KR101373434B1 - 원스테이지 균질을 통한 우유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우유제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원유의 지방구를 분쇄하여 균질화 것을 특징으로 하는 우유제조방법에 관한 것이다. 원유를 수유, 청정, 표준화, 균질, 살균하는 단계를 거쳐 제조되는 우유제조방법에 있어서, 1개의 균질 밸브를 가진 균질기를 사용하여 균질화한다. 이와 같은 방법으로 우유제조방법에 있어서, 원유를 균질화하는 균질기의 균질과정을 단순화하여 기계적으로 가해지는 물리적 힘을 최소화함으로써 우유 본래의 맛과 풍미를 그대로 유지할 수 있는 우유를 제조할 수 있다. 또한, 균질공정 시 균질 압력에 따라 특성이 따른 우유를 제조할 수 있다.

Description

원스테이지 균질을 통한 우유의 제조방법{A manufacturing method of milk through one-stage homogenization }

본 발명은 우유제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원유 중의 지방구를 미세하게 분쇄하여 균질화하는 것을 특징으로 하는 우유제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 시유는 원유를 살균 또는 멸균 처리한 것을 말하며, 공정방법에 따라 우유의 종류 및 특성이 달라진다.

상기 우유의 조성분을 대별하면 유지방(Milk Fat)과 무지유고형분(Solids Not Fat:SNF)으로 나누어진다. 또한 우유 가공 시 지방을 분리하면 크림(Cream)이 생기며, 나머지 부분을 탈지유(Skim Milk)라 하며 지방을 전혀 제거하지 않은 우유를 전지유(Whole Milk)라 한다.

특히, 원유 중의 지방구는3 ~ 5㎛ 크기의 구상으로 되어 있고 이것을 지방구라고 하며, 상기 지방구는 비중이 물보다 가벼우므로 상기 우유를 그대로 정치하면 상기 지방구와 물이 분리되어 얇은 막으로 부상하고 상기 지방구가 분리된다.

따라서, 우유를 제조할 때 균질 과정을 거쳐 상기 원유의 지방구를 약1㎛ 크기로 분쇄하여 상기 지방구가 물과 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 지방구의 크기가 작아지면서 마시기도 편하고, 소화도 쉽게 된다.

한편, 상기 균질 과정에서 사용되는 종래의 기술인 균질기는 기계적으로 높은 압력을 가하여 상기 원유를 작은 틈새에 통과시켜 상기 원유의 지방구를 분쇄한다.

도1은 일반적인 우유제조공정에서 균질기의 균질과정을 도시한 순서도이다.

도1을 참고하면, 일반적인 우유제조공정에서 종래의 균질기는 원유를 균질화 하는데 있어서, 2단계 공정을 거쳐 상기 원유의 지방구를 분쇄하여 균질화한다.

상기 균질기는 2개의 균질 밸브를 장착하고 있으며, 1단 밸브에서 1차 균질 단계(S10) 공정이 진행되며, 2단 밸브에서 2차 균질단계(S20) 공정이 진행된다.

상기 원유는 1차 균질단계(S10)를 지나면서 상기 원유 내의 지방구가 분쇄되고, 2차 균질단계(S20)를 지나면서 분쇄된 지방구가 균일하게 분산되어 상기 지방구가 다시 응집되는 것을 방지한다.

또한, 1차 균질단계(S10)에서 적용되는 균질압력은 2차 균질단계(S20)에서 적용되는 균일 압력보다 높기 때문에 각각의 밸브에서 다른 압력을 가하여 균질공정을 진행한다.

다시 말하면, 균질 공정에서, 균질압은 1 차 균질단계(S10)에서 130 ~ 160 bar일 수 있으며, 바람직하게는 150 bar다. 2차 균질단계(S20)에서는 40 ~ 65 bar일 수 있으며, 바람직하게는 50 bar이다. 즉, 균질 공정은 균일하게 혼합하기 위해 1 차 균질단계(S10)에서 높은 압력으로 처리한 후, 상기 지방구가 서로 달라붙지 않도록 2차 균질단계(S20)에서 더 낮은 압력으로 수행된다.

또한, 균질 온도는 65 ~ 85℃일 수 있으며, 바람직하게는 70 ~ 78℃이며, 가장 바람직하게는 75℃이다.

즉, 종래의 균질기는 2개의 밸브로, 서로 다른 균질압력이 작용하여 상기 원유의 지방구를 2단계에 걸쳐 분쇄함으로써, 우유 속에 함유되어 있는 지방구의 크기를 줄여 지방구가 일정하게 균질된 시유를 제조한다.

그러나, 균질공정이 2단계에 걸쳐서 기계적, 물리적 힘을 가하여 균질공정을 진행하기 때문에 상기 원유의 지방구의 크기는 미세하게 분쇄될 수 있지만, 우유의 본래의 맛과 풍미가 저감되고, 상기 원유의 지방구를 제외한 다른 영양소를 파괴할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 우유제조방법에 있어서, 원유를 균질화하는 균질기의 균질과정을 단순화하여 기계적으로 가해지는 물리적 힘을 최소화함으로써 우유 본래의 맛과 풍미를 그대로 유지할 수 있는 우유를 제조하는 우유제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 균질공정 시 균질 압력에 따라 특성이 따른 우유를 제조하는 우유제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 원유를 수유, 청정, 표준화, 균질, 살균, 충전하는 단계를 거쳐 제조되는 우유제조방법에 있어서, 1개의 균질 밸브를 가진 균질기를 사용하여 균질화한다.

일 예에 따르면, 상기 균질기를 사용하여 지방구의 크기를 1㎛ 이하로 분쇄한다.

이와 같은 방법으로 우유제조방법에 있어서, 원유를 균질화하는 균질기의 균질과정을 축소하여 기계적으로 가해지는 물리적 힘을 최소화함으로써 우유 본래의 맛과 풍미를 그대로 유지할 수 있는 우유를 제조할 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 균질기의 압력은130~200bar사이에서 조절이 가능하며, 상기 압력에 따라 특성이 다른 우유를 제조한다.

보다 구체적으로는 상기 압력이 130~140bar 일 때는 우유 및 우유에 비타민을 첨가한 우유, 150~170bar 일 때는 우유의 지방함량을 50%이하로 줄인 우유 및 칼슘 등 무기질을 첨가한 우유, 180~200bar 일 때는 우유에 칼슘, 철분 및 기능성 소재를 첨가한 우유를 제조하여 균질공정 시 균질 압력에 따라 특성이 따른 우유를 제조할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 우유제조방법에 있어서, 원유를 균질화하는 균질기의 균질과정을 단순화하여 기계적으로 가해지는 물리적 힘을 최소화함으로써 우유 본래의 맛과 풍미를 그대로 유지할 수 있는 우유를 제조할 수 있다.

또한, 균질공정 시 균질 압력에 따라 특성이 따른 우유를 제조할 수 있다.

도1은 일반적인 우유제조공정에서 균질기의 균질과정을 도시한 순서도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 우유제조방법에서 균질과정을 도시한 순서도이다.

이하, 도 2을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 우유제조방법에 대해 자세히 설명한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 우유제조방법에서 균질과정을 도시한 순서도이다.

먼저, 원유를 이용해 우유를 제조하는 우유제조방법에 대해 자세히 설명한다.

상기 우유제조방법은 수유, 청정, 표준화, 균질, 살균, 충전하는 단계로 구성되며, 각각의 단계를 거친 원유는 마실 수 있는 우유 상태로 가공되어 소비자에게 공급된다.

상기 수유과정은 우유통 또는 탱크 수송차로부터 우유를 받아서 품질을 조사하고 계량하여 시유나 유제품의 원료로 저장하기까지의 작업이며, 우유통이나 수송탱크의 세척과 살균처리도 수유작업에 속한다. 수유과정 중의 원유검사는 목장의 위생관리와 직결되므로 대단히 중요하다. 그러므로 원유의 신선도와 여러 가지 이화학적, 미생물학적 검사를 거쳐 엄격하게 적부(適不)를 판정한다.

또한, 상기 원유를0 ~ 7℃이하로 우유통이나 탱크에 냉장보관하며 내부에서 교반이 이루어진다.

상기 청정과정은 상기 원유 내에 있는 먼지, 공기, 우유 응고물 등을 제거하는 공정으로 청정 또는 여과라고 하며, 상기 원유 내에 불순물을 제거함으로써 원유 본래의 풍미를 증진시킨다.

상기 청정과정은 원심분리기와 필터를 통해 상기 불순물을 제거할 수 있다. 그 방법으로는 상기 원유가 원심분리기 안으로 투입되면 사이클론의 원리로 원유가 상기 원심분리기 벽면을 타고 회전하면서, 1차적으로 상기 원유 내의 불순물을 제거한다.

1차 청정 작업이 끝난 원유는 필터를 통과하면, 2차 청정 작업으로 상기 원유 내의 미세한 불순물을 제거한다.

상기 청정작업이 된 원유의 유지방 함량을 일정하게 표준화하는 것을 표준화 공정이라 한다.

상기 표준화 과정은 상기 원유 내에 지방함량을 표준화 하는 공정으로 보다 구체적으로 설명하면, 원유가 생산되는 목장 또는 계절에 따라 상기 원유 내의 지방함량에 차이가 발생하고, 그에 따라 우유의 맛과 품질에 변화가 발생한다. 따라서 원유 내의 지방함량을 일정하게 표준화하는 과정이 필요하다.

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즉, 상기 표준화 과정을 통해 상기 원유는 표준화된 지방함량을 일정하게 유지할 수 있으며, 우유의 맛과 품질을 유지할 수 있다.

상기 균질공정은 원유 내의 지방구를 일정한 크기로 미세하게 분쇄시키는 것이다. 여기서, 상기 지방구는 직경 1.0~15.0㎛정도의 구형으로 비중이 낮기 때문에 위로 떠올라 크림층으로 분리되기 쉽다.

따라서, 원유 중의 상기 지방구가 부상하여 크림층이 형성되는 것을 방지하기 위하여 상기 지방구를 물리적, 기계적으로 고압을 이용하여 밸브벽에 부딪혀 상기 지방구의 크기를 0.1~2.2㎛정도의 크기로 균일하게 미세화하여 분쇄시키는 것을 균질공정이라 하고, 이러한 균질화를 하는 기기를 균질기라 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 우유제조방법은 상기 균질기를 이용하여 균질화하는 것으로서, 상기 균질기는 1개의 밸브를 가지며, 상기 원유에 조절이 가능한 일정한 압력을 걸 수 있다. 또한, 높은 압력을 상기 원유에 가하여 1차 균질단계(S100)만으로 지방구의 크기를 1㎛ 이하로 분쇄할 수 있다.

즉, 상기 균질과정은 상기 원유가 1단 밸브를 고압으로 통과하면서 상기 지방구의 크기를 1㎛ 이하로 분쇄하여 균질화함으로써, 1차 균질단계(S100)만으로 원유의 균질화가 가능한 우유제조방법 중의 균질과정이다.

또한, 상기 균질기의 압력은 130 ~ 200 bar사이에서 조절이 가능하며, 상기 압력조절에 따라 특성과 조성이 다른 우유를 제조할 수 있다.

예를 들면, 상기 압력이 130~140 bar 일 때는 우유 및 우유에 비타민류를 첨가한 우유, 상기 압력이 150~170 bar 일 때는 우유의 지방함량을 50%이하로 줄인 우유 및 칼슘 등 무기질을 첨가한 우유, 상기 압력이 180~200 bar 일 때는 우유에 칼슘, 철분 및 기능성 소재를 첨가한 우유를 제조할 수 있다.

즉, 상기 균질기의 압력의 조절이 가능하여, 균질공정 시 압력에 따라 첨가물질을 첨가하여, 특성이 다른 우유를 제조할 수 있다.

상기 살균과정은 우유의 영양학적, 화학적 변화를 최소로 하면서 우유에 존재하거나, 존재할 가능성이 있는 유해한 병원균을 사멸시키고 효소를 불활성화하여 저장성을 높이기 위한 열처리 공정이다. 상기 살균과정은 저온 살균공법으로 2회에 걸쳐 실시한다.

상기 살균과정에서 1차 살균온도는 72 ~ 75℃일 수 있으며, 바람직하게는70℃이며, 2차 살균 온도는 90 ~ 92℃일 수 있으며, 바람직하게는 91℃이다. 또한, 살균시간은 각각 15초일 수 있다.

상기 충전과정은 미리 준비된 용기에 가공 처리한 우유를 충전기를 이용하여충전 및 포장한다.

이와 같은 방법으로 우유제조방법에 있어서, 원유를 균질화하는 균질기의 균질과정을 단순화하여 우유 본래의 맛과 풍미를 그대로 유지할 수 있는 우유를 제조할 수 있다. 또한, 균질공정 시 균질 압력에 따라 특성이 다른 우유를 제조할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

S10: 1차 균질단계
S20: 2차 균질단계
S100: 1차 균질단계

Claims (4)

1. 우유제조방법에 있어서, 원유를 수유, 청정, 표준화, 균질, 살균, 충전하는 단계를 거쳐 제조되는 우유제조방법에 있어서, 1개의 균질 밸브를 가진 균질기를 사용하여 균질화하는 것을 특징으로 하고,
   상기 균질기의 압력은130~200bar사이에서 조절이 가능하며, 상기 압력에 따라 특성이 다른 우유가 제조되는 것을 특징으로 하는 우유제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 균질기를 사용하여 지방구의 크기를 1㎛ 이하로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 우유제조방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 압력이
   130~140bar 일 때는 우유 및 우유에 비타민류를 첨가한 우유;
   150~170bar 일 때는 우유의 지방함량을 50%이하인 줄인 우유 및 칼슘 등 무기질을 첨가한 우유; 및
   180~200bar 일 때는 우유에 칼슘, 철분 및 기능성 소재를 첨가한 우유;
   를 제조하는 것을 특징으로 하는 우유제조방법.
   

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