DK150676B - Anlaeg til kontinuerlig fremstilling af fermenterede maelkeprodukter - Google Patents

Description

150676

Den foreliggende opfindelse angår et anlæg af den i krav/ l's indledning angivne art til kontinuerlig fremstilling af yoghurt og andre fermenterede mælkeprodukter, og anlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i krav l's kendetegnende del anførte.

Anlægget omfatter i hovedtræk en præfermenteringstank, hvori man sætter en kontinuerlig strøm af mælk til en fermenteringsblanding af mælk og syrevækker, medens man holder pH over en værdi, der vil frembringe synerese i slutproduktet, og en koagulationsbeholder, hvortil det fermenterede produkt føres, og hvori den videre fermentering og koagulering kan finde sted.

Et anlæg til gennemførelse af en semi-kontrinuerlig proces til fremstilling af fermenterede mælkeprodukter er kendt fra Girginovi/'s artikel i "Die Lebensmittel-industrie" 12^, 253 (1965), hvor 1-3 vægt-% af en frisk, uafkølet kultur af Lactobacillus bulgaricus og Streptococcus thermophilus med en aciditet på 30 - 32°SH ('v80°N) sættes til pasteuriseret og homogeniseret mælk, hvorefter blandingen får lov at fermentere ved en temperatur på 46 - 48 DC, indtil der opnås en aciditet på ca. 30°N.

Derefter startes selve den kontinuerlige præ-fermente-ringsproces, hvorunder den mængde af den pasteuriserede, ikke-fermenterede mælk med en temperatur på 46 - 48 °C, der tilsættes, er lige så stor som den mængde fermenteret slutprodukt, der samtidig udtages fra beholderen, og hvorved aciditeten på 9,5 - 12°SH 30°N) og væske niveauet i beholderen opretholdes. Den delvis fermenterede mælk afkøles dernæst til en temperatur på 32 - 33 °C og ledes over i beholdere, hvori yderligere fermentering foregår ved samme temperatur, indtil den ønskede aciditet er opnået. Endelig afkøles produktet til en temperatur på 5 - 6 »C.

2 150676

Det har overraskende vist sig, at det er muligt at fremstille yoghurt og andre fermenterede mælkeprodukter i en kontinuerlig proces ved anvendelse af et anlæg ifølge opfindelsen. Et sådant anlæg er vist skematisk på fig. 1 og omfatter en lagertank 1 forbundet med et tilførselsrør, igennem hvilket et fermenterbart materiale kan pumpes til en præ-fermenteringstank 6, en koagulationstank 12 omfattende en tilførselssektion og en udtømningssektion samt et overføringsrør 9 til overføring af fermenteringsblandingen fra præfermenteringstanken 6 til koagulationstanken 12 og forsynet med en køler 10 til afkøling af fermenterings-blandingen under overføringen til koagulationstanken 12. Ifølge opfindelsen indeholder koagulationstanken 12 et fordelingsorgan 11 til udsprøjtning af fermenteringsblandingen og anbragt nær tankens tilføringssektion et omrørerorgan i form af en perforeret plade 14 anbragt nær tankens udtømningssektion, hvilken plade kan bibringes en translatorisk bevægelse i koagulationstankens længderetning til generering af forskydnings-kræfter i den nederste del af tanken, samt er udtømnings-organ 20 forbundet med tankens udtømningssektion efter den perforerede plade 14 i gennemstrømningsretningen .

I det omhandlede anlæg lader man fermenteringsblandingen passere igennem koagulationstanken i form af en stempel-strømning. Koagulationstanken er forsynet med et udtagningsrør i bunden, hvorved gel-strukturen af den del af stempelstrømningen, der har nået en aciditet over den værdi, hvor omrøring ikke forårsager synerese, ødelægges, idet den udsættes for forskydningskræfter fremkaldt af den perforerede plade 14 i koagulationstanken 12.

150676 3

Det kan generelt anføres, at den højeste pH-værdi, ved hvilken synerese ikke længere frembringes i stempelstrømningen ved omrøring, er 5,8 ved en temperatur på 45 °C eller 5,3 ved en temperatur på 30 °C. Når en stempelstrømning af yoghurt med en sådan pH-værdi langsomt ledes fremad, kan blandingen syrnes, uden at produktet mister den struktur, det har opnået ved koagulation. Fortrinsvis anvendes en koagulationsbeholder, hvis væg er underkastet en forbehandling. F. eks. kan en rustfri stålbeholder forbehandles med lecithin eller lignende midler. Anvendelsen af polytetrafluorethylen er også effektiv.

Fermenteringsblandingen bør ledes igennem koagulationsbeholderen i form af en stempelstrøm, idet strukturen af produktet vil blive meget kraftigt påvirket i negativ retning, hvis der frembringes turbulens, hvilket forårsager synerese. I denne forbindelse er det ønskværdigt at afkøle den præ-fermenterede mælk til en temperatur på 31 - 37 °C (se Th. E. Galesloot, Off. Org.

FNZ 4J, 720 (1955)), idet der i dette temperaturområde dannes tilstrækkelige mængder af slimagtige forbindelser til at frembringe en yoghurt, der efter omrøring med et passende omrøringsorgan har en tilstrækkelig viskositet, og desuden vil syneresen være mindre udtalt, end hvis man undlader at afkøle den præ-fermenterede mælk.

Hvis den fermenterede mælk har opnået en tilstrækkelig aciditet, dvs. hvis den opnåede aciditet er mellem 70 og 100°N, kan man fortsætte omrøringen uden at forårsage en permanent ødelæggelse af strukturen og/eller valle-separationen. Det bemærkes, at den sluttelige aciditet også bestemmes af proteinindholdet i mælken. Fortrinsvis overføres blandingen, der kan fermentere ved en temperatur på 42 - 48 °C, fra præ-fermenteringsbeholderen til koagulationsbeholderen under afkøling til en temperatur på 33 - 37 °C.

150676 4

Det foretrækkes også at danne stempelstrømningen ved at udsprøjte den fermenterede blanding i koagulationsbeholderen, hvis vægge kan være belagt med en overflade-aktiv forbindelse. Af praktiske hensyn er det vigtigt, at stempelstrømningen i koagulationsbeholderen har en hastighed på mindst 5 cm/minut ved en temperatur på 37 °C.

Ved hjælp af anlægget ifølge opfindelsen er det ikke blot muligt i en kontinuerlig strøm at fremstille yoghurt med en tilfredsstillende struktur, men det er også muligt at fremstille syrevækkere, fermenteret kærnemælk og lignende fermenteringsprodukter. For disse produkter finder den optimale syrning sted ved en temperatur på ca. 30 °C, idet en temperatur, der ligger nær ved 30 °C, kan anvendes som fermenteringstemperatur, selv om en lavere temperatur kan være ønskværdig i nogle tilfælde.

Ved fremstilling af yoghurt, fermenteret kærnemælk og syrevækkere kan gel-strukturen af den del af stempelstrømningen, der har en pH-værdi, der ikke overskrider 4,7 (svarende til 70 - 100°N), ødelægges ved berøring uden negativt at påvirke det endelige produkt. Ved fremstilling af bulgarsk yoghurt kan gel-strukturen af den del af stempelstrømningen, der har en pH-værdi under 5,10, nemt ødelægges uden negativt at påvirke det endelige produkt.

For at opnå et produkt, der er så homogent som muligt, er det ønskværdigt at holde den temperatur, ved hvilken fermenteringsblandingen ledes ind i koagulationsbehol-deren, på en konstant værdi.

Det er klart, at man ved udtagning af produktet fra anlægget må undgå at ødelægge strukturen i den del af yoghurten i koagulationsbeholderen, hvor fermenterings-processen endnu ikke er tilstrækkelig fremskredet.

150676 5

Anlægget ifølge opfindelsen er derfor forsynet med en omrører i form af en plade med samme dimensioner som tværsnittet af koagulationsbeholderen og anbragt således, at den kan bevæge sig parallelt med beholderens akse. Pladen er forsynet med et antal perforeringer fordelt over overfladen og kan sænkes med en sådan hastighed, at den følger bevægelsen af den fermenterede mælk over en vis afstand, hvorefter den meget hurtigt bevæges i den modsatte retning, lige netop så langt, at den ikke når op til den del af beholderen, hvori fermenteringen ikke er sket i tilstrækkelig grad til at tillade omrøring uden nogen permanent negativ virkning på strukturen .

En kontinuerlig proces til fermentering af mælkeprodukter ved anvendelse af anlægget ifølge den foreliggende opfindelse kan nemt reguleres ved fjernstyring, hvorved man opnår en ensartet endelig aciditet. Viskositeten af det påfyldte produkt kan påvirkes ved at ødelægge strukturen i større eller mindre grad, dvs. ved omrøring på mindre intensiv måde eller ved at føre den perforerede plade imod mælkestrømmen med forskellig hastighed. Endvidere kan den krævede daglige produktion spredes ud over en længere periode, hvilket gør det muligt for det påfyldte produkt at blive pasteuriseret på en simpel måde, da påfyldningen sker med lav hastighed. Lager-kvaliteten kan således forbedres i betragtelig grad.

Desuden bliver det meget simplere at anvende en aseptisk metode på grund af den lave påfyldningshastighed og på grund af det faktum, at fremstillingen af produktet sker i et lukket anlæg.

I det følgende forklares det omhandlede anlæg nærmere under henvisning til tegningens fig. 1. Lagerbeholderen 150676 6 1 er forbundet med fermenteringsbeholderen 6 ved hjælp af en rørledning igennem pumpen 2. Pumpen 2 aktiveres ved en kontakt 3, der styres af et signal fra pH-metret 4. Beholderen 6 er forsynet med et overløb 9 til udledning af præ-fermenteret produkt, en omrører 7 og en temperaturføler 8, en pH-måler 5 og f. eks. et organ til udsprøjtning af varmt vand mod væggen af tanken.

Overløbet 9 er direkte forbundet med køleren 7, der leder ud i et fordelingsorgan 11 i den øverste del af koagulationsbeholderen 12.

Koagulationsbeholderen 12 er fortrinsvis udført med dobbelte vægge og er forsynet med et organ til at holde indholdets temperatur på en konstant værdi. Fordelingsorganet 11 kan f. eks. bestå af en konisk plade, der roterer med høj hastighed, og med hvilken man forstøver det præ-fermenterede produkt, der kommer fra køleren 10. Fortrinsvis er forelingsorganet 11 en roterende plade, der centralt modtager blandingen fra overløbet 9.

I den nederste del af koagulationsbeholderen 12 er anbragt et udsugningsrør, der er forbundet med en pumpe 13, ved hjælp af hvilken det endelige produkt pumpes til påfyldningsapparatet. Pumpen 13 kan styres ved hjælp af kontakten 3, forudsat at dens kapacitet er lig med kapaciteten af pumpen 2. Ellers er det muligt at anvende en lignende kontrol, som anvendes til at aktivere pumpen 14, hvis pH i bunden af beholderen 12 har nået en forudbestemt værdi, hvorved kapaciteten af pumpen 13 skal være noget større end kapaciteten af pumpen 2 eller i det mindste lige så stor som denne.

Lagerbeholderen 1 kan indeholde homogeniseret og standardiseret, pasteuriseret eller steriliseret mælk. Mælken bibringes en temperatur, der afhænger af, hvilket 7 150676 produkt man ønsker at fremstille, nærmere bestemt 42 -48 °C (yoghurt) eller 20 - 35 °C (syrev/ækkere eller fermenteret kærnemælk). Mælken pumpes ind i fermenterings-beholderen 6, hvorefter 1-3 volumenprocent af fermenteringskulturen tilsættes.

Så snart mælken i beholderen har nået det trin i fermenteringsprocessen, hvor pH-værdien er 5,3 - 5,8, afhængigt af fermenteringstemperaturen, aktiveres pumpen 2 ved hjælp af pH-meteret 4 og kontakten 3. Dette bevirker, at der bliver pumpet mælk ind i præ-fermenterings-beholderen, samtidig med, at en lige så stor mængde af den præ-fermenterede mælk ledes igennem overløbet 9 og køleren 10 til fordelingsorganet 11 i den øvre del af koagulationsbeholderen 12. Hvis indpumpningen af ufermenteret mælk medfører, at pH-værdien når en værdi, der f. eks. er 0,1 pH-enhed højere end den indstillede pH-værdi, afbrydes pumpen 2 igen.

Den præ-fermenterede mælk kan afkøles fra fermenterings-temperaturen til en temperatur på 33 - 37 °C ved hjælp af køleren 10. Dette må anbefales, hvis der fremstilles yoghurt, men ikke hvis der fremstilles syrevækkere, fermenteret kærnemælk eller lignende produkter.

Før det endelige produkt udtages ved pumpning, røres dets struktur til en ensartet blød konsistens. Denne behandling udføres kun i den nedre del af koagulations-beholderen, hvor aciditeten allerede er tilstrækkelig høj til at undgå permanente negative indvirkninger på strukturen, medens man må undgå, at strukturen af produktet længere oppe i beholderen ødelægges. Til dette formål er beholderen som nævnt forsynet med et egnet omrørerorgan 14 i form af en bevægelig plade, der er forsynet med perforeringer ensartet fordelt over overfladen, idet 150676 8 hullernes overflade fortrinsvis højest udgør 20¾ af pladens totale overflade.

Rummet under omrørerorganet 14 er fyldt med omrørt slutprodukt. Fordelingsorganet 11 sænkes herefter til lige over omrørerorganet 14. Derefter lader man det præ-fermenterede produkt fra beholderen 6 løbe over i koagulationstanken 12. Under påfyldningsprocessen hæves fordelingsorganet 11 gradvis op, således at den præ-fermenterede mælk hele tiden udsprøjtes over mælkeoverfladen i koagulationstanken 12.

Under fyldningen af koagulationstanken 12 forbliver pumpen 13 ude af funktion. Det øjeblik, hvor udtømningen af slutproduktet kan begynde ved hjælp af denne pumpe, bestemmes f. eks. ved hjælp af en pH-måler, der er ført igennem væggen af koagulationstanken 12 i en zone, der lige netop ligger over den del af fermenteringsblandingen, hvis struktur ødelægges ved udtømningsprocessen. En alternativ mulighed er, at aktiveringen af pumpen 13 kontrolleres ved hjælp af pH-måleren 15 i forbindelse med et organ, der egner sig til formålet. En lignende kontrol er også mulig ved hjælp af en niveaumåler 16.

En anden mulighed er at bestemme det øjeblik, hvor man har opnået den korrekte aciditet eller pH-værdi i en prøve af den præ-fermenterede mælk, som udtages, når den første mængde præ-fermenteret mælk ledes over i koagulationstanken 12. Endelig er det muligt at starte pumpen på et forudbestemt tidspunkt i forhold til det tidspunkt, hvor påfyldningen af koagulationsbeholderen påbegyndtes, forudsat at fermenteringshastigheden i fermenteringsbeholderen ikke viser nogen afvigelser fra den sædvanlige hastighed.

Anlæggets dimensioner afhænger naturligvis af den kræ- 150676 9 vede kapacitet pr. time. Imidlertid er et på forhånd fastlagt forhold mellem indholdet af fermenteringsbeholderen og indholdet af koagulationsbeholderen 12 nødvendigt, hvilket forhold kan udledes af fermenteringshastighederne ved de temperaturer, der hersker i hver af tankene. Sammenhængen mellem den opnåede aciditet og inkube-ringsperioden for en yoghurt-kultur er vist på fig.

2. Følgende fermenteringshastigheder blev bestemt for den lineære del af kurven ved anvendelse af mindste kvadraters metode: 45 °C : a = 0,67 t - 32,17 37 °C : a = 0,50 t - 31,17 36 °C : a = 0,45 t - 29,86 35 °C : a = 0,40 t - 26,71 34 °C : a = 0,38 t - 29,56 hvor "t" er inkubationstiden i minutter, og "a" er acidi-teten i °N nået efter denne periode.

Kurverne på fig. 3 fandtes for en yoghurt-syrevækker eller fermenteret kærnemælkskultur, og ud fra disse kurver bestemtes følgende fermenteringshastigheder: 30 DC : a = 0,34 t - 37,49 25 °C : a = 0,29 t - 43,66

Kurverne på fig. 4 er kurver for bulgarsk yoghurt, og der fandtes følgende fermenteringshastigheder: 45 °C : a = 1,14 t - 80,00 40 °C : a = 0,79 t - 76,71 37 °C : a = 0,59 t - 64,04 34 °C : a = 0,56 t - 87,66.

150676 10

Den eksisterende sammenhæng mellem aciditet og pH i forskellige kulturer afhænger af proteinindholdet. Eksempler herpå er givet i tabellerne A, B og C. I disse tabeller er også anført, i hvilket pH-område kulturen ikke kan omrøres, uden at der sker permanente ødelæggelser af strukturen.

150676 11

TABEL A

Indhold af ikke-lipidagtigt fast stof: 8%

Podning med 2 1/2% (v/v) 1 f

Inkubations- Efter inkubation

Inkubations- periode før Aciditet -:-- temperatur omrøring -- Viskositet (°C) (minutter) (°N) (pH) Udseende (s) 80 25,4 5,98 Tilfredsstillende 25 90 28,7 5,81 Tilfredsstillende 25 95 30,8 5,70 Tilfredsstillende 26 100 32,0 5,68 Tilfredsstillende 26 105 34,9 5,55 Noget valle 20 ^ 110 38,0 5,35 Meget valle 8 120 46,8 5,17 Meget valle 10 140 60,9 4,89 Valle 12 ; 160 71,0 4,71 Noget valle 18 ! 180 i 75,0 4,61 Tilfredsstillende 18 _j_I_!__

TABEL B

Indhold af ikke-lipidagtigt fast stof: 8%

Fedtindhold 0,4% BD-syrevækker

Podning med 1 1/2% (v/v)

Inkubations-

Inkubations- periode før Aciditet temperatur omrøring -1 Udseende efter (°C) (minutter) (°N) (pH) inkubation 155 28 5,99 Tilfredsstillende 175 32 5,81 Tilfredsstillende 30 195 35 5,67 Tilfredsstillende 225 44 5,35 Tilfredsstillende 255 58 5,07 Overvældende meget valle OOC *70 /i Qfl TVT/*\(tc>4- troT 1 a 12 1506%

TABEL C

Indhold af lipidagtigt fast stof 13,6%

Podning med 2 1/2% (v/v) • Inkubations- Aciditet · Efter inkubation

Inkubations- periode før —---j- temperatur omrøring _ Viskositet (°C) (minutter) (°M) | (pH) Udseende j (s) 90 30 6,19 Tilfredsstillende 74 100 31 6,17 Tilfredsstillende 73 110 34 6,07 Tilfredsstillende 67 40 125 37 6,04 Tilfredsstillende 69 i 145 ! 41 5,86 Tilfredsstillende 72 I 180 I 67 5,24 Noget valle 59 210 93 4,95 Noget valle 55 115 29 6,21 Tilfredsstillende 68 125 31 6,20 Tilfredsstillende 72 140 32 6,15 Tilfredsstillende 69 155 36 6,09 Tilfredsstillende 70 37 i 170 41 5,94 Tilfredsstillende 75 185 45 5,78 Tilfredsstillende 72 215 60 I 5,36 Noget valle 52 245 82 5,14 Noget valle 54 260 87 5,00 Noget valle 49 ---i---- i * ! 135 29 i 6,29 Tilfredsstillende 77 160 31 ί 6,23 Tilfredsstillende 80 175 i 33 I 6,15 Tilfredsstillendei 88 205 I 38,5‘ 6,08 Tilfredsstillende! 85 34 220 ί 43 6,00 Tilfredsstillende; 87 i 235 I 45 : 5,84 Tilfredsstillende 82 250 ! 48 5,70 Tilfredsstillende 89 280 i 67 , 5,34 'Noget valle 70 295 i 80 5,20 Noget valle 69 i 150676 13

Dimensionerne af anlægget kan bestemmes ud fra ovennævnte data. Et eksempel herpå vil blive givet nedenfor. Hvis man ønsker pr. time at fermentere 500 liter yoghurt af 80 °N ved en temperatur på 45 °C og går ud fra mælk med en aciditet på 15 °N, medens man fjerner præ-fermenteret mælk med en aciditet på 32 °N, kan strømningshastigheden i fermenteringsbeholderen bestemmes ved at antage, at stigningen i aciditet ved den fremadskridende fermenteringsproces (—) at fermentering i en given tidsperiode at kompenseres på grund af en lignende reduktion i aciditeten i samme periode ved tilsætning af ikke fermenteret mælk (03) at tilsætning.

Man får således ( —) = 0 67 ' (Så) - 15 - 32 vat'fermentering ’ “ ^at' tilsætning “ — hvoraf følger, at den gennemsnitlige opholdstid af mælken i fermenteringsbeholderen er t = 25,4 minutter.

I løbet af en time er beholderens indhold således ændret — = 2,36 gange, og for en kapacitet på 500 liter pr. time skal beholderen således have en kapacitet på 500 o i „ ·, . j. n - 212 liter.

L 9 J O

Hvis fermenteringsprocessen fortsættes i koagulations-beholderen ved en temperatur på 37 °C, kan opholdstiden 150676 14 t af mælken i denne beholder beregnes ud fra 0,50 t = 80 - 32 eller t = 48 g—i-g = 96 minutter, hvis aciditeten pa 32 °N skal forøges til 80 °N.

Kapaciteten er således -g-g- x 500 = 800 liter

Det er ikke ønskværdigt at forøge tværsnittet af beholderen for meget. For at påvirke strukturen før udtagning af det endelige produkt skal omrørerorganet 14, der har form af en perforeret plade, hæves med stor hastighed. Den kraft, der kræves hertil, stiger i forhold til arealet af den perforerede plade. På den anden side må arealet ikke være for lille, da dette vil resultere i en for høj koagulationsbeholder. Bortset fra de mulige vanskeligheder ved at opstille en meget høj beholder medfører dette, at den hastighed, med hvilken den fermenterede mælk strømmer langs væggen af beholderen, bliver for hurtig. Han har ved forskellige temperaturer bestemt, i hvilken udstrækning strukturen af den fermenterede mælk permanent blev ødelagt, hvis mælken strømmede med en hastighed på 5 cm/min. langs en rustfri stålvæg behandlet med lecithin. Resultaterne er anført i tabel D, hvoraf det fremgår, at ved en temperatur, ved hvilken på den ene side dannelsen af slimagtige materialer er tilstrækkelig høj (>38 °C), og hvor på den anden side fermenteringshastigheden ikke er for lav (>“330C), er en hastighed på ikke over 5 cm/min. i forhold til væggen netop tilladelig.

150676 15 o+> .¾ 1

[Q-P IQ CM 0> Ifl O' N

•Η •Η'—' ΓΛ CM U"\ -4 KO

> W

— -

-d xJ

β β ω <d «Η Η

Cl) HH

χ) ·Η ·Η +3 S -μ -μ ω <ΰ w μ μ

0) CQ W Q

W d Τ) Η xj ω ω β

£> β β <D

•μ -μ <η μ s μ

ϋ ϋ Η Η S XJ

Ο Ο Ή 1Η (0 Ο ο ο η η ω ο μ 60 cd η μ' ^ Η ·Η S HHOfOVDin o-do co a) co co σ» οο χ3 Hw β Ο m co Q l " I 60 μι I β

W I -H

mi β <;i ω μ H « β

XJ H

01 O'1 <f CO C- CM

®cd ^ -J -ί -i <f iTi

CD S I I I I I I

β CQO K"\ C- 00 CM CM

H'— ro to n <f <r S CD XJ Ο β >> 60

CD

μ

Xj CD · Λ ^ β 60 β Η •hwcdS ίο ιλ ιο in ο 4 μ 606ΕΓ^ Η Μ β 60 Β CO cd ÉB ϋ KH !>—

fV^ VD

SO »

CD o is VQ ION -4 -d· !S

EH^ ΙΟ tO ΙΟ tO ΙΟ IO

150676 16 I det ovenfor givne eksempel kan mælk med en temperatur på 37 °C således forskydes langs væggen over en afstand på maksimalt 480 cm på 96 minutter. Dette betyder, at diameteren af tanken mindst skal være \ / 800.000 V 480 * 3,14 = 23 cm·

En beholder konstrueret med en højde på 2 - 4 meter anvendes fortrinsvis.

OMrørerorganet 14 kan f. eks. bestå af en flad plade, der passer tæt til koagulationsbeholderen ved hjælp af en forsegling, og som kan bevæges opad og nedad parallelt med beholderens akse.

Den nedadgående bevægelse skal udføres med i det væsentlige den samme hastighed som den hastighed, hvormed den fermenterede mælk passerer langs væggen. Under den opadgående bevægelse skal strukturen af det endelige produkt påvirkes, og af denne grund skal pladen bevæges med meget stor hastighed. Under denne bevægelse tvinges produktet til at passere igennem et antal perforeringer 1 pladen, med det resultat, at der opnås en ensartet pæn struktur, medens viskositeten ikke aftager for meget.

Den hastighed, med hvilken en sådan plade skal hæves for at opnå en ensartet jævn struktur, bestemmes af diameteren af perforeringerne og deres antal pr. areal-enhed. Hastigheden må ikke være for stor, idet viskositeten af yoghurten derved reduceres for meget, men hastigheden skal være tilstrækkelig stor til at opnå en ensartet struktur.

2 liter yoghurt fremstilledes i en cylindrisk beholder med en diameter på 12,5 cm, skematisk vist på fig. 5, ved en temperatur på 37 °C. På figuren angiver 1 fermenteringsbeholderen, 2 en understøtning, hvorfra beholde 150676 17 ren 1 understøttes ved hjælp af organet 3, 4 er et manometer, 5 er et rør, hvorigennem nitrogen ledes ind i beholderen, 6 er en forseglingsring, og 7 er den omrøringsplade, der skal afprøves. Efter at yoghurten havde nået en aciditet på 80 °N, pressedes denne igennem den perforerede plade ved hjælp af nitrogen på en given tid. Viskositeten af den udkomne yoghurt måltes, og strukturen undersøgtes. De opnåede resultater er anført i tabel E.

150676 18 _TABEL E___

Viskositet Diameter af

Tryk Udløtstid CPosthumus cup^ Udseende perforeringer (kgf/cm2) (s) (s) (skala 3-8) (cm) 0,5 4,0 17 4 0, A4 3,4 14 6- 0,375 3,7 30 6- 1,0 0,275 5,0 15 6- 0,05 17,2 22 5 _ 0,42 1,9 22 8- 0,37 2,3 16 7 0,40 2,2 23 7+ 0,30 3,0 27 7+ 0,20 4,1 28 7 0 36 0,20 4,0 35 7 0,10 4,3 20 6- 0,08 7,0 31 5 0,04 6,3 38 4 0,02 15,8 46 4__ 0,20 2,2 23 8- 0,15 3,5 19 8- 0,12 3,8 35 8- 0,25 o) 06 4,1 27 7+ 0,02 5,6 33 6+ 0,00 14,0 23 4 _ 0,30 4,1 12 7,5 0,27 5,3 15 7- 0,20 6,5 19 7+ 0,15 0,14 7,2 19 7 0,08 8,8 19__6__ 0,05 10,5 19 5 0,02 17,0 19 6____ 0,10 1,5 23 8 0,08 1,8 30 7 0,05 3,0 25 7 1/2 0,25 0,03 5,4 65 6 0,02 9,7 27_ 5__ 150676 19

Der anvendtes fem forskellige plader a, b, c, d og e ved dette forsøg. Pladerne a, b og c konstrueredes med perforeringer med en diameter på henholdsvis 1,0, 0,36 og 0,25 cm. Pladen a konstrueredes med én perforering.

Antallet af perforeringer for pladerne b og c blev defineret ved udregning, således at man med en ensartet udstrømningshastighed ville opnå samme forskydningskraft ved perforeringen i de tre plader.

Perforeringer med en diameter på 0,15 cm anbragtes i plade d på samme steder som i plade c. I disse perforeringer var den gennemsnitlige forskydningskraft således større end i plade a, b og c, medens de andre betingelser var de samme. Perforeringerne anbragtes således, at de var ensartet fordelt over overfladen på hver plade. Perforeringerne med en diameter på 0,25 cm anbragtes i plade e, således at de var ensartet fordelt i hjørnerne af ligesidede trekanter med en sidelængde på 0,75 cm.

10% af overfladen af denne plade bestod således af huller. Følgende formler anvendtes ved udregningen: _ V_ 1 V. t % . .1 i 4 d. n.

x i

d~ = cf = c % - C

1 1 3 hvori V er volumenet af yoghurten i tanken (2.000 cm ); t er udløbstiden af yoghurten igennem pladen (4s); d^ diameteren af perforeringerne i pladen (for plade a: d = 1,00 cm);

S

n. antal perforeringer i pladen (plade a: n = l); v^ den gennemsnitlige hastighed af den udløbende yoghurt gennem hver perforering i pladen (for plade a: 150676 20 ~ = V = 2000 = 637 cm s_1); a . · · i 3,14 r 4 2 if den gennemsnitlige forskydningskraft (s ^); c en konstant.

Ud fra pladens data kan det beregnes, at C er lig med 637. Med denne værdi som basis følger det, at for pladerne b og c er n, lig med 22 for d, lig med 0,36 cm, og n D Dy er lig med 62 d lig med 0,25 cm, hvis r forbliver c 3 x- konstant lig med 500 cm /s.

Af tallene anført i tabel E fremgår det, at man med samme gennemsnitlige forskydningskraft har en varierende viskositet mellem pladerne a, b og c. Dette må delvis skyldes det faktum, at der er et forskelligt antal perforeringer pr. arealenhed i de tre plader, og fordelingen af yoghurten over pladerne ledsages af en variation i forskydningskraften.

Opfindelsen illustreres nærmere ved de følgende eksempler: EKSEMPEL 1

Standardiseret (2,95% fedt), homogeniseret (150 atmosfærer ved 55 °C) og pasteuriseret (5 minutter ved 85 °C) mælk med en temperatur på 45 °C indførtes i en præfermenteringsbeholder 6 med en kapacitet på 12 liter, indtil beholderen næsten var fuldstændig fyldt. Til denne mælk sattes dernæst en halv liter af en yoghurt-kultur bestående af S. thermophilus og L. bulgaricus. Omrøringsorganet aktiveredes, og temperaturen holdtes på 45 °C. Da pH var blevet reduceret til en værdi på 5,70 efter 90 minutter, holdtes pH-værdien på mellem 150676 21 5,70 og 5,2 ved hjælp af en pH-regulering, der bestod i at pumpe mælk ind i bunddelen af fermenteringsbeholderen.

Den volumetriske strømningshastighed var 24 liter pr. time. En lige så stor mængde præ-fermenteret mælk løb samtidig gennem overløbet 9 ud af beholderen 6 gennem en køler 10, hvor temperaturen reduceredes til 37 °C, og derfra til et hurtigt roterende fordelingsorgan 11, der var anbragt i nederste stilling.

Koagulationsbeholderen 12 var udført i rustfrit stål og var konstrueret med dobbelte vægge. Den indre diameter var 35,7 cm og højden 80 cm. I den nederste del af beholderen var anbragt et omrørerorgan 14 bestående af en cirkulær plade af rustfrit stål forsynet med perforeringer med en diameter på 0,25 cm og med en indbyrdes afstand på 1,5 cm. Denne plade var anbragt således, at den kunne bevæge sig op og ned over en afstand på 10 cm ved hjælp af en hævemekanisme. Rummet under pladen var på forhånd fyldt med omrørt yoghurt. Omrørerpladen og beholdervæggen var behandlet med kommercielt sojabøn-nelecithin. Dernæst løftedes fordelingsorganet med samme hastighed, som væskeniveauet steg med i beholderen 12.

Fra det øjeblik, hvor aciditeten af yoghurten lige over omrørerpladen havde nået en værdi på 90 °N, startedes udtagningen med en volumetrisk hastighed på 24 liter pr. time. Til dette formål hævedes pladen 14 nu med en hastighed på 3 cm/sek. og sænkedes derefter igen i 25 minutter. Den omrørte yoghurt pumpedes ud af beholderen ved hjælp af en pumpe, der arbejdede synkront med mælkepumpen. I løbet af en 2 timers periode viste aciditeten af yoghurten, der kom ud af beholderen, værdier mellem 85 og 95 °N, medens viskositeten målt med "Posthumus cup" (Off. Org. FNZ, 46^, 55 (1954)) varierede mellem 30 og 45 sekunder ved 20 °C. Kvaliteten af yoghurten var strålende.

EKSEMPEL 2 22 150676

Man fremstillede bulgarsk yoghurt ved at gå ud fra konventionel yoghurt, hvorfra en tredjedel af volumenet var fjernet ved inddampning. Fremgangsmåden var som i eksempel lj dog var den pH-værdi, ved hvilken den inddampede mælk blev pumpet ind i beholderen, på 5,8, og acidi-teten af den yoghurt, der blev pumpet bort fra beholderen, var 100 °N.

EKSEMPEL 5

Ved at anvende samme apparat som i eksempel 1 fremstilledes fermenteret kærnemælk, til hvilket formål anvendtes delvis skummet mælk indeholdende 0,4 vægt-% fedt og med en temperatur på 30 °C, hvilken temperatur også holdtes i fermenteringsbeholderen. Efter at beholderen var fyldt op, podedes mælken med 1 1/2% af en BD-syrevæk-ker. Efter 225 minutter var pH steget til 5,35. Dernæst pumpedes den præ-fermenterede mælk ind i fermenterings-beholderen, hvorunder den præ-fermenterede mælk ikke fik lov at køle af. Derefter pumpedes mælken over i beholderen med en hastighed på 8 liter pr. time. Rummet under omrørerpladen i koagulationsbeholderen fyldtes i dette tilfælde med kærnemælk. Da tykkelsen af væskelaget kun steg til 12 cm på grund af den volumetriske hastighed (8 liter/time) og fermenteringshastigheden (fra 40 °N til 85 °N på 90 minutter), reduceredes den afstand, over hvilken omrørerpladen blev forskudt, til 1-2 cm. I løbet af 90 minutter opnåedes således kontinuerligt en fermenteret kærnemælk med en særdeles tilfredsstillende struktur og en aciditet på 85 °N.

150676 23 EKSEMPEL 4

En syrevækker fremstilledes som beskrevet i eksempel 3, idet der dog anvendtes en temperatur på 25 DC, og det anvendte udgangsmateriale var skummetmælk indeholdende 0,1 vægt-?o fedt. Det således opnåede slutprodukt anvendtes som syrevækker til ostemælk. Der observeredes ingen afvigelser fra den normale procedure ved fremstillingen af ost, og den således opnåede ost havde en tilfredsstillende kvalitet.