CN106115589B - 一种鲜奶加工系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鲜奶加工系统，属于鲜奶加工领域。本发明的一种鲜奶加工系统，包括顺序连接的紫外消毒柜，鲜奶灌装机，瓶口封装机，灭菌箱和超声波均质器，所述鲜奶灌装机与新采集的鲜奶直接相连，所述灭菌箱四周设有脉冲发生电场，所述脉冲发生电场外部设有水流加压器，所述水流加压器连有水流喷射装置，所述水流喷射装置能够喷射水流穿过脉冲发生电场进入灭菌箱中，所述紫外消毒柜内设有若干灌装瓶。本发明的一种鲜奶加工系统具有降低牛奶分层，最大程度保留鲜奶中的奶油和维生素，保持鲜奶醇厚口感，在低温下，通过高压‑脉冲灭菌，杀死牛奶中的致病菌和孢子，减小牛奶灭菌时间，更加容易保存的特点。

Description

一种鲜奶加工系统
技术领域
本发明涉及一种加工系统，特别是一种鲜奶加工系统。
背景技术
刚刚脱离牛体的鲜奶中包含有大量的细菌和孢子等，因此鲜奶必须要经过灭菌后才能饮用。现有的鲜奶加工方法通常采用均质化处理后进行巴氏消毒。由于牛奶中含有脂肪，脂肪与水不混溶，在静置的状态下会在牛奶表面形成一层奶油层，其中含有丰富的维生素A、B1、B2、B12和钾，经过均质化处理将牛奶乳滴粒径变小后，得到更加均匀一致的液体，但是经过均质化处理后的牛奶乳滴的颗粒直径降到原来的1/10左右，大大减小了牛奶的粘度，导致牛奶的口感较鲜奶差，显得味道较淡。巴氏消毒的过程通过升温杀死牛奶中的生长型致病菌，但是由于巴氏消毒的温度维持在62~85℃，并不能完全杀牛奶中的致病菌和孢子，消毒后的牛奶仍需要放置在低温下，且仅仅只是减缓细菌的繁殖速度，同时高温下消毒在杀灭细菌的同时也减小了牛奶中的营养物质。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种降低牛奶分层，最大程度保留鲜奶中的奶油和维生素，保持鲜奶醇厚口感，在低温下，通过高压-脉冲灭菌，杀死牛奶中的致病菌和孢子，减小牛奶灭菌时间，更加容易保存的鲜奶加工系统。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种鲜奶加工系统，包括顺序连接的紫外消毒柜，鲜奶灌装机，瓶口封装机，灭菌箱和超声波均质器，所述鲜奶灌装机与新采集的鲜奶直接相连，所述灭菌箱四周设有脉冲发生电场，所述脉冲发生电场外部设有水流加压器，所述水流加压器连有水流喷射装置，所述水流喷射装置能够喷射水流穿过脉冲发生电场进入灭菌箱中，所述紫外消毒柜内设有若干灌装瓶。
由于采用了上述技术方案，对灌装瓶进行灭菌消毒后，保证牛奶在灌装的过程中不会引入新的细菌，先将牛奶进行灌装后再进行灭菌和均质化处理，通过在低温的条件下，进行高压-脉冲灭菌处理，在高压下，灌装瓶和牛奶会被压缩15%左右，牛奶中的有害细菌难以承受如此大的压力，既被杀灭，在脉冲的辅助作用下，细菌和孢子的灭杀率为99.99%，经过12~15min的灭菌处理可以保证鲜奶的饮用安全，并能够完整的保留牛奶中的营养物质。同时，由于该灭菌过程彻底杀灭了细菌和孢子，因此，无需通过低温延缓细菌繁殖速度来进行保存，延长了鲜奶的保存效果。
通过超声进行均质化处理，牛奶乳滴的颗粒直径并没有被减小，但由于在超声波的振荡作用下，增加了乳滴表面与其表面吸附的蛋白质之间的氢键结合力度，增加了乳滴之间的粘度，降低了其分层的速度，同时增加牛奶中脂肪和蛋白质通过脂肪酸和乳酸之间的分子结合力度，进一步增加脂肪和蛋白质之间的相互作用，增加牛奶的粘度，因此能够保留鲜奶的醇厚口感，获得良好的口感。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述灭菌箱内环境温度恒定在2~3℃，所述鲜奶加工系统置于无菌的环境中。
由于采用了上述技术方案，能够避免在加工过程中向鲜奶中引入新的细菌污染，同时低温的环境能够避免细菌繁殖，保持稳定的灭菌工作环境。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述紫外消毒柜前端连有灌装瓶冲洗设备，所述灌装瓶冲洗设备内设有浸泡池，所述浸泡池内装有浓度为32.4%的盐水。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述紫外消毒柜的输出功率为80W，所述紫外消毒柜内设有定时装置，所述定时装置能够设定辐射时间为32min。
由于采用了上述技术方案，经过浸泡后在进行紫外灭菌，能够避免在灌装过程中引入新的细菌，污染鲜奶，经过上述的紫外灭菌，细菌杀灭率为100%。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述脉冲发生电场的输出功率为180W，脉冲电压峰值为8kV，脉冲宽度为10μs，脉冲频率为60Hz的脉冲；所述加压器能够将水流加压至120MPa，所述水流喷射装置能够喷射出若干高压水流，高压水流的喷射速度为170m/s。
由于采用了上述技术方案，经过低温条件下的，高压水流冲击，水流经过脉冲电场，将高压作用于灌装瓶，同时将电脉冲传递至灌装瓶，再进入鲜奶中。经过高压冲击后的灌装瓶和牛奶会被压缩15%左右，牛奶中的有害细菌难以承受如此大的压力，既被杀灭，在脉冲的辅助作用下，细菌和孢子的灭杀率为99.99%，经过12~15min的灭菌处理可以保证鲜奶的饮用安全，并能够完整的保留牛奶中的营养物质。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述水流喷射装置连有冷却系统，所述冷却系统能够将喷射的水流温度冷却至1~3℃。
由于采用了上述技术方案，在低温的条件下进行灭菌处理，同时将水流的温度保持在低温条件下能够保证在灭菌的过程中，细菌不会繁殖，保持稳定的灭菌工作环境。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述超声波均质器的输出频率为40kHz，功率密度为0.3W/cm2。
由于采用了上述技术方案，通过超声进行均质化处理，牛奶乳滴的颗粒直径并没有被减小，但由于在超声波的振荡作用下，增加了乳滴表面与其表面吸附的蛋白质之间的氢键结合力度，增加了乳滴之间的粘度，降低了其分层的速度，同时增加牛奶中脂肪和蛋白质通过脂肪酸和乳酸之间的分子结合力度，进一步增加脂肪和蛋白质之间的相互作用，增加牛奶的粘度，因此能够保留鲜奶的醇厚口感，获得良好的口感。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述灌装瓶由质量份17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，24份壳聚糖，12份磁性Fe3O4/Ag纳米粒子，5份羧甲基壳聚糖和31份聚对苯二甲酸乙二酯制成，所述灌装瓶中部设有遮光层，所述遮光层的厚度为20μm。
由于采用了上述技术方案，灌装瓶具有良好的韧性和刚性，同时具有良好的热稳定，在低温下也能保持良好的韧性。灌装瓶能够承受高压的冲击，在承受冲击后能够快速复原，满足本发明低温条件下进行高压灭菌的使用条件，并具有一定的导电抗菌能力，能够将水流中的电脉冲传递至内部盛装的牛奶中，完成脉冲灭菌的过程。灌装瓶的材料不具有遮光特性，在保存、运输的过程中，使得鲜奶容易受到光污染，导致牛奶中的蛋白质的迅速变质，从影响的鲜奶的寿命，加入遮光层能够避免鲜奶受到光污染，延长鲜奶的保存时间。
本发明的一种鲜奶加工系统，所述遮光层由质量份7份二甲基硅油，3份硬脂酸锌，37份炭黑，12份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，21份纳米二氧化钛，9份丁烯酸酯接枝壳聚糖，17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，31份聚对苯二甲酸乙二酯和14份碳纤维制成。
由于采用了上述技术方案，遮光层具有良好的隔光率，同时对可见光和红外光具有一定的反射作用，能够避免在光线照射下，内部牛奶迅速升温，同时具有良好的韧性，能够跟随瓶身在高压冲击的作用下压缩后仍能够复原。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、 降低牛奶分层，最大程度保留鲜奶中的奶油和维生素，保持鲜奶醇厚口感，在低温下，通过高压-脉冲灭菌，杀死牛奶中的致病菌和孢子，减小牛奶灭菌时间，更加容易保存。
2、可以保证鲜奶的饮用安全，并能够完整的保留牛奶中的营养物质。同时，由于该灭菌过程彻底杀灭了细菌和孢子，因此，无需通过低温延缓细菌繁殖速度来进行保存，延长了鲜奶的保存效果。
3、增加了乳滴表面与其表面吸附的蛋白质之间的氢键结合力度，增加了乳滴之间的粘度，降低了其分层的速度，同时增加牛奶中脂肪和蛋白质通过脂肪酸和乳酸之间的分子结合力度，进一步增加脂肪和蛋白质之间的相互作用，增加牛奶的粘度，因此能够保留鲜奶的醇厚口感，获得良好的口感。
附图说明
图1是一种鲜奶加工系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种鲜奶加工系统，包括顺序连接的紫外消毒柜，鲜奶灌装机，瓶口封装机，灭菌箱和超声波均质器，所述鲜奶灌装机与新采集的鲜奶直接相连，所述灭菌箱四周设有脉冲发生电场，所述脉冲发生电场外部设有水流加压器，所述水流加压器连有水流喷射装置，所述水流喷射装置能够喷射水流穿过脉冲发生电场进入灭菌箱中，所述紫外消毒柜内设有若干灌装瓶。灭菌箱内环境温度恒定在2~3℃，所述鲜奶加工系统置于无菌的环境中。紫外消毒柜前端连有灌装瓶冲洗设备，所述灌装瓶冲洗设备内设有浸泡池，所述浸泡池内装有浓度为32.4%的盐水。紫外消毒柜的输出功率为80W，所述紫外消毒柜内设有定时装置，所述定时装置能够设定辐射时间为32min。脉冲发生电场的输出功率为180W，脉冲电压峰值为8kV，脉冲宽度为10μs，脉冲频率为60Hz的脉冲；所述加压器能够将水流加压至120MPa，所述水流喷射装置能够喷射出若干高压水流，高压水流的喷射速度为170m/s。水流喷射装置连有冷却系统，所述冷却系统能够将喷射的水流温度冷却至1~3℃。超声波均质器的输出频率为40kHz，功率密度为0.3W/cm2。
实施例2
一种鲜奶加工系统加工鲜奶的方法：
步骤一，先将灌装鲜奶用的灌装瓶放置在浸泡池中，浸泡10~15min后，清水润洗干净后，将瓶盖和瓶身均置于紫外消毒柜中，在紫外线灯正下方距离1m处进行竖直辐射消毒，辐射时间为32min；
步骤二，将采集的新鲜鲜奶冷却至2~3℃，通过灌装机灌装至灌装瓶中；
步骤三，通过瓶口封装机将灌装瓶的瓶身和瓶盖进行密封；
步骤四，进入灭菌箱内，在通过脉冲发生电场发生脉冲，将水流通过高压加压器，将水流加压至120MPa，喷射出若干高压水流，高压水流的喷射速度为170m/s，所述高压水流穿过脉冲电场，摄入灭菌箱中，对灭菌箱中对装有鲜奶的灌装瓶进行高压-脉冲灭菌处理，处理时间为12~15min；
步骤五，将经过灭菌处理的装有鲜奶的灌装瓶放置在频率为40kHz，功率密度为0.3W/cm2，的超声换能器中，进行时间为1min的均质处理。
实施例3
灌装瓶由质量份17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，24份壳聚糖，12份磁性Fe3O4/Ag纳米粒子，5份羧甲基壳聚糖和31份聚对苯二甲酸乙二酯制成。磁性Fe3O4/Ag纳米粒子的平均粒径为14nm。灌装瓶中部设有遮光层，所述遮光层的厚度为20μm。遮光层由质量份7份二甲基硅油，3份硬脂酸锌，37份炭黑，12份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，21份纳米二氧化钛，9份丁烯酸酯接枝壳聚糖，17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，31份聚对苯二甲酸乙二酯和14份碳纤维制成。
实施例4
丁烯酸酯接枝壳聚糖通过以下步骤制备而成，
步骤一：称取一份壳聚糖，取适量水作为溶剂，调节溶液pH为4.7，加入适量异丙醇配制成为淀粉质量分数为37%的悬浮液，搅拌30min；
步骤二：按照壳聚糖：NaOH质量比1:0.05向溶液中加入NaOH，加热升温至30℃，恒温搅拌30min，按照NaOH：烯丙基氯摩尔比1:1.2向溶液中缓慢滴加烯丙基氯，升温至50℃，恒温搅拌24h；
步骤三：过滤，取固体重新分散于体积比为18:82的蒸馏水-乙醇溶液中，用醋酸调节pH至7，抽滤后用适量蒸馏水洗涤，干燥得到烯丙基醚化壳聚糖；
步骤四：取一份烯丙基醚化淀粉，取适量水作为溶剂，配置成为质量分数为37%的悬浮液，用醋酸调节pH为4.2，通入氮气作为保护气；
步骤五：在保护气存在下按照烯丙基醚化壳聚糖：丁烯酸酯：丁烯酸：过氧化二叔丁基醚摩尔比1:1:1.5:1.2向溶液中同时缓慢滴加丁烯酸酯，丁烯酸和过氧化二叔丁基醚，常温搅拌3h，调节pH为7，过滤，取固体干燥制得丁烯酸酯接枝壳聚糖。
实施例5
磁性Fe3O4/Ag纳米粒子制备方法：分别取2g FeCl2·4H2O和5．2 g FeCl3·6H2O以及12.1 mol/L的浓盐酸0.85mL溶解于200mLH2O中，超声脱氧，然后将以上溶液滴加到250mL，0.75 mol/L NaOH溶液中，所有反应温度为80℃，搅拌，在N2保护下进行。随着反应的进行，反应液中出现黑色的沉淀。再利用外加磁场将所得沉淀从反应介质中分离出来，并先后用去离子水清洗3次，乙醇清洗2次。最后将Fe3O4纳米颗粒配成浓度为5g/L的乙醇溶液。
用乙醇和100 mL水将25 mL以上所得溶液稀释到150 mL，将该溶液超声30min。然后滴加0.4 mL 3-氨丙基三乙氧基硅滴加到以上混合溶液中，室温下搅7h。离心30 min(10000r/min)，再将3-氨丙基三乙氧基硅修饰的Fe3O4纳米颗粒从反应介质中分离，并用乙醇溶液对其清洗5次，并配置成浓度为1g/L的乙醇溶液。
将25mL以上制备的溶液(1g/L，Fe3O4)、0．1 mol/L CH3COOAg水溶液20 mL搅拌均匀，滴加0.1 mol/L HCOONa溶液10 mL，反应在T=35℃，R=500 r/min下进行，随着反应的不断进行，混合溶液由棕褐色逐渐转变为黑色，保持搅拌1 h，并冷却到室温，所有反应均在N2保护下进行。反应结束后，利用永久磁铁将磁性纳米颗粒从溶液中分离出，并用去离子水清洗3次，得到磁性Fe3O4/Ag纳米粒子，平均粒径为14nm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种鲜奶加工系统，其特征在于：包括顺序连接的紫外消毒柜，鲜奶灌装机，瓶口封装机，灭菌箱和超声波均质器，所述鲜奶灌装机与新采集的鲜奶直接相连，所述灭菌箱四周设有脉冲发生电场，所述脉冲发生电场外部设有水流加压器，所述水流加压器连有水流喷射装置，所述水流喷射装置能够喷射水流穿过脉冲发生电场进入灭菌箱中，所述紫外消毒柜内设有若干灌装瓶；所述灌装瓶由质量份17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，24份壳聚糖，12份磁性Fe3O4/Ag纳米粒子，5份羧甲基壳聚糖和31份聚对苯二甲酸乙二酯制成，所述灌装瓶中部设有遮光层，所述遮光层的厚度为20μm。
2.如权利要求1所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述灭菌箱内环境温度恒定在2~3℃，所述鲜奶加工系统置于无菌的环境中。
3.如权利要求2所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述紫外消毒柜前端连有灌装瓶冲洗设备，所述灌装瓶冲洗设备内设有浸泡池，所述浸泡池内装有浓度为32.4%的盐水。
4.如权利要求3所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述紫外消毒柜的输出功率为80W，所述紫外消毒柜内设有定时装置，所述定时装置能够设定辐射时间为32min。
5.如权利要求2或3或4所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述脉冲发生电场的输出功率为180W，脉冲电压峰值为8kV，脉冲宽度为10μs，脉冲频率为60Hz的脉冲；所述加压器能够将水流加压至120MPa，所述水流喷射装置能够喷射出若干高压水流，高压水流的喷射速度为170m/s。
6.如权利要求5所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述水流喷射装置连有冷却系统，所述冷却系统能够将喷射的水流温度冷却至1~3℃。
7.如权利要求6所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述超声波均质器的输出频率为40kHz，功率密度为0.3W/cm2。
8.如权利要求7所述的一种鲜奶加工系统，其特征在于：所述遮光层由质量份7份二甲基硅油，3份硬脂酸锌，37份炭黑，12份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，21份纳米二氧化钛，9份丁烯酸酯接枝壳聚糖，17份聚碳酸酯，8份聚乳酸，31份聚对苯二甲酸乙二酯和14份碳纤维制成。
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