管式换热器13，导管6的第一部分14穿过该加热站3延伸。
一旦产品到达换热器13，根据现有技术，热蒸汽S1可以在它上面流动，因此它可以进行第一加热，从中间温度Tm至第一操作温度T1，该第一操作温度T1可以为大致50℃或更高。优选是，所述第一操作温度T1将低于70℃。
当为只包含蛋黄的产品(例如蛋黄慕思、高蛋白质饮料)时，加热可以在从60℃至70℃的操作温度T1下进行，优选是大约64℃。
当为只包含蛋白的产品时，或者当产品的蛋白含量比蛋黄含量高得多时(例如90％或更高)，加热可以在从50℃至60℃的操作温度T1下进行，优选是大约56℃。只包含蛋白的产品可以是糕饼奶酪(pastry cream)。
最后，当产品包含蛋白和蛋黄时(其中，一个组分的相对含量并不占优势地超过另一个)，第一加热步骤可以在从63℃至70℃的操作温度T1下进行，优选是大约66℃。包含蛋白和蛋黄的产品可以是冰激凌。
加热步骤可以在产品以第一预定操作速度V1在第一部分14内运动的情况下进行第一预定操作时间，该第一预定操作时间根据要达到的温度和导管6的尺寸来选择。
在这样的加热步骤之后，产品可以到达第一热保持部分15，在该第一热保持部分15中，它在导管6的中间部分16中运动，该中间部分16使得加热站3与过热站4连接。
中间部分16可以合适地绝热并设计尺寸使得产品经历第一热保持步骤80s的最少保持时间ts1。
这样的第一热保持时间ts1可以小于600s，优选是从100s至400s。
当为只包含蛋黄的产品时，或者产品的蛋黄含量比蛋白含量高得多时，第一热保持步骤可以在从280s至400s的第一时间ts1中进行。
还有，当为只包含蛋白的产品时，或者产品的蛋白含量比蛋黄含量高得多时，第一热保持步骤可以在从100s至200s的第一时间ts1中进行。
最后，当产品包含蛋白和蛋黄时(其中，一个组分的相对含量并不占优势地超过另一个)，第一热保持步骤可以在从100s至200s的第一时间ts1中进行。
在中间部分16中，在该第一热保持步骤中，产品可以以第一保持速度Vs1滑动，该第一保持速度Vs1表示为从0.05m/s至1m/s，优选是在0.1m/s至0.5m/s之间。
中间部分16的尺寸可以根据需要设置为第一时间ts1和/或第一保持速度Vs1的函数。
根据本发明，过热站4将具有穿过它延伸的、导管6的第二部分17，并将包括射频振荡电磁场发生器。
根据国际专利申请WO20066136882的教导，由发生器产生的电磁场波将通过合适的施加器18而施加给导管6的该部分17，例如通过环形电极19进行操作。
一旦产品到达施加器18(该产品在施加器的进口处基本为温度T1)，它将根据本发明的特殊特征而直接过热至高于第一操作温度T1的温度T2。
举例来说，第二操作温度T2可以高于55℃和低于75℃。
具体的，施加器18将设计成产生电磁场，该电磁场具有频率落在射频范围内(例如大约27.12MHz或它的倍数)的波，且该施加器18设计成将场导向导管6的第二部分17将穿过延伸的局部区域。
当为只包含蛋黄的产品时，或者产品的蛋黄含量比蛋白含量高得多时，过热可以在从65℃至80℃的操作温度T2下进行，优选是大约70℃。
还有，当为只包含蛋白的产品时，或者产品的蛋白含量比蛋黄含量高得多时，过热可以在从55℃至65℃的操作温度T2下进行。
优选是，第二操作温度T2将从59℃至65℃，更优选是大约60℃。
最后，当产品包含蛋白和蛋黄时(其中，一个组分的相对含量并不占优势地超过另一个)，过热可以在从65℃至75℃的操作温度T2下进行。
应当知道，上述值可以根据各组分的量以及任何添加剂而变化。
例如，当为蛋黄和蛋白的混合物并添加附加量的盐或糖时，或者只有蛋黄且添加盐或糖时，过热可以在大约75℃的第二温度T2下进行。
在过热过程中，产品将以第二最小操作速度V2而供给到导管6的第二部分17中，该第二最小操作速度V2足以使得产品在非常短的时间t2内运动穿过电磁场。
已经发现，对于产品，重要的是在有限的、良好控制的时间t2中进行过热，因为产品的性能在电磁场中保持只有一小部分附加时间那么少的时间就可能引起温度的过度增加，这可能导致产品的流变特性降解。
特别是，产品在第二部分17中的速度V2应当选择为使得产品在射频场中(因此在过热条件下)保持从0.1s至5s(优选是不超过0.3s)的第二最大操作时间t2。
用于第二操作速度V2的最佳值将落在从0.5m/s至10m/s的范围内，优选是从2m/s至9m/s，更优选是大约8m/s。
特别是，在只包含蛋黄、只包含蛋白、或者包含蛋白和蛋黄混合物的产品中，已经发现用于第二操作速度V2的最佳值基本接近8.7m/s。
对于只包含蛋黄且添加了盐或糖的产品，已经发现用于第二操作速度V2的最佳值落在从4m/s至5m/s的范围内，例如接近4.35m/s。
本领域技术人员可以根据需要根据第二操作速度V2来选择第二部分17的尺寸。
在过热过程中保持这些产品速度值V2很重要，因为在该步骤中，施加器18将向运动的产品传递大量能量。因此，在导管6的该部分17内的产品将根据粘性具有尽可能的湍流运动。
高速度值V2将使得产品的所有粒子都基本均匀地运动，并将防止它们停留在过热站中太长时间t2。
在优选实施例中，过热步骤可以在两个连续时间中进行，中间热保持步骤的热保持时间ts1为大约1s。
因此，过热站4可以分成两个子站4′、4″，这两个子站具有在它们之间的保持站，且该保持站能够由在电磁场外部的、第二部分17的中间部分构成。
在施加器18的出口处，产品可以运动进入导管6的第三部分20中通过第二保持区域21，该第二保持区域21可以合适地绝热且设置尺寸使得产品在温度T2保持最小操作保持时间ts2。
第二热保持时间ts2可能落在从1s至150s的范围内，优选是从3s至100s。
当为只包含蛋黄的产品时，或者产品的蛋黄含量比蛋白含量高得多时，第二热保持步骤可以在从10s至20s的第二热保持时间ts2中进行，优选是大约8s。
相同的第二热保持时间ts2可以用于只包含蛋白的产品、或者蛋白含量比蛋黄含量高得多的产品。
最后，当产品包含蛋白和蛋黄混合物时(其中，一个组分的相对含量并不占优势地超过另一个)，第二热保持步骤可以进行从20s至150s的第二热保持时间ts2，优选是大约80s。
在该第二保持步骤中，产品可以保持在0.3m/s至5m/s的第二热保持速度Vs2，优选是从0.5m/s至3m/s，更优选是从1m/s至2.1m/s。
本领域技术人员可以根据需要根据第二保持时间ts2和/或速度V2来合适选择该部分的尺寸。
一旦产品离开导管6的第三部分，它能够运动至紧接在第二保持站21下游的还一冷却站22，用于快速冷却该产品和防止它变性。
站22可以包括相对较小尺寸的普通换热器21。
因此，产品将从温度T2冷却至更低温度T3。
一旦产品离开换热器23，它将运动进入热回收装置10，在该热回收装置中，产品用作加热装置，并将通过与来自进口2的产品(该产品将从开始温度T1预热至中间温度Tm，如上面所述)交叉而从温度T3冷却至更低温度T4。
从热回收装置10出来的处理的产品流可以在冷却器24(即已知类型的换热器)中进一步冷却，在该冷却器24中，冷流S2将使它从温度T4冷却至最终温度Tf，用于储存在出口5下游的容器中。
根据本发明方法的特别优选实施例，产品可以在导管6的一部分中增压，以便建立超压P，这将易于减少在进行处理的产品中的空气量。
这样的超压可以至少存在于导管6的第二部分17中，在过热站中。
优选是，超压P将至少存在于导管6的、在预热站10下游的部分中，该部分穿过加热站3和过热站4延伸。
在优选结构中，超压P将存在于导管6中至少至第二保持区域21的端部。
因此，增压步骤将在从至少加热步骤至至少第二保持步骤结束中进行。
优选是，超压值P将落在从5巴至40巴的范围内，并可以根据处理的产品的类型而变化。
超压P将消除或者至少减少在产品中的空气含量。而且，在产品中捕集的任意空气泡将减少，并基本均匀地分布在整个产品中。
因此，产品将更均匀地被加热，而没有极度过热的部分(该部分可能产生破裂)。
已经发现，过大的空气泡容易在过热过程中引起蒸发，因此使得温度局部增加，这将使得空气泡周围的产品凝固或烘干。
例如，附加压力可以通过在过热站4的下游(优选是在第二保持站18的下游)布置与导管6连接的合适阀装置25而施加。
这些阀装置25将容易使得导管6局部颈缩，从而在装置25上游的导管6部分中产生背压。
阀装置25可以很容易地通过用于在导管6中产生压力的任意装置来代替。
有利地，本发明方法的所有步骤都可以在以下情况下进行：食物产品在导管6中连续供给，或者食物产品至少在加热站3的开始和第二保持站21的结束之间的导管部分中连续供给。
下面的表1示出了在本发明方法的某些实施例中处理参数的某些优选范围，它们通过示例来提供，而不是进行限制。
表1
Figure BDA0000100299150000101
下面的表2示出了对于与表1相同实施例的、处理参数的某些优选范围，它们通过示例来提供，而不是进行限制。
表2
Figure BDA0000100299150000102
上面的说明清楚示出了本发明实现了预定目的，特别是满足了提供一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法的需要，该方法与现有技术方法相比能够有效减少微生物计数并延长保存期限，且产品不会变性。
在附加权利要求所述的本发明概念内，本发明的方法和设备能够进行多种变化或改变。在不脱离本发明范围的情况下，它们所有的细节都可以由其它技术等效部件来代替，且材料可以根据不同需要而变化。
本领域技术人员能够选择设备的各部件的尺寸，以便使它适合理想的处理参数。
优选是，本领域技术人员可以根据需要根据上述保持参数来选择管线6的各部分的尺寸。同样，本领域技术人员可以根据所希望的温度降T1-Tm来选择换热器13，或者由任意等效设备来代替它。还有，本领域技术人员可以根据所希望的温度降T2-T1来选择施加器18的尺寸和设置，或者由任意等效施加器来代替它。
尽管已经特别参考附图介绍了本发明的方法和设备，但是在说明书和权利要求中所引用的标号只是用于更好地理解本发明，而绝不是将限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的方法，其中使得产品以流体状态引入具有至少一个导管(6)的设备(1)中，该导管具有进口(2)和出口(5)，该方法至少包括以下顺序的操作步骤：
a)使得在所述导管(6)的第一部分(14)中在第一操作速度(V1)下的产品加热第一最大操作时间(t1)至高于50℃的第一操作温度(T1)；
b)使得在所述导管(6)的第一热保持区域(116)中在第一保持速度(Vs1)下的产品第一次保持第一预定热保持时间(ts1)；
c)通过施加射频振荡电磁场而使得在所述导管(6)的第二部分(17)中在第二操作速度(V2)下的产品过热第二最大操作时间(t2)至第二操作温度(T2)；
其中，所述第二操作温度(T2)高于所述第一操作温度(T1)，所述第二操作速度(V2)用于在导管(6)的所述第二部分(17)中的产品内建立相对紊链态，且所述第二最大操作时间(t2)包括在0.1s和5s之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二最大操作时间(t2)包括在0.1s和3s之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述第二操作温度(T2)包括在55℃和75℃之间。
4.根据前述一项或多项权利要求所述的方法，其特征在于：所述第二操作速度(V2)包括在0.5m/s和10s之间，优选是在2m/s和9s之间，更优选是大约8m/s。
5.根据前述一项或多项权利要求所述的方法，其特征在于：在所述过热步骤c)之后提供第二热保持步骤d)，在该第二热保持步骤中，产品在所述第二操作温度(T2)下保持第二热保持时间(ts2)，该第二热保持时间优选是包括在1s和150s之间，更优选是在3s和100s之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述第二热保持步骤d)中，产品以0.3m/s至5m/s、优选是从0.5m/s至3m/s、更优选是从1m/s至2.1m/s的第二保持速度(Vs2)移动通过所述导管。
7.根据前述一项或多项权利要求所述的方法，其特征在于：产品在超压(P)下进行增压步骤e)，这易于减少在所述部分中的产品内的空气含量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述超压(P)包括在5巴和40巴之间。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述增压步骤e)在所述加热步骤a)的下游进行，并直到所述第二热保持步骤f)结束。
10.根据前述一项或多项权利要求所述的方法，其特征在于：在所述过热步骤c)期间提供中间热保持步骤g)，并持续第三预定热保持时间(tsi)
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第三热保持时间(tsi)为基本大约1s。
12.根据权利要求5至11中一项或多项所述的方法，其特征在于：在所述第二热保持步骤d)之后紧接提供产品冷却步骤h)，且在所述加热步骤a)之前提供产品预热步骤i)。
13.一种用于通过如权利要求1至12中一项或多项所述的方法来对包含蛋的食物产品进行巴氏消毒的设备，包括：
加热部分(3)，用于将产品加热至高于50℃的第一操作温度(T1)；
过热部分(4)，用于使得产品过热至高于所述第一操作温度(T1)的第二操作温度(T2)；
振荡装置(18)，用于在所述过热部分(4)中产生射频电磁场；
至少一个导管(6)，该导管具有进口(2)和出口(5)以及至少一个连接部分(16)，该连接部分用于使得所述加热部分(3)与所述过热部分(4)连接；
至少一个第一热保持部分(15)，其插入所述中间部分(16)中；
用于使得产品在所述导管(6)中流通的流通装置(8)；
其中，所述流通装置(8)用于使得产品在所述过热部分(4)中以第二操作速度(V2)在基本紊链态中流通0.1s至5s的最大操作时间(t2)，用于使得第二操作温度(T2)落在55℃至75℃的范围内。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于：所述振荡装置(18)包括施加器(19)，该施加器利用射频电磁波场来辐射所述导管(6)的第二部分(17)。
15.根据权利要求13所述的设备，其特征在于：它包括阀装置(25)，用于使得所述导管的至少所述连接部分增压至比大气压力更高的超压，优选是从5巴至40巴。
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