CN1041048C - 液体奶制品连续灭菌的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种液体奶制品灭菌方法，包括间接预热制品和最后直接喷射蒸汽加热至140-150℃的灭菌温度。制品先间接冷却，接着闪蒸冷却。闪蒸冷却前在一间接冷却步骤中先冷却至90-120℃，此后制品再闪蒸冷却至70-85℃。灭菌设备包括连接在第一间接操作热交换器上对奶制品加热的平衡容器。蒸汽喷射喷头装在来自热交换器的管道上。喷头后有一保温段和一个制品于其中闪蒸冷却的真空容器。另一冷却制品的间接操作热交换器接在保温段和真空容器间。

Description

液体奶制品连续灭菌的方法和设备
本发明涉及一种对液体奶制品进行连续灭菌的方法以及实行这种方法所用的设备。奶制品以间接加热先行预热，然后向奶制品流内直接喷射蒸汽将其加热至灭菌温度140-150℃。灭菌之后，奶制品以所谓的闪蒸冷却法进行冷却，于此期间相当于加入的蒸汽数量的水蒸气被蒸发掉，制品再以间接冷却法予以冷却。
将蒸汽直接喷射入制品中可以非常快地加热至灭菌温度。直接以蒸汽喷射入牛奶中的连续方法称作超高温处理(UHT-treatment)，其早在六十年代初期即开始出现，例如在瑞典专利SE218503(即英国专利GB937782)中作了叙述。UHT即英文UltraHigh Temperature意思。
由于七十年代能源危机的影响，出现了超高温处理的间接方法。在间接方法中，虽然在闪蒸冷却中以蒸汽作为加热介质加入到牛奶中时加到牛奶中的热能是损失了，但有很大一部份所加入的热能是可以回收的。
将牛奶直接加热至灭菌温度然后再予闪蒸冷却可能进行得如此之快，以致处于灭菌温度下的时间仅仅只有几秒钟，但所获得的细菌学方面的作用还是足够的。间接灭菌则必然要较慢，牛奶处于120℃以上温度的时间了大大地延长。牛奶在这样的高温下维持愈久，对牛奶中不同成份的危害也愈大。一个太强的加热处理会造成较高的乳果糖值，其被作为牛奶所受损害的量度并表示出牛奶质量的下降。
直接的超高温方法目前再度逐渐得到重视，一部份是因为从送往牛奶店的牛奶中不时发现某些高抗性细菌芽孢，还因为人们希望获得更好的质量，也就是既经灭菌而质量仍高的制品。
因此，本发明的目的在于提供一种新的对液体奶制品进行灭菌处理的方法和设备，它能给予被处理的制品更好的质量，也就是形成的乳果糖极少而灭菌操作又很经济。
根据本发明的方法，其特征主要在于乳制品在闪蒸冷却之前，先利用一个间接的冷却步骤将其从140-150℃的灭菌温度冷却至90-120℃的温度范围内，然后再以闪蒸冷却法将制品冷却至70-85℃的温度。
液体乳制品中除了含有不同脂肪量的牛奶之外还包括奶油、复制乳、冰淇淋配料或炼乳。
乳制品处在110℃以上的温度时对机械的作用是很敏感的。根据所提出的方法，制品是以一种缓和的机械方式冷却至90-120℃的温度范围内，然后在这较低温度范围开始闪蒸冷却，也就是蒸汽的蒸发。在此较低的工作温度下，真空容器壁上所结成的乳制品硬皮壳的数量较少。不同奶成份受到的损害也较少，因而根据本发明获得的乳制品质量较高。除了对制品损害较少外，根据本发明除气和脱臭作用也进行得更好。
如果制品需要加热至140℃的灭菌温度，在一个间接操作的热交换器装置中所需的蒸汽量为25-30公斤蒸汽/每1000公斤制品。
而通过蒸汽喷射和闪蒸将制品加热至同样的温度，每1000公斤制品则需用135公斤的蒸汽。
根据本发明，每1000公斤制品只需用70-75公斤的蒸汽。
当采用间接操作法时，水的消耗量非常低。加热和冷却的水可以在封闭的通路中循环。
在一个以蒸气操作的直接加热装置中，水的消耗量是很大的，因为需要大量的水，即1000公升冷却水/1000公升制品，对进行闪蒸冷却的容器进行冷却。
当采用根据本发明的方法时，由于闪蒸冷却是在较低的温度下进行的，故只需这数量的一半就够了。
根据本发明的方法，乳制品的预加热是以间接加热法加热至90-125℃的温度，最好是115-120℃的温度，在此之后再进行向制品内喷射蒸汽的最后加热过程。在更早一些时候，预加热通常只加热至～80℃。这意味着在蒸汽喷射阶段为提高温度所需的蒸汽量减少了。
本发明的方法通常包括在预加热期间的一个稳定蛋白质的步骤。制品在加热至80-100℃之后维持在所要求的温度下经历0.5-5分钟。
根据本发明的方法，灭过菌的制品在闪蒸冷却之后的一个步骤中予以适当地搅匀。通常，蒸汽喷射是在一个蒸汽喷射喷头内进行的，蒸汽和制品以同心流的方式加入至该喷头中。
所提出的方法以这样的方式进行比较有利，即在第一间接冷却步骤中对处于灭菌温度的制品进行冷却是以5℃/秒以上的冷却率进行的，也就是，制品的温度是以每秒钟至少5℃的速率下降的。如果合适，冷却率还可以提高到每秒钟7-11℃。
根据本发明的方法用于液体奶制品连续灭菌的设备包括一个用于奶制品的平衡贮槽。一个第一间接操作的热交换器连接在该平衡贮槽上。此热交换器包括一个或数个预加热步骤。一个蒸汽喷射喷头安置在来自热交换器的管道上，而在热喷射喷头之后有一个保温段。该设备还包括一个制品于其中通过闪蒸冷却法予以冷却的真空容器和一个用于冷却制品的第二间接热交换器。该设备的主要特征在于另一个在蒸汽喷射后用于冷却制品的间接操作热交换器设置在保温段和真空容器之间。
这另一个热交换器(冷却器)由一个管式热交换器构成较有利，其中冷却介质，通常为水，与制品之间的温差保持很高。
本发明将进一步参照附图予以说明，除图中显示被选择来仅作为一个例子的本发明实施例。而图中所标示的温度也必须认作为举例。
用于根据本发明的方法进行处理的奶制品的平衡容器1通过管道2连接到一个泵3上，泵3连接到一个在本例中进行两个预热步骤的间接操作热交换器4上。当制品被加热到一个适当的温度，90℃时，它被输送经过一个用于稳定蛋白质的存贮池5。制品接着回到热交换器进行另一次预加热加热至117℃。然后制品再经过一个蒸汽喷射喷头6，在其中制品与蒸汽7相混合，随之加热至145℃的温度。在经过一个短的保温段8后，制品在一个直接操作的热交换器9中用水冷却至111℃的温度。制品又继续从热交换器9被引至一个真空容器10，在其中制品通过蒸发出与加入的蒸汽同等数量的液体的方式对制品进行闪蒸冷却。制品离开真空容器时的温度为80℃，然后在一个第二间接操作热交换器11中冷却至25℃的温度。
如果认为合适，则可以在两个预加热步骤之间安置另一个增压泵。
一个将制品搅匀的均化器连接在真空容器之后，如可能也可装在第一预加热步骤之后。

Claims (9)

1.一种用于对液体奶制品连续灭菌的方法，该制品以间接加热进行预热，再通过将蒸汽直接喷射入制品中的方式加热至140-150℃的灭菌温度，然后以所谓的闪蒸冷却法使其冷却，在此阶段，相当于加入的蒸汽量的蒸汽被蒸发出来，最后以间接冷却法予以冷却，其特征在于，制品在闪蒸冷却之前在一个间接的第一冷却步骤中从140-150℃的灭菌温度被冷却至一个介于90-120℃之间的温度，在此之后，制品用闪蒸冷却法冷却至70-85℃的温度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，预加热使温度提高至90-125℃，在此之后进行蒸汽喷射。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，预加热使温度提高至115-120℃，在此之后进行蒸汽喷射。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于，预加热包括一个蛋白质稳定步骤，在其中加热至80-100℃温度后的制品被保持在此温度下经历0.5-5分钟。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，已灭过茵的制品经历一个安排在闪蒸冷却后的均化步骤。
6.根据上述任一权利要求的方法，其特征在于，蒸汽喷射在一个蒸汽喷射喷头中进行，蒸汽和制品是以同心流的方式输入的。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，制品在第一冷却步骤中从灭茵温度以5℃/秒以上的冷却率予以冷却。
8.根据权利要求1的方法对液体奶制品进行连续灭菌的设备，该设备包括一个连接在一个平衡容器(1)上的用于预热奶制品的第一间接操作热交换器(4)，该热交换器(4)包括一个或数个加热步骤，一个安置在来自热交换器的管道上的蒸汽喷射喷头(6)，一个在蒸汽喷射喷头后面的保温段(8)，一个制品于其中由闪蒸冷却法进行冷却的真空容器(10)和一个用于使制品冷却的第二间接操作热交换器(11)，其特征在于，另一个用于使制品冷却的间接操作热交换器(9)连接在保温段(8)和真空容器(10)之间。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于，所述的另一个热交换器由一个管式热交换器构成。
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