CN105392373A - 用于提供热处置后的液体产品的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于提供热处置后的液体产品的方法。该方法包括如下的步骤：对液体产品流进行加热；提供与所述液体产品流分离的无菌水的冰浆；以及将所述液体产品流与所述冰浆组合，以便使所述液体产品流冷却。

Description

用于提供热处置后的液体产品的方法及系统
技术领域
本发明涉及用于提供热处置后的液体产品的方法及系统。更具体地说，本发明涉及热处置改进最终产品的质量的方法及系统。
背景技术
在现代液体处理系统中，热处置往往是理想的，因为热处置使最终产品在随后的处理和存储期间保持稳定。这样的热处置通常通过将液体产品加热至升高的温度并在使液体产品冷却之前使液体产品在该特定的温度下保持一段特定的时间来执行，其中，该升高的温度足以至少防止液体产品中的微生物生长。这样的热处置的示例是巴氏杀菌和灭菌。
众所周知，在液体食物处理中，应当避免对食物产品的过大的热负荷，因为对食物产品的热处置可能例如通过引起维生素和矿物质含量的损失而负面地影响食物产品。因此，在这样的热处置期间，对食物产品的加热以及随后的冷却进行控制是至关重要的。
对于一些应用，例如涉及高粘度液体产品的食物处理系统，加热具有比冷却快速得多的响应。因为液体产品降解是关于温度和时间的热暴露量的直接函数，所以提供通过能够对热负荷进行改进的控制来改进最终液体产品的质量的热处置方法将是有益的。
发明内容
因此，本发明的目的是克服或减轻上述的问题。
基本构思是提供热处置方法，其中对液体产品浓缩液进行热处置；然后，将所述该液体产品与预定量的无菌水冰浆组合。即，最终液体产品是液体产品浓缩液和水的掺合物，据此，不需要用于使产品冷却的冷却介质，例如冷却水。因为通过将加热后的液体产品浓缩液与冰浆组合来实现冷却，所以可以利用不那么复杂的系统。
根据本发明的第一方面，提供用于提供热处置后的液体产品的方法。该方法包括如下的步骤：对液体产品流进行加热；提供与所述液体产品流分离的无菌水的冰浆；以及将所述液体产品流与所述冰浆组合，以便使液体产品流冷却。
该方法还可以包括在将所述液体产品流与所述冰浆组合的步骤之前，使液体产品流在升高的温度下保持一段预定的时间的步骤。因此，也许有可能不仅控制温度，而且还控制液体产品经受所述温度的时间，据此，可以将全部的热负荷用作用于控制热处置的参数。
该方法还可以包括提供所述液体产品流作为液体产品浓缩液流的步骤。这在最终产品无需是浓缩的这一点上是有利的，因为在与冰浆组合期间，含水量增加。
可以执行将所述液体产品流与所述冰浆组合的步骤，使得液体产品的量与无菌水冰浆的量之间的比率介于10:1与20:1之间。这种比率被证明是高度地有利的，因为在没有过度增加液体产品的粘度的情况下，实现了快速冷却。因此，可以利用标准的加热装置，通过该标准的加热装置液体产品将有效地流动。液体产品与无菌水冰浆的混合的温度可以介于30与50℃之间。
提供所述无菌水冰浆的步骤可以经由将水通过无菌过滤器而泵送并将所述无菌水通过卫生的冷冻圆筒而运输的步骤来执行。这在标准的设备用于以高效的且有成本效益的方式使水灭菌并冷却这一点上是有利的。
可选地，提供所述无菌水冰浆的步骤可以经由通过加热而使水灭菌并将所述无菌水通过卫生的冷冻圆筒而运输的步骤来执行。
液体产品可以是液体食物产品，例如低酸饮料或类似物。
根据第二方面，提供组合器。组合器包括：第一入口，其用于接收加热后的液体产品；第二入口，其用于接收无菌水冰浆；组合室，其用于通过使所述加热后的液体产品与所述无菌水冰浆组合而使所述加热后的浓缩液冷却，从而还形成热处置后的液体产品；以及出口，其用于输出所述热处置后的液体产品。
组合器还可以包括控制器，该控制器被配置成控制组合器的运行参数，使得可以针对具体的液体产品而根据预定的参数来调整所述运行参数。
根据第三方面，提供用于提供热处置后的液体产品的系统。该系统包括用于提高流过所述加热器的液体产品的温度的至少一个加热器、无菌水冰浆的供应器以及根据第二方面的组合器。
根据第四方面，提供液体食物产品，其中通过根据第一方面的方法来制造该产品。
附图说明
参考附图，通过对本发明的优选的实施方式的以下的说明性的且非限制性的详细描述，将能更好地理解本发明的上述的以及另外的目的、特征和优点，其中：
图1是用于对液体产品进行热处置的现有技术的系统的示意图；
图2是示出流过图1的系统的液体产品的温度的图；
图3是用于根据各种方法而对液体产品进行热处置的系统的实施方式的示意图；
图4是示出流过图3的系统的液体产品的温度的图；
图5a和图5b是用于提供冰浆的子系统的不同实施方式的示意图；以及，
图6是针对根据实施方式的热处置方法的方法方案。
具体实施方式
从图1开始，示出现有技术的热处置系统10。系统10包括装入一定量的将被加热的液体产品的分批处理式罐11。在加热时，通过热交换器12而运输液体产品，其中使液体产品的温度升高至预定的温度，以便实现所要求的热处置，例如巴氏杀菌。此后，在液体产品通过保温单元13而运输期间，保持在升高的温度，以便确保对液体产品的期望的热负荷。在完成热处置之后，典型地，通过另一热交换器14而运输液体产品，以便冷却液体产品。
图2示出液体产品在通过图1的系统10而运输时的温度。可以看出，第一加热区与经过热交换器12的液体产品相对应。接着，温度几乎是恒定的，因为液体产品在被随后的热交换器14冷却之前，通过保温单元13而运输。如图2中所示出的，在加热和冷却期间，温度导数大致相同。
现在转到图3，示出液体产品系统100的实施方式。本系统100对诸如液体食物、药物、化妆品等的较大范围的液体产品有利，对于这些液体产品，温度控制很关键。如图3中所示出的，提供液体产品供应器110。液体产品供应器110可以是例如分批处理式罐，或例如能够供应液体产品流的上游液体产品处理设备。
优选地，进入系统100的液体产品是浓缩液，据此，最终产品所要求的含水量的至少一部分降低至低于最终液体产品的期望的含水量的水平。液体产品或液体产品浓缩液通过加热装置120而运输，以便使液体产品或液体产品浓缩液的温度提高至足以防止微生物的生长的水平，例如高达巴氏杀菌温度或灭菌温度。
优选地，热处置装置120包括串联布置的热交换器122和保温单元124，使得可以将升高的温度维持预定的时间。热交换器122和保温单元124可以提供为单个装置。而且，热交换器122可以被其它加热装置所取代，例如欧姆加热器或微波加热器或者快速响应的其它加热装置。
加热装置120可以优选地针对高粘度液体产品浓缩液，例如果汁浓缩液或类似的高酸液体产品浓缩液而配置。在水果汁浓缩液的情况下，粘度可以处于2500-3500cpa的范围内。相应地，对于这样的果汁浓缩液，期望的热处置温度可以是例如90-95℃，而保温单元124被配置成使升高的温度维持大约15秒。
使加热后的液体产品泵送至组合器130中，该组合器130不但用来提高液体产品的含水量，而且还用来降低液体产品的温度。对此，组合器130经由两个入口接收液体产品流，并接收来自无菌水冰浆供应器200的无菌水冰浆。由于冰浆的温度远低于液体产品的温度，因而组合后的液体产品的温度将迅速下降。因此，实现快速冷却。
优选地，进入组合器130的液体产品的量可以处于组合后的产品的90-95％的范围内，使得进入组合器130的液体产品的量与进入组合器130的无菌水冰浆的量之间的比率介于10:1与20:1之间。通过将无菌水冰浆引入，从而这样的比率可以提供液体产品从90℃下降至30-50℃的快速冷却。
在经过组合器130之后，液体产品和水的组合物可以经过随后的冷却器，以便在诸如均质机、分离器等的另外的处理装备150之前进一步降低液体产品的温度。在另一实施方式中，组合后的液体产品能够被运输至填充机，其中使液体产品存储在销售包装中。
如在图3中同样地示出的，提供控制器160，以便实现对系统100的各种构件的控制方案。例如，控制器160被配置成控制热处置装置120的运行参数，使得加热参数(例如最大温度、温度梯度、保温时间、流量、压力等)可以根据每个具体的液体产品所要求的参数来调整。而且，控制器160可以被配置成控制无菌水冰浆供应器200的运行参数，使得相关参数(例如流量、压力、温度、粘度等)可以根据将被混合的液体产品所要求的参数来调整。作为另一种选择，控制器160可以被配置成控制组合器130的运行参数，使得组合器参数(例如速度、压力、阀位等)可以根据组合后的液体产品所要求的参数来调整。
现在转到图4，示出呈现液体产品的温度曲线的图。以此图的左端开始，引入的液体产品或液体产品浓缩液具有恒定的温度。因而，此图的该部分表示存储在图3的液体产品供应器110中的液体产品的温度。随着液体产品由热处置装置120加热，温度逐渐升高，直到达到期望的最大温度为止。在一段时间内，温度保持大体上恒定，直到液体产品与无菌水冰浆混合为止。然后，由于与冰浆的组合而导致温度将迅速地下降；然后，随后的冷却器140将更进一步降低温度，然而是以相当地低的速率降低温度。因此，与冰浆的组合将提供迅速得多的冷却，因而，能够实现对液体产品的温度更准确地控制和显著更低的热负荷。
现在转到图5a和5b，示出无菌水冰浆供应器200的不同实施方式。从图5a开始，非无菌水通过无菌过滤器210而泵送，然后，在组合器130之前，经过用于提供大量的冰浆的冷冻圆筒220。
在图5b中示出的另一实施方式包括热处置装置215，以取代图5a的无菌过滤器210。热处置装置215可以是任何合适的加热器，例如目前能在市场上买到的UHT系统，诸如Tetra
现在转到图6，将描述方法300的实施方式。以步骤302开始，提供液体产品。液体产品可以是例如液体食物产品，例如高酸饮料浓缩液。在步骤304中，液体产品供给至热处置装置，据此，在步骤306期间，提供对液体产品的加热。任选地，在随后的步骤308期间，液体产品通过保温单元而运输。在步骤310中，提供无菌水冰浆。步骤310可以优选地与步骤302、304、306以及308并行地执行。
在步骤312中，无菌水冰浆与液体产品组合，据此，使液体产品的温度迅速地下降。可以执行任选的步骤314，以便使液体产品进一步冷却。
虽然主要地参考液体食物处理系统来作出上文的描述，但应当容易地理解，组合器的一般原理可应用于各种不同的液体处理系统。
而且，主要地参考一些实施方式来描述本发明。然而，如本领域技术人员所容易地理解的，除了在上文中公开的实施例以外的实施例同样可能落入如所附权利要求所定义的本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种用于提供热处置后的液体产品的方法，其包括如下的步骤：
对液体产品流进行加热；
提供与所述液体产品流分离的无菌水的冰浆；以及
将所述液体产品流与所述冰浆组合，以便使所述液体产品流冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在将所述液体产品流与所述冰浆组合的步骤之前，使所述液体产品流在升高的温度下保持预定的时间的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括提供所述液体产品流作为液体产品浓缩液流的步骤。
4.根据先前的权利要求中的任一项所述的方法，其中执行将所述液体产品流与所述冰浆组合的步骤，使得液体产品的量与无菌水冰浆的量之间的比率介于10:1与20:1之间。
5.根据先前的权利要求中的任一项所述的方法，其中液体产品和无菌水冰浆的混合物的温度介于30与50℃之间。
6.根据先前的权利要求中的任一项所述的方法，其中通过如下的步骤来执行提供所述无菌水冰浆的步骤：
将水通过无菌过滤器而泵送；以及
将所述无菌水通过卫生的冷冻圆筒而运输。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中通过如下的步骤来执行提供所述无菌水冰浆的步骤：
通过加热来使水灭菌；以及
将所述无菌水通过卫生的冷冻圆筒而运输。
8.根据先前的权利要求中的任一项所述的方法，其中所述液体产品是液体食物产品。
9.一种组合器(130)，其包括：
第一入口，其用于接收加热后的液体产品；
第二入口，其用于接收无菌水冰浆；
组合室，其用于通过将所述加热后的液体产品与所述无菌水冰浆组合而使所述加热后的浓缩液冷却，从而还形成热处置后的液体产品；以及
出口，其用于输出所述热处置后的液体产品。
10.根据权利要求9所述的组合器，其还包括控制器(160)，所述控制器(160)被配置成控制所述组合器(130)的运行参数，使得所述运行参数可以针对具体的液体产品而根据预定的参数来调整。
11.一种用于提供热处置后的液体产品的系统，其包括：
至少一个加热器(120)，其用于提高流过所述加热器(120)的液体产品的温度；
无菌水冰浆的供应器(200)；以及
根据权利要求9或10所述的组合器(130)。
12.一种液体食物产品，其通过根据权利要求1至8中的任一项所述的方法来制造。
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