DK156112B - Anlaeg til fremstilling af et flydende maelkeprodukt, fx rekombineret maelk - Google Patents

Description

DK 156112 B

Frisk mælk har en forholdsvis ringe holdbarhed. Nâr mælken skal oplagres i længere tid eller forsendes over store afstande, omdannes den derfor normalt til mælkepulver ved spraytorring. I omràder, hvor der ikke produceres frisk mælk, ensker man at kunne omdanne 5 mælkepulveret til et produkt, der mest muligt minder om frisk mælk. Mælkepulveret udsættes derfor for en rekombineringsproces, ved hvilken pulveret blandes med en passende vandmængde. Hvis man i stedet for skummetmslk ensker et sodmælksprodukt, kan mælken endvidere tilsættes en passende mængde fedtstof.

10 Det er kendt at foretage mælkerekombineringsprocessen i industrielle anlæg, hvor en blandetank er indskudt i et rersystem, i hvilken der findes en cirkulationspumpe samt et doseringsapparat for mælkepulver i form af en ejektor. Nâr der er blevet fyldt en vandmængde i blande-tanken, startes cirkulationspumpen, og ved hjælp af det ejektor-15 formede doseringsapparat tilfores den cirkulerende væske kontinu-erligt mælkepulver. Efter at der til rersystemet er blevet tilsat mælkepulver i en mængde, der svarer til vandmængden i blandetanken og rersystemet, er der blevet dannet rekombineret mælk, soin er klar til pasteurisering og eventuel tilsætning af fedtstof samt ho-20 mogenisering. Sammen med det mælkepulver, der af det ejektorformede doseringsapparat indferes i rersystemet, vil der imidlertid ogsâ blive indfort væsentlige luftmængder, som giver anledning til kraftige skumdannelser i anlægget. For at der kan være plads til skumdannelsen, kan kun en del af blandetankens volumen optages af 25 vand, hvorfor blandetanken skal være forholdsvis stor i forhold til anlæggets effektive kapacitet. Ved de kendte anlæg anvendes der normalt to eller flere blandetanke sâledes, at der altid kan temmes rekombineret mælk fra en af tankene, medens der foregâr en rekombineringsproces i en anden. Som felge deraf kan mælkeproduktet 30 efter rekombineringsprocessen gives en vis hviletid i tanken, inden det pumpes ud af denne, hvorved skumdannelsen i nogen grad kan dæmpes.

Den rekombinerede mælk fra blandetanken feres imidlertid normalt gennem et pasteurîseringsapparat, ligesom mælken kan passere et 35 fedtdoseringsapparat og en homogenisator. Da homogenisatoren er meget felsom over for luft, er det ved de kendte anlæg normalt nedvendigt

DK 156112 B

2 at indskyde en vakuumaflufter i rorsystemet fer homogenisatoren, hvilket medferer en ikke uvæsentlig fordyrelse af anlægget. Endelig kan oxidationsprocesser som felge af den rekombinerede mælks luftindhold give anledning til en forringelse af mælkens smag.

5 Ved opfindelsen er der blevet tilvejebragt et anlæg af den omhandlede art, ved hvilken de nævnte skumdannelsesproblemer er elimineret eller væsentligt reduceret.

Anlægget ifelge opfindelsen er af den art, der har et rersystem, der indeholder en blandetank, en pumpe til cirkulering af væske i 10 rersystemet og et doseringsapparat til lebende indfering af doserede mængder af pulver- eller partikelformet materiale i rersystemet, og anlægget ifelge opfindelsen er ejendommeligt ved, at doseringsappa-ratet har fora af en sluseindretning indrettet til luftfri indslusning af doserede mængder af det pulver- eller partikelformede 15 materiale i rersystemet. En sâdan indslusning kan eksempelvis foretages ved hjælp af et mâlekammer, hvis ender kan lukkes lufttæt ved hjælp af drejespjæld eller skydespjæld, der betjenes pâ en sàdan mâde, at det ene af spjældene altid vil være lukket, sâ at rersystemets indre pâ intet tidspunkt kommer i direkte forbindelse 20 med atmosfæren. Indslusningen af det pulver- eller partikelformede materiale foregâr imidlertid mest fordelagtigt ved hjælp af et doseringsapparat af den type, der er beskrevet i ansegernes danske patent nr. 145.208. I anlægget ifelge opfindelsen kan man anvende en blandetank med væsentligt foraindskede dimensioner, idet en væsentlig 25 del af blandetankens volumen kan fyldes med væske, ligesom anvendelse af afluftere i anlægget bliver unodvendigt.

Den i hovedsagen luftfri tilfersel af pulver- eller partikelformet materiale i anlægget ifelge opfindelsen muligger en kontinuerlig fremstillings- eller rekombineringsproces. Der kan sàledes konti-30 nuerligt tilferes frisk væske til og samtidigt kontinuerligt fjernes flydende mælkeprodukt fra rorsystemet. En sâdan kontinuerlig fremstillingsproces eller rekombineringsproces giver mulighed for opnâelse af en særlig stor produktionskapacitet ved hjælp af et forholdsvis lille anlæg. Endvidere giver den kontinuerlige 35 fremstillingsproces mulighed for en næsten ojeblikkelig omstilling af 3

DK 156112 B

produktionen, fx ved ændring af blandingsforholdet mellem det pulver- eller partikelformede produkt og væsken. Dette kan eksempelvis hâve betydning, hvis man straks onsker at omstille en produktion af rekombineret sodmælk til drikkebrug til en produktion 5 af et mælkeprodukt til brug ved fremstilling af fx yoghurt.

For at man ved den kontinuerlige produktion kan opnà et ensartet færdigt produkt, er det vigtigt, at der til rorsystemet eller blande-tanken fores frisk væske i en volumenstrom, der noje svarer til den, hvormed mælkeproduktet fjernes fra systemet. Dette kan ifolge 10 opfindelsen opnâs ved, at anlægget har en produktafgangsledning til kontinuerlig bortledning af det færdige produkt fra anlægget og et tilgangsror for frisk væske og indeholdende en reguleringsventil, der styres af en i blandetanken anbragt niveaukontrolindretning. Der tilfores da hele tiden en sâdan mængde frisk væske, at væskeniveauet 15 i blandetanken forbliver i hovedsagen konstant, hvilket vil sige, at væskemængden i rorsystemet inklusive blandetanken er i hovedsagen konstant, Væskecirkulationspumpen til cirkulering af væsken i rorsystemet har fortrinsvis en kapacitet, der væsentligt overstiger anlæggets kapacitet. Dette betyder, at væsken cirkulerer rundt i 20 rorsystemet og blandetanken flere gange, inden den fjernes fra systemet, hvorved der opnâs en god blandevirkning.

Opfindelsen vil i det folgende blive nærmere forklaret under henvis-ning til tegningen, der skematisk viser en udforelsesform for et mælkerekombineringsanlæg ifolge opfindelsen.

25 Det pâ tegningen viste anlæg har en blandetank 10 i form af en cylindrisk beholder, der foroven er forsynet med et lufttæt sluttende mandehulsdæksel 11. Denne blandetank 10 star i forbindelse med et rorkredslob omfattende en fremlobsledning 12 og en tilbagelobsledning 13, der forer til en centrifugalpumpe 14 med stor kapacitet. Pâ 30 centrifugalpumpen 14's sugeside er der anbragt et doseringsapparat 15 af den type, der er beskrevet i ovennævnte danske patent nr.

145.208. Frem- og tilbagelobsledningeme 12 og 13 ender inde i blandetanken 10 i ringformede fordelingsror 16 og 17, der koaksialt ud for hinanden er anbragt inde i den nederste ende af tariken 10 med 4

DK 156112 B

en indbyrdes aksial afstand. Disse fordelingsror 16 og 17 er forsynet med aksialt mod hinanden rettede àbninger.

Blandetanken 10's bund er forbundet med en produktafgangsledning 18, i hvilken der er indskudt en centrifugalpumpe 19, og som forer gennem 5 forvarmningssektionen 20 i et konventionelt pladepasteu- riseringsapparat 21. Fra forvarmningssektionen 20 forer en ledning 22 til en konventionel homogenisator 23, og til ledningen 22 er der ved hjælp af en grenledning 24 sluttet et ikke vist fedtdoseringsapparat, og den mellem grenledningen 24 og homogenisatoren 23 beliggende del 10 af ledningen 22 indeholder en konventionel statisk blander 25, der tjener til at frembringe turbulens i og dermed en blandevirkning for den gennem blanderen 25 strommende væske. Homogenisatoren 23 er forbundet med pasteuriseringsapparatet 21's opvarmningssektion 26 gennem en rorledning 27, og opvarmningssektionens afgangsstuds er ved 15 hjælp af en rorledning 28 forbundet med en temperaturstyret omledningsventil 29, ved hjælp af hvilken væske, der kommer fra opvarmningssektionen 26, enten gennem en rorledning 30 kan fores til pasteuriseringsapparatet 21's kolesektion 31 eller via en omlobsledning 32, der er forsynet med en kontraventil 33, fores 20 tilbage til centrifugalpumpen 19's sugeside, som det senere vil blive nærmere forklaret. Fra pladepasteuriseringsapparatet 21's kolesektion 31 forer en ledning 34 til en ventil 35, som ogsâ er forbundet med afgangsledningen 18 via en forbindelsesledning 36. Ventilen 35 er endvidere forbundet med en produktafgangsledning 37, der kan fore til 25 en ikke vist lagertank for det færdige produkt.

Det pâ tegningen viste mælkerekombineringsanlæg arbejder pâ folgende mâde:

Gennem en vandtilforselsledning 38 tilfores vandværksvand til blandetanken 10 ved âbning af en manuelt betjenelig afspærringsventil 39.

30 Vandet indfores i tahken 10 gennem en i denne aribragt bruser- indretning 40. En niveaufoler 41, der styrer en i ledningen 38 an-bragt stromningsreguleringsventil 42, sorger for, at der lukkes for vandtilforslen gennem ledningen 38, nâr vandet har nâet et onsket niveau i blandetanken 10. Nâr den onskede vandmængde sâledes er 35 blevet fort ind i tanken 10, startes centrifugalpumpen 14, hvorved 5

DK 156112 B

vandet bringes til at cirkulere gennem fremlobsledningen 12, tilbagelobsledningen 13 og tanken 10. Ved hjælp af doseringsapparatet 15 indfores et antal doserede, i hovedsagen luftfri mælkepulvermængder i tilbagelobsledningen 13 svarende til det onskede 5 torstofindhold (bortset fra fedt) i den rekombinerede mælk. Da centrifugalpumpen 14 har en stor kapacitet, der fortrinsvis er af storrelsesordenen 3-6 gange anlæggets produktionskapacitet, vil der dels pâ pumpens sugeside opstâ et væsentligt undertryk, hvilket er af betydning for doseringsapparatet 15's rette funktion, og dels opstâ 10 en kraftig turbulens i rorledningerne 12 og 13 samt i blandetariken 10, sâ at der opnâs en god sanunenblanding af vand og mælkepulver. Nu startes centrifugalpumpen 19, hvorved rekombineret mælk fra blandetanken pumpes gennem afgangsledningen 18, pasteuriseringsapparatet 21's forvarmningssektion 20 og ledningen 22 15 med den statiske blander 25 til homogenisatoren 23, der startes samtidig med pumpen 19. For den opvarmede mælkeblanding i ror-ledningen 22 nâr frem til homogenisatoren 23 og den foran denne anbragte statiske blander 25, tilfores der lobende en doseret mængde fedtstof gennem grenledningen 24. Ved mælkeblandingens passage af 20 blanderen 25 bliver fedtstoffet, der er opvarmet sâledes, at det er flydende, dispergeret i mælken, og i homogenisatoren 23 foretages en homogenisering af mælkeproduktet. Den homogeniserede rekombinerede mælk fores fra homogenisatoren 23 via rorledningen 27 til pasteuriseringsapparatet 21's opvarmningssektion 26, i hvilken den 25 endelige pasteurisering finder sted. Derefter fores den pasteuriserede mælk gennem rorledningen 28 til den temperaturstyrede omledningsventil 29. Denne ventil er indrettet til at fore den rekombinerede mælk tilbage til centrifugalpumpen 19's sugeside via omlobsledningen 32 og kontraventilen 33, sâfremt mælken af en eller 30 anden grund ikke har opnâet en forudbestemt pasteuriserings-temperatur, og mælken vil da blive recirkuleret gennem pasteuriseringsapparatet og homogenisatoren, indtil den onskede temperatur er opnâet. Derefter omskiftes ventilen 29 automatisk sâledes, at den pasteuriserede mælk fra rorledningen 28 via 35 rorledningen 30 fores gennem pasteuriseringsapparatet 21's kolesektion 31 og derfra via ledningen 34, ventilen 35 og produktafgangsledningen 37 til en ikke vist lagertank eller et andet oplagringssted.

6

DK 156112 B

Nâr der gennem afgangsledningen 18 feres væske fra tanken 10, vil væskestanden i tanken 10 synke. Dette registreres af niveaufoleren 41, som sa automatisk styrer reguleringsventilen 42 sàledes, at den fra tanken tappede væske lebende erstattes ved tilfersel af frisk 5 vand gennem tilferselsledningen 38. Da vandtilforslen sker gennem bruserindretningen 40, vil vandtilforslen tjene til at dæmpe en eventuel skumningstilboj elighed inde i tanken 10. Under anlæggets kontinuerlige drift styres doseringsapparatet 15 sàledes i af-hængighed af vandtilferslen gennem tilferselsledningen 38, at man i 10 den rekombinerede mælk opnâr det enskede forhold mellem vand og terstof (eksklusive fedtstof), og fedtdoseringen gennem grenledningen 24 styres pâ tilsvarende mâde.

Ved omstilling af ventilen 35 kan den rekombinerede mælk, der stremmer gennem ledningen 34, om onsket via forbindelsesledningen 36 15 recirkuleres til pumpen 19's sugeside, idet fedtdoseringen gennem ledningen 24 og doseringsapparatet 15's funktion samtidig standses.

En sâdan omstilling af ventilen 35 kan eksempelvis foretages under opstartperioden og i tilfælde af, at tilforselen af mælk til lagertanken gennem ledningen 37 af en eller anden grund midlertidigt 20 mâ standses.

Den ovenfor beskrevne funktion af anlægget under dettes kontinuerlige drift styres fortrins-vis ved hjælp af passende elektriske og pneu-matiske styresystemer, selv om reguleringen i princippet kunne foretages manuelt. Styringen af doseringsapparatet 15 kan eventuelt fore-25 tages ved hjælp af elektriske signaler fra et refraktometer, der fx kan være indskudt i anlæggets produktafgangsledning 37 og lobende kan foretage en mâling af det færdige mælkeprodukts indhold af terstof eksklusive fedt.

Eksempel.

30 I et anlæg af den pâ tegningen vis te type kan blandetanken 10 hâve et totalt volumen pà 150 liter, og niveaufoleren 41 kan være indrettet til at sikre tilstedeværelsen af en væskemængden pâ ca. 100 liter.

7

DK 156112 B

Tanken 10 tilfores ca. 1740 liter vandvsrksvand pr. time, og centrifugalpumpen 14 har en maksimal pumpekapacitet pâ 10.000 liter pr. time, sâ at der opnâs en væsentlig grad af recirkulation gennem ledningerne 12 og 13 og en kraftig turbulens i blandetanken 10. Ved 5 hjælp af doseringsapparatet 15 fores der doserede portioner pâ hver ca. 235 g af skummetmælkspulver til tilbagelobsledningen 13 med en frekvens svarende til ca. 850 portioner pr. time. Ved hjælp af centrlfugalpumpen 19 pumpes der væske fra blandetanken 10 til pasteuriseringsapparatet med en stromningshas tighed svarende til 1940 10 liter pr. time. Gennem grenledningen 24 tilfores mælkeproduktet ved hjælp af en konventionel fedtdoseringspumpe fedtstof, der er gjort flydende ved opvarmning til 40-50°C. Fedtstoffet tilsættes i en mængde pâ ca. 60 kg fedt pr. time. Homogenisatoren 23 arbejder ved en temperatur pâ ca. 75°C og ved et tryk pâ ca. 200 atmosfærer.

15 Omledningsventilen 29 er indrettet til at recirkulere mælken gennem omlobsledningen 32, hvis den ikke er opvarmet til en temperatur pâ mindst ca. 72°C. I pasteuriseringsapparatet 21's kolesektion 31 afkoles den færdige rekombinerede mælk til ca. 5°C, ved hvilken temperatur den fores til en lagertank.

20 Blandetanken 10 har fora af en cylindrisk beholder med en diameter pâ ca. 550 mm, og den aksiale afstand mellem de ringformede forde- — lingsror 16 og 17, der er fremstillet af ror med en diameter pâ ca.

50 mm, er ca. 200 mm. Centr i fugalpump en 14 er af en type, der af Pasilac A/S, Silkeborg, markedsfores under betegnelsen "ZMS 3", og 25 doseringsapparatet 15 er af den i ovennævnte ansogning nævnte type, der er placeret pâ centrifugalpumpen 14's sugeside pâ et sted, hvor trykket i tilbagelobsledningen 13 er ca. 0,4 atmosfærer.

Til sammenligning kan det nævnes, at et konventionelt mælkerekom-bineringsanlæg af den ovennævnte type, hvor rekombineringsprocessen 30 skiftevis foretages i den ene eller den anden af to blandetanke, for at opnâ en produktionskapacitet af samme storrelsesorden som det i nærværende eksempel beskrevne anlæg mâ hâve to blandetanke hver med et rumfang pâ ca. 2000 liter,

Selv om anlægget ifolge opfindelsen ovenfor specielt er blevet be-35 skrevet i forbindelse med rekombinering af mælk, er det klart, at

Claims (6)

1. Anlæg til fremstilling af et flydende mælkeprodukt, fx rekom-bineret mælk, og med et rersystem (12, 13), der indeholder en blan-detank (10), en pumpe (14) til cirkulering af væske i rorsysternet og 15 et doseringsapparat (15) til lebende indfering af doserede mængder af pulver- eller partikelformet materiale i rersystemet, kendetegnet ved, at doseringsapparatet (15) har form af en sluseindretning indrettet til luftfri indslusning af doserede mængder af det pulver- eller partikelformede materiale i rersystemet (12, 20 13).

2. Anlæg ifelge krav 1, kendetegnet ved, at det har en produktafgangsledning (37) til kontinuerlig bortledning af det færdige produkt fra anlægget og et tilgangsrer (38) for frisk væske og indeholdende en 25 reguleringsventil (39), der styres af en i blandetanken anbragt niveaukontrolindretning (41).

3. Anlæg ifclge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at væskecirkulationspumpen (14) har en kapacitet, der væsentligt overstiger anlæggets kapacitet.

4. Anlæg ifelge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at doseringsapparatet (15) er tilsluttet rorsysternet (12, 13) pâ pumpens (14) sugeside og har et mâlekammer, DK 156112 B der dannes af et sammentrykke1igt rar- ©lier slangestykke, samt klemorganer indrettet til tæt at kunne sammenklemme slangestykkets endedele.

5. Anlæg ifalge et hvilket som helst af kravene 2-4, 5 kendetegnet ved, at væsketilgangsrarets (38) udlab er placeret averst i blandetanken (10) og har form af en bruser (40).

6. Anlæg ifalge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at blandetanken (10) stâr i forbindelse med cirkulationspumpen (14) via to inde i den nederste ende af tanken 10 med indbyrdes aksial afstand aribragte ringformede rar (16, 17) med mod hinanden rettede âbninger.