CZ46796A3

CZ46796A3 - Process of continuous production of cheese articles and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ46796A3
Application number: CZ96467A
Authority: CZ
Inventors: Ahmet Anbarci; Josef Sebastian Nassauer; Stephan Simburger
Original assignee: Kraft Jacobs Suchard R & D Inc
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1996-07-17
Also published as: EP0717597A1; AU2804795A; EE9600017A; SK23696A3; WO1996001567A3; FI961031A; JPH09502886A; CN1134100A; FI961031A0; WO1996001567A2; CA2169656A1; NO960914L; HUT76445A; NO960914D0; US5853786A; HU9600557D0; AU685291B2; DE4423988A1; PL315196A1; NZ288721A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu plynulé výroby sýrových výrobků Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě zpracovaných roztíracích sýrů podle dosavadního stavu techniky se výrobek zpočátku vytváří z nutného výchozího materiálu, to je ze sýrové složky (přírodní sýr, zpracovaný roztírací sýr nebo jejich směs) a z jedné nebo více přísad, jako je máslo, jiné mléčné výrobky, voda, emulgátory, nebo tavící soli jako fosforečnany nebo citrany, ochranné látky, stolní sůl a barviva. Pro tento účel se tyto výchozí materiály typicky smíchají v míchacím zařízení a potom se přivedou do kapalného stavu ohřevem. Teplota v tomto stupni výroby je mezi bodem tavení směsi a 100°C, typicky v rozsahu od 70°C do 90°C. Potom se proud kapalného výrobku zahřívá na ultravysoké teploty pro usmrcení bakterií, to znamená, že je zde krátké zahřátí na teploty nad 100°C při zvýšeném tlaku. Proud výrobku zpracovaného ultravysokým teplem se potom ochladí, například podrobením prudkému ochlazení, to znamená, že se ochladí na teplotu pod 100°C, například od 85°C do 90°C, při současném snížení nebo uvolnění tlaku.

Následkem zpracování ultravysokým teplem a následným ochlazením je ztracena textura výrobku. To má za následek, že alespoň v jednom následujícím kroku v počáteční fázi výroby zpracovaného roztíracího sýra musí být k proudu kapalného výrobku přidán zpracovací materiál, který nebyl zpracován ultravysokým teplem (také známý jako startovací nateriál), v zahušťovací nádrži za účelem nastavení žádané viskozitv. Bez přidání zpracovacího materiálu v počátační fázi procesu není možné v zahušfovací nádrži známého typu nastavit visko-2zitu v časovém úseku přijatelném pro výrobu. Po nastavení žádané viskozity se proud výrobku odvádí ze zahušťovací nádrže a potom se zpracovává na konečný výrobek, například tím, že se vede do plnicího ústrojí a do mrazicího tunelu a potom do paletizačního ústrojí.

Nevýhoda způsobu výroby zpracovaného roztíracího sýra známá z dosavadního stavu techniky spočívá v tom, že alespoň v počáteční fázi procesu musí být přidáván nesterilní výchozí materiál pro nastavení viskozity proudu výrobku na žádanou hodnotu, což vede na konečný výrobek se žádanou konzistencí. Toto přidávání nedostatečně sterilního materiálu působí nebezpečí případné kontaminace výrobku bakteriemi a může mít za následek slabou schopnost ochrany výrobku. Jiná nevýhoda obvyklého způsobu výroby spočívá v tom, že zahuštovací nádrž používaná pro nastavení viskozity proudu výrobku má velký objem, asi 500 1 a že v případě selhání procesu odvádění výrobku (například potíže v plnicím ústrojí), není možné zamezit zvýšení viskozity proudu výrobku v zahušťovací nádrži nad žádanou hodnotu. To může vést k odchylkám konzistence výrobku nebo ke ztrátám výrobku. Kromě toho se v zahušťovacích nádržích tvoří usazeniny v rýhách stěn a na míchadle a musí být v krátkých časových intervalech prováděno nákladné čistění.

Ve způsobech výroby jiných sýrových výrobků, ve kterých se vyvíjí proud kapalného výrobku, který se potom zpracovává na konečný výrobek žádané konzistence nastavením viskozity proudu výrobku na žádanou hodnotu, například při výrobě čerstvých sýrů nebo zpracovaných roztiracích sýrů, které nejsou zpracovávány ultravysokým teplem, jsou také problémy s řízením rychlosti proudu kapalného výrobku.

Tak například parametry procesu ve výrobě čerstvých sýrů jsou závislé na jakosti mléka používaného jako výchozí materiál, kterážto jakost se může značně měnit následkem sezónních odchylek. V případě nesprávného nastavení viskozity proudu kapalného výrobku se v konečném výrobku objeví značné odchylky jakosti a konzistence, jakož i nízká účinnost plnění

-3a nebo využití zařízení. V dosavadním stavu techniky byly činěny pokusy k vyřešení těchto problémů zásahem v několika bodech procesu, jakož i změnami vyvíjecí doby nastaveni pH. Nicméně je zřejmé, že současné provádění různých opatření v několika bodech procesu je složité a nákladné a kromě toho často nevede k reprodukovatelnýra výsledkům vzhledem k viskozitě proudu výrobku.

Úko lem předloženého vynálezu tudíž je odstranit alespoň některé výše popsané nedostatky dosavadního stavu techniky. Tento problém se řeší nastavováním viskozity proudu kapalného výrobku smykovým působením na proud výrobku v uzavřené oběhové soustavě.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří způsob plynulé výroby sýrových výrobků, jehož podstata spočívá v tom, že se vyrábí homogenní proud kapalného výrobku z výchozích materiálů nutných pro výrobu sýrového výrobku, viskozita proudu kapalného výrobku se nastavuje na požadovanou hodnotu vedením celého nebo částečného proudu výrobku alespoň na začátku výrobního procesu uzavřenou oběhovou soustavou a během procesu se proud výrobku podrobuje smykové síle a odvádí se z oběhové soustavy .

Vynález dále vytváří zařízení k provádění způsobu definovaného výše, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje prostředek pro výrobu proudu homogenního kapalného výrobku z nutných výchozích materiálů a uzavřenou oběhovou soustavu, kterou může být celý nebo částečný proud kapalného výrobku veden a podrobován smykové síle pro nastavování viskozity na žádanou hodnotu.

Vynález dále vytváří způsob určování dynamické viskozity kapalného proudu, jehož podstata spočívá v tom, že se měří úbytek tlaku alespoň v jedné části kapalného proudu v měřicí dráze se stálým odporem proudění za podmínek stálé teploty a stálého průtoku nabo za podmínek normalizovaných na stálou

-4teplotu a stálý průtok, a kde se dynamická viskozíta určuje ze získané hodnoty úbytku tlaku.

Předložený vynález tudíž vytváří způsob plynulé výroby sýrových výrobků, ve kterém se

a) vyrábí proud homogenního kapalného výrobku z výchozích materiálů nutných k výrobě sýrového výrobku,

b) proud kapalného výrobku, je-li to žádoucí, se podrobí tepelnému zpracování,

c) proud výrobku, je-li to žádoucí, se ochladí na teplotu vhodnou k nastavení viskozity,

d) viskozíta proudu kapalného výrobku se nastavuje na žádanou hodnotu vedením celého nebo částečného proudu výrobku uzavřenou oběhovou soustavou, alespoň na začátku procesu a v procesu, a podrobením smykové síle, a

e) proud výrobku se vychýlí z oběhové soustavy a po případném žádaném dalším zpracování a/nebo přechodném uložení se odvádí jako konečný výrobek.

Způsob podle předloženého vynálezu může být použit pro výrobu čerstvého sýra i zpracovaného roztíracího sýra, zvláště ultravysokým teplem zpracovaného roztíracího sýra.

Způsob podle předloženého vynálezu může být použit pro plynulou výrobu čerstvých sýrových výrobků. V tomto případě se v kroku a) vyrábí proud kapalného výrobku z výchozích materiálů žádaných pro výrobu čerstvého sýra, zejména z mléka, smetany, odstředěného nebo částečně odstředěného mléka, s případným přidáním jedné nebo více sýrařských přísad podle pravidel známých procesů zahrnujících zejména mikrobiálně fermentační zpracování a následující oddělovací krok. Použitím kroku b) a c) způsobu podle předloženého vynálezu, je-li to žádoucí, může být proud výrobku podroben tepelnému zpracování, například ohřátí na teplotu od 60°C do 85°C a potom může být ochlazen na teplotu vhodnou k nastavení viskozity pro specifický výrobek. Tepelné zpracování a následující ochlazení nejsou nutná pro výrobu čerstvých sýrových výrobků.

-5Kroky a) , b) a c) způsobu podle předloženého vynálezu mohou být prováděny při výrobě čerstvých sýrů jako pro techniky známé z dosavadního stavu techniky.

Předložený vynález se také týká způsobu plynulé výroby zpracovaného roztíračího sýra. Krok a) způsobu podle předloženého vynálezu zde zahrnuje výrobu homogenního proudu kapalného výrobku z výchozích materiálů nutných pro zpracovaný roztírací sýr. Tyto výchozí materiály byly uvedeny výše, jsou to sýrové složky a přídavné zvolené složky pro výrobu specifických typů zpracovaného roztíračího sýra. Výchozí materiály se smíchají a ohřátím uvedou do kapalného stavu. Tento krok se neliší od dříve známých procesů.

Krok b) způsobu podle předloženého vynálezu pro výrobu zpracovaného roztíracího sýra přednostně zahrnuje krátké ohřátí proudu kapalného výrobku na teplotu nad 100°C při zvýšeném tlaku. Takové zpracování tvoří zpracování proudu výrobku ultravysokým teplem. V tomto kroku se teplota proudu výrobku přednostně zvýší nad 120°C, s výhodou nad X3O°C a nej výhodněji na 140°C, při tlaku dostatečném k udržení celého proudu výrobku v kapalném stavu. Absolutní tlak je přednostně v rozsahu od 3x10$ Pa do 4x10^ Pa, přičemž zvláště výhodný je tlak 3,5x10^ Pa. Doba ohřevu je jednak dostatečná k úplnému usmrcení případných bakterií přítomných v proudu výrobku, není však tak dlouhá, aby nepříznivě ovlivňovala vlastnosti konečného výrobku následkem nedostatku tepelné stability složek proudu výrobku. Toto časové období je přednostně od 5 s do 30 s, s výhodou od 8 s do 20 s. Je třeba uvést, že způsob podle předloženého vynálezu je také vhodný pro výrobu zpracovaných roztíracích sýrů, které nejsou zpracovány ultravysokým teplem.

Krok c) způsobu podle předloženého vynálezu zahrnuje ochlazení proudu výrobku zpracovaného ultravysokým teplem na teplotu nižší než 100°C, jestliže bylo zpracování ultravysokým teplem prováděno v kroku b). V tomto případě se proud výrobku v tomto kroku ochlazení přednostně ochladí na teplotu

-6od 80°C do 90°C. Ochlazení se přednostně provede použitím rychlého kroku ochlazení, při kterém se proud výrobku zpracovaný ultravysokým teplem velmi rychle ochladí. Snížení tlaku v kroku rychlého ochlazení z hodnoty při zpracování ultravysokým teplem na subatmosférický tlak se provede za dobu kratší než 1 s.

Kroky b) a c) způsobu podle předloženého vynálezu mohou být také prováděny při výrobě zpracovaného roztíracího sýra jako ve známé technice dosavadního stavu techniky.

Krok d) způsobu, který je podstatný pro vynýůlez pro výrobu zpracovaného roztíracího sýra i pro výrobu čerstvého sýra, zahrnuje nastavení žádané viskozity ochlazeného proudu kapalného výrobku vedením celého nebo částečného ochlazeného proudu výrobku uzavřenou oběhovou soustavou, alespoň v počáteční fázi procesu, a současně se podrobí smykové síle alespoň uvnitř oběhové soustavy. S překvapením bylo zjištěno, že vedení nebo čerpání proudu výrobku uzavřenou oběhovou soustavou zajišťuje dostatečné a rychlé nastavení žádané viskozity proudu kapalného výrobku při výrobě zpracovaného roztíracího sýra i při výrobě čerstvého sýra.

Pro výrobu zpracovaného roztíracího sýra spočívá výhoda kroku d) způsobu hlavně v tom, že nemusí být přidáván žádný vnější výchozí materiál. Při způsobu podle předloženého vynálezu je tedy možné vypustit zpracování proudu výrobku v ZahuŠťovací nádrži typu používaného v dosavadním stavu techniky, takže žádné přerušení chodu soustavy odvádění výrobku nezpůsobuje případné ztráty. Pro výrobu čerstvého sýra je zde výhoda kroku d) způsobu zejména v tom, že místo zásahu ve více místech procesu jako v dosavadním stavu techniky postačí jediné opatření pro nastavení stálé a konzistentní viskozity. Navíc může být nastavení viskozity prováděno bezprostředně před balením výrobku, což je výhodné v tom, že nemůže nastat žádné neúmyslné či nepředvídatelné kolísání viskozity mezi nastavením viskozity a balením výrobku.

-ΊPři provádění způsobu podle předloženého vynálezu se ukázalo výhodným alespoň v počátační fázi procesu při nastavování žádané viskozity, aby průtok proudu výrobku uvnitř oběhové soustavy byl udržován značně vyšší než průtok proudu výrobku zaváděného do či odváděného z oběhové soustavy. Poměr průtoku proudu výrobku uvnitř oběhové soustavy (celé oběhové množství) k průtoku proudu výrobku zaváděného do nebo odváděného z oběhové soustavy je přednostně 5:1, výhodně 10:1 i větší, například může být od 10:1 do 30:1. Teplota proudu kapalného výrobku uvnitř oběhové soustavy se přednostně udržuje na stálé hodnotě v rozsahu od 75°C do 95°C, přednostně na 80°C.

V přednostním provedení způsobu podle předloženého vynálezu pro výrobu ultravysokým teplem zpracovaného roztíracího sýra se nepřidává žádný výchozí materiál z okolí do proudu výrobku, alespoň v dráze proudu výrobku od kroku zpracování ultravysokým teplem do odvádění konečného výrobku. To může být dodrženo například tím, že se proud kapalného výrobku udržuje v tomto oddílu procesu a v oběhové soustavě oddělený od okolí. Zamezením přidávání nesterilního výchozího materiálu je zaručena sterilita proudu výrobku zpracovaného ultravysokým teplem až do odvádění konečného výrobku, což dává významné zlepšenou možnost ochrany konečného výrobku.

Za účelem sledování a/nebo regulace viskozity proudu výrobku se výsledná viskozita přednostně měří a velikost smykové síly se reguluje v závislosti na měření viskozity. V tomto případě je výhodné, když se měření a regulace viskozity může provádět uvnitř oběhové soustavy. Viskozita proudu výrobku se může regulovat například nastavením doby prodlení objemové jednotky proudu výrobku v oblasti smykové síly umístěné v oběhové soustavě. Tato oblast smykové síly umístěná v oběhové soustavě přednostně obsahuje přístroj vyvíjení smykové síly, který může vyvíjet smykovou sílu působící na proud výrobku. Příklady přednostního provedení přístroje vyvíjení smykové síly jsou koloidní mlýny nebo podobné soustavy s ro-8torem a statorem, horaogenizátory nebo statická míchadla.

Stupeň smyku v oběhové soustavě se může regulovat nastavením poměru průtoku oběhovou soustavou k průtoku odvádění proudu výrobku z oběhové soustavy. Stupeň smyku může také být regulován změnou velikosti smykové energie přiváděné v časové jednotce do oblasti smykové síly uvnitř oběhové soustavy. Odborníkovi školenému v oboru bude zřejmé, že viskozita proudu výrobku může být také nastavována spojením některých či všech výše uvedených opatření. Velikost smykové síly může být například po počáteční fázi procesu pro ustálený stav snížena na nulu, je-li to žádoucí, jestliže žádaná hodnota viskozíty proudu výrobku j iž byla dosažena nebo když se například v proudu výrobku žádá menší rychlost nastavení viskozity v případě přerušení procesu odvádění výrobku.

Krok e) způsobu podle předloženého vynýálezu zahrnuje odchýlení proudu výrobku z oběhové soustavy a po žádaném dalším zpracování a/nebo přechodném uložení odvádění konečného výrobku. Tento krok odpovídá procesu známému z dosavadního stavu techniky, takže není nutné jej zde podrobně popisovat.

Ve způsobu podle předloženého vynálezu se celý nebo částečný proud výrobku vede uzavřenou oběhovou soustavou. V přednostním provedení způsobu podle předloženého vynálezu může být část proudu výrobku vychýlena (například po rychlém ochlazeni při výrobě zpracovaného roztíracího sýra) a čerpána uzavřenou oběhovou soustavou za podmínek smyku. V tomto případě se nastavení viskozity zpočátku provádí pouze v části proudu výrobku. Tato část proudu výrobku může být potom složena se zbytkem proudu výrobku v zahušťovací nádrži, ve které se nastavuje viskozita celého proudu výrobku. Toto provedení má oproti dosavadnímu stavu techniky tu výhodu, že není nutné přidávání vnějšího výchozího materiálu.

Přítomnost zahušťovací nádrže není však bezpodmínečně nutná. Místo toho podle jednoho výhodného provedení předloženého vynálezu může být celý proud výrobku veden pouze uzavřenou oběhovou soustavou pro nastavení žádané viskozity v ní.

-9Proud výrobku může potom být vychýlen z oběhové soustavy a odváděn jako konečný výrobek.

V přednostním provedení způsobu podle předloženého vynálezu se proud kapalného výrobku vede oběhovou soustavou s proměníivýra oběhovým objemem. Proměnlivost oběhového objemu může být například dosažena otevíráním či zavíráním jedné nebo několika přídavných oběhových smyček a/nebo připojením nádrže nebo nádrží s regulací hladiny. Množství výrobku vedené oběhovou soustavou může být měněno jednoduše a rychle zvětšením nebo omezením oběhového objemu. Takto může být způsob podle předloženého vynálezu přizpůsoben různým provozním parametrům, například změnám rychlosti nastavení viskozity proudu výrobku uvnitř oběhové soustavy nebo změnám žádaného množství výrobku. Tak například během počáteční fáze procesu, ve které se žádá optimální vysoká rychlost nastavení viskozity v proudu výrobku, může být použit malý oběhový objem, což znamená, že doba prodlení objemové jednotky proudu výrobku v oblasti smyku umístěné v oběhové soustavě se prodlouží. Během ustáleného stavu provozu, když se nežádá taková vysoká rychlost nastavování viskozity proudu výrobku v oběhové soustavě, může být oběhový objem opět zvýšen, například otevřením přídavné oběhové smyčky pro zajištěním vyššího průtoku proudu výrobku. V tété souvislosti je třeba uvést, že zvětšování nebo omezování oběhového objemu může také být prováděno ve spojení s jiným opatřením pro regulaci viskozity, například s regulací velikosti smyku a/nebo poměru průtoku oběhovou soustavou k průtoku odchýleni proudu výrobku z oběhové soustavy .

Ve zvláště výhodném provedení předloženého vynálezu se ochlazený proud výrobku vede do oběhové soustavy přes alespoň jednu ukládací nádobu. Tato ukládací nádoba je přednostně umístěna mezi oblastí určenou pro zpracování ultravysokým teplem a uzavřenou oběhovou soustavou zařízení podle předloženého vynálezu.

-10Chladicí nádrž použitá pro volitelný chladicí proces (například rychlý chladicí proces) může být použita jako ukládací nádoba. Přednostně se však použije ukládací nádoba umístěná mezi chladicí nádrží a oběhovou soustavou. Na rozdíl od zahušťovací nádrže známé z dosavadního stavu techniky zde není žádné nastavování viskozity proudu výrobku v ukládací nádobě. To má za následek, že zde není žádné přidávání výchozích materiálů, které nebyly zpracovány ultravysokým teplem, takže proud výrobku může být udržován v ukládací nádobě či nádobách poměrně dlouho vzhledem ke skutečnosti, že jeho vis™ kozí ta se významně nemění s časem.

Jedním účelem ukládací nádoby či nádob je vyrovnávání množství výchozího materiálu vstupujícího do procesu a množství odváděného výrobku. V počáteční fázi procesu například přebytek hromaděného ochlazovaného proudu kapalného výrobku vzhledem k proudu výrobku odváděnému z oběhové soustavy může být vyrovnán vhodnými změnami objemu náplně ukládací nádoby či nádob. Dále může každý případný přebytek proudu chlazeného kapalného výrobku vzhledem k proudu výrobku odváděnému z oběhové soustavy při ustáleném stavu provozu například následkem sníženého odvádění konečného výrobku, být vyrovnán vhodnými změnami náplně ukládací nádoby či nádob. Dále je možno značně vyloučit smykový účinek alespoň během fáze snižování průtoku proudu výrobku z kroku chlazení po zpracování ultravysokým teplem až do zavedení proudu výrobku z ukládací nádoby nebo nádob do oběhové soustavy. Během existence přebytku proudu výrobku může být udržován oběh v oběhové soustavě, kde, je-li to žádáno, je možno modifikovat velikost smykové síly v oběhové soustavě podle měření viskozity pro udržování určité hodnoty viskozity.

V této souvislosti je třeba uvést, že ukládací prostor může být s výhodou použit při výrobě zpracovaného roztíracího sýra i čerstvého sýra.

Dále je předmětem předloženého vynálezu zařízení pro nastavování viskozity proudu kapalného výrobku. Toto zaříze-líní , které je také vhodné pro vedení způsobu podle předloženého vynálezu, obsahuje

a) prostředek pro výrobu homogenního proudu kapalného výrobku z nutných výchozích materiálů,

b) prostředek pro ohřívání proudu kapalného výrobku,

c) prostředek pro ochlazování proudu kapalného výrobku na teplotu vhodnou pro nastavování viskozity,

d) uzavřenou oběhovou soustavu, kterou se vede část nebo celý proud ochlazeného proudu kapalného výrobku a podrobeného v procesu smykové síle pro nastavení žádané viskozity, a

e) prostředek pro odvádění výrobku.

Zařízení podle předloženého vynálezu je určeno pro zpracování proudu kapalného výrobku s vymezenou smykovou silou pro nastavení žádané viskozity proudu výrobku, to znamená zvýšení nebo snížení viskozity proudu výrobku v žádaném rozsahu . Zařízení podle předloženého vynálezu je zejména vhodné pro výrobu sýrových výrobků jako je zpracovaný roztírací sýr nebo čerstvý sýr, avšak také například pro výrobu čokoládových výrobků.

Podstatným význakem vynálezu je uzavřená oběhová soustava, kterou je veden celý proud kapalného výrobku nebo jeho část, při teplotě vhodné k nastavování viskozity a je v procesu podroben vymezené smykové síle pro nastavení žádané viskozity. Proud výrobku mající žádanou viskozitu a teplotu může být vyroben jednoduchým způsobem a je potom přednostně přímo posílán do odváděcího prostředku výrobku.

Uzavřená oběhová soustava obsahuje přednostně měřidlo viskozity, která má být nastavována, a regulační prostředek pro velikost smykové síly v závislosti na měření viskozity. Je také výhodné, když oběhová soustava obsahuje oblast smykové síly, ve které může být prováděno působení smykové síly na proud výrobku. Příklady různých přístrojů k vyvíjení smykové síly byly uvedeny. Kromě toho může oběhová soustava také obsahovat měřidlo teploty a průtoku proudu výrobku.

-12Oběhová soustava může také být uspořádána k uložení proměnlivého objemu proudu kapalného výrobku například opatřením prostředku pro zvětšování nebo zmenšování oběhového objemu. Tento prostředek může obsahovat například jednu nebo více přídavných oběhových smyček, které mohou být podle potřeby zařazeny nebo vyřazeny.

V přednostním provedení předloženého vynálezu zařízení také obsahuje ukládací nádobu či nádoby, ze kterých se ochlazený proud kapalného výrobku vede do oběhové soustavy, takže je zvláště výhodné uspořádání ukládací nádoby či nádob pro uložení proměnlivého množství objemu proudu výrobku. Je tedy možné zajistit vyrovnávání přivádění výchozích materiálů a odvádění konečného výrobku, je-li to nutné, například během počáteční fáze procesu nebo v případě poruchy odváděči soustavy výrobku.

Rovněž je výhodné, když zařízení podle předloženého vynálezu je vytvořeno jako soustava oddělená od okolí, alespoň v sousedství chladicího prostředku (například rychlého chladicího prostředku pro rychlé chlazení a současný průběh tlaku proudu výrobku zpracovávaného ultravysokým teplem při výrobě zpracovaného roztíracího sýra) a uzavřené oběhové soustavy, jakož i v oblasti prostředku pro odvádění výrobku, je-li to žádáno, a v oblasti ukládací nádoby či nádob, jsou-li přítomny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l znázorňuje zařízení na výrobu zpracovaného roztíracího sýra způsobem podle dosavadního stavu techniky a obr.2 znázorňuje provedení uzavřené oběhové soustavy použité k provádění způsobu podle předloženého vynálezu.

-13Příkl^dv provedení vynálezu

Podle obr.l se sýr 10 (například přírodní sýr) použitý ve výrobě zpracovaného roztíracího sýra jako výchozí materiál rozmělní ve mlýnu 12 a vede do míchadla 14, kde se smíchá s jinými složkami, jako je máslo 16., práškové mléko 18. voda 20. soli 22, emulgačni nebo tavné soli (fosforečnany nebo citrany), anebo stolní sůl, jakož i ochranné látky a barviva 24 přidávané na žádost. Výsledná směs se vede čerpadlem 25a do ohřívací jednotky 26, například injektoru provozovaného s párou, a ohřívá se v prvním ohřívacím stupni na teplotu přednostně od 70°C do 90°C a zkapalňuje se. Proud kapalného výrobku se vede do předběžného zásobníku 28. potom se uvede na zvýšený tlak, například 3,5x10$ Pa čerpadlem 25b a vede se do přídavné ohřívací jednotky 30.. Potom se může provést zpracováni ultravysokým teplem při teplotě nad 100°C po vymezenou dobu při získání přesné doby ohřevu udržováním ve smyčce 30a.

Potom se provede rychlé snížení teploty pod 100°C spojené se snížením tlaku přednostně o 3x10$ Pa na subatmosférický tlak v nádobě 32. Proud výrobku se potom vede pomocí čerpadla 25c do zahušťovací nádrže 34 opatřené míchadlem 34a. Potom se nastaví viskozíta proudu výrobku použitím zpracovacího materiálu 35, který nebyl zpracován ultravysokým teplem, je však ohřát na teplotu od 75°C do 90°C v ohřívacím přístroji 36. a je veden potrubím 36b do zahušťovací nádrže 34. takže je vytvořen definovaný poměr zpracovacího materiálu k proudu výrobku zpracovanému ultravysokým teplem.

Po nastavení žádané hodnoty viskozity v zahušťovací nádrži 34 se odtud vede proud výrobku čerpadlem 25d do soustavy odvádění výrobku obsahující například plnicí soustavu 38. chladicí tunel 40 a paletizační soupravu 42.

Obr.2 znázorňuje zařízení používané k provádění způsobu podle předloženého vynálezu a používající uzavřenou oběhovou soustavu. Proud výrobku přiváděný z nádoby 32 se vede potrubím 110 do zásobní nádrže 114. která je uzpůsobena k uložení proměnlivého množství proudu výrobku. Odtud se proud výrobku

-14vede přes ventil 116 do oběhové soustavy 115 nakreslené tlustou čarou. Jako příklad se 200 1/h kapalného sýra při teplotě nad 80°C přivádí přes zásobní nádrž 114 do oběhové soustavy 118. Přibližně stejné množství výrobku se hromadí u výtoku 120 zahušťovací oběhové soustavy 118 v daném čase za normálních provozních podmínek. Velikost proudu v zahušťovací oběhové soustavě 118 je asi 3500 1/h a tedy asi 18krát větší než přiváděné nebo odváděné množství.

Oběhová soustava 118 také obsahuje tepelný výměník 122, který udržuje teplotu v oběhové soustavě v žádaných mezích, přednostně asi 80°C. Oběhová soustava 118 také obsahuje přístroj 124 vyvíjení smykové síly, jakož i měřidlo 126a.126b teploty, měřidlo 128.128a průtoku a měřidlo 130 úbytku tlaku. Takové měřicí zařízení může také být umístěno mimo oběhovou soustavu 118.

V počáteční fázi procesu je úbytek tlaku, který je měřítkem viskozity proudu výrobku, rovný asi 10^ Pa až 2x10^ Pa na měřidle 130 v lince a v průběhu zahušťování se zvětšuje na 5x10^ Pa i více. Během tohoto měření v lince se průtok měřicí dráhou udržuje stálý, asi 200 1/h, regulačním ventilem 136. Po nastavení žádané viskozity proudu výrobku v oběhové soustavě 118 se vypouštěcí řídicí ventil 120 samočinně otevře. Ventil 120 se opět zavře vždy, když žádaná hodnota viskozity v oběhové soustavě 118 není dosažena nehledě k regulaci viskozity v oběhové soustavě 118.

Udržování žádané viskozíty v oběhové soustavě 118 může být řízeno velikostí smykové síly. Pro tento účel je opatřen regulační prostředek, který obsahuje čerpadlo 134 a/nebo přístroj 124 vyvíjení smykové síly. Velikost smykové síly může být zvětšena například zvětšením průtoku v oběhové soustavě 118. zvětšením smykové síly v přístroji 124 vyvíjení smykové síly nebo spojením obou opatření. Tyto regulační prostředky mohou ovšem sloužit ke zmenšení velikosti smykové síly například snížením průtoku a/nebo zmenšením smykové síly v přístroji 124 vyvíjení smykové sily. Obecně je poměr mezi oběhovým proudem a výtokovýra proudem výrobku 10:1 i větší. Po období provozu specifickém pro výrobek v délce několika dnů se zařízení vyprázdní a vyčistí.

Nastavení viskozity proudu kapalného výrobku v oběhové soustavě 118 může být také regulováno zvětšením nebo zmenšením oběžného objemu, případně ve spojení s výše popsanými opatřeními.

Předložený vynález se konečně také týká způsobu určení dynamické viskozity kapalného proudu, přednostně kapalného proudu proměnlivé viskozity, například proudu kapalného sýrového výrobku, měřením úbytku tlaku v alespoň jedné části kapalného proudu v měřicí dráze se stálým odporem proudění za podmínek stálé teploty a stálého průtoku nebo za podmínek normalizovaných pro stálou teplotu a stálý průtok a zjišťěním dynamické viskozity ze zjištěné hodnoty úbytku tlaku.

Příklad uspořádání pro takové měření viskozity v lince je znázorněno v obr.2. V tomto provedení se měření provádí na části proudu kapaliny vedeném v oběhové soustavě 118 a odchýleném od hlavního proudu a vedeném měřicí drahou 130a stálé délky, přednostně pevnou trubkou kruhového průřezu uvnitř měřicí dráhy, s teplotou kapalného proudu a průtokem, to je objemem kapalného proudu za časovou jednotku a průběhem rychlosti kapalného proudu napříč průřezu trubky, které jsou udržovány na stálé hodnotě. Měření úbytku tlaku v měřicí dráze 130a se provádí dvěma snímači 130b. 130c tlaku umístěnými u obou konců měřicí dráhy 130a. Průměry snímačů 130b. 130c tlaku a průměr měřicí dráhy 130a mohou být různé, je-li to žádáno, přednostně jsou však stejné. V tomto případě je přednostně proudění v měřící dráze 130a laminární, se stálým polem rychlosti a úbytek tlaku pozorovaný ve strukturálně viskozních proudech je přímo úměrný střední dynamické viskozitě kapalného proudu za daných podmínek proudění.

V provedení měření viskozity znázorněném v obr.2 je stálá teplota v oběhové soustavě 118 nastavena regulací vstupní

-16teploty pro výměník 122 tepla jako funkce výtokové teploty mšřené v místě 126a. Stálý průtok je dosažen otevřením nebo zavřením regulačního ventilu 136 v závislosti na měřené velikosti proudu v místě 128a. Je-li měřený průtok menší než nastavená žádaná hodnota, regulační ventil 136 je uzavřen dokud žádaná hodnota není dosažena. V případě odchylky nad žádanou hodnotu se stejný proces provede obráceně.

Měření a regulace teploty a průtoku v měřicí dráze 130a je možno principielně provádět obvyklými známými způsoby, které jsou vhodné pro příslušnou měřicí dráhu 130a a příslušný kapalný proud.

Rovněž je možno v měření části kapalného proudu pro regulaci proudu provádět odchýlení stálého objemu proudu výrobku vhodným vodicím prostředkem. Příklady takových vodicích prostředků jsou rotační křídlová čerpadla, ozubená čerpadla a podobně. Provádí-li se měření viskozity na celém kapalném proudu, může být stálý průtok dosažen například uspořádáním čerpadla regulujícího rychlost v místě proti proudu vzhledem k měřicí dráze 130a. takže v případě odchylek od žádané hodnoty může být rychlost čerpadla zvýšena nebo snížena.

Měření viskozity podle vynálezu je také možno provádět při nestálém průtoku a teplotě když byla normalizace těchto měřených parametrů předem provedena pro příslušný kapalný proud a příslušnou měřicí dráhu 130a. Taková normalizace může být například provedena když se připraví kalibrační křivka závislosti teploty a dynamické viskozity pro určitý kapalný proud a měřicí dráhu 130a nebo když je možno určit přesnou fyzikální závislost mezi teplotou a dynamickou viskozitou v příslušné soustavě. Objem proudu za jednotku času může být určen když je vytvořena kalibrační křivka gradientu smyku a dynamické viskozity pro určitý kapalný proud a měřicí dráhu nebo když může být zjištěn fyzikální vztah mezi gradientem smyku a dynamickou viskozitou v příslušné soustavě nějakým jiným způsobem.

-17Tímto způsobem úbytek tlaku měřený při daném (neustáleném) průtoku nebo soubor tepelných podmínek odpovídá přesně definované dynamické viskozitě při referenční teplotě a referenčním gradientu smyku, takže úbytek tlaku měřený při nereferenčních podmínkách může být uveden do přímého vztahu s dynamickou viskozitou kapalného proudu při referenčních podmínkách.

Měřidlo 130 viskozity v lince znázorněné na obr.2 používá způsobu popsaného výše založeného na měření úbytku tlaku podél přesně definované trubkové dráhy, přičemž objem proudu a teplota se udržují stálé. Použitá měřicí dráha 130a má délku 1000 mm, průměr 15 mm a objem proudu je 200 1/h. Měření a regulace průtoku se provádí měřicími a regulačními prostředky 120a.136.

Rozsah teplot při měření viskozity pro výrobu zpracova ného roztíracího sýru způsobem podle předloženého vynálezu znázorněným na obr.2 je přednostně mezi 75°C a 90°C a zejména je 78°C + 2°C, ačkoliv toto rozmezí teplot se může měnit podle specifického výrobku. Měřené hodnoty úbytku tlaku přednostně jsou v rozmezí od 150x10^ Pa do 10^ Pa, přednostně jsou v rozmezí od 2xl0⁴ Pa do 3xl0⁴ Pa.

SPOLEČNÁ ADVOKÁWíf KANCELÁŘ VáSTEČKA A /aRTNEÍI Hálkoti 2 !20 00 Praha 2

Ό r- 73 > rs f—' I o?

σ o

Z/X

CD

Claims

PATENTOVÉ

1. Způsob plynulé výroby sýrových výrobků, vyznačující se tím, že se vyrábí homogenní proud kapalného výrobku z výchozích materiálů nutných pro výrobu sýrového výrobku, viskozita proudu kapalného výrobku se nastavuje na požadovanou hodnotu vedením celého nebo částečného proudu výrobku alespoň na začátku výrobního procesu uzavřenou oběhovou soustavou a během procesu se podrobuje smykové síle, a proud výrobku se odvádí z oběhové soustavy.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proud kapalného výrobku se před nastavováním viskozity podrobuje zpracování teplem.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že proud kapalného výrobku se při zpracování teplem krátkodobé ohřívá na teplotu nad 100°C při zvýšeném tlaku.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi krátkodobým ohříváním při zvýšeném tlaku a odváděním dokončeného výrobku se z okolí nepřidává žádný výchozí materiál.
5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že proud výrobku se udržuje oddělený od okolí alespoň po ohřívání v oběhové soustavě a až do odvádění dokončeného výrobku .
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se proud výrobku před nastavováním viskozity ochlazuje na teplotu vhodnou pro nastavování viskozity proudu výrobku.
7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se proud výrobku před nastavováním viskozity ochlazuje na teplotu nižší než 100°C.
8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že se ochlazování provádí rychle při současném snižování tlaku.
9. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že proud výrobku odváděný z oběhové soustavy se podrobuje alespoň jednomu dalšímu zpracování a nebo se přechodně uskladňuj e.

-1910. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se vyrábí čerstvý sýr.
11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se vyrábí zpracovaný roztírací sýr.
12. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že alespoň v počáteční fázi výroby se průtok proudu výrobku uvnitř oběhové soustavy udržuje větší než průtok proudu výrobku zaváděného do nebo odváděného z oběhové soustavy.
13. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že viskozita proudu výrobku v uzavřené oběhové soustavě se měří a velikost smykové síly se reguluje v závislosti na měření viskozity.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že měření a regulace viskozity se provádí uvnitř oběhové soustavy.
15. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že doba setrvání objemové jednotky proudu výrobku uvnitř oblasti smykové síly umístěné uvnitř oběhové soustavy se reguluje.
16. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že se velikost smykové síly reguluje nastavováním poměru průtoku výrobku ku rychlosti vypouštění proudu výrobku z oběhové soustavy.
17. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 16, vyznačující se tím, že velikost smykové síly se reguluje změnou rychlosti vstupu smykové energie do oblasti smykové síly uvnitř oběhové soustavy.
18. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že po počáteční fázi procesu se velikost smykové síly zmenši na nulu, je-li to vhodné pro provoz v ustáleném stavu.
19. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že proud výrobku se vede oběhovou soustavou s proměnlivým oběhovým objemem.
20. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že změna oběhového objemu se provádí otevíráním.nebo zavíráním alespoň jedné přídavné oběhové smyčky.

-2021. Způsob podle nároku 19 nebo 20, vyznačující se tím, že specificky v počáteční fázi procesu se používá menší oběhový objem než při ustáleném provozu.
22. Způsob podle kteréhokoli z nároku 1 až 21, vyznačující se tím, že proud kapalného výrobku se přivádí do oběhové soustavy přes alespoň jednu ukládací nádobu.
23. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že v počáteční fázi procesu se nadbytek hromaděného proudu kapalného výrobku vzhledem k množství proudu výrobku odváděného z oběhové soustavy vyrovnává vhodnými změnami hladiny náplně v alespoň jedné ukládací nádobě.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že v ustáleném provozu se jakýkoli nadbytek hromaděného proudu kapalného výrobku vzhledem k množství proudu výrobku odváděného z oběhové soustavy, zejména následkem snížené odváděči rychlosti, vyrovnává vhodnými změnami hladiny náplně v alespoň jedné ukládací nádobě.
25. Způsob podle kteréhokoli z nároku 22 až 24, vyznačující se tím, že alespoň ve fázi sníženého odvádění proudu výrobku se nevyvíjí žádná smyková síla na proud výrobku v oběhové soustavě dokud se do oběhové soustavy přivádí proud výrobku z alespoň jedné ukládací nádoby.
26. Způsob podle nároku 24 nebo 25, vyznačující se tím, že během přebytku se v oběhovém soustavě udržuje oběh,
27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že velikost zpracování smykovou silou v oběhové soustavě se přizpůsobuje v závislosti na měření viskozity pro udržování žádané viskozity .
28. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 27, vyznačující se tím, že obsahuje prostředek (12,14,26) pro výrobu proudu homogenního kapalného výrobku z nutných výchozích materiálů (10,16,18,20,22) a uzavřenou oběhovou soustavu (118) , kterou může být celý nebo částečný proud kapalného výrobku veden a podrobován smykové síle pro nastavování viskozity na žádanou hodnotu.
29. Zařízení podle nároku 28, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky (25b,30,30a) pro ohřev proudu výrobku před zavedením do oběhové soustavy.
30. Zařízení podle nároku 28 nebo 29, vyznačující se tím, že obsahuje prostředek (32) pro ochlazování proudu výrobku na teplotu vhodnou pro nastavování viskozity proudu výrobku před zavedením do oběhové soustavy (118).
31. Zařízení podle nároku 30, vyznačující se tím, že je alespoň v oblasti chladicího prostředku (32) a v oblasti uzavřené oběhové soustavy (118) vytvořeno jako izolovaná soustava.
32. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 31, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky (38,40,42) pro odvádění výrobku.
33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že je vytvořeno jako soustava izolovaná od okolí v oblasti prostředků (38,40,42) pro odvádění výrobku.
34. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 33, vyznačující se tím, že oběhová soustava (118) obsahuje měřicí prostředek (130) viskozity, která má být nastavována.
35. Zařízení podle nároku 34, vyznačující se tím, že obsahuje prostředek pro regulaci smykové síly v závislosti na měření viskozity.
36. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 35, vyznačující se tím, že oběhová soustava má oblast (124) smykové síly.
37. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 36, vyznačující se tím, že oběhová soustava je uspořádána k pojmutí proměnil vého proudu výrobku.
38. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 37, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu ukládací nádobu (114) ze které se proud kapalného výrobku přivádí do oběhové soustavy (118).
39. Zařízení podle nároku 38, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu ukládací nádobu (114) pro pojmutí proměnlivého objemu proudu výrobku.

-2240. Způsob plynulé výroby sýrových výrobků, vyznačující se tím, že se při něm používá zařízení podle kteréhokoli z nároků 28 až 39.
41. Způsob určování dynamické viskozity kapalného proudu, vyznačující se tím, že se měří úbytek tlaku alespoň v jedné části kapalného proudu v měřicí dráze se stálým odporem proudění za podmínek stálé teploty a stálého průtoku nabo za podmínek normalizovaných na stálou teplotu a stálý průtok, a kde dynamická viskozita se určuje ze získané hodnoty úbytku tlaku.
42. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že jako měřicí dráha je použita tuhá trubka s kruhovou vnitřní stěnou, stálým průřezem a stálou délkou.
43. Způsob podle nároku 41 nebo 42, vyznačující se tím. že se měření viskozity provádí v části kapalného proudu vedeného v oběhové soustavě.
44. Způsob podle kteréhokoli z nároků 41 až 44, vyznačující se tím, že se určuje viskozita kapalného sýrového výrobku.

Zastupuje: