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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Behandeln von Milch in einem Behälter.
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Stand der Technik
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Insbesondere bei dem Tränken von Kälbern wird häufig Milch verwendet, die vorab zur Lagerung pasteurisiert, gekühlt und sogar gefroren wird.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich vor allem, jedoch nicht ausschliesslich, auf Biestmilch. Biestmilch ist eine von der Mutterkuh stammende Erstmilch, die besonders reich an Vitaminen, Mineralien, besonderen Eiweissen, Abwehrstoffen usw. ist und zur Stärkung des Immunsystems eines Jungtiers verfüttert werden kann. Sie enthält aber auch Keime, die schädlich sind.
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Zur Abtötung der Keime sind beispielsweise Pasteurisierungseinrichtungen bekannt, wie sie in der
WO 2004/089069 A 1 beschrieben sind. Damit die pasteurisierte Milch nicht wieder verstärkt mit Keimen versetzt wird, muss sie in entsprechenden Vorratsbehältern auf eine keimwachstumshemmende Temperatur abgekühlt werden. Dies hat allerdings den weiteren Nachteil, dass, wenn ein Tier mit Futteranspruch mit der pasteurisierten, aber gekühlten Milch gefüttert werden soll, diese wieder auf eine entsprechende Tränketemperatur aufgewärmt werden muss.
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Bisher wird diese Biestmilch direkt nach dem Melken über einen Trichter in eine grosse Plastiktüte mit Kunststoffkorb abgefüllt. Diese wird dann verschlossen, beschriftet und in einem, für die Vorrichtung angepassten, Gefrierschrank eingefroren.
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Das Auftauen der Biestmilch erfolgt über ein Wasserbad, in das der Korb mit der darin befindlichen Plastiktüte eingelegt wird. Durch ständige Bewegung des Korbes in dem warmen Wasser wird die Biestmilch innerhalb von 15 min aufgetaut.
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Die Problematik bei dieser Erfindung liegt darin, dass die Milch nach dem Melken in einen Trichter gefüllt wird und somit der Luft und diversen Keimen ausgesetzt ist. Keime, die es eigentlich gilt abzutöten. Gefährliche Bakterien können dann in die Milch gelangen. Diese sind so resistent, dass sie sogar einer Erhitzung der Milch auf 60° standhalten.
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Weiterhin kann mit dieser Erfindung auch pasteurisiert werden. Hierfür wird der Korb mit der darin befindlichen Plastiktüte bei 60° in dem Wasserbad eine Stunde lang erwärmt und danach eingefroren.
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Eine weitere Erfindung, beschrieben in der
DE10 2010 060 715 A1 oder auch
WO2012/069158 , sieht vor, dass die Biestmilch nach dem Melken direkt in einen Behälter abgefüllt und dann eingefroren wird. Um die Milch für das Kalb zu erwärmen, schlägt die
DE 10 2006 054 215 A1 vor, dass das flüssige Nahrungsmittel im Behälter direkt mit einem temperierten, gasförmigen Medium beaufschlagt wird. Dabei wird mittels einer Dampflanze Dampf in den Behälter geblasen. Hierbei wird die Milch gleich in mehreren Bereichen aufgetaut bzw. erwärmt. Dabei wurde wiederum festgestellt, dass beim Auftauen Hitzenester von bis zu 100 °C entstehen, während darum herum die Milch noch gefroren ist.
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Des weiteren wurde insbesondere beim Pasteurisieren festgestellt, dass die Milch zum Verklumpen neigt und auch zum Anbacken an Wandungen. Zudem kann sich eine zähe Haut an den wärmeübertragenden Oberflächen bilden. Dadurch wird die Wärmeübertragung verschlechtert, und besonders bei Rohr- und Plattensystemen können Leitungen mit durch die Hautbildung verstopfen, welche zum Ausfall der Systeme führen. Das gilt besonders für die Temperierung von Kolostrum.
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Ein weiterer Nachteil ist, dass nach dem Auftauen die Biestmilch erst noch in eine Nuckelflasche gefüllt werden muss. Hier können weitere Keime die Milch verunreinigen.
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Die
WO 2017 076 915 A1 offenbart ein gattungsgemässes Verfahren und eine gattungsgemässe Vorrichtung.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden und insbesondere das Temperieren zu vergleichmässigen und einem Verklumpen bzw. Anbacken entgegenzuwirken.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Temperieren von Milch umfasst somit einen Behälter und ein Temperiermedium, wobei das Temperiermedium zum Pasteurisieren, Einfrieren und/oder Auftauen der Milch verwendbar ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll unter Temperiermedium alles verstanden werden, was eine Änderung der Temperatur der Milch bewirkt. Dies kann fest, flüssig oder gasförmig sein, die Milch mit einer bestimmten Wärme - bzw. Kältebestrahlung beaufschlagen bzw. sich in einem Raum befinden, der direkt oder indirekt mit der Milch in Berührung kommt. Von der Erfindung umfasst wird vor allem, dass das Temperiermedium in der Milch oder die Milch in dem Temperiermedium geführt ist. Um somit auf die
WO 2017 076 915 A1 zurückzukommen, kann sich die Milch in einem Behälter befinden, während das Temperiermedium in der Spirale geführt wird. Ebenso kann sich aber auch das Temperiermedium in dem Behälter befinden und die Milch in der Spirale durch dieses Temperiermedium hindurchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist bei jeder möglichen Temperierung der Milch anwendbar. Vor allem soll sie beim Einfrieren und Auftauen Anwendung finden, wobei durch sie Hitzenester vermieden werden. Aber auch beim Pasteurisieren der Milch ist ein Bewegen der Milch von grossem Vorteil. Wird beispielsweise die Milch in einer Heizspirale geführt, so neigt sie zur Bildung einer Haut.
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Auch für das Bewegen der Milch ist eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar. Die Milch kann direkt bewegt werden. Es könnte aber auch das Temperiermedium und über dieses Temperiermedium die Milch bewegt werden.
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Rein mechanisch gesehen bietet sich beispielsweise ein Unwuchtmotor an. Der Unwuchtmotor ist vorzugsweise eingerichtet, um das Temperierelement in Schwingung zu versetzen. Der Unwuchtmotor kann zwei oder mehr Unwuchtscheiben umfassen.
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Die Vorrichtung kann einen Deckel zum Verschliessen des Behälters umfassen. Ferner kann daran gedacht sein, die Vorrichtung als Set umfassend mehrere Deckel bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Deckel einen Nuckel und einen Henkel umfassen, um die im Behälter befindliche Milch an ein Jungtier zu verfüttern. Ein solcher Deckel ist in
4 der
WO 2017 076 915 A1 gezeigt. Ein weiterer Deckel ohne Auslass, Nuckel oder dergleichen kann dazu dienen, den Behälter dicht zu verschliessen und einzulagern. Ein anderer Deckel kann mit dem Temperierelement verbunden oder verbindbar sein. Es ist also insbesondere daran gedacht, zumindest einen Deckel bereitzustellen, welcher lösbar oder dauerhaft mit dem Temperierelement verbunden ist. Alternativ kann das Temperierelement lösbar oder dauerhaft mit dem Behälter verbunden sein.
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Der Unwuchtmotor kann lösbar oder dauerhaft mit dem Deckel verbunden sein. Vorzugsweise ist der Unwuchtmotor lösbar mit dem Deckel verbunden, so dass er nicht gemeinsam mit der Vorrichtung eingefroren werden muss, sondern nur zum Auftauen der Milch am Deckel befestigt wird. Ein Landwirt benötigt daher auch für mehrere Vorrichtungen nur einen Unwuchtmotor. Der Unwuchtmotor ist hierbei geeignet, nicht nur den Deckel sondern auch das Temperierelement in Schwingung zu versetzen.
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Der Unwuchtmotor kann auch lösbar oder dauerhaft mit dem Behälter verbunden sein. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist eine lösbare Verbindung bevorzugt und auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Unwuchtmotor geeignet, nicht nur den Behälter sondern auch das Temperierelement in Schwingung zu versetzen.
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Alternativ kann der Unwuchtmotor lösbar oder dauerhaft direkt mit dem Temperierelement verbunden sein. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist eine lösbare Verbindung bevorzugt.
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In allen drei Varianten der Verbindung des Unwuchtmotors mit einem Teil der Vorrichtung ist der Unwuchtmotor vorzugsweise aussenliegend befestigt. Dies kann entweder an der Aussenwand des Behälters, an der Aussenseite des Deckels oder an einem aussenliegenden Teil des Temperierelements erfolgen.
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In allen drei Varianten der Verbindung des Unwuchtmotors, d.h. bei Verbindung mit dem Deckel, dem Behälter oder direkt mit dem Temperierelement, kann der Unwuchtmotor angeflanscht oder aufgesteckt werden. Der Unwuchtmotor und der Deckel, der Behälter oder das Temperierelement verfügen dann vorzugsweise über zueinander komplementäre Einrichtungen zum Verbinden. Die Verbindung kann form- und/oder kraftschlüssig, durch Stecken, Clipsen, Magnete oder andere geeignete Verbindungs-Varianten erfolgen. Auch ein Anflanschen oder Anschrauben sowie ein Verbinden mit Schnellspannern ist denkbar. Bei einer Befestigung am Deckel oder am Behälter wird der Unwuchtmotor vorzugsweise nahe an derjenigen Stelle angebracht, an welcher das Temperierelement mit dem Deckel oder dem Behälter verbunden ist, um die Schwingungen effektiv auf das Temperierelement zu übertragen.
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Die Anbringung des Unwuchtmotors bewirkt vorteilhafter Weise, dass während des Auftauens eine Wärmeübertragung nicht nur durch Wärmeleitung, sondern auch durch Wärmeströmung erfolgt, da der Unwuchtmotor das Temperierelement in Schwingung versetzt, wodurch eine Strömungsbewegung der aufgetauten Milch entstehen. Dieser Vorgang setzt unmittelbar nach Beginn des Auftauens ein, da die Milch notwendigerweise in unmittelbarer Umgebung des Temperierelements aufzutauen beginnt. Somit kann das sich schwingend bewegende Temperierelement bereits eine Strömung innerhalb der aufgetauten flüssigen Milch erzeugen, sobald der erste Anteil der Milch aufgetaut ist. Kalte Milch wird direkt an das Temperierelement geführt und erwärmt.
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Die Strömungsbewegung ist insbesondere beim Auftauen von sehr zähflüssiger Biestmilch bzw. Kolostrum von Vorteil, da sie deren Auftauvorgang wesentlich beschleunigt. Kalte und warme Milch wird schneller „ausgetauscht“. Ein Wärmeaustausch über die Vermischung erfolgt wesentlich schneller als über eine Wärmeleitung.
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Während ein Unwuchtmotor mit einer relativ geringen „Schwingung“ wirksam werden kann, liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Einrichtungen, die höhere Schwingungen erzeugen, bis hin zum Ultraschall. Ein Ultraschallschwinger kann beim Temperieren (auch bei einem Injektor am Pasteur, wie im Stand der Technik beschrieben) eingesetzt werden. Für ihn gelten die gleichen Ausführungen, wie sie oben für den Unwuchtmotor gemacht worden sind. Dadurch sollen ein Verklumpen und eine Hautbildung der Milch verhindert werden. Im Kolostrum enthaltene Eiweisse neigen zum Verklumpen und zur Hautbildung bei länger anhaltender Hitze von über 60°C. Mittels Ultraschalls können diese Verbünde vermieden und vorhandene aufgelockert bzw. zerstört werden. Zudem könnte die Pasteurisierungstemperatur bei gleichlanger Heisshaltezeit erhöht oder die Heisshaltezeiten bei gleicher Pasteurisierungstemperatur verlängert werden. Weitere temperaturrestentere Keime können dadurch abgetötet werden.
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Ein Ultraschallschwinger kann auch zusätzlich zu einem Unwuchtmotor oder einer anderen analogen Ausführung zur Schwingungserzeugung eingesetzt werden.
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Anstelle des Unwuchtmotors oder eines Ultraschallschwingers oder beiden zusammen kann die vorliegende Vorrichtung auch eine Aquarienpumpe umfassen, um das Auftauen zu beschleunigen. Hierbei kann an eine Schwingankerpumpe gedacht sein, welche als Membranpumpe oder als Vibrationspumpe ausgeführt sein kann. Eine solche Aquarienpumpe ist geeignet, die vorstehend beschriebenen Schwingungen zu erzeugen und das Auftauen in gleicher Weise wie ein Unwuchtmotor zu beschleunigen. Die vorstehenden Ausführungen gelten daher analog für die Aquarienpumpe.
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Bei der Temperierung von Milch in einem Behälter hat es sich als ratsam erwiesen, diesen Behälter nicht zylindrisch sondern konisch auszubilden. Vor allem sollte er sich zur Behälteröffnung hin konisch erweitern, damit er beim Einfrieren von Milch nicht zu stark beansprucht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2004/089069 A [0004]
- DE 102010060715 A1 [0009]
- WO 2012/069158 [0009]
- DE 102006054215 A1 [0009]
- WO 2017076915 A1 [0012, 0015, 0019]