DE102016118775A1 - Aufbereitungsverfahren für fluide Medien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur physikalischen Behandlung fluider Medien, bei dem das fluide Medium auf seinem Fließwege verwirbelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Milch als fluides Medium mit dieser Behandlung aufbereitet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur physikalischen Behandlung fluider Medien, bei dem das fluide Medium auf seinem Fließwege verwirbelt wird.
• Aus der WO 2009/115064 A1 ist ein Trinkwasserdurchströmungsgerät für Wasserleitungen bekannt, bei dem das Leitungswasser durch einen Fließweg geführt wird, in dem das durchströmende Wasser einer Vielzahl verschiedener Wirkprinzipien ausgesetzt ist, nach dem zuerst die ursprüngliche Clusterstruktur der Wassermoleküle mittels einer Verwirbelungseinrichtung aufgebrochen wurden. Ferner wird das Wasser durch Druck verändernde Einrichtungen und Magnetfelder beeinflusst. Dieser spezielle Fließweg ist in einer Kupferleitung ausgebildet.
• Ferner ist aus der EP 1 076 037 B1 ein Trinkwasser-Durchströmungsgerät für Wasserleitungen bekannt, das zwischen einem Wasserzulauf und einem Wasserablauf zwei getrennte Fließwege, hier geführt in Kupferrohren, aufweist, bei denen die zwei getrennten Fließwege das Wasser in spiralförmige Drehungen versetzen sollen. Mit dieser Anordnung soll eine strukturelle Veränderung des Wassers erreicht werden, wie beispielsweise eine verringerte Oberflächenspannung, womit eine höhere Benetzungsfähigkeit des Wassers gegenüber unbehandeltem Wasser vorliegen soll.
• Aus der EP 1 294 474 B1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zur physikalisch-chemischen Behandlung fluider Medien bekannt, bei dem mindestens zwei Volumenströme des zu behandelnden fluiden Mediums in einem Gehäuse mit einer rotationssymmetrischen, im Längsschnitt herzförmigen Reaktionskammer mit sich vom oberen Medienzufluss zum unteren Medienabfluss verkleinernden Querschnitt und einem axial von oben verstellbaren, bis fast an das untere Ende der Reaktionskammer reichenden Abflussrohr, welches in seinem mündungsnahem Bereich als Lavaldüse ausgebildet ist, über mindestens eine tangential zur Mantelfläche der Reaktionskammer angeordnete Zuflussöffnung mit nach unten fallender Einströmrichtung mit hoher Geschwindigkeit in Form einer Translations- und Rotationsbewegung so zwangsgeführt werden, dass sich strömungstechnisch eine turbulente Grenzschicht ausbilden kann, dass die Volumenströme zueinander eine hohe Geschwindigkeitsdifferenz aufweisen, dass eine hohe Reibung zwischen beiden Schichten sowie hohe Zentrifugalkräfte in den einzelnen Volumenströmen entstehen und dass am unteren Ende der Reaktionskammer die in fallender Schraubenlinie fließende Strömung zum Zentrum der Strömung in eine aufsteigende Richtung umgelenkt wird. Darin wird die Aufbereitung von Schmierölemulsionen, die Wasseraufbereitung in Industriewaschanlagen, die Vorbehandlung industrieller oder kommunaler Abwässer sowie die Trinkwasserentkeimung als auch die Vorbehandlung von Kraft- und Brennstoffen auf Basis pflanzlicher Öle beschrieben.
• Milch im Sinne dieser Anmeldung soll Milch der Kühe von Rindern, Schafen, Ziegen oder anderen geeigneten Nutztieren bedeuten, wobei insbesondere die Kuhmilch von Rindern gemeint ist. Der Zustand der Milch kann dabei sowohl die Rohmilch, wie auch in Molkereien bearbeitete Milch, beispielsweise pasteurisierte Milch, Magermilch, fettarme Milch und Molke sowie auch dies bezügliche Verarbeitungsprodukte aus Molkereien umfassen.
• In Molkereien wird diese Milch verarbeitet und besondere Milchprodukte, wie Butter, Buttermilch, Käse, Sauermilchprodukte, Quark und dergleichen erzeugt. In Molkereien bzw. bei der Weiterverarbeitung von Milchprodukten sind hohe Anforderungen sowohl an die Hygiene, wie auch an die Ausführung und Zeitdauer der Verarbeitungs- und Veredelungsverfahren und Reifeprozesse zu stellen.
• Bei der Käseherstellung wird Milch der Kühe von Rindern, Schafen, Ziegen oder anderen geeigneten Nutztieren zur Gerinnung der in dieser Milch enthaltenden Eiweiß-Bestandteile angeregt, sodass daraus Käse entsteht. Als Ausgangsstoff kann die unbehandelte Milch, die so genannte Rohmilch, die in einer Molkerei behandelte Milch, beispielsweise Magermilch oder Süßmolke verwendet werden. Durch das Zugeben von Starterkulturen (Milchsäurebakterien) oder Lab wird das so genannte Dicklegen der Milch erreicht. Unmittelbar nach dem Zugeben und Verrühren dieser Zuschlagsstoffe wird die Milch (hiermit ist allgemein die Milch der eingangs genannten Kühe in unterschiedlichem Bearbeitungszustand, beispielsweise Rohmilch, pasteurisierte Milch, hocherhitzte Milch, Magermilch oder auch Süßmolke gemeint) in entsprechende Käseformen abgefüllt und eine häufig wochenlange Reifung durchgeführt.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, Milch so zu konditionieren, dass eine Weiterverarbeitung der Milch erleichtert wird.
• Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1. Überraschenderweise wird bei Anwendung des bekannten physikalischen Behandlungsverfahrens erfindungsgemäß für Milch offensichtlich die Struktur in der Milch so verändert, dass die so behandelte Milch für die Weiterverarbeitung in Molkereien etc. besonders gut geeignet ist.
• Eine besonders intensive physikalische Behandlung der Milch wird erreicht, wenn die Milch auf seinem Transportweg bei der physikalischen Behandlung in wenigstens zwei getrennte Fließwege aufgeteilt und gegenläufig zueinander drehend und verwirbelt wieder vereint wird.
• Dadurch, dass Milch in Form von Rohmilch physikalisch behandelt und anschließend zu Magermilch entfettet wird, wird der Gehalt an Clostridien bei der Weiterverarbeitung von Rohmilch zu Magermilch in der Magermilch nach Abziehen der Fettgehalte im Separator deutlich gesenkt.
• Wenn die Milch der physikalischen Behandlung mit einer Pumpe zugeführt wird, wird durch das Fördern der Milch mittels der Pumpe eine intensive Vermischung des Mediums im Behandlungsverfahren erreicht.
• Dadurch, dass die Milch mehrfach der physikalischen Behandlung unterzogen wird, wird die Milch quasi Kreis gepumpt und somit eine besonders intensive Behandlung erreicht.
• Anschließend wird bevorzugt die behandelte Milch verkäst. In Vergleichsversuchen bei der Käseherstellung hat sich dabei herausgestellt, dass der Reifeprozess bei sonst gleichen Randbedingungen durch die Milchbehandlung etwa halbiert wird. Vorteilhaft wird somit erreicht, dass erhebliche Lager- und Energieeinsparungen durch die schnellere Reifezeit gegeben sind.
• Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand zweier Vergleichsversuche in einer Käserei und einer Molkerei sowie unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlich beschrieben.
• Darin zeigt:
• 1 ein Prozessablaufschema zur Magermilchherstellung und
• 2 ein Prozessablaufschema für die Käseherstellung
• Zunächst wird ein Ausführungsbeispiel anhand eines Vergleichsversuchs in einer Molkerei dargestellt. Hierbei handelt es sich um die Weiterverarbeitung von Rohmilch zu Magermilch. Dies erfolgt in einem Separator, der der Rohmilch Fett entzieht. In der Magermilch befinden sich nach der Bearbeitung durch den Separator noch Clostridien. Clostridien sind grampositive, obligat anaerobe, Sporen bildende Bakterien aus der Familie der Clostridiaceae. Die Endsporen sind hitzeresistent und können in siedendem Wasser viele Stunden, einige bei 110°C etwa eine Stunde, überleben.
• In der Molkerei wurde neben dem herkömmlichen Ablauf ein Versuchsaufbau entsprechend einer Darstellung gemäß 1 aufgebaut. Die nach dem Separieren entstehende Magermilch wurde in einem 500 l Behälter 1 bei einer Temperatur von 55°C abgefüllt. Anschließend wurde die in diesem Behälter befindliche Magermilch mit einer Pumpe 2 mehrfach in einem geschlossenen, separaten Kreislauf 3 durch ein Behandlungsgerät 4 gepumpt, bei dem die Magermilch auf ihrem Fließweg verwirbelt wurde, beispielsweise in einem Gerät ähnlich zur WO 2009/115064 A1 . Während des Pumpens wurden in mehreren zeitlichen Abständen sowohl die Keimzahl wie auch die Clostridienzahl ermittelt. Die Ergebnisse in der nachfolgenden Tabelle dokumentieren eine signifikante Reduktion der Clostridien.

  1. Versuch am 13.04.2016
  					KBE/ml	KBE/ml
  Probe	Text	Zeit			Gesamtkeimzahl	Clostridien
  1	0 Probe	09:10		1	3000	20
  2	0 Probe	09:10		2	2320	17
  3	behandelt	09:12		3	1050	17
  4	behandelt	09:17		4	2760	19
  5	behandelt	09:40		5	4160	7
  2. Versuch am 21.04.2016
  					KBE/ml	KBE/ml
  Probe	Text	Zeit			Gesamtkeimzahl	Clostridien
  6	0 Probe	08:50		6	4480	36
  7	behandelt	09:00		7	3240	30
  8	behandelt	09:30		8	3960	19
  9	behandelt	10:00		9	3720	23
  10	behandelt	11:00		10	3680	8

• In einem zweiten Ausführungsbeispiel wurde die behandelte Milch für die Käseherstellung verwendet. Bei dem entsprechenden Versuchsaufbau in einer Käserei wurde Rohmilch (Morgen- und Abendmilch) von einem Rohmilchbehälter 5 mittels einer Pumpe 6 in einen Käsekessel 7 mit Rührwerk 8 gepumpt und mit Zusatzstoffen vermischt. Diese Masse erhärtet zu dem so genannten Rohkäse und wird geschnitten. Die dabei ebenfalls entstehende Molke wird abgelassen und der geschnittene Rohkäse in Formen gegeben. Diese Formen gelangen sodann in die Reifekammer bis zum gewünschten Reifegrad.
• Bei der hier betrachteten Käsesorte war eine übliche Reifezeit von ca. zwei Monaten anzusetzen.
• Gegenüber diesem herkömmlichen Ablauf wurde nun die im Behälter 1 gesammelte Morgen- und Abendrohmilch mittels der Pumpe 6 über eine Rohrleitung 61 zur Fluid-Behandlung 9 geführt und in den Käsekessel 7 gepumpt. In 2 ist der veränderte Prozessablauf schematisch dargestellt. Der anschließende Produktionsablauf entsprach genau dem bekannten Ablauf. Bei der Reife stellte sich jedoch überraschender Weise heraus, dass der Käse sein optimales Reifungsergebnis aus der behandelten Milch bereits nach vier Wochen zeigte. Dabei war nach vier Wochen bereits die Verzehr- und Verkaufsfähigkeit erreicht und die Konsistenz des so erzeugten Käses war übereinstimmend mit der sonst üblichen Herstellungsweise cremig und elastisch und im Geschmack sehr würzig und reif.
• Festzustellen ist somit, dass die Reifung etwa halbiert werden kann, womit deutliche Kostenersparnisse hinsichtlich Lager- und Energieerfordernisse zu verzeichnen sind.
• Bezugszeichenliste

1

Behälter

2

Pumpe

3

Kreislauf

4

Behandlungsgerät

5

Rohmilchbehälter

6

Pumpe

61

Rohrleitung

7

Käsekessel

8

Rührwerk

9

Fluid-Behandlung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2009/115064 A1 [0002, 0020]
• EP 1076037 B1 [0003]
• EP 1294474 B1 [0004]

Claims (9)

1. Verfahren zur physikalischen Behandlung fluider Medien, bei dem das fluide Medium auf seinem Fließwege verwirbelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Milch als fluides Medium mit dieser Behandlung aufbereitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Milch auf seinem Transportweg bei der physikalischen Behandlung in wenigstens zwei getrennte Fließwege aufgeteilt und gegenläufig zueinander drehend und verwirbelt wieder vereint wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Milch in Form von Rohmilch physikalisch behandelt und anschließend zu Magermilch entfettet wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Milch der physikalischen Behandlung mit einer Pumpe (2, 6) zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Milch mehrfach der physikalischen Behandlung unterzogen wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Milch zur Joghurtherstellung verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behandelte Milch verkäst wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Milch bei der physikalischen Behandlung entlang des Fließweges Druckveränderungen ausgesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Milch bei der physikalischen Behandlung einem statischen oder veränderlichen Magnetfeld ausgesetzt wird.

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