DK169091B1 - Apparat til kontinuerlig koagulering af ostemasse - Google Patents

Description

i DK 169091 B1

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til i alt væsentligt kontinuerlig fremstilling af ostemasse.

Udtrykket "mælk" omfatter blandt andet sødmælk, lavfedtholdigt mælk 5 (delvis skummetmælk), skummetmælk, genfortyndet mælk, rekombineret mælk og sødmælk, hvis sammensætning er blevet justeret og tilsvarende materialer, men er ikke begrænset dertil.

Udtrykket "retentat" angiver et mælkekoncentrat opnået ved delvis 10 fjernelse af vand og vandopløselige mælkekomponenter med lav molekyle-vægt fra mælken navnlig 1 aktose og mineral komponenter. Fremstillingen af retentat udføres almindeligvis ved hjælp af en trykdrevet membranfiltreringsproces, for eksempel ultrafiltrering (UF).

15 Udtrykket "modnet retentat" betyder sædvanligvis retentat, hvori vækst og syreproduktionen ved hjælp af mælkesyreostestarterbakterier er tilstrækkelig fremskredet til at opfylde kravene i senere trin i processen.

2o Fremstillingen af ost fra mælk, der er koncentreret ved ultrafiltrering (UF), er en radikal innovation ved ostefremstilling, som er blevet indført for at forøge osteudbyttet. Udbytteforøgelsen skyldes stort set, at der i osten indkorporeres opløselige proteiner primært a-1aktalbumin og /3-laktoglobulin. Ved konventionel ostefremstilling er 25 disse proteiner næsten totalt tabt i vallen.

Historisk er ostefremstillingsprocesser baseret på UF først anvendt til fremstilling af bløde oste med højt fugtighedsindhold. Den velkendte proces ved hvilken bløde oste fremstilles fra retentat er ba-30 seret på koncentrationen af sødmælk eller skummetmælk ved UF, med tilførsel af højfedtholdigt fløde i det sidstnævnte tilfælde, for at frembringe et produkt ("præ-ost"), der indeholder ca. 60% fugtighed, og som har en grov sammensætning, som svarer til den for den ønskede ost. Koagulering og fermentering af præ-osten giver direkte den fær-dige ost med lille eller ingen valleafdræning eller tab af valleproteiner. Kravet til løben er reduceret med ca. 80%.

Fremstillingen af hård ost fra retentat udviser meget større vanskeligheder, end de vanskeligheder, som er forbundet med fremstilling af DK 169091 B1 2 bløde oste. Disse vanskeligheder stammer fra kravet om (I) fjernelse af mere vand fra retentatet (typisk 60% fugtighed i 5:1 koncentreret retentat) ved fremstilling af hård ost end det er nødvendigt ved fremstilling af blød ost for at opnå den ønskede sammensætning, medens 5 (II) osteartens følsomhedsegenskåber bibeholdes, og (III) at der samtidig opnås en tilstrækkeligt høj udbytteforøgelse til at retfærdiggøre indføringen af den UF-baserede proces.

Tidligere forsøg på at udvikle fremstillingsprocedurer for hårde oste 10 baseret på synæstesi af løbe-koaguleret retentat var kendetegnet ved væsentlige tab af fedt og ostemassekorn i vallen, ved overdrevent store ostefugtighedsindhold og ved en dårlig ostekvalitet. Mere signifikant blev osteudbyttet kun forøget lidt, hvis det da overhovedet blev forøget.

15

Besværlighederne med disse tidligere fremstillingsprocedurer for hård ost blev overvundet, og de basale krav til en proces for fremstilling af hård ost af acceptabel kvalitet og med tilfredsstillende udbytte var etableret.

20

Nogle af trinnene og/eller operationerne i denne proces skulle imidlertid udføres i en batch eller på halv-kontinuerlig måde, da der ikke eksisterer noget egnet apparat til kontinuerlig behandling og navnlig til kontinuerlig koagulering.

25

Et forsøg på at fremstille et enkelt apparat til kontinuerlig fremstilling af koagel fra retentat er et enkelt rør, der forsynes kontinuerligt med en blanding af løbe og modnet retentat, og hvori væskebevægelsen foregår som en tapstrøm. Indretninger baseret på disse 3q principper er blevet beskrevet (for eksempel af Groselaude med flere i US patentskrifterne nr. 4.131.688 og 4.224.865). Imidlertid viste det sig med forsøg med et koaguleringsapparat af denne type, at det var helt utilfredsstillende i praksis. For det første indeholdt røret en zone af væskeformigt modnet løbeindeholdende retentat, en zone, hvori 35 koagulering foregik, og en zone fyldt med koagel. Imidlertid viste det sig, at koagel med tiden blev dannet og klæbede fast på rørets vægge i den væskefyldte zone og kontinuerligt blev opbygget og fik en forøget tykkelse. Røret blev til slut fyldt med en stationær ring af koagel, som omgav en bevægende søjle af retentat, som havde utilstrækkelig DK 169091 B1 3 opholdstid til at koagulere. Dette eksperiment viste, at modnet løbe-indeholdende retentat ikke kan føres langsomt gennem et rør på grund af opbygningen af koagel på væggene, og viste at udformningen af koa-gul atoren baseret på et enkelt rør ikke kan bringes til at virke ti 1 -5 fredsstillende i en kontinuerlig måde.

I FR-A-2.517.356 vises en koagulator, som har flere rør, gennem hvilke retentatet pumpes. I US-A-2.917.827 vises et enkelt koagulatorrør, der fødes ved hjælp af tyngdekraften.

10

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et apparat, som i det mindste udelukker nogle af de problemer, der er forbundet med det tidligere apparat til kontinuerlig fremstilling af hård ost ved at tilvejebringe at apparat, der er egnet til 15 stort set kontinuerlig fremstilling af hård ost.

Dette opnås med et appparat ifølge den foreliggende opfindelse, hvor retentatet pumpes rundt med en hastighed, som er tilstrækkelig for at undgå, at der dannes koagel på indersiden af væggene. Dette sikrer, at 2Q den fremstillede ostemasse er egnet til yderligere behandling i kendte ostefremstillingsudstyr og -processer med postkar (som f.eks. fremstilling af Cheddar-ost, formaling, saltning, presning ved en typisk Cheddar-ostefremstilling).

25 Ifølge den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt et apparat, der er egnet til stort set kontinuerlig fremstilling af ostemasse af mæl-keretentat, og som har mindst to koagulatorrør, der hver har et indløb ved den ene ende for periodisk modtagelse af et modnet løbe indeholdende retentat og et udløb ved den anden ende for udladning af koagel, 3Q der er dannet i røret. Apparatet ifølge opfindelsen er særpræget ved at omfatte organer, der er i stand til at tilføre et tryk i koagula-torrørenes indløb for at opnå en sådan udladning, at disse indløb er forbundet til et fødesystem, som danner en endeløs løkke og som omfatter et distributionsorgan og et cirkulationsorgan, hvor cirkulations-25 organet er i stand til at cirkulere renetatet gennem den endeløse løkke under betingelser, hvorved retentatet i fødesystemet er stort set fri for koagulation, og at distributionsorganet omfatter kontrolorganer til periodisk at give retentatet adgang til de respektive indløbsrør fra fødesystemtet i en afpasset sekvens.

DK 169091 B1 4

Tilførselssystemet omfatter fortrinsvis en ledning i form af en endeløs løkke af lukket rør eller lignende, der, som en del af løkken, inkorporerer fordelingsorganerne og cirkulationsorganerne. En udførelsesform for distributionsorganerne er manifoldorganer, som danner 5 en del af den endeløse løkke. Imidlertid kan systemet omfatte, eller som en del af løkken indeholde, en eller flere kar, kamre eller lignede reservoirer, der står i fluidforbindelse med koagulatorrøret eller -rørene.

20 Cirkulationsorganerne omfatter fortrinsvis en pumpe, der er arrangeret for at pumpe retentatet med en hastighed, der er tilstrækkelig til at forhindre koageldannelse på væggene i tilførselssystemet eller distributionsorganerne. Omrører- eller andre aggitationsorganer kan også være tilvejebragt, hvis det er nødvendigt eller ønsket, navnlig hvis 25 der er indeholdt en eller anden form for reservoir i systemet.

En separat pumpe, der er anbragt uden for tilførselssystemet, frembringer fortrinsvis, inden i distributionsorganerne, det tryk, som er nødvendigt for at frembringe indsprøjtningen af retentat i koagula-2o torrørets eller -rørenes indløb og for derved at fremkalde en forskydning af koagelet, der er dannet i røret fra den tidligere indsprøjtning af modnet løbeindeholdende retentat.

Der eksisterer fortrinsvis flere koaguleringsrør, der hver er forbun-25 det med distributionsorganerne.

Koaguleringsrøret eller alle -rørene er fortrinsvis skråtstillet under en vinkel i forhold til vandret. Imidlertid kan en hvilken som helst orientering af rørene i forhold til den resterende del af apparatet 30 og/eller i forhold til gulvet i den fabrik, hvori de er anbragt, blive anvendt.

Der er fortrinsvis anbragt en udskæringssammenstilling ved eller u-middelbart nærliggende udløbet eller udløbene for udskæring af koa-25 gelet i passende dimensionerede stykker sædvanligvis terninger eller tilnærmelsesvis terningformede stykker på ca. 1 cm3, medens eller efter de strømmer ud fra koaguleringsrøret eller -rørene. Mest hensigtsmæssigt kan dette udføres i to trin ved at anbringe opskærringsorganer ved eller nær udløbet eller udløbene fra koagulatorrøret eller DK 169091 B1 5 -rørene for, i længderetningen, at skære koagelet i strenge med stort set kvadratisk tværsnit, og overskæringsorganer, der er anbragt nærliggende opskæringsorganerne for at udskære koagelstrengene i alt væsentligt på tværs, for således at danne terninger.

5

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes således et apparat til stort set kontinuerlig fremstilling af ostemasse, der er egnet for efterfølgende fremstilling til hård ost (som for eksempel Cheddar eller lignende typer) med minimal tab af mælkefaststoffer i enhver form. lø Mere specifikt er apparatet ifølge den foreliggende opfindelse egnet til brug ved koagulering og udskæring af modnet retentat, således som det kræves ved den proces, der er beskrevet i engelsk patentskrift nr. 2.138.264.

15 Udformningen af apparatet ifølge den foreliggende opfindelse indeholder generelt overvejelser af følgende trin og operationer under processen til fremstilling af hård ost fra retentat.

(1) Modnet retentats blanding med løbe i en passende mængde ved en 2q temperatur, som nærmer sig den ønskede koaguleringstemperatur med tilstrækkelig omrøring for at sikre en total blanding.

(2) At det således modnede osteløbeindeholdende retentat holdes kraftigt omrørt i distributionsorganerne, fortrinsvis den endeløse lukkede løkke med tilstrækkelig omrøring til at den lukkede 25 løkke i alt væsentlig er fri for koagel. Det modnede osteløbe- indeholdende retentats middelopholdstid i distributionsorganerne er tilstrækkelig kort til, at det ikke i skadelig grad påvirker tab af fedt og ostemassekorn ved den efterfølgende ostefremstilling. Distributionsorganernes funktion er at holde det modnede 2Q osteløbeindeholdende retentat klar til dets distribution til koagulatorrøret eller -rørene i en afgrænset sekvens.

I en alternativ procedure kan trinnene (1) og (2) kombineres, det vil sige, at blanding af løbe, fermenteret retentat (således som defineret ,c i engelsk patentskrift nr. 2.138.264) og frisk retentat kan foregå i 03 det kraftigt omrørte kammer.

Ifølge en foretrukket udførelsesform for apparatet overføres det modnede 1øbeindeholdende retentat fra distributionsorganerne til flere DK 169091 B1 6 koagulatorrør. Overføringen foregår til et eller flere af alle rørene ad gangen, og røret eller rørene kan være delvis fyldte (1/2, 1/3, 1/4, 1/5 osv.) eller helt fyldt i en givet fyldningsoperation. Den del af røret, der bliver fyldt ved en sådan fyldningsoperation, kaldes et 5 "segment", og den forbrugte tid kaldes "segmentfyldningstiden".

Rørene skal fortrinsvis holdes ved eller nær den ønskede koaguleringstemperatur, som for eksempel op til ±10°C i forhold til koagelets koaguleringstemperatur. Koaguleringsrørene kan deles i to eller flere 10 zoner, hvor hver zone har samme eller forskellige temperatur. Der kan optræde en temperaturforskel, som for eksempel en gradvis temperaturgradient mellem rørenes indløbs- og udløbsende. En måde, hvorpå rørene kan holdes ved den ønskede temperatur, er at omgive rørene med vandkapper, der er beregnet til at modtage kontinuerligt cirkuleret vand 15 ved en valgt og/eller forudbestemt temperatur.

Rørene er fyldt i en afgrænset sekvens. Overføringen af væskeråstoffet forekommer under tryk via rørføringer og indløbsventiler, som udgør en del af tilførselssystemet, der er anbragt ved hvert rørs basis. Rør-20 føringen og så vidt muligt ventilerne er arrangeret, således at det modnede løbeindeholdende retentat de indeholder kan holdes kraftigt omrørt, således som krævet i trin (2) ovenfor.

Udformningen af koagulatoren og udviklingen af driftsproceduren er 25 baseret på kriterier for optimering af ostekvaliteten og minimering af tabene af fedt og ostemassekorn i vallen.

Rørene kan være arrangeret lodret, vandret eller skråstillet og kan have en ret eller krummet form.

30

Rette rør foretrækkes, da disse minimerer de nedbrydende kræfter på koagelet. Bøjninger med lille radius i rørene er uacceptable, navnlig hvis de er ca. 90° eller mere. Imidlertid er svage krumninger acceptable.

35

Det foretrækkes at drive de tværgående udskæringsorganer i eller nærved et lodret plan, for således at lette frigørelsen af de udskårne partikler fra fladen af det udskårne koagel. De udskårne partikler kan ellers have en tendens til at klæbe til hinanden og/eller til DK 169091 B1 7 koagelfladen. Lodrette, rette rør har således en ulempe, og selv om vandrette rør således kan fremtræde fordelagtigt, udviser de andre ulemper, navnlig ved den begyndende fyldning.

5 Et anvendeligt udformningskomprommis er at fremstille rørene under en vinkel, for eksempel 10-50° i forhold til vandret og have en bøjning med samme vinkel i den øvre del af hvert rør. En relativ lille bøjning, sådan som denne, har ingen målelig nedbrydende effekt på koa-gelet, og arrangementet muliggør en tværgående udskæring i et lodret 10 Plan.

Længdediameterforholdet (L/D) for koagulatorrøret er generelt relateret til det indkommende væskeformige løbeindeholdende retentats forskydning af et segment af delvis koaguleret retentat inden i koagule-15 ringsrøret. De faktorer, som påvirker det foretrukne L/D område omfatter: (a) Segmenttætning - overdrevent korte segmenter (lavt L/D) har en tendens til kastning og gør det muligt for det indkommende væske-retentat at strømme forbi det delvis koagulerede segment, som 2o forskydes.

(b) Tab af tapstrøm - ved meget lave værdier for L/D kan det delvis koagulerede segment blive ustabilt og kan stille sig skråt eller dreje inden i røret. Også en udbuling af segmentmidten kan optræde på grund af kombinationen af det tryk, der er påført via 25 det indkommende retentat (eller andre organer) og friktionsmod standen mellem rørets vægge og koagelsegmentet, der bevæger sig. Dette kan medføre ekstrudering af utilstrækkeligt koaguleret retentat.

(c) Modtryk - med høje L/D værdier kan det være nødvendigt at påføre 20 overdrevent store tryk via det indkommende løbeindeholdende re tentat for at forskyde det koagulerende segment.

(d) Friktionsmodstand - med høje L/D værdier kan det deraf følgende overfladeareal/volumenforhold medføre overdreven stor friktionsmodstand mellem rørets væg og det bevægende segment af delvis 22 koaguleret retentat. Denne modstand kan medføre en forstyrrelse af koagelet, navnlig i de ydre områder af segmentets tværsnit.

(e) Udskæringshastighed - høje L/D værdier kan medføre en stor lineær hastighed for koagelet, der strømmer ud fra koaguleringsrøret. På sin side nødvendiggør dette en udskæringsoperation ved høj DK 169091 B1 8 hastighed, hvilket medfører at der påføres overdrevne store kræfter på koagelet.

Idet alle disse faktorer tages i betragtning er det maksimale anven-5 delige område for L/D ca. 1-100, fortrinsvis 2-50, og navnlig 4-20.

Påføring af overdrevent store deformeringskræfter på koagelet, før udskæring eller under den periode umiddelbart efter udskæringen, medfører forøget tab af mælkefedt. En typisk illustration af forholdet 2q mellem fedttabet fra ostemassen i vallen og nedbrydning af koagel-strukturen er vist med følgende eksperimenter: (a) Massevis af 10 mm terninger af koagel blev omrørt i tromler med forskellige diametre efter udskæring og blev derefter omdannet 15 til ost. Der blev anvendt tromlediametre på 0,75 m og 1,2 m re spektivt, og niveauerne for fedt, der blev observeret i de respektive valleprøver, var 2,3 henholdsvis 4,8%.

(b) En passage af koagel omkring en skarp 90° bøjning fremkaldte forøgede fedttab i vallen i forhold til en kontrol (7,0% i sam- 2q menligning med 4,6%).

De følgende faktorer skal derfor tages i betragtning ved overvejelsen af udformningen af ostel øbeudskæringssaminensti 11 i ngerne.

25

Den foretrukne ostemasseparti kel form er en terning. Dette er den form, som er mest modstandsdygtig overfor skade, som er forårsaget ved overføringen til og tumling i synæstesi tromlen. Tilnærmelser til en ter-ningeform er accepterbar, men det er mindre fordelagtigt, at udskæ-2Q ringsapparatet frembringer ostemassepartikler, som er overdrevent langstrakt i nogen dimension eller frembringer et overdrevent stort antal af meget små partikler. Meget små partikler har et stort overfladeareal/volumenforhold og taber overdrevent store mængder fedt. Partikler, som er overdrevent langstrakte i nogen dimension, er ti 1 -2g bøjelige til at knække i det langstrakte område og danner således et stort antal meget små partikler og forårsager et væsentligt fedttab fra de brudte flader.

Ostemassepartikler, der er udskåret fra den ydre krumme overflade af DK 169091 B1 9 en cylindrisk søjle af koagel ved hjælp af udskæringssammenstillingen, vil ikke være terningeformede. Der dannes derfor nødvendigvis et antal små partikler. Der er således en fordel ved at anvende rør med en stor diameter, hvilket kan medføre fremstilling af proportionalt mindre små 5 partikler ved udskæringen og proportionalt flere stort set terninge-formede eller næsten terningeformede partikler.

I den foretrukne udformning for udskæringssammenstillingen består de langsgående opskæringsorganer af et net af blade eller virer, hvori-jq gennem koagelet tvinges, når det strømmer ud fra koagulatorrøret. De tværgående udskæringsorganer består af en eller flere roterende eller oscillerende blade eller virer.

De væsentligste kriterier for udformningen af opskæringsorganerne er 15 at minimere sammentrykningen og forvridningen af koagelet og at understøtte koagelet, medens det gennemskæres. En hensigtsmæssig orientering af de på kryds af hinanden anbragte blade i nettet i forhold til fremføringsretningen for de tværgående udskæringsorganer opfylder sidstnævnte krav. Dette forhindrer at koagelet sætter sig og sikre regelmæssige former for koagelparti kl erne. Sammentrykningen af koagelet er minimeret ved anvendelse af meget tynde (0,01 mm tykke) strimler af rustfrit stål (12-15 mm brede) til opskæringsbladene. En almindelig fremgangsmåde til montering af bladene i form af kontinuerte strimler med en indbyrdes afstand på 10 mm er vist i fig. 8 i 25 den medfølgende tegning.

Effektive opskæringsnet kan også fremstilles ved anvendelse af krydsede virer.

30 Udformningen og operationsbetingelser for den tværgående udskæringsindretning kan også påvirke fedttabene. Bladene skal fortrinsvis have en skarp æg, da et uskarpt blad kan forårsage ostemasseødelæggelse. En tynd vire kan også anvendes, medens en tyk vire er mindre fordelagtig.

Et blad med moderat tykkelse, som for eksempel 1,6 mm, der er skærpet på den ene kant, er tilfredsstillende, når det er skærpet hensigts-35 mæssigt. En typisk længde for et sådant blad er 1800 mm. Knivhastigheder på 30-120 opm har vist sig tilfredsstillende uden hastigheden har bemærkelsesværdig indflydelse på vallefedttab.

DK 169091 B1 10

Alle organer, der er beregnet til at understøtte og stramme den tværgående skæreindretning, skal være formet og anbragt, således at de ikke påvirker ostemassepartiklerne, når de falder væk fra nettet. En understøtning i form af en skive, som understøtter søjler for knivens 5 ender, er en form, som er tilfredsstillende. Et eksempel på en anvendelige udformning er vist i fig. 7 i den medfølgende tegning.

Det er ønskeligt at drive koagulatoren ved moderate hastigheder for koagelets fremadrettede hastighed, og således ved en moderat radial JO hastighed for den tværgående kniv. Overdrevent store hastigheder vil forårsage skade på ostemassen samt fedttab. Høje tværgående knivhastigheder vil bevirke, at kniven påvirker koagelet med overdrevent store kræfter. Store lineære hastigheder for koagelet inden i røret vil bevirke en nedbrydning af strukturen i koagelets overfladeområde, 25 navnlig under den første fase af intermitterende bevægelse, når koagelet stadig er meget blødt og ustabilt.

Udformninger, hvori den tværgående udskæring foregår i eller i umiddelbar nærhed af et vandret plan, synes alle at kræve et fejebi ad for 2o at fjerne afskårne koagelparti kl er fra skæreområdet, før det skærende blads næste slag. Når det tværgående snit udføres i eller nær et lodret plan, er det muligt for de udskårne partikler at falde væk på grund af deres egen vægt. Denne udskæringsmåde kan opnås ved i de sidste trin af koagelets dannelse at føre det gennem en bøjning og/ 25 eller ved at orientere koaguleringsrørene i eller tilstrækkeligt nær et vandret plan. Det er også muligt at løse problemerne, der er forbundet med udførelsen af den tværgående udskæring i et vandret plan ved at arbejde med en tilstrækkelig lav hastighed for ostemassens fremføring. Dette begrænser koagulatorens gennemløbskapacitet og re-3q præsenterer derfor en mindre foretrukket driftsmåde.

Koagelparti kl erne, der er opnået efter udskæring i terninger eller tilnærmelsesvis terningeformede stykker, er derefter egnet til efterfølgende bearbejdningstrin, der er nødvendige for fremstilling af 33 Cheddar eller andre tilsvarende ostetyper. Det første af disse trin er synæstesi, der udføres i en eller to roternede tromler, således som anført i ovennævnte engelske patent nr. 2.138.264.

Bearbejdningen i disse tromler er kontinuerlig med indgang og udgang DK 169091 B1 11 af materialer gennem modsatte åbne ender. Efter udgangen fra synæstesiudstyret afledes valle fra ostemassepartiklerne. Hvis det for eksempel er oste af Cheddartypen, der fremstilles, kan en fusion af ostemassepartiklerne, cheddaring, formaling, saltning og presning fo-5 regå i et hvilket som helst eksisterende udstyr, der anvendes til fremstilling af oste af Cheddartypen.

En typisk råvare til forsyning af apparatet ifølge den foreliggende opfindelse er fremstillet på følgende måde: 10 Sødmælk, der er standardiseret ved tilførsel af fløde for at give et kasein/fedt forhold på 0,67, pasteuriseres ved en varmebehandling ved 72°C i 15 sekunder med en hastighed på 30.000 1/time. Den pasteuriserede mælk afkøles til 50eC og udsættes for membranultrafiltrering i et 15 trin-i-serie UF anlæg, der er udstyret med spiralviklede mebraner af Abcor type HFK 130. Ultrafiltreringen foregår ved 50°C og med en middelopholdstid, der ikke overskrider 20 minutter. Diafiltrering udføres sideløbende med UF i de sidste to trin ved tilførsel af vand med en hastighed, der er identisk med 5% af mælkens strømningshastighed. Re-20 tentat strømmer ud fra UF anlægget med en hastighed på 6.000 1/t og afkøles til 31eC. Noget af dette afledes for fermentering. Den resterende del (5.400 1/t) blandes med på forhånd fermenteret retentat (600 1/t). Blandingen kaldes "modnet retentat".

25 Fermenteret retentat er fremstillet i batches ved indpodning af 600 1 portioner retentat med 6 kg. frosset starterkoncentrat (sammensatte streptococcus cremoris stammer fra Mauri Bros. Laboratories, Sydney, Australien). De indpodede retentatportioner fermenteres ved 25T, indtil deres pH-værdi er faldet under 5,7.

30

Specifikke udførelsesformer for apparatet ifølge opfindelsen vil herefter blive beskrevet under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 25 fig. 1-6 viser perspektiviske billeder, med visse dele skåret væk, af seks udførelsesformer for koaguleringsapparater ifølge opfindelsen, fig. 7 et yderligere billede af apparatet i fig. 6, og fig. 8 et planbillede af en udførelsesform for et opskæringsnet, DK 169091 B1 12 der anvendes i apparatet.

De forskellige apparater, der er vist i fig. 1-7, adskiller sig hovedsagelig ved formen og anbringelsen af koaguleringsrørene og ved de 5 organer, der er anvendt til udskæring af koagelet og til at transportere de udskårne stykker til synæstesiudstyret. I visse tilfælde påvirker udstyrets udformning driftsparametre i en mindre grad, for eksempel er løbeudskæringstiden lidt længere end den mest foretrukne værdi i eksempel 4.

10 I tegningen vil identiske henvisningsbetegnelser henvise til lignende dele, og den generelle driftsprocedure er den samme i hver udførelsesform.

15 Frisk retentat A og fermenteret retentat B fremstilles, således som beskrevet tidligere og indføres i apparatet for blanding til dannelse af modnet retentat, som indføres i koagulatorrørene ved hjælp af en automatisk styret præcist reguleret forskydningstilførselspumpe C med variabel hastighed og positiv fortrængning. I eksemplerne er tilfør-20 selshastigheden af det resulterende modnede retentat 100 1/min. Det har en pH-værdi på 6,45 og en temperatur på 3Γ0. Fortyndet løbe forberedes ved fortynding af en løbe med standardstyrke (for eksempel Hansens, 1:8.900) til 1/5 styrke med nedkølet vand og holder det ved ca. 0-2eC. Den fortyndede løbe D indføres i apparatet ved hjælp af en 25 hensigtsmæssig målepumpe med 30 1/time og blandes med strømmen af modnet retentat fra tilførselspumpen, således at det forberedes til indføring i koagulatorrørene. En statisk blander kan valgfrit indkor-poreres i linien nedenstrøms for det punkt, hvor løben tilsættes og/ eller ved tilførselspumpens indløb for at forbedre blandingen. Hvis 3ø rørføringen er kort og med tilstrækkelig lille volumen, er de statiske blandere unødvendige. I eksemplerne er alle tilførselsrør 38 mm i diameter.

Det modnede løbeindeholdende retentat trænger derefter ind i den ende-35 løse løkke, der virker som en hol de/distri buti onsløkke E, hvori det hurtigt cirkuleres ved hjælp af en centrifulgal pumpe F. Den totale løkkevolumen (inklusiv pumpekammer, T-stykker osv.) er typisk 5,0 1, og den lineære væskehastighed i løkken er mindst 0,1 m/s, fortrinsvis 1,0 m/s. Løkken er forsynet med en drænventil H for at lette DK 169091 B1 13 rensningen.

I alle eksempler anvendes der seks koaguleringssøjler I med to segmenter/ søjle. Dette gør det muligt at drive processen i umiddelbar 5 nærhed af de foretrukne værdier for koaguleringsparametrene. Søjlerne er 2,77 m lange og har en diameter på 350 mm. L/D forholdet er således 7,77:1, og rørvolumenet er således at segmentfyldningstiden er 1,33 minutter. Formerne for apparatet, der er beskrevet i eksemplerne, repræsenterer anlæg i kommerciel skala. I en forsøgs skal a er apparatet 20 ifølge fig. 7 og 8 med koaguleringssøjler med et L/D forhold på ca. 13:1 blevet betjent med succes.

Udladning af retentat fra løkken E til én koaguleringssøjle ad gangen reguleres ved hjælp af ventilerne G. Disse ventiler er udformet og 25 udstyret, således at dødrummet på begge sider er minimeret. På løkkesiden af ventilerne sikrer dette, at koagel ikke opbygges ved venti 1-indgangen. Ventilerne betjenes automatisk i en fast sekvens. Søjlerne er nummereret 1-6, og tilførselsventilerne har tilsvarende numre GI -G6. En hensigtsmæssig betjeningsprotokol er: 20 25 30 35 DK 169091 B1 14

Tid fra start (min) Operation O pumpe C tændt pumpe F tændt ventil H lukket 5 ventil GI åben 1.33 ventil GI lukket ventil G2 åben 2q 2,67 ventil G2 lukket ventil G3 åben 4.00 ventil G3 lukket ventil G4 åben 15 5.33 ventil G4 lukket ventil G5 åben 6,67 ventil G5 lukket 2Q ventil G6 åben 8.00 ventil G6 lukket ventil GI åben 25

Ventilen betjeningssekvensen 0-8,00 minutter gentages kontinuerligt igennem et produktionsforløb. Nedlukning sker ved at indføre vand som råstoffet for at udtrykke koagel, der allerede er dannet i søjlerne. Når al koagel er blevet fjernet, kan systemet drænes via ventilen H og 2Q vaskes ved hjælp af standardprocedurer i en mælkefabrik.

Når retentat når toppen af søjlen i en tilstrækkeligt koaguleret tilstand, ekstruderes det gennem et udskæringsnet K, som opslidser det i søjler på 10x10 mm. Opskæringsindretningerne består ifølge en udfø-35 relsesform af et første sæt af flere plane metalstrimler, der er li-niestillet i alt væsentligt parallelt med hinanden med indbyrdes afstand og et andet sæt tilsvarende metalstrimler, der er liniestillet i alt væsentligt parallelt med hinanden med indbyrdes afstand, men liniestillet under en ret vinkel i forhold til det første sæt, og DK 169091 B1 15 sættene er anbragt med en lille indbyrdes afstand. De to sæt definerer et opskæringsnet, således som set i et plan. Koagelet opskæres således først i 10x10 mm strenge ved at passere gennem nettet og reduceres derefter til 10x10x10 mm terninger ved aktivering af et tværgående 5 udskæringsblad L. Koagelterni ngerne føres derefter til en synæstesienhed N. Bladene L er fremstillet af plane metalstrimler, der har en stor bredde i sammenligning med deres tykkelse.

10 Detaljer ved trækkene for de forskellige udførelsesformer for appara-tet og forskelle mellem disse er betragtet i de følgende eksempler.

EKSEMPEL 1 (figur 11.

De øvre dele af koagulatorrørene er bøjet 90°. Koagel føres omkring 15 bøjningen umiddelbart før det strømmer ud fra koagulatorrøret. Ved positionering af bøjningen i den øverste del af røret sikres et minimalt tab af fedt og korn ved ostefremstillingen.

Opretstående koagulatorrør er hensigtsmæssige i drift og kræver mini-2o malt gulvplads. Ved at føre koagelet gennem bøjningen bliver det muligt, at udskære det i et lodret plan ved hjælp af den kontinuerligt roterende tværgående kniv. Koagelparti kl er transporteres til synæstesitromlen N ved hjælp af et endeløst transportbånd J. Den øvre del af koaguleringssøjlerne I og skæredelen K,L er anbragt i en beskytte!ses-25 skærm M oven over transportbåndet J.

EKSEMPEL 2 ffigur 21.

Dette svarer til eksempel 1, men er et mere kompakt arrangement, hvori koagulatorrørene er arrangeret i modstillede par, og indløbet D for 30 den fortyndede løbe indføres direkte i holde/distributi onsløkken E.

EKSEMPEL 3 (figur 31.

Svarer til eksempel 2, men adskiller sig ved, at den tværgående udskæring udføres ved hjælp af en oscillerende kniv K i stedet for en 35 roterende kniv.

EKSEMPEL 4 ffigur 41.

Tilførslen, der indbefatter frisk retentat A og fermenteret retentat B ovenstrøms for pumpen C og fortyndet løbe D nedenstrøms for pumpen C, DK 169091 B1 16 passerer gennem en roterende kobling Y på sin vej mod holde/distributionsløkken E. Søjlerne I, løkken E, cirkulationspumpen F og ventilerne G drejer alle som en enhed i den retning, som er indikeret ved hjælp af pile og er understøttet af en ramme X, således som vist.

5 Venti laktiveringen og pumpedrevet er hydraulisk.

Ved ekstrudering fra koagulatorrørene, som er rette, passerer koagelet ind i en overføringssektion Z, som er en 90° rørbøjning og forskyder det koagel fra de forudgående søjler, som stadig er i rørbøjningen og 10 tvinger det gennem skæreindretningen. Når koagelsegmentet er blevet ekstrudere helt ud fra søjlen, afbrydes tilførslen kort (i 6 sekunder), et tilbageholdelsesskod W føres på tværs for at forhindre koagel i at falde ud fra overføringssektionen, og hele enheden drejes med en rørinddeling. Skoddet fjernes derefter, og tilførslen genoptages og 15 ekstruderingen af koagel gennem skæreindretningen fortsætter. Under rørenes roterende indekserende bevægelse vil skæreenheden (det vil sige overføringssektionen, net, tværgående skæreindretning osv. Z, L,K,W,M) fra begyndelse bevæge sig op (for at tillade rørets bevægelse) og derefter ned (for at gentætne mod det næste rør).

20 EKSEMPEL 5 (figur 51.

Svarer til eksempel 1, med undtagelse af at rørene er skråtstillet under ca. 20° i forhold til vandret. Dette udelukket behovet for bøjninger i koagulatorrørene og er nyttig til minimering af tabene af 25 fedt og korn.

EKSEMPEL 6 ffiaur 61.

Svarer til eksempel 5, med undtagelse af 20° bøjning ved toppen af hvert rør. Bøjninger af denne type frembringer ingen signifikant ned-3Q brydning af koagelstrukturen og er fordelagtige, idet de muliggør at en tværgående udskæring foregår i et lodret plan. Dette er den optimale udskæringsmåde, da den favoriserer frigørelsen af udskårne partikler fra deres udskæringsområde.

35 I fig. 7 er der i yderligere detaljer vist et billede af en udførelsesform for udskæringsorganerne i apparatet i fig. 6 i forsøgsskala. Dette består af en drivmotor P med en udgangsaksel Pj med en roterende skive Q, der er forbundet med den distale ende af akslen Pj. Fire stolper R fremspringer udefter mod udskæringsnettene K. De fire DK 169091 B1 17 stolper R er fortrinsvis liniestillet langs en diameter for den roterende skive parvis, som vist, således at der forekommer to udskæringsblade L. Et blad L er understøttet af to at stolperne, som er anbragt på den ene side af skiven, og det andet blad L er 5 understøttet af de andre to stolper, som er anbragt på den anden side af skiven. Stolperne R er formet, således at terningeformede eller tilnærmelsesvis terningeformede partikler, der udskæres fra koagelet, ikke skades i nogen signifikant grad, ligeså vel som de, efter de er udskåret af bladene L, vil falde ned i en afgivningstragt S, 2Q umiddelbart før de føres ind i synæstesi troml en (ikke vist).

I fig. 8 er der vist en forsøgsskala af en udførelsesform for udskæringsnettet bestående af to bånd TpTg af rustfrit stål. Hvert bånd er ved hver ende forankret til opspændingsstolper Up Ug, der er indsat i en understøtningsplade V. Båndene TpTg passerer omkring afstandstappe WpWg, der også er indsat i pladen V, for således at danne med afstand anbragte sæt af knive, som er anbragt krydsende, for således at danne et net. Opspændingsstolperne UpUg er drejelige for indstilling af båndenes spænding.

20 25 30 35

Claims (16)

1. Apparat der er egnet til stort set kontinuerlig fremstilling af ostemasse af mælkeretentat, og som har mindst to koagulatorrør (1), 5 der hver har et indløb ved den ene ende for periodisk modtagelse af et modnet løbe indeholdende retentat og et udløb ved den anden ende for udladning af koagel, der er dannet i røret, kendetegnet ved at omfatte organer (C eller F), der er i stand til at tilføre et tryk i koagulatorrørenes indløb for at opnå en sådan udladning, at disse 10 indløb er forbundet til et fødesystem, som danner en endeløs løkke (E) og som omfatter et distributionsorgan (G) og et cirkulationsorgan (F), hvor cirkulationsorganet (F) er i stand til at cirkulere renetatet gennem den endeløse løkke under betingelser, hvorved retentatet i fø-desystemet er stort set fri for koagulation, og at distributionsorga-15 net (G) omfatter kontrolorganer til periodisk at give retentatet adgang til de respektive indløbsrør fra fødesystemtet i en afpasset sekvens.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den endeløse 2o løkke (E) er et manifoldorgan med flere afgreninger, der periodisk tillader, at renetatet til de respektive koagulatorrør forbindes med sådanne afgreninger.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at di-25 stributi onsorganet (G) yderligere omfatter et eller flere retentat- holdige reservoirer, kar eller lignende kamre anbragt i serier i fluid kontakt med den endeløse løkke (E).

4. Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at cirkula-20 tionsorganerne omfatter en pumpe (F), der er anbragt i den endeløse løkke (E) for at cirkulere retentatet langs og gennem den endeløse løkke.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at pumpen giver 2g det ønskede tryk for at bringe retentatet ind i koagulatorrørene og/ eller en udladning af koagel fra koagulatorrørene, når det tilsvarende kontrolorgan (G) er aktiveret.

6. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kende- DK 169091 B1 19 t e g n e t ved, at kontrolorganet (6) for hvert af de mange koagula-torrør er en ventil forbundet til den endeløse løkke og anbragt mellem koagulatorrørene og den endeløse løkke.

7. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, ken detegnet ved, at koagulatorrørene er skråtstillet i en vinkel i forhold til vandret.

8. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, k e n -20 detegnet ved, at forholdet mellem længde og diameter for koagu- latorrøret eller -rørene er i området fra ca. 1-100.

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at forholdet mellem længde og diameter er 2-50. 15

10. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at forholdet mellem længde og diameter er 4-20.

11. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, ken -20 d e t e g n e t ved, at der er anbragt en udskæringssammenstilling (L) ved eller nærliggende udløbet eller udløbsenderne for udskæring af det koagel, der er udladet fra koagulatorrørene i passende dimensionerede partikler, hvilken udskæringssammensti 11 ing omfatter første bladorganer, der er anbragt med afstand fra andre bladorganer, for således at 25 definere et retlinet net samt tredje bladorganer, der er arrangeret, for således at være i stand til at foretage en tværgående bevægelse på tværs af koagelet for udskæring af koagelet i terninger eller ternin-geformede partikler, når det i brug strømmer ud fra koagulatorrørene eller umiddelbart herefter. 30

12. Apparat ifølge krav 11, kendetegnet ved, at de første og andre bladorganer er ca. 0,01 mm tykke og ca. 12 til 25 mm brede.

13. Apparat ifølge krav 11 eller 12, kendetegnet ved, at det 35 tredje bladorgan er et bevægeligt blad, der er ca. 1,6 mm tykt og drejer med en hastighed på ca. 30-120 opm.

14. Apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at omfatte en pumpe (C) og et forsyningssystem, DK 169091 B1 20 der er forbundet for at tilføre retentat til fødesystemet (E).

15. Apparat ifølge krav 14, kendetegnet ved, at pumpen (C) er et organ, som er i stand til at påføre et tryk i rørenes indløbs- 5 ende.

16. Apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1-13, kendetegnet ved, at organer, der er i stand til at tilføre tryk i koa-gulatorrørenes indløbsende er organer (F), der cirkulerer renetatet 20 gennem kredsløbet. 15 20 25 30 35