DE2417926A1

DE2417926A1 - Verfahren zur herstellung von kaese und einrichtung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2417926A1
Application number: DE19742417926
Authority: DE
Inventors: Pierre Stenne
Original assignee: Claudel SA
Current assignee: Claudel SA
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1974-10-31
Also published as: IT1004137B; CA1020804A; SU579849A3; ES425312A1; DK154991B; CH584514A5; AR209068A1; GB1424174A; US3899596A; GB1424175A; NL7405008A; BR7402978D0; DK154991C; AU6750374A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Käse und betrifft insbesondere die Herstellung von stückweise zu verkaufenden Käse.

Die traditionelle Käseherstellung umfaßt im allgemeinen eine Folge diskontinuierlicher Vorgänge, so die Gerinnung der Milch in geeigneten Gefäßen, das Schneiden des Gels und die Überführung des Gels in Formen, in denen die Entwässerung stattfindet. Dieses traditionelle Verfahren ist mit verschiedenen Nachteilen verbunden, zu denen die ungenügende Reproduzierbarkeit der physikalisch-chemischen

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Kennwerte der erhaltenen Erzeugnisse und die Schwierigkeit gehört, die Produktionsvorgänge zu rationalisieren. Ausserdem ist es in dem besonderen Fall der Herstellung von stückweise zu verkaufenden Käsen, d.h. von Käsen von praktisch einheitlicher Größe, deren Gewichte aber in Abhängigkeit von den Kennwerten des Produkts variieren können, erforderlich, besondere Hilfsmittel einzusetzen. So kann die Gerinnung in Kleinstbehältern, ausgehend von so genau wie möglich abgemessenen Milchmengen vorgenommen werden, wobei das Schneiden in diesen Kleinstbehältern vorgenommen wird. Jedoch kann nach dieser Methode die Streuung zwischen den Gewichten der gewonnenen Käsen nicht befriedigend beseitigt werden. Diese Streuung, die im allgemeinen als Typ-Streuung angegeben wird, bleibt eines der Hauptprobleme der Käseindustrie.

Man hat sich bemüht, die Käseherstellung dadurch zu rationalisieren, daß man kontinuierlich oder halbkontinuierlich ablaufende Bearbeitungsverfahren entwickelt hat, insbesondere indem die Milchgerinnung in röhrenförmigen Gerinnungsgefäßen vorgenommen wurde, in denen das Produkt sich kontinuierlich bildet. Diese Methoden ergeben jedoch keine einheitlichen Gelabschnitte, deren Abmessungen denen des gewünschten Käses nahekommen. Tatsächlich muß das am Ausgang eines Gerinnungsrohres gewonnene Gel noch weiter entwässert und geformt werden. Es sind auch halbkontinuierliche Verfahren vorgeschlagen worden, nach denen die kalt eingelabte Milch in Rohre gefüllt wird, in denen"sie erwärmt und zur Gerinnung gebracht und dann aus diesen Rohren herausgelassen wird. Diese Verfahren beschränken sich jedoch auf die Gewinnung von Dickmxlchzylxndern kleinen Durchmessers, denn die Notwendigkeiten der Beheizung setzen voraus, daß Gerinnungsröhren mit einem einige xehn Millimeter nicht überschreitenden Durchmesser verwendet

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werden, weshalb keine DickmiIchabschnitte hergestellt werden können, deren Abmessungen denen eines Käses nahekommen .

Andererseits läßt sich mit keinem der kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Verfahren in befriedigender Weise die Typstreuung zwischen den Gewichten der erhaltenen Erzeugnisse herabsetzen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Käse, das es erlaubt, in besonders einfacher Weise Gelabschnitte mit einem Volumen herzustellen, das zur Gewinnung eines Käses erforderlich ist, und deren jeweilige Gewichte nur sehr wenig streuen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Milch einer Ultrafiltration unterworfen wird, um ein flüssiges Produkt zu gewinnen, das alle oder einen Teil der Proteinbestandteile der Milch enthält, daß diese Flüssigkeit einer Wärmebehandlung unterworfen wird, um sie auf die Gerinnungstemperatur zu bringen, daß das flüssige Erzeugnis mit Lab versetzt wird, nachdem es mit den geeigneten Enzymen geimpft worden ist, daß eineCharge des flüssigen Produkts in mindestens ein vertikal stehendes Gefäß* eingefüllt wird, daß die mit Lab versetzte Flüssig-]<a.t im stationären Zustand gerinnen darf, bis sich eine zusammenhängende Masse ergibt, daß die erhaltene geronnene Masse durch Ausübung einer auf die Unterseite dieser Masse gleichmässig verteilte Druckkraft aufwärts geschoben wird und daß dann an der Oberkante des Gefäßes nach dem Heraustreten von Abschnitten der Masse in vorgegebener Höhe Schnitte geführt werden, so daß einheitliche Gelabschnitte entstehen, die anschliessend jeweils einen Käse bilden.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur

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Ausübung des vorstehend definierten Verfahrens.

Der Ausdruck "eine Milch wird einer Ultrafiltration unterworfen, um ein flüssiges Produkt zu gewinnen, das alle oder einen Teil der Protexnbestandtexle der Milch enthält" bedeutet, daß die Milch durch Filtrieren durch mindestens eine semipermeable Membran in zwei flüssige Fraktionen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung aufgeteilt wird, und daß die zurückgehaltene Fraktion aufgefangen wird, deren Proteingehalt merklich erhöht ist. Die andere, üblicherweise als hindurchgetretene Fraktion bezeichnete Fraktion, stellt eine wäßrige Lösung mit Substanzen von verhältnismässig niedrigerem Molekulargewicht dar, enthält also beispielsweise Lactose, Mineralsalze und bestimmte stickstoffhaltige Substanzen. Die auf dem Wege der Ultrafiltration erfolgende Gewinnung einer Fraktion, die mit Proteinen angereichert ist und deren Gewichtsanteil an fettfreier Trockenmasse beispielsweise nicht unter 18 % liegt, erfordert im allgemeinen mehrere nacheinander durchzuführende Ultrafiltrationen, die vorgenommen werden können, indem entweder in der von der Milch durchlaufenen Bahn eine ausreichende Anzahl semipermeabler Membranen angeordnet werden oder indem man die Milch das Ultrafiltrationsgerät genügend oft durchlaufen läßt.

Obwohl die Ultrafiltration von der Vollmilch ausgehend ausgeübt werden kann, wird im allgemeinen die Verwendung von entrahmter Milch bevorzugt, um eine zu häufige Verschlammung der semipermeablen Membranen zu verhindern. Die Ultrafiltration kann mit Membranen erfolgen, deren Permeabilität so gewählt ist, daß die Milchbestandteile mit niedrigem Molekulargewicht (Lactose, Mineralsalze, stickstoffhaltige Nicht-Proteine) die Membranen passieren

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können und daß die Substanzen mit höherem Molekulargewicht, insbesondere das Casein, zurückgehalten werden. Zu diesem Zweck lassen sich handelsübliche Membranen verwenden, beispielsweise Membranen, die für die Abtrennung der Proteine aus der Molke durch Ultrafiltration verwendet werden. Derartige Membranen können aus Celluloseacetat oder synthetischen Polymeren, beispielsweise Polyvinylchlorid oder Polyacrylnitril, bestehen.

Die Ultrafiltrationsanlage kann bündelweise angeordnete poröse Röhren aufweisen, deren Innen- oder Aussenseite mit der semipermeablen Membran bedeckt ist. Die Anlage kann auch mit porösen Platten arbeiten, die jeweils eine semipermeable Membran tragen und die in Rahmen nebeneinander angeordnet sind, so daß zwischen den Platten ein geeigneter Abstand eingehalten wird. Diese verschiedenen Geratetypen sind ebenfalls für den Bedarf der chemischen Industrie im Handel erhältlich.

Die Milch wird mit der oder den semipermeablen Membranen in Berührung gebracht; die Verarbeitung erfolgt unter Druck und vorzugsweise in turbulenter Strömung, um Polarisationserscheinungen auszuschalten, die den Wirkungsgrad der Arbeitsweise beeinträchtigen. Die Temperatur der der Ultrafiltration zugeführten Milch ist nicht kritisch_} so lange sie mit den Erfordernissen der Milchviskosität vereinbar bleibt und soweit sie nicht die Unversehrtheit des zu behandelnden Produkts oder der semipermeablen Membranen beeinträchtigt. Diese Temperatur kann je nach der Anfangsviskosität auf einen Wert zwischen 2 und 70⁰C eingestellt werden und kann allmählich in Abhängigkeit von der Viskositätszunahme des Produkts erhöht werden.

Wenn das flüssige Produkt durch Ultrafiltration von ent-

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rahmter Milch gewonnen ist, wird ihm nötigenfalls die erforderliche Menge eßbarer Fettsubstanzen zugefügt. Diese Fettsubstanzen können tierischen Ursprungs sein (beispielsweise Milchsahne oder Butterfett) oder pflanzlichen Ursprungs (beispielsweise Erdnußöl). Die erforderliche Menge Fettsubstanz, die entsprechend der Art des herzustellenden Käses gewählt wird, kann beispielsweise etwa 45 bis 50 Gewichtsprozent der gesamten Trockenmasse des Käses ausmachen.

Das flüssige Produkt, das in der nachfolgenden Beschreibung als "ultrafiltrierte Milch" bezeichnet werden soll, wird dann auf eine als Gerinnungstemperatur bezeichnete Temperatur erwärmt, die zwischen etwa 25 und 50⁰C liegen kann, anschliessend mit Hilfe geeigneter Milchfermente geimpft und dann mit Lab versetzt. Derartige Fermente sind dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht im einzelnen angeführt zu werden.

Gemäß einer Variante des Verfahrens kann man die ultrafiltrierte Milch vor ihrer Erwärmung auf Gerinnungstemperatur impfen.

Die geimpfte und auf geeignete Temperatur erwärmte ultrafiltrierte Milch wird dann mit Lab versetzt und in ein vertikal stehendes Gefäß gefüllt. Dieses vertikal stehende Gefäß kann einen gleichbleibenden Querschnitt besitzen, der ungefähr gleich demjenigen des herzustellenden Käses ist, und das Gefäßvolumen entspricht vorzugsweise einem Vielfachen des Volumens jedes Abschnitts, den man einzeln abzunehmen wünscht. Die Querschnittsform ist beliebig; sie kann rund, elliptisch oder vieleckig sein, je nach der Gestalt des herzustellenden Käses. Dann wird in das Gefäß

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eine Menge des flüssigen Produkts eingefüllt, und diese Menge, in Gewichtsgrößen ausgedrückt, ist vorzugsweise gleich einem Vielfachen des Gewichts jedes der genannten Einzelabschnitte; anschliessend wird der Zustrom unterbrochen und die Charge bleibt während einer so langen Zeitspanne in Ruhe als zur Gerinnung und Bildung einer zusammenhängenden Masse erforderlich ist. Unter "zusammenhängender Masse" soll eine geronnene Masse verstanden sein, deren Konsistenz und Zusammenhalt ausreichen, um sie im Inneren des Gefäßes unter der Wirkung einer Druckkraft verschieben zu können, die gleichförmig an ihrer Unterseite einwirkt, sie abschneiden und anschliessend handhaben zu können, ohne die Unversehrtheit des Koagulums zu beeinträchtigen. Konsistenz und Zusammenhalt dieser Masse hängen ebenfalls von dem Gehalt der ultrafiltrierten Milch an fettfreier Trockenmasse ab.

Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens hat die ultrafiltrierte Milch einen Gewichtsanteil an fettfreier Trockenmasse von mindestens 18 %. Versuche haben gezeigt, daß die Festigkeit der erhaltenen Abschnitte aus einer ultrafiltrierten Milch mit einem unter 18 % liegenden Gewichtsanteil an fettfreier Trockenmasse nicht immer ausreicht und keine leichte Handhabung der Abschnitte ohne besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich der Unversehrtheit des Gels erlaubt. Jedoch bedeutet das nicht notwendigerweise, daß die Konsistenz dieser Masse sich nicht mehr entwickeln kann, noch daß die Konsistenz einen Entwicklungsstand erreicht hat, der einem Festigkeitshöchstwert entspricht.

Wenn die geronnene Charge die richtige Konsistenz und den ausreichenden Zusammenhalt erreicht hat, d.h. etwa 10 bis HO Minuten nach dem Zusatz von Lab zu der ultrafiltrierten Milch, je nach den Kennwerten des Produkts und insbesondere

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je nach dem Gehalt an fettfreier Trockenmasse, wird sie langsam in dem Gefäß aufwärts gedrückt, indem man an der Unterseiteiäejp Charge eine über die Fläche gleichmässig verteilte mechanische Kraft wirken läßt. Diese Kraft kann mit beliebigen bekannten Mitteln ausgeübt werden, die zur Durchführung dieses Vorgangs geeignet sind, beispielsweise mit einem Kolben, der mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben wird.

Die ultrafiltrierte, mit Lab versetzte Milch kann in das Gerinnungsgefäß unmittelbar an dessen Oberseite oder durch eine Leitung eingeführt werden, die durch die Seitenwand des Gefäßes in einer Höhe verläuft, die über derjenigen liegt, die der Kolben zu Beginn der Produkteinleitung einnimmt. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Charge ultrafiltrierter, mit Lab versetzter Milch im oberen Teil des Gefäßes eingeleitet, während der Kolben in seine tiefste Stellung zurückläuft. Diese Art der Füllung, die es erlaubt, in einem einzigen Arbeitsgang das Gefäß zu beschicken und den Kolben zu senken, geschieht vorzugsweise mit einer solchen Zulaufmenge, daß das Flüssigkeitsniveau im wesentlichen konstant bleibt und nahe dem Zulaufniveau liegt," so daß stärkere Flüssigkeitsbewegung beim Zuführen, die zu Schaumbildung führen könnte, vermieden wird. Natürlich ist dar Kolben in dem Gerinnungsgefäß so angeordnet, daß er dicht an die Gefäßwände anschließt, so daß Leckverluste an Flüssigkeit nicht auftreten können. Die Abdichtung läßt sich herbeiführen, indem man einen Kolben verwendet, der mit einem oder mehreren ringförmigen Segmenten versehen ist, die mit der Innenseite des Gerinnungsgefäßes zusammenwirken.

Die geronnene Masse wird unter der Wirkung des Kolbens in

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dem Gerinnungsgefäß verschoben. Sie tritt nach und nach über den oberen Rand des Gerxnnungsgefäßes hinaus und sobald die Masse eine vorgegebene Höhe über dem Rande erreicht hat, werden die einzelnen Abschnitte des geronnenen Gels abgetrennt. Die Stärke der Abschnitte ergibt sich aus der Frequenz der Schnittführung und der vertikalen Translationsgeschwindigkeit der geronnenen Gel-Masse, Die Schneidvorrichtung kann von einer die Höhe der aus dem Gefäß heraustretenden Gel-Masse ermittelnden Meßvorrichtung gesteuert werden, beispielsweise von einem Taster oder einer photoelektrischen Zelle. Das Schneiden des Koaguluras kann mit jeder geeigneten Vorrichtung erfolgen, zum Beispiel mit einem Draht oder Messer, das sich in einer horizontalen Ebene verlagert oder in einer Ebene, die schwach derart geneigt ist, daß der Schnitt unter Berücksichtigung der ständigen Verlagerung der geronnenen Masse praktisch horizontal verläuft. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann die Schneidvorrichtung aus einer Gruppe von Drähten oder Messern bestehen, die in gleichmässigen Abständen an einem Gestell angeordnet sind, das in gleichförmiger Translations- oder Drehbewegung gehaltenwird, so daß sich Abschnitte gleicher Stärke schneiden lassen.

Die abgetrennten Abschnitte können weggenommen und in geeignete Formen überführt werden, deren Abmessungen vorzugsweise diejenigen der Abschnitte etwas übersteigen. Nachdem sie in die Formen gebracht sind, verformen sich die Abschnitte allmählich und nehmen die Gestalt dieser Formen an; auf diese Weise werden sie zu Stückenkäse von vorgegebenem Gewicht, Man kann, wenn die Konsistenz der geronnenen Masse ausreichend hoch ist, die Gel-Abschnitte auch auf ebene Unterlagen legen. Nach einer weiteren Variation des Verfahrens wird die Gelmasse zerlegt, ohne daß die Abschnitte voneinander getrennt werden; sie bewegen sich dann weiter vertikal

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aufwärts in Form eines Stapels gleichartiger Elemente und gelangen in ein zweites vertikal stehendes Gefäß gleichen Querschnitts, das mit dem Gerinnungsgefäß fluchtet. Dieses zweite Gefäß kann dann als Aufbewahrungs- und Transporteinrichtung einer Gruppe von einzelnen Abschnitten des Koagulums dienen. Diese Handhabung des Verfahrens, bei dem die einzelnen Abschnitte mehr oder wenig lange Zeit miteinander in Berührung bleiben, wird durch die geringe Fähigkeit der Abschnitt zum spontanen Widerzusammenkleben ermöglicht.

Die in die Formen gebrachten Gel-Abschnitte werden, obschon sie noch eine gewisse Menge Serum verlieren, je nach dem Anteil der Trockenmasse in dem erhaltenen Gel etwa 7 bis 30 Gewichtsprozent, nicht einem üblichen Entwässerungsverfahren unterworfen (das im allgemeinen der Entfernung von ungefähr 85 Gewichtsprozent Serum entspricht). Die Abschnitte durchlaufen anschliessend die üblichen Stationen der Käseherstellung, Säuerung, Reifung und Reinigung.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens enthält die ultrafiltrierte Milch einen höchstens 18 % betragenden Gewichtsanteil von fettfreier Trockenmasse. In diesem Fall enthält das Verfahren generell einen Vorgang, bei dem die einzelnen Gel-Abschnitte zerschnitten werden. Die abgetrennten Abschnitte werden vorzugsweise in geeignete Formen aufgenommen, wo sie gemäß einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens während des als "Zerschneiden" bezeichneten Verfahrensschritts in reproduzierbarer Weise zerkleinert werden. Bei diesem Vorgang werden, obwohl dafür keine zwingende Notwendigst besteht, miteinander genau übereinstimmende Stücke hergestellt. Beispielsweise werden mit Messern und/oder Drähten, in drei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen geführt, Gelwürfel geschnitten, die alle den gleichen Rauminhalt haben, abgesehen vielleicht von den "Randwürfeln".

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Je nach der Stärke der zu zerkleinernden Abschnitte kann es sich als überflüssig erweisen, einen Schnitt in Dickenrichtung zu führen.

Die zerkleinerten Abschnitte werden dann entwässert, wobei sie bis zu 70 Gewichtsprozent Wasser verlieren, und kleben dann wieder zusammen. Wegen dieses Verlustes muß der Ausdruck "zum Erhalt eines Käses erforderliches Volumen" interpretiert werden. Beispielsweise muß man Abschnitte von 800 g Gewicht abtrennen und dann zerkleinern, um einen Käse von 300 g zu erhalten, wenn die Entwässerung sich in einem Gewichtsverlust von 6 2,5 % Serum ausdrückt.

Nach einer anderen Variante werden die Abschnitte auf eine ebene Unterlage gesetzt, dann auf dieser Unterlage "zerkleinert" und erst nach einer anfänglichen Entwässerung in Formen gebracht, bevor das Milchgel wieder zusammenhaftet. Eine interessante Ausführungsweise dieser Variante besteht in der Verwendung eines Förderers, der die Abschnitte aufnimmt, sie unter eine geeignete Zerkleinerungsvorrichtung fördert und sie dann durch einen Trichter in eine Einzelform schüttet.

Die in der Form befindliche eingedickte Milch macht dann die üblichen Verfahrensschritte der Käseherstellung durch, nämlich Säuerung, Impfung, Reifung, Reinigung.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Hilfe von einem oder mehreren Gerinnungsgefäßen ausüben, die chargenweise mit ultrafiltrierter, geimpfter Milch beschickt werden und diskontinuierlich Gel-Abschnitte liefern. Jedoch ist das Verfahren besonders vorteilhaft auch für eine kontinuierliche Herstellung von Dickmilchabschnitten auf-

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grund eines ununterbrochenen Zustroms von ultrafiltrierter Milche geeignet, wobei mehrere Gerinnungsgefäße verwendet werden, die in bestimmter Reihenfolge beschickt werden und-arbeiten. Eine Ausführungsweise des abschnittsweise arbeitenden Verfahrens und eine Anlage zur Ausübung dieses Verfahrens werden anschliessend im einzelnen beschrieben.

Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung dar.

Fig. 1 gibt eine Obersicht über die Gesamtanlage;

Fig. 2 ist ein Funktionsschema für eine Gruppe von Gerinnungsgefäßen ;

Fig. 3 ist ein Diagramm, in dem der Verfahrensablauf in der Anlage dargestellt ist.

Die Einrichtung weist gemäß Fig. 1 eine bestimmte Anzahl hintereinander geschaltete Elemente auf, die durch eine Leitung 1 verbunden sind. Dabei handelt es sich um folgende, in Strömungsrxchtung fortlaufend numerierte Elemente:

- einen Vorratsbehälter 2 mit einem Rührwerk 3 und einem (nicht gezeichneten) Thermostaten;

- eine Zentrifugalpumpe 4;

- einen Plattenheizkörper 5;

- eine Zentrifugalpumpe 6;

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- eine Rohrabzweigung 7 mit mehreren abgehenden Leitungen 8, die jeweils einen Schieber 9 aufweisen;

- eine Gruppe von mehreren vertikal stehenden Gerinnungsgefäßen 10, die jeweils durch eine Leitung 8 aus der Abzweigung 7 mit ultrafiltrierter, geimpfter Milch beschickt werden. Jedes Gerinnungsgefäß 10 besitzt eine Schneidvorrichtung 11 und einen Kolben 12. Die Einzelheiten dieser Gefäße sind aus Fig. 2 zu entnehmen.

Die Einrichtung weist ferner eine Leitung 13 mit eingebauter Pumpe 14, deren Förderleistung regelbar ist, auf; die Leitung 13 mündet zwischen dem Behälter 2 und der Zentrifugalpumpe H in die Leitung 1. Durch die Leitung 13 kann der ultrafiltrierten Milch kontinuierlich die erforderliche Menge der Fettanteile zugeführt werden. Ausserdem weist die Einrichtung zwei parallel zueinander zwischen dem Erhitzer 5 und der Zentrifugalpumpe an die Leitung 1 geführte Leitungen 15 und 16 auf. Diese Leitungen 15 bzw. 16, in denen Dosierpumpen 17 bzw. 18 liegen, dienen der kontinuierlichen Zuführung von Milchfermenten und Lab.

Die eigentliche Gerinnungs- und Schneideinrichtung, die in Fig. 2 gezeichnet ist, besteht aus einer Gruppe von η übereinstimmenden, vertikal stehenden Gerinnungsgefäßen, die beispielsweise als Rohre aus nichtrostendem Stahl oder einem harten Polymer ausgeführt sind. Die mit KL, 10«, ..., 10 bezifferten Behälter besitzen zugehörige Kolben 12., 12₂, ..., 12_n, die von Kolbenstangen 19 vertikal auf- und abwärts von (nicht gezeichneten) Antriebsvorrichtungen, beispielsweise Druckzylindern, bewegt werden. Jedes Gefäß wird über eine mit einem Schieber 9 versehene Leitung 8 mit ultrafiltrierter Milch beschickt; an den Leitungen 8

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und ihren Schiebern 9 sind die den Gefäßen 1, 2, ..., η

entsprechenden Indizes angebracht. Ferner ist oberhalb

jedes Gefäßes 10 eine Schneidvorrichtung 11-j, Ho» ··· H_n angeordnet.

Wenn man die Einrichtung kontinuierlich arbeiten lassen will, d.h., wenn man die Gerinnungsanordnung ununterbrochen mit ultrafiltrierter Milchbeschicken will, müssen die Arbeitstakte der Gefäße so geordnet werden, daß beim Abschluß des Füllvorgangs bei einem Gefäß ein anderes Gefäß zur Aufnahme einer neuen Füllung vorbereitet ist. Die verschiedenen Arbeitstakte eines Gefäßes folgen chronologisch aueinander in dieser Reihenfolge:

- Füllung und gleichzeitiges Absinken des Kolbens. Dauer T

- Gerinnung in stationärem Zustand bis zum Erhalt einer zusammenhängenden Masse. Dauer T .

- Ausstoßen der geronnenen Masse durch Aufwärtsscheiben und Abtrennen zur Bildung von Gel-Abschnitten. Dauer T .

Damit die Anlage kontinuierlich arbeiten kann, muß demnach in einem gegebenen Gefäß die Gerinnung und die Herstellung der Abschnitte vollständig während des Zeitraums ablaufen, der für die Füllung der η - 1 anderen Gefäße benötigt wird. Diese Bedingung wird einfach durch die Beziehung T_c + T Si (n-1) T_p ausgedrückt.

Die Tauer T ist ein Parameter, der hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung der ultrafiltrierten Milch abhängt (insbesondere von ihrem Trockenmassegehalt), von ihrer Impfung, ihrer Säuerung und ihrer Temperatur (ins-

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besondere im Augenblick der Labzugabe), Die Dauer T beträgt im allgemeinen 10 bis 40 Minuten.

Die Dauer T hängt natürlich von der in der Zeiteinheit zugeführten Menge ultrafxltrierter Milch und von dem Rauminhalt jedes Gefäßes ab. Sie kann vorgewählt und genau eingestellt werden.

Ebenso läßt sich die Dauer T wählen und einstellen im Hinblick auf die Häufigkeit der Schnitte und die Stärke der verlangten Abschnitte, indem die Vorschubgeschwindigkeit der Kolben eingestellt wird.

Somit kann man bei bekannten Werten von T , T und T die Zahl der Gerinnungsgefäße bestimmen, die für einen kontinuierlichen Betrieb der Anlage erforderlich sind, oder für eine gegebene Zahl von Gefäßen die Dauer der verschiedenen Arbeitsphasen festlegen, insbesondere die Dauer des Füllvorgangs,

Fig, 2 zeigt an einem Beispiel die erreichten Arbeitsphasen in einem bestimmten Augenblick für fünf der η Gefäße der Gerinnung sanlage,

- Das Gefäß 1O₁ wird gerade gefüllt. Der Schieber ^ ist geöffnet, und der Kolben 12^ bewegt sich abwärts.

- das Gefäß 1O₂ ist mit geimpfter ultrafxltrierter Milch gefüllt und befindet sich am Beginn der Gerinnungsphase. Der Schieber 9„ ist daher geschlossen, und der Kolben 12j steht unbeweglich in seiner unteren Stellung.

Das Gefäß 10_n_₂ befindet sich in der den Schluß des

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Gerinnungsvorgangs kennzeichnenden Phase. Der Schieber 9 2 i^st geschlossen und der Kolben 12 „ befindet sich unbeweglich in .seiner tiefsten Stellung.

- Die Gefäße 10 . und 10 befinden sich in gegeneinander versetzten Arbeitsphasen (das Ende der Produktionsphase des Gefäßes 10 fällt zusammen mit dem Ende der Füllungsphase des Gefäßes 1Oj). Die Kolben 12 . und 12 bewegen sich aufwärts und schieben die Gelmassen vor sich her, die von den Schneidvorrichtungen 11 ^ und 11 nach Maßgabe ihres Heraustritts aus den Gefäßen abgetrennt werden.

Die Schieber 9 _Λ und 9 sind geschlossen, n-l η °

Man kann natürlich die von den Schiebern 9 und den Kolben 12 ausgeübten Vorgänge durch eine Programmsteuerung auslösen lassen, um die Arbeitsfolge in Abhängigst von den Zeitabschnitten T , T und T ablaufen zu lassen. Diese

r ρ c

Steuerungsvorrichtung kann auch unter Zuhilfenahme von Signalen arbeiten, die von Meßvorrichtungen abgegeben werden, die die von der ultrafiltrierten Milch in den Gefäßen und/ oder den Kolben erreichten Steighöhen ermitteln.

Die nachstehenden Beispiele veranschaulichen den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens; sie sind aber natürlich nicht auf die hier beschriebenen Einzelheiten beschränkt. In den Beispielen sind die Anteile, Gehalte und Prozentwerte als Gewichtsdaten zu verstehen, und die verwendete Einrichtung entspricht der in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Anlage.

Beispiel 1

Es werden kontinuierlich Gel-Abschnitte aus 185 1 einer ange-

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reicherten Milch mit 25,5 % fettfreier Trockenmasse hergestellt, indem 1000 1 entrahmte Milch mit 9 % fettfreier Trockenmasse ultrafiltriert wird; die Trockenmasse der Ausgangsmilch setzt sich wie folgt zusammen:

Lactose	5,0
Mineralsalze	0,7
Casein	2,6
lö sIi ehe Prote ine	0,7

Die Verarbeitung erfolgt mit Hilfe einer Anlage aus zehn hintereinandergeschalteten Ultrafiltrations-Untergruppen, von denen jede fünf parallelgeschaltete poröse Scheiben aufweist, auf deren beide Seiten eine semipermeable Membran mit 0,1 m Oberfläche gelegt ist. Diese Ultrafiltrationseinrichtung wird von der Socie*te* Rhone-Poulenc (Paris) hergestellt, und die Membranen, die eine Gesamtoberfläche von 10 m darstellen, tragen die Bezeichnung "type Iris 3069"» Die entrahmte Milch wird in die Anlage mit einem Durchsatz von 6000 l/h eingegeben, wodurch sich befriedigende Turbulenzverhältnisse ergeben und wird in der Anlage 10 Stunden lang unter Zuhilfenahme eines Pufferbehälter umgewälzt. Die in dem Pufferbehälter aufgefangenen 185 1 ultrafiltrierte Milch werden in den Behälter 2 überführt, in dem sie bei 20⁰C aufbewahrt werden. Diese ultrafiltrierte Milch hat folgende Zusammensetzung:

Lactose 5,0 %

Mineralsalze 0,7 %

Casein 15,6 %

lösliche Proteine 1,2 %

Dann wird die ultrafiltrierte Milch mit einem Durchsatz von

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100 l/h in die Leitung 1 geschickt und es wird Sahne mit 60 % Fettgehalt hinzugefügt. Diese Zugabe erfolgt kontinuierlich aus der Leitung 13 mit Hilfe der Pumpe 14 in einer Menge von 30 l/h.

Die mit Fettsubstanz versetzte ultrafiltrierte Milch wird von der Pumpe 4 weiterbewegt und in dem Plattenerhitzer 5 auf 35°C erwärmt. Dann wird in die ultrafiltrierte Milch kontinuierlich mit Hilfe der Dosierpumpen 17 und 18 mit einem Anteil von 2 Volumenprozent eine Kultur eingeführt, die sich aus Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris, Leuconostoc citrovorum und Streptococcus diacety-

3 lactis zusammensetzt, sowie ausserdem*26,5 cm /h eines Labs in der Verdünnung 1/10 000. Die Milchbakterien, das Lab und die ultrafiltrierte Milch sind nach dem Passieren der Zentrifugalpumpe 6 innig miteinander vermischt. Die geimpfte und mit Lab versetzte ultrafiltrierte Milch wird dann mit Hilfe der Rohrabzweigung 7 in sieben vertikal stehende Gerxnnungsgefäße verteilt, die aus Rohren von 110 mm Innendurchmesser und 102, 5 cm freier Höhe (den Kolben nicht mitgerechnet) bestehen. Die weiteren Arbeitsschritte laufen nach folgendem Schema ab:

- Dauer des Füllvorgangs: 4 min 20 see;

- Dauer der Gerinnung bis zum
Erhalt einer zusammenhängenden Masse: 20 min;

- Dauer der Herstellung der Abschnitte; 4 min 10 see bei einer

Vors chubge s chwindigke it des Kolbens von 24,6 cm/min und einer Schnittfrequenz

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von einem Abschnitt in jeweils 10 see.

Die Aufeinanderfolge der Arbeitsschritte ist in dem Diagramm in Fig. 3 dargestellt; die Füllphasen sind durch schraffierte Zonen angedeutet, die Produktionsphasen durch punktierte Zonen und die Gerinnungsphasen durch leere, mit dem Buchstaben C bezeichnete Zonen.

Man erhält auf diese Weise in aufeinanderfolgenden Perioden von 4 min 10 see Dauer mit 10 see Zwischenraum Koagulum-Abschnitte von 100 mm Durchmesser und 4,1 cm Dicke mit einem Abschnitt alle 10 see. Die Totzeit von 10 see läßt sich beseitigen, indem die Füllzeit und die Produktionszeit einander angeglichen werden.

Während des Zeitintervalls, das das Produktionsende eines Gefäßes von dem Füllbeginn trennt, d.h. während 1 min 50 see, leitet der Kolben seinen Abstieg ein, um ein Niveau unterhalb der Eintrittshöhe der Leitung 8 zu erreichen.

Die einzelnen, mit einer Draht-Schneidvorrichtung abgetrennten Abschnitte wiegen 390 g, und ihre Gewichte unterscheiden sie¹¹ um weniger als 1 %. Sie werden in geeigneten Formen aufgenommen und aufbewahrt und sind anschliessend den Verfahrensschritten der traditionellen Käseherstellung unterworfen.

Beispiel 2

Es werden kontinuierlich Koagulum-Abschnitte aus 280 1

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einer angereicherten MiIchhergestellt, die 18,3 % fettfreie Trockenmasse enthält, gewonnen durch Ultrafiltration von 1000 1 entrahmter Milch mit 9 % fettfreier Trockenmasse, deren Zusammensetzung derjenigen nach Beispiel 1 entspricht.

Die Ultrafiltration wird acht Stunden hindurch entsprechend dem Vorgehen nac-h Beispiel 1 und mit derselben Einrichtung vorgenommen. Die 280 1 ultrafiltrierte Milch werden in den Behälter 2 überführt und dort bei 20⁰C aufbewahrt. Diese ultrafiltrierte Milch ist folgendermaßen zusammengesetzt:

Lactose	5,0
Mineralsalze	0,7
Casein	9,9
lösliche Proteine	2,7

Der mit einem Durchsatz von 100 l/h in der Leitung 1 geführten Milch wird kontinuierlich Sahne mit 60 % Fettgehalt im Verhältnis von 17 l/h durch die Leitung 13 und die Pumpe lh zugesetzt.

Die mit Fettsubstanz angereicherte ultrafiltrierte Milch wird von der Zentrifugalpumpe 4 gefördert und in dem Erhitzer 5 auf 35⁰C erwärmt. Dann werden mit Hilfe der Dosierpumpen 17 und 18 im Volumenverhältnis von 2 % die im Beispiel 1 angegebenen Milchbakterien sowie 23,5 cm /h eines Labs im Verdünnungsverhältnis 1/10 000 zugesetzt. Nach dem Passieren der Zentrifugalpumpe 6 sind die Milchbakterien, das Lab und die ultrafiltrierte Milch innig miteinander vermischt. Die geimpfte und mit Lab versetzte ultrafiltrierte Milch wird anschliessend mittels der Rohrabzweigung 7 in neun vertikal stehende Gerinnungsgefäße

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gegeben, die aus Rohren von 110 nun Innendurchmesser und 93 cm freier Höhe (Kolben nicht berücksichtigt) bestehen. Die Behandlung erfolgt nach folgendem Zeitplan:

- Dauer des Füllvorgangs:

- Dauer der Gerinnung bis zum Erhalt einer zusammenhängenden Masse:

min 25 see;

30 min;

Dauer der Herstellung der Abschnitte:

4 min 15 see bei einer Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens von 21,6 cm/min und einer Schnittfrequenz von einem Abschnitt in jeweils 17 see.

Man erhält auf diese Weise in aufeinanderfolgenden Perioden von 4 min 15 see Dauer mit 10 see Zwischenraum Koagulum- ' Abschnitte von 110 mm Durchmesser und 61,2 mm Dicke mit einem Abschnitt alle 17 see.. Diese Koagulum-Abschnitte wiegen 589 g, und ihre Gewichte unterscheiden sich um weniger als 0,6 %.

Diese einzelnen Abschnitte werden in geeigneten Formen aufgenommen und sind anschliessend den Verfahrensschritten der üblichen Käseherstellung unterworfen.

Beispiel 3

Es werden Koagulum-Abschnitte aus IH,1 1 auf 14 % fettfreie Trockensubstanz angereicherter Milch hergestellt, entnommen

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von 141 1 der gleichen Milch, die durch Ultrafiltration von 350 1 entrahmter Milch mit 9 % fettfreier Trockensubstanz hergestellt ist.

Die Behandlung erfolgt mit Hilfe einer Anlage, in der zehn Ultrafiltrations-Untergruppen hintereinandergeschaltet sind; jede Untergruppe weist fünf poröse Scheiben auf, die parallelgeschaltet sind und auf ihren beiden Seiten

2 eine semipermeable Membran mit einer Oberfläche von 0,1 m tragen. Diese Ultrafxltratxonsanlage wird von der Soci^te" Rhone-Poulenc (Paris) hergestellt; die Membranen,

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deren Gesamtfläche 10 m beträgt, tragen die Bezeichnung "type Iris 3069". Die entrahmte Milch wird mit einem Durchsatz von 170 l/min in die Ultrafxltratxonsanlage eingeführt, so daß passende TurbulenzVerhältnisse entstehen, und über einen Pufferbehälter in der Anlage umgewälzt. Nach 2,5 Stunden Behandlungszeit werden 141 1 einer ultrafiltrierten Milch mit 14 % fettfreier Trockenmasse abgezogen. Davon werden 14,1 1 entnommen, denen 2,1 1 einer Sahne mit 410 g Fettgehalt je Liter zugesetzt werden. Die Mischung wird in einem Plattenerhitzer auf 35 C erwärmt, dann werden 320 cm einer Bakterienkultur aus Streptococcus lactus, Streptococcus cremoris, Leuconostoc citrovorum und

Streptococcus diacetylactis und 3,2 cm eines Labs in der Verdünnung 1/10 000 hinzugefügt. Nach inniger Durchmxschung wird das Ganze in ein vertikal stehendes Gefäß von 14,4 cm Innendurchmesser und 101 cm Nutzhöhe gegeben. Die Verfestigungsdauer beträgt 20 min, dann wird auf 'die Unterseite des Gefäßes ein gleichförmiger Druck ausgeübt, und man schneidet Koagulum-Abschnitte mit Hilfe einer neigbaren hin und her gehenden Rakeleinrichtung ab, die in einer Höhe von ungefähr 25 cm über der Oberkante des Gefäßes zurückläuft. Der Druck wird in der Weise ausgeübt, daß man

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bei einem Zeitintervall von 10 see zwischen jedem Schnitt einen Abschnitt von 5,5 cm Höhe erhält, was einem Rauminhalt von 900 ml entspricht, so daß das Gefäß insgesamt 18 Abschnitte liefert. Jeder Abschnitt wird mit Hilfe der schrägstehenden Rakelvorrichtung auf einem Förderband abgelegt. Das "Schneiden" in Stücke von ungefähr 3 χ 3 cm erfolgt mit Hilfe von vier Messern abwechselnd in Richtung des Förderbandvorschubs, dann in Richtung senkrecht dazu, Danach wird geformt: jeder zerkleinerte Abschnitt wird in einen Trichter gegeben, unter dem sich eine Form befindet, DieEntwässerung dauert etwa 20 bis 24 Stunden, während welcher Zeit das Gel verklebt; anschliessend erfolgt die Käseherstellung in üblicher Weise.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

Verfahren zur Herstellung von Käse, insbesondere von stückweise zu verkaufendem Käse,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Milch einer Ultrafiltration unterworfen wird, um ein flüssiges Produkt zu erhalten, das alle oder einen Teil der Proteinbestandteile der Milch enthält, daß diese Flüssigkeit einer Wärmebehandlung unterworfen wird, um sie auf Gerinnungstemperatur zu bringen, daß das flüssige Erzeugnis mit Lab versetzt wird, nachdem es mit geeigneten Enzymen geimpft worden ist, daß eine Charge des flüssigen Produkts in mindestens ein vertikal stehendes Gefäß eingefüllt wird, daß die mit Lab versetzte Flüssigkeit im stationären Zustand gerinnen darf, bis sich eine zusammenhängende Masse ergibt, daß die erhaltene geronnene Masse durch eine auf die Unterseite dieser Masse gleichmassig verteilte 'Druckkraft aiiwärts geschoben wird und daß dann an der Oberkante des Gefäßes nach dem Heraustreten von Abschnitten der Masse in vorgegebener Höhe Schnitte geführt werden, so daß einheitliche Gel-Abschnitte entstehen, die anschliessend jeweils einen Käse bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ultrafiltrierte Milch in einen Behälter gebracht wird, daß wechselweise aus diesem Behälter in ununterbrochenem

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Produktstrom eine Gruppe von Gerxnnungsgefäßen gefüllt wird, die jeweils mit einem Kolben versehen sind und in vorbestimmter Reihenfolge arbeiten, und daß die Wärmebehandlung, das Impfen und das Versetzen mit Lab kontinuierlich erfolgen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gefäß gleichzeitig von oben her gefüllt wird und der zugehörige Kolben bis in seine tiefste Stellung abgesenkt wird.
¹W Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine entrahmte Milch einer Ultrafiltration unterworfen wird und daß der ultrafiltrierten Milch kontinuierlich vor der Wärmebehandlung eine bestimmte Menge eßbarer Fettsubstanz zugeführt wird.
5, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des flüssigen Produkts an fettfreier Trockenmasse mindestens 18 % beträgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikal stehende Gefäß gleichbleibenden Querschnitt besitzt, und daß die Querschnittsfläche ungefähr der Querschnittsfläche des verlangten Käses entspricht.

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7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Koagulum-Abschnitte in Formen gebracht werden.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulum-Abschnitte abgeschnitten, jedoch nicht voneinander getrennt werden, so daß über dem Gerinnungsgefäß ein Stapel von einzelnen Abschnitten gebildet wird, und daß dieser Stapel in einen Behälter geleitet wird, der mit dem Gerinnungsgefäß fluchtend angeordnet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil an fettfreier Trockenmasse in dem flüssigen Produkt nicht mehr als 18 % beträgt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Produkt, das alle oder einen Teil der Proteinbestandteile der Milch enthält, einen Gewichtsanteil an fettfreier Trockenmasse von Vi % aufweist.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Koagulum-Abschnitte in Formen gebracht und daß anschliessend diese einzelnen Abschnitte zerkleinert werden.

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12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen KoaguIum-Abschnitte auf einen Förderer gebracht werden, daß die Abschnitte zerkleinert werden und daß anschliessend die zerkleinerten einzelnen Abschnitte in jeweils eine Form gebracht werden.
13. Vorrichtung für die Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gefäß (10) mit gleichbleibendem Querschnitt vorgesehen ist sowie ein in dem Gefäß verschiebbarer Kolben (12) und eine am oberen Ende des Gefäßes (10) angebrachte Schneidvorrichtung (11), die in einer senkrecht zu der Vorschubachse des Kolbens (12) verlaufenden Ebene arbeitet.
I¹+. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von vertikal stehenden Gefäßen (10) vorgesehen ist, die jeweils mit einem Kolben (12) versehen sind, sowie eine Zuführungseinrichtung, die eine Gruppe von Produktzuleitungen (8) für die Gefäße und eine Rohrabzweigung (7) aufweist, die diese Leitungen (8) wechselweise zu versorgen vermag und eine Gruppe von oberhalb der Oberkante der genannten Gefäße (10) angeordneten Schneidvorrichtungen (11), die getrennt in einer im wesentlichen waagerechten Ebene arbeiten.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Kolben (12) durch einen mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb bewegbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gefäß (10) kreisförmigen oder Vie leck_: Querschnitt aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung von einem automatischen
Antrieb steuerbar ist, der in Abhängigkeit von der
Translationsgeschwindigkeit der zu schneidenden Produktmasse oder von dem von der Oberseite dieser Masse erreichten Niveau steuerbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (11) mit mehreren übereinandergesetzten Schneidwerkzeugen ausgestattet ist, und daß der Zwischenraum zwischen ihnen jeweils der Stärke
des Abschnitts entspricht.
19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13 und m, dadurch ge· kennzeichnet, daß die Zufuhrungsleitungen (8) jeweils im oberen Teil der Gefäße (10) ausmünden.

anwalt

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