CN111511213B - 浓缩发酵乳制品 - Google Patents

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Abstract

用于处理发酵乳制品(DP)的方法和系统，其包括在产品进料导管(22)中，将发酵乳制品(DP)进料至分离器(12)，(204)将发酵乳制品(DP)分离为重相(DP')和轻相(W)，将轻相(W)的一部分(W2)返回到产品进料导管(22)，以使轻相(W2)的返回部分(W2)与进料到分离器(12)中的发酵乳制品(DP)混合，同时从发酵乳制品中除去轻相(W)的另一部分(W1)，使得重相(DP')形成浓缩的发酵乳制品。

Description

浓缩发酵乳制品
技术领域
本发明涉及处理发酵乳制品。特别地，其涉及浓缩发酵乳制品。
背景技术
如今，许多不同的加工方法用于生产多种乳制品。乳制品的一种是发酵的乳制品，例如酸奶，夸克(quark)和脱脂酸奶(skyr)。对某些类型的发酵乳制品进行了过滤，以使制品具有相对较高含量的固体(蛋白质、乳糖(milk sugars)和矿物质)。由于固体含量高，该制品通常具有较厚的质地，通常被称为“过滤”或“浓缩”发酵乳制品。可以通过在添加发酵培养物之前通过过滤除去一部分水来浓缩牛奶而实现浓缩。或者，在牛奶发酵之后，可将发酵制品离心和/或膜过滤以除去乳清，从而增加浓度。
现有技术成功地用于大规模生产浓缩的发酵乳制品。但是，当使用离心分离器通过除去作为较轻相的乳清来浓缩制品时，可能存在浓缩制品即重相引起分离器结垢的趋势。在用于处理乳制品的设备中，积垢通常总是以各种等级发生。然而，期望最大程度地减少结垢，因为这减少了所需的清洁并且增加了生产时间和效率。
发明内容
本发明的一个目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，一个目的是有效地浓缩发酵乳制品，同时仍然确保可以实现长的操作时间。
在本发明的一方面，这是通过一种用于处理发酵乳制品的方法来实现的，该方法包括：将发酵乳制品经由连接到离心分离器的产品进料导管进料到分离器中；用离心分离机将发酵乳制品分离为重相和轻相；在第一轻相导管中接收分离的轻相的第一部分；在第二轻相导管中接收分离的轻相的第二部分；在重相导管中接收分离的重相。轻相的第二部分返回到产品进料导管，以使轻相的第二部分与进料到分离器中的发酵乳制品混合。由此，将第一轻相从进料到分离器的发酵乳制品中除去，使得重相形成浓缩的发酵乳制品。
基本上，该方法用于稀释未分离的发酵乳制品的流，其中从较早通过分离器的发酵乳制品分离出一部分轻相(乳清)。
该方法的优点在于，与单独的未分离的发酵乳制品相比，分离器的进料(其是未分离的发酵乳制品与轻相的返回的第二部分的组合)变得更粘。可以看出，这减少了分离器内部的结垢，因为它使液体更容易流到分离器中的分离出口，即，更少或甚至没有重相被“过度浓缩”并且被粘在分离器内部作为或多或少的固体产品结块。
在另一方面，上述目的通过一种被配置为处理发酵乳制品的系统来实现。该系统包括：离心分离器，其布置成将发酵乳制品分离成重相和轻相；连接到分离器的产品进料导管，其用于将发酵乳制品进料到分离器中；第一轻相导管，其被布置成接收由分离器分离的轻相的第一部分；第二轻相导管，其被布置成接收由分离器分离的轻相的第二部分；和重相导管，其被布置成接收由分离器分离的重相。第二相导管布置成使轻相的第二部分返回到产品进料导管，使得轻相的第二部分与进料到分离器中的发酵乳制品混合。由此从进料到分离器中的发酵乳制品中除去第一轻相，使得重相形成浓缩的发酵乳制品。
结合该方法在此描述的所有特征和实施方案均可以针对该系统实现，反之亦然。
本发明的其他目的、特征、方面和优点将由以下详细描述以及附图显而易见。
附图说明
现在将通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施方案。
图1是用于处理发酵乳制品的系统的示意图，和
图2是示出用于处理发酵乳制品的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明的实施方案，在附图中示出了本发明的一些但不是全部实施方案。本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施方案。
参考图1，示出了用于处理发酵乳制品DP的示例性系统1。系统1具有容纳发酵乳制品DP的罐10。发酵乳制品DP本身可以通过使用任何常规技术来生产，例如通常用于生产酸奶、夸克和脱脂酸奶的那些常规技术。发酵乳制品DP以任何合适且常用的方式被引入罐10中。这可以包括用标准化、均质化和巴氏灭菌的牛奶以及发酵培养物填充罐10，并使培养物发酵牛奶直到形成发酵乳制品DP。
产品进料导管22连接到罐10，用于将发酵乳制品DP进料到离心分离器12。常规的泵33布置在产品进料导管22中，用于将发酵乳制品DP从罐10泵送到分离器12的进料入口121。
分离盘叠堆(stack)布置在分离器12内部，并旋转以将发酵乳制品DP分离成重相DP'和轻相W。重相DP'比发酵乳制品DP更浓缩，即它变成浓缩的发酵乳制品DP'。轻相W主要是乳清，其粘度高于引入分离器12中的发酵乳制品DP。
重相DP'通过重相出口122离开分离器，该重相出口122连接到旋风分离器14，旋风分离器14接收重相DP'并使其减速。然后将重相DP'容纳在连接到旋风分离器14的重相导管24中。重相导管24中的泵34将重相DP'泵送到冷却单元17，该冷却单元17降低了重相DP'的温度。接下来，将冷却的重相DP'供给至存储罐18，该存储罐18在重相DP'通过包装机19被填充到包装20中之前存储该重相DP'。泵35将重相DP'从存储罐18进料至包装机19。重相DP'以浓缩的发酵乳制品(例如高蛋白酸奶、夸克、脱脂酸奶或任何以任何其他经过过滤(浓缩)的基于乳品的产品的形式)出售给消费者。
轻相W经由分离器12中的轻相出口123离开分离器12。轻相W通过调节分离器12中的压力的阀45，并且分离的轻相W的第一部分W1被输送到第一轻相导管25中，而分离的轻相W的第二部分W2被输送到第二轻相导管26中。第一轻相导管25可以直接连接到轻相出口123，并且第二轻相导管26可以从第一轻相导管25分支。可以想到用于将轻相划分为物料流的其他布置。
可以布置第一轻相导管25中的阀47和第二轻相导管26中的阀46以控制应当将多少轻相W分别转移到第一轻相导管25和第二轻相导管26。
第二轻相导管26在产品进料导管22中的连接点27处连接到产品进料导管22，从而将轻相W的第二部分W2返回到产品进料导管22。这降低了进料到分离器12中的发酵乳制品DP的粘度。连接点27可以是简单的三通分支装置。由于分离器12，第二轻相导管26中的压力比产品进料导管22中的压力高得多，以致没有发酵乳制品DP从产品进料导管22流入第二轻相导管26。
因此，第二轻相导管26使得轻相W的第二部分W2与从罐10进料并进入分离器12的发酵乳制品DP混合。另一方面，从进料到分离器12中的发酵乳制品DP中除去轻相W的第一部分W1，并且可以用于其他目的。由于去除了第一轻相W1，因此从进料到分离器12中的发酵乳制品DP中净去除了(net removal)乳清。重相DP'从而形成浓缩的发酵乳制品。当然，由于将第二部分W2与发酵乳制品DP混合，因此从发酵乳制品DP和第二部分W2的组合(混合物)中除去轻相W。另外，由于从发酵乳制品DP中永久除去了第一部分W1，因此从发酵乳制品DP中净去除了轻相，从而形成了浓缩的发酵乳制品DP'。
混合单元16可以布置在产品进料导管22中，用于混合发酵乳制品DP和轻相的返回的第二部分W2。然后，混合单元16显然布置在连接点27的下游，并且可以是静态混合器。替代地，连接点27是混合单元16的一部分。在这种情况下，静态混合器可以是任何混合器，其中当流体流过混合器时实现流体混合所需的能量来自压力的损失。
常规的系统控制器18用于控制系统1中的各种部件，并用于实施将发酵乳制品DP加工成浓缩的发酵乳制品DP'的方法。
参考图2，示出了流程图，其示出了用于将发酵乳制品DP加工成浓缩的发酵乳制品DP'的方法200。该方法可以在例如结合图1描述的系统1上执行。
该方法包括202经由产品进料导管22将发酵乳制品DP进料到分离器12中。
在分离器12中，将发酵乳制品DP分离204为重相DP'和轻相W。从分离器12接收205轻相W，其中分离的轻相W的第一部分W1被接收206在第一轻相导管24中，而分离的轻相W的第二部分W2被接收208在第二轻相导管26中。轻相W的第一部分W1被输送以被丢弃或适当地用于其他一些目的。
分离的重相DP'被接收210在重相导管24中。此后，重相DP'在冷却单元17中冷却，容纳在缓冲罐10中，并最终由包装机19填充到包装20中，从而它可以作为浓缩的发酵乳制品DP'出售给消费者。
轻相W的第二部分W2返回212到产品进料导管22，使得轻相W的第二部分W2与被进料到分离器12中的发酵乳制品DP混合203。从进料到分离器12中的发酵乳制品中除去第一轻相W1，而第二部分W2增加了被进料到分离器12中的发酵乳制品DP的粘度。如所解释的，这减小了分离器中的产品聚集的趋势。这增加了生产时间。例如，当使用所述方法200时，由Tetra公司提供的用于浓缩发酵乳制品的可商购获得的分离器能够在需要清洁分离器之前连续运行超过6小时。这样的分离器甚至可以在需要清洁之前运行更长的时间，例如至少8个小时，甚至超过10个小时。使用本文描述的方法200当然可以用于除了Tetra/>提供的那些之外的其他分离器。
可以执行方法200，使得返回212的轻相W的第二部分W2的流量(flow rate)构成乳制品DP和返回的轻相W2的组合流量的30％至50％，或者甚至35％至45％。换句话说，发酵乳制品DP和轻相W的返回部分W2的混合物可以包含至少30％至50％的轻相。然后剩余部分是发酵乳制品DP。这可以通过例如适当地调节阀46和/或阀47来容易地实现。另外，为了控制发酵乳制品DP和返回轻相W2之间的混合关系，还可以在产品进料导管22中在连接点27的上游布置阀(未示出)。可替代地，可以控制泵33以给发酵乳制品DP提供一定的流量，该流量实现了发酵乳制品DP和轻相W的返回部分W2之间的混合关系。
该方法可以包括控制轻相W的第一部分W1的流，使得由于轻相W的第二部分W2的返回212，在分离器12中的停留时间比不返回轻相W的所述第二部分W2短30％至50％，或甚至35％至45％。这种控制可以以与实现轻相W的第二部分W2的上述流量的控制相同的方式完成。停留时间是液体通过分离器12所花费的时间。
发酵乳制品DP可包含8.2重量％至9.2重量％，或甚至8.5重量％至9.0重量％的固体。此处，wt％是指重量百分比。通过调节经由第二轻相导管26返回多少轻相W，可以获得包含15.5重量％至20.0重量％，或甚至15.5重量％至16.5重量％的固体的重相DP'(浓缩的发酵乳制品)。发酵乳制品DP和轻相的返回212的第二部分W2的混合物通常包含5.5重量％至6.2重量％，或甚至5.8重量％至6.0重量％的固体。在测试该方法时，通过分离器12的流量每小时5000升。轻相W然后可以例如形成来自分离器的大约三分之二的输出，而重相DP'形成剩余部分的输出。
根据以上描述，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求书所限定的主题的范围内以其他方式实施。

Claims (11)

1.一种用于处理发酵乳制品的方法，所述方法包括
将发酵乳制品通过连接到离心分离器(12)的产品进料导管(22)进料到所述离心分离器(12)中，
用所述离心分离器(12)将所述发酵乳制品分离为重相和轻相，
在第一轻相导管(25)中接收分离的所述轻相的第一部分，
在第二轻相导管(26)中接收分离的所述轻相的第二部分，以及
在重相导管(24)中接收分离的所述重相，和
将所述轻相的所述第二部分返回所述产品进料导管(22)，以使所述轻相的所述第二部分与进料到所述离心分离器(12)中的发酵乳制品混合，
从而从进料到所述离心分离器(12)中的发酵乳制品中除去的所述第一轻相，使得所述重相形成浓缩的发酵乳制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轻相所述第二部分以所述发酵乳制品和进料到所述离心分离器(12)中的所述轻相的所述第二部分的组合流速的30％至50％的流速返回。
3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，由于所述返回所述轻相的所述第二部分，在所述离心分离器(12)中的停留时间比不返回所述轻相的第二部分短30％至50％。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发酵乳制品包含8.2重量％至9.2重量％的固体。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发酵乳制品和所述轻相的所述返回的第二部分的混合物包含5.5重量％至6.2重量％的固体。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中形成浓缩的发酵乳制品的重相包含15.5重量％至20.0重量％的固体。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其包括在混合器单元(16)中混合所述发酵乳制品和所述轻相的所述返回的第二部分。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发酵乳制品是酸奶或夸克。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其包括在清洁所述离心分离器(12)之前使所述离心分离器(12)运行至少6小时。
10.一种被配置为处理发酵乳制品的系统，所述系统包括
离心分离器(12)，其被配置用于将发酵乳制品分离为重相和轻相，
连接到所述离心分离器(12)的产品进料导管(22)，其用于将发酵乳制品进料到所述离心分离器(12)中，
第一轻相导管(25)，其被布置成接收由所述离心分离器(12)分离的所述轻相的第一部分，
第二轻相导管(26)，其布置为接收由所述离心分离器(12)分离的所述轻相的第二部分，以及
重相管道(24)，其被布置成接收由离心分离器(12)分离的重相，其中
所述第二轻相导管(26)被布置成将所述轻相的所述第二部分返回到所述产品进料导管(22)，使得所述轻相的所述第二部分与被进料到所述离心分离器(12)中的发酵乳制品混合，
从而从进料到所述离心分离器(12)中的发酵乳制品中除去所述第一轻相，使得所述重相形成浓缩的发酵乳制品。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，
所述第二轻相导管(26)在所述产品进料导管(22)中的连接点(27)处连接到所述产品进料导管(22)，并且
在所述产品进料导管(22)中在所述连接点(27)下游的位置处布置混合器单元(16)，用于提供所述发酵乳制品和所述轻相的所述返回的第二部分的混合。
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