CN204969204U - 一种液态奶生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液态奶加工技术领域，具体是一种液态奶生产系统，包括依次安装的挤奶装置、冷藏装置、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置，冷藏装置包括制冷压缩机组和依次安装的板式换热器、冷藏罐，板式换热器通过管路与制冷压缩机组连接；依次安装的挤奶装置、板式换热器、冷藏罐、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置之间均通过管道连接。整个过程实现自动化生产，液态奶生产从挤奶到灌装时间短，无巴氏杀菌及闪蒸等环节，使液态奶的蛋白变性率低，活性成份保留多，产品质量稳定，大大节约了成本，该系统运行稳定，适合规模化生产。

Description

一种液态奶生产系统

技术领域

本实用新型属于液态奶加工领域，具体是一种液态奶生产系统。

背景技术

目前传统乳品企业的生产模式是由奶站或牧场进行奶牛养殖，在挤奶过程中乳品企业不进行直接管理，而是由奶站操作，导致了长期微生物污染；奶站一天挤2-3次原奶，每天奶站将当天挤出的原奶通过奶车运输到乳品生产企业，乳品生产企业集中收奶后在奶仓存储，这个过程会持续16个小时以上，远远超出了原奶生产的黄金时期(原奶挤出的四个小时以内为原奶的黄金时期)。长时间的原奶存储、运输导致了原奶品质发生变化，所以一般乳品生产企业的原奶收购时的微生物指标上限是200万cfu/ml，这是原奶品质变坏的临界值。

通常对牛奶的杀菌方法为巴氏杀菌法，包括两种：一种是将牛奶加热到62-65℃，保持30分钟。采用这一方法，可杀死牛奶中各种生长型致病菌，灭菌效率可达97.3-99.9％，经消毒后残留的只是部分嗜热菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌多数是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康。

第二种方法将牛奶加热到75-90℃，保温15-16秒，其杀菌时间更短，工作效率更高。但杀菌的基本原则是，能将病原菌杀死即可，温度太高反而会有较多的营养损失。

由于巴氏消毒法所达到的温度低，故达不到完全灭菌的程度。但是它可使布氏杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌等致病微生物死亡，可以使细菌总数减少90－95％，故能起到减少疾病传播，延长物品的使用时间的作用。另外，这种消毒法不会破坏消毒食品的有效成份，且方法简单，杀死引起人类疾病的所有微生物，其次是尽可能多的破坏牛乳中含有的能影响产品味道和保存期的微生物和酶系统，以保证产品质量。但巴氏杀菌后产品保质时间短，保存条件要求高，容易变质，只是适合居家少外出的消费人群使用，需要每天取奶饮用。

闪蒸是在低压条件下使产品快速沸腾，从而使水分在相对低温下蒸发，使产品浓度提高，从而提高牛奶干物质含量。具体就是牛奶实际处在140℃左右的高温，压力约为三个大气压，通过闪蒸罐释放压力，那么温度就会立即下降，同时部分水分也会变成水蒸气逸出。

牛奶被“闪蒸”后，在部分的水分被“闪蒸”的同时，牛奶中的灰分也会随之被提高。而灰分的提高，对人体的健康具有一定副作用，因为整体脱水的结果是使奶汁中的所有成分同比率地得到浓缩，包括“灰分”在内，牛奶的灰分约为0.7％本来就高于人奶的0.2％，对于肾脏发育尚未完善的婴幼儿和肾功能障碍者，肯定是不合适的。

因为牛奶里至少存在着300多种具有重要生理活性的营养物质，它们都怕“热”。一般来说，温度高于75℃，牛奶的“色、香、味”就会发生可以被人感觉到的变化，其遭受的损伤是很显著了；温度越高，损伤越大。

所以在液态奶生产环节中，巴氏杀菌和闪蒸环节仍会对牛奶的营养成分及口感及色、香、味等带来不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是使牛奶生产从挤奶到灌装所用时间短，无牛奶的巴氏杀菌、闪蒸等环节，使牛奶的蛋白变性率低，活性成份保留多，还能减少能源浪费，节约成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种液态奶生产系统，包括依次安装的挤奶装置、冷藏装置、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置，冷藏装置包括制冷压缩机组和依次安装的板式换热器、冷藏罐，板式换热器通过管路与制冷压缩机组连接；依次安装的挤奶装置、板式换热器、冷藏罐、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置之间均通过管道连接，管道均为不锈钢管。

在牛奶生产过程中需要对其均质处理，牛奶的均质处理是通过高速剪切使乳脂肪球破碎，破碎的脂肪球被脂肪球与乳液界面新形成的脂肪球膜包裹并分散于乳中。均质是由多个因素协调作用而产生的。(一)乳液在均质机中流动产生剪切力。当乳液流速达到200～300m/s时能通过100um的狭缝，脂肪球在加速过程中产生拉丝现象，并增大了脂肪球与接触面间的剪切力。(二)乳液高速搅拌，产生涡流更增强了剪切力，使乳脂肪球间挤压力度增大，以至于破碎。(三)由机械或液体流动产生的高频震动会产生空穴现象。这些震动波强度超过100MPa，能够破坏脂肪球。(四)设备中产生挤压，增大了剪切力，而且当乳以200～300m/s高速离开均质阀进行喷射撞击时会产生垂直的界面。以上因素对均质过程的影响程度与所选的设备有关。另外，均质效果受乳液的温度和均质压力的影响，在高于乳脂肪熔点温度均质时，能形成稳定的新的脂肪球，同时高温下易形成气穴利于均质。高压均质机可以使悬浊液状态的物料在超高压(最高可达60000psi)作用下，高速流过具有特殊内部结构的容腔(高压均质腔)，使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到均质的效果。本实用新型均质装置为高压均质机。

在液态奶生产过程中需要对其净乳处理，因牛奶本身含有脂肪、脱脂乳以及各种固体杂质，三者之间脂肪相对密度最小，脱脂乳次之，固体杂质相对密度最大。根据斯托克定律，用离心力来代替重力加速度，可提高沉降速度。在转鼓中加入一组圆锥形碟片，由于颗粒所走的距离减小，所以相应的离心力就增加。借离心力的作用使混合液达到转鼓中心，稀奶油在分离转鼓中心较近的出口流出，重颗粒(杂质)向下移动，最后沉降在转鼓四周，重液体(脱脂乳)向下通过圆盘空间的中心，经最高圆盘上面的通道从圆盘排出，最终达到净乳效果。净乳处理的作用是用以去除牛毛、灰尘、草料、体细胞等滤布过滤不了的杂质。

本实用新型使用的净乳装置为净乳分离机，净乳分离机由带有传动机械装置的基座,转鼓,进-出流量装置,带有固体杂质容腔的外壳和电控制系统构成，离心式周期性排渣。初始原奶通过进-出流量装置进入转鼓，充满碟片空间,在转鼓内进行净化；通过上部分配孔流出。在离心力的作用下牛奶固含量和奶垢成稠密的一层沉淀在转鼓内壁(沉渣腔)。排渣和排渣的连续时间取决于牛奶的固含量的多少。净乳进入压力室，在压力盘的压力作用下从压力室排出，进入管道。

牛奶在净乳后还需要进行标准化处理，我们国家的牛奶生产时乳脂大多在2.9～3.9之间，甚至还有部分更低或更高，为平衡此种现象采取了脂肪标准化处理，就是将乳脂先分离出来后，再重新按一定的标准重新混合，使生产出的奶的脂肪含量能保持在一个平衡的水准。因脂肪是从奶中分离后再重新混合，无添加物的情况下不会分层。还有蛋白质标准化处理：就是调节牛奶中蛋白质的含量，或从高蛋白质奶中用超滤法除去多余的蛋白质，或加入可溶性乳蛋白等方法，必须用天然的牛奶成分。

经过上述净乳标准化处理后，本实用新型的牛奶指标高于国家标准，脂肪≥3.60g/100g国家标准≥3.10g/100g，蛋白≥3.20g/100g，国家标准标准≥2.80g/100g，菌落总数≤20000cfu/ml，国家标准≤2000000cfu/ml，体细胞≤25万个/ml，国家农业部标准≤60万个/ml。

在牛奶的灭菌环节中，本实用新型采用超高温灭菌装置，具体使用的是超高温灭菌机。灭菌过程首先是牛奶进入到超高温灭菌机的双套盘管的外层流道、由内层流出的热料间接加热而得到预热，当牛奶进入设置在高温段内的高温盘管时，高温热水间接加热而被加热到需要的灭菌温度，然后在套管外单旋管内保温而使牛奶细菌被杀灭，当回到双套盘管时，牛奶便进入内层流道，被外层冷料所冷却，从而使出料温度显著下降，最终通过冷却段降温至常温再进行灌装。

本实用新型的挤奶装置与板式换热器之间还设有压力泵。压力泵产生的压力用于推动管道里的奶流动。本实用新型的灌装装置为自动灌装机，自动灌装机设有出料口，出料口处设有流量计。

本实用新型的有益功效在于：液态奶生产从挤奶到灌装所用时间短，无巴氏杀菌及闪蒸等环节，使液态奶的蛋白变性率低，活性成份保留多，产品质量稳定，大大节约了成本，该系统运行稳定，适合规模化生产。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意框图。

其中，附图标记

1、挤奶装置；2、冷藏装置；2.1、板式换热器；2.2、冷藏罐；2.3、制冷压缩机组；3、净乳标准化装置；4、均质装置；5、超高温灭菌装置；6、灌装装置；7、管道；8、压力泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：如图1所示，本实用新型是一种液态奶生产系统，包括依次安装的挤奶装置1、冷藏装置2、净乳标准化装置3、均质装置4、超高温灭菌装置5及灌装装置6，冷藏装置2包括制冷压缩机组2.3和依次安装的板式换热器2.1、冷藏罐2.2，板式换热器2.1通过管路与制冷压缩机组2.3连接；依次安装的挤奶装置1、板式换热器2.1、冷藏罐2.2、净乳标准化装置3、均质装置4、超高温灭菌装置5及灌装装置6之间均通过管道7连接。

管道7均为不锈钢管。

均质装置4采用高压均质机。

净乳标准化装置3采用净乳分离机。

超高温灭菌装置5为超高温灭菌机。

挤奶装置1与板式换热器2.1之间还设有压力泵8。

灌装装置6采用自动灌装机，所述自动灌装机设有出料口，出料口处设有流量计。

具体实施例如下：本实用新型采用规模化牧场与生产工厂一体化建设相匹配，同厂区、零距离、无环节；自有牧场、自有奶源、自己加工，牧场建设、奶牛养殖、挤奶控制、加工过程处理均统一管理，与传统乳品企业对比奶源由外部管理变为内部管理，自有可控，使产品的质量基础得到保障。

在挤奶与加工过程中，设定挤奶量与生产量相匹配，挤奶车间挤奶量可以满足生产需求的奶量，保证无牛奶积压。

挤奶车间与生产车间相邻建设，减少牛奶拉运、收奶步骤和存储环节，相应的减少了牛奶的存放时间，对比传统乳品企业减少牛奶存放16个小时以上。

在挤奶车间里，挤奶装置1我们采用自动挤奶机对奶牛进行挤奶作业，挤出的奶经压力泵8通过管道7进入板式换热器2.1内，制冷压缩机组2.3与板式换热器2.1通过管路连接，制冷压缩机组2.3产生的冷却水通过管路进入板式换热器2.1，挤出的奶与板式换热器2.1进行热交换后，奶的温度被降到3-4℃，冷却后的奶再进入到冷藏罐2.2内冷藏，存储时间小于1小时。

经冷藏的牛奶进行检测后，要求各项指标达到要求，脂肪≥3.60g/100g、蛋白≥3.20g/100g、非脂乳固体≥8.50g/100g、总固≥12.10g/100g、相对密度(20℃/4℃)≥1.027g/ml、冰点-0.500～-0.560℃、酸度12-18°T、杂质度≤4.0mg/kg、体细胞≤25万个/ml、菌落总数≤20000cfu/ml，酒精试验阴性、乳房炎阴性、黄曲霉素阴性、三聚氰胺阴性、硝酸盐阴性、亚硝酸盐阴性、兽残指标阴性、拮抗剂阴性。牛奶经检验合格后，经净乳分离机进行净乳处理，净乳后再进行标准化处理，净乳、标准化处理后的奶再通过管道7进入高压均质机进行均质处理，均质处理后的奶再通过管道7进入超高温灭菌装置5进行灭菌处理，超高温灭菌装置5采用超高温灭菌机，超高温灭菌是在134-136℃，4-5秒的瞬时灭菌，使牛奶受到的热伤害减轻，促使成品糠氨酸含量低于国家标准；可以完全破坏其中可生长的微生物和芽孢。经超高温灭菌的牛奶再进入到自动灌装机内，牛奶经自动灌装机的出料口进行自动灌装，出料口处的流量计可以计算出奶制品的生产量。

传统乳品生产企业收购牛奶后，在进行生产过程中为了保证超高温灭菌效果，会在均质步骤之前增加巴氏杀菌这一环节；同时由于所收购的牛奶的指标不均一，为了提升口感、统一指标标，大都会在巴包氏杀菌后增加闪蒸这一环节。巴氏杀菌的温度标准是85-90℃，持续时间是15-16秒，目的是杀死牛奶中的致病菌和低温下活跃的微生物，但这一步加热仍超过了牛奶的热负荷，导致牛奶的蛋白变性率增加，活性物质免疫球蛋白含量变低。过度的加热还使糠氨酸含量由原有的0-5mg/100g增加到了10-20mg/100g，使得下一步超高温灭菌过程中糠氨酸含量的基数增加，最终成品的糠氨酸含量高于国家标准。

本实用新型生产系统无巴氏杀菌及闪蒸等步骤，通过超高温灭菌，其灭菌温度为134-136℃，时间为4-5秒的瞬时灭菌，较好的保证了牛奶的营养成分。无巴氏杀菌和闪蒸程序后，保证了牛奶对由于巴氏杀菌、闪蒸所使用的温度对牛奶营养成分的破坏，同时由于无巴氏杀菌和闪蒸对牛奶的生产来说大大降低了成本，牛奶的蛋白变性率降低，活性成份保留多，同时还能节约能源。

通过本系统生产的牛奶，可以实现牛奶从挤奶开始到灌装成品两小时内完成，微生物在此时间内很少增殖，保持了牛奶的原有生物特性，同时品质和口感也没有降低。

经过本实用新型生产的牛奶，其体细胞、微生物、蛋白质指标优于日本、欧盟国际标准；超高温灭菌的温度降低至134-136℃，低于常规标准137-142℃，保质期可达6个月；成品糠氨酸含量低于国家标准。从挤奶到灌装可以在两小时完成全过程，避免初期加热对牛奶活性成分的伤害，最大程度的保留牛奶的活性成分。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种液态奶生产系统，其特征在于，包括依次安装的挤奶装置、冷藏装置、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置，所述冷藏装置包括制冷压缩机组和依次安装的板式换热器、冷藏罐，板式换热器通过管路与制冷压缩机组连接；依次安装的挤奶装置、板式换热器、冷藏罐、净乳标准化装置、均质装置、超高温灭菌装置及灌装装置之间均通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述管道均为不锈钢管。

3.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述均质装置为高压均质机。

4.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述净乳标准化装置为净乳分离机。

5.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述超高温灭菌装置为超高温灭菌机。

6.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述挤奶装置与板式换热器之间还设有压力泵。

7.根据权利要求1所述的液态奶生产系统，其特征在于，所述灌装装置为自动灌装机，所述自动灌装机设有出料口，所述出料口处设有流量计。