KR102233298B1 - 다중 여과 요구르트의 생산을 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료의 최적화된 사용, 원료에 가해질 수 있는 스트레스의 최소화, 여과 후 제거되는 유장에서 발생 가능한 유용한 성분들의 손실의 최소화, 각 일괄 생산에서 최종 생산품의 특성들의 최적화된 안정성과 더불어, 분리 수단에 의해 자연스러운 여과가 가능한, 여과 요구르트를 산업적으로 생산하는 시스템을 설명한다. 본 발명은 원유의 이화학적인 특징들, 저온 살균 및 균질 처리의 조건들, 인큐베이션의 조건들 등과 같은 여과 공정의 상류(즉, 이전) 공정들의 중요한 조건들과 최종 여과 요구르트가 여과 장치에서 나올 때 원하는 이화학적인 특징들(단백질류, 지방, 총고형분들)을 가지게 하는 여과를 위해 사용되는, 알맞게 선택되고 배치된 막들의 적층물들을 설명한다. 공정 중에 요구르트는 적어도 2번 연속하여 여과되고, 공정이 포장 이전의 냉각과 저장의 조건들, 포장 조건들 등과 같은, 최종 결과를 실현하기 위해 역시 중요한 인자들인 여과 하류(즉, 이후) 스테이지들에 의해 보충된다.

Description

다중 여과 요구르트의 생산을 위한 시스템{SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF MULTI-STRAINED YOGHURT}

본 발명은 요구르트 생산 분야를 위해, 더 상세하게는, 요구르트 응고물의 여과 과정 수행에 기초한, 산업적 생산(대량 생산)을 통해, 다양한 지방 함량의 여과 요구르트를 생산하는 분야를 위해 의도되었다.

그리스 가정의 여과 요구르트를 생산하는 전통적인 방법은 먼저, 소 또는 염소나 양과 같은 다른 동물로부터 나온 전유를 요구르트로 응유하는 것에 기초했다. 그 직후, 요구르트의 액체들은 요구르트를 치즈 직포로 알려진 성긴 직물 위에 놓은 후, 원하는 결과가 나올 때까지 몇 시간 동안 매달아 놓거나 제2 용기(체)에 넣어 둠으로써 여과되었다.

오늘날의 작은 가내 공업 또는 작은 수공업에서 여과 요구르트를 생산하는 전통 방식은, 먼저 요구르트를 생산한 후, 요구르트를 다공 바닥을 특징으로 하고 내부에 성긴 직물이 놓일 수 있는 용기에 넣어 둠으로써 여과시키는 동일한 원리에 기초한다. 여과 요구르트를 생산하는 전통 방식은 그리스 국제식품규격 82조 "여과 요구르트로서의 특징은 … 수분 일부를 그 안에 용해된 젖당, 미네랄류 등과 함께 제거(여과)한 후 전유 요구르트로부터 얻은 제품이다. 이 요구르트는 적어도 5%의 지방을 함유해야 하는 여과된 젖소 요구르트를 제외하고 적어도 8%의 지방을 함유해야 한다"에 설명된다.

요구르트를 여과하는 이 전통적 방식의 심각한 단점은 최종 생산품의 유통 기한이, 주로, 우유 및/또는 요구르트를 표면들이나 주위 환경(예를 들어, 공기)에 노출시키는 일련의 활동으로 발생하는 미생물 오염과 생산 스테이지들에서 활동적으로 관련되는 인적 인자로 인해 매우 제한적이라는 것이다. 최종 생산품의 제한된 유통 기한은 생산 위치로부터의 장거리 운송을 제한해, 그 소비를 지역 사회 안으로 국한시킨다.

나아가, 이러한 생산의 조건들은 안정적이지 못한데, 주위 온도는 긴 여과 공정뿐만 아니라 발효에 영향을 미치는 중요한 인자다. 안정적이지 못하고 생산 조건들에 영향을 미치는 또 다른 중요한 인자는 우유 자체의 화학 구조로, 이는 단백질 및 지방 함량과 관련되어 계절적 변동이 발생하기 마련이다. 결과적으로, 최종 생산품은 맛과 질감과 관련하여, 상이한 생산 과정들에서 반복성이 없고 불안정하다.

그리스에서 산업적인 규모로, 즉, 대량으로 여과 요구르트를 생산하려는 시도들은 주로 기계적 여과 기술들에 기초하는데, 이 기술들은 여과 요구르트와 유사한 특징들을 가진 일정한 종류의 신선한 치즈를 생산하기 위해 다른 유럽 국가들에서도 널리 알려져 있다. 사실, 논의된 치즈와 여과 요구르트의 주요 차이점은 산성화와 응유 과정에서 사용되는 박테리아의 차이이다

이러한 산업적 규모의 생산 공정의 주요 스테이지들은, 제1 스테이지에서 무지방 요구르트를 생산한 후, 원심 분리로 요구르트를 기계적으로 여과해 응고물의 유장의 일부를 배출하고, 마지막으로 최종 생산품의 원하는 지방 함량을 얻기 위해 요구되는 비율로 달거나 신 우유 크림을 혼합한다. 이 과정의 처음에 무지방 요구르트를 사용하는 것은 후속 원심 분리에서 지방이 분리되기 때문이다.

비교적 최근에, 무지방 요구르트를 처리할 수 있는 요구르트용 원심 분리 시스템이 개발되긴 했지만, 이 시스템은 처리량이 한정된 특징이 있어 산업적 규모의 생산에는 그렇게 적합하지 않다.

더욱이, 원심 분리에 의한 기계적 여과는 말 그대로 생산품을 압박한다(피로하게 한다). 원심 분리 공정은 원심 분리되는 요구르트에 인공적인 중력을 가하기 때문에, 원심 분리 공정은 격렬하고, 결과적으로 최종 생산품이 덜 자연스럽다.

우유의 저온 살균 조건들, 선택된 요구르트 배양, 인큐베이션 조건들(온도, 응유 시간), 요구르트 냉각 조건들 (장비, 온도, 시간 등), 및 포장 조건들 등과 같은 여과 과정 이전과 이후의 생산 공정의 조건들은 동일하게 중요하다. 여과 이전의 처리뿐만 아니라 앞서 언급한 인자들은 공정 자체와 그 효율뿐만 아니라 최종 생산품의 특징들에 영향을 미친다.

여과 요구르트의 대량 생산에 대한 기존 레벨의 기술과 관련된 단점들과 문제점들을 다음에서 보여준다.

- 여과 스테이지에서 추가적인 기계적 처리로 인한 요구르트 응고물의 기계적 스트레스는 최종 생산품의 원하는 굳기값에 비해 제품의 굳기를 낮게 하고 수율도 낮게 한다. 즉, 최종 생산품은 기계적으로 여과되지 않았을 때보다 덜 단단하고 이는 논의된 기술의 단점이다.

- 동일한 생산에서 맛과 질감과 관련하여 제품들이 균일하지 않게 되는 생산 공정 전체의 불안정성은 대량 생산에서 원하지 않는 인자이다.

- 우유의 조성, 우유/크림 발효의 진행, 및 최종 생산품의 지방을 표준화하기 위해, 요구르트 응고물이 지방상과 혼합되는 다른 상들에 대한 인라인(in-line) 혼합의 올바른 기능과 같은 몇 가지 파라미터에 의해 영향을 받는 시스템의 감도. 이 감도는 동일한 생산 과정 내에서 및 여러 생산 과정들 모두에서 균일하지 않고 반복성 없는 제품들을 만들어, 역시 대량 생산에 바람직하지 않다.

- 원심 분리에 의한 기계적 여과에서처럼, 낮은 수율의 여과 과정들에서는 단백질들과 카세인들이 유장과 함께 제거되면서 현저하게 줄게 된다. 이 성분들은 최종 생산품의 구조에 현저하게 기여할 수 있기 때문에 최종 생산품에 남아 있는 것이 바람직하고, 따라서, 유장으로 이 성분들이 손실되는 것은 단점이다. 이로 인해, 일 단위의 최종 여과 요구르트를 생산하기 위해 더 많은 단위의 우유를 여과할 필요가 있게 된다. 즉, 목표 단백질 함량을 포함하는 원하는 제품을 생산하기 위해 처리할 더 많은 우유가 필요하게 된다.

- 특히, 지방 함량이 낮은 경우, 최종 생산품의 구조는 분명히 윤기 없이 매우 탁하고, 종종 가루 질감의 "치즈"처럼 보인다. 즉, 최종 생산품의 구조와 질감이 소비자들이 기대하는 것과 다르다.

- 특히, 무지방 요구르트를 여과하기 위해 사용되는 주류 원심 분리 시스템들의 일반적인 경우에서, 최종 생산품의 지방을 표준화하기 위해 신선한 크림을 혼합하는 것과 같은 더 복잡한 취급이 요구되기 때문에 생산이 더 어렵다.

위에서 설명한 단점들과 문제점들 외에, 기계적 분리를 통해 요구르트 유장을 여과하는 주요 원리는 알려져 있고 대량 생산이 이루어지는 어느 곳에나 현재 사용되고 있지만, 자연스러운 분리(천, 구멍이 있는 용기)에 의해 요구르트를 여과하는 전통적인 주요 개념과 많이 다르다는 것은 사실이다.

본 발명은 목적은 먼저, 전통 방법의 기본적인 여과 원리에, 즉, 분리 매개체에 의한 자연스러운 여과에 최대한 근사한 방식으로 설계되고 수행되는, 여과 요구르트를 생산하기 위한 산업적 시스템과 공정을 제공하는 것이고, 또한, 이 시스템과 공정은 대량 생산과 관련된 이전 수준의 기술의 문제점들을 해결한다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 다음과 같은 큰 규모의 여과 요구르트 생산을 실현하는 시스템 및 방법을 설명한다.

- 원료의 최적화된 사용

- 원료에 가해질 수 있는 스트레스의 최소화

- 여과 후 제거되는 유장에서 발생 가능한 유용한 성분들의 손실의 최소화

- 동일한 연속 일괄 생산품들 내에서 및 전체적인 연속 일괄 생산품들 모두에서 최종 생산품의 특성들의 최적화된 안정성, 및

- 그리스 여과 요구르트의 소비자가 인지하는 것과 같은 전통 여과 요구르트의 특성들에 가까운 최종 생산품의 최적화된 특성들.

이하, 본 발명의 실시와 관련된 인자들을 설명한다.

- 원유의 이화학적인 특징들, 저온 살균 및 균질 처리의 조건들, 인큐베이션의 조건들 등과 같은 여과 공정의 상류(즉, 이전) 공정들의 중요한 조건들

- 여과를 위해 사용되는, 알맞게 선택되고 배치된 막들의 적층물들, 그래서, 최종 여과 요구르트가 여과 장치에서 나올 때 원하는 이화학적인 특징들(단백질류, 지방, 총고형분들)을 가지고, 공정 중에 요구르트는 적어도 2번 연속하여 여과되고, 공정이 포장 이전의 냉각과 저장의 조건들, 포장 조건들 등과 같은, 최종 결과를 실현하기 위해 역시 중요한 인자들인 여과 하류(즉, 이후) 스테이지들에 의해 수행된다.

본 발명은 산업적 규모로 대량으로 여과 요구르트를 생산하기 위한 장치를 설명하는데, 이 장치는

- 생산을 목표로 하는 여과 요구르트의 지방 종류에 의존하는 지방 함량을 가진 인큐베이션된 요구르트가 투입되는 펌프(1); 및

- 요구르트를 여과하기 위해 요구르트를 이송하는 펌프들(2, 13)을 포함하고,

- 여기서, 요구르트의 큰 일부가 펌프(2)를 통해 제1 여과 스테이지(A)에 유입되고,

- 유장(3)과 제1 여과 사이클을 겪은 요구르트(4)가 제1 여과 스테이지로부터 생성되고,

- 유장(3)은 다른 이용들을 위해 수거되고,

- 제1 여과 후, 여과 요구르트(4)는 새로운 펌프(13)에 의해 제2 여과 스테이지(B)를 통과하고,

장치는

- 여과 공정은 여러 번 이루어지고, 즉 적어도 두 번 이루어지고,

- 모든 여과 스테이지는 가요성 여과막(6, 7 또는 8)으로 만들어진 적어도 하나의 필터와 유장 수거 튜브(9)(이하 슈트로도 언급됨)를 포함하고, 가요성 여과막은, 들어간 요구르트가 투입 펌프(2, 13)의 압력에 의해 가압되도록 하는 방식으로 유장 수거 튜브(9) 주위에 나선형으로 감기고(나선형 감김부), 요구르트의 유장이 여과막들을 통해 인접한 유장 수거 구획 층(11)에 들어가고, 논의된 구획은 유장을 수거 튜브(9)에 보내고,

- 제1 여과 스테이지(A) 후에, 요구르트는 펌프(13)에 의해 제2 여과 스테이지(B)에 보내지고, 여기서 동일한 여과 공정과 수거된 유장의 제거가 반복되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치에 있어서, 여러 번의 여과는 8개의 스테이지(A, B, C, D, E, F, G, H)로 구성되고, 즉, 여과가 순차적으로 8번 이루어지고, 제2 스테이지(B)에서부터 계속, 그리고 다음 스테이지(C, D, E, F, G, H) 동안 제2 스테이지(B)의 특징들과 조건들이 반복되는 것이 장점이다.

본 발명의 장치에 있어서, 여과 스테이지들 각각의 모든 스테이지는 동시에 병렬로 기능하는 적어도 3개의 가요성 여과막(6, 7, 8)을 포함하는 것이 장점이다.

바람직하게는, 본 발명의 장치에 있어서, 제1 드레인 스테이지(A)에서는, 제2 스테이지(B)와 이후의 모든 스테이지들(C, D, E, F, G, H)와 비교해

- 가요성 여과막(들)은 감기는 나선 사이가 더 좁은 더 조밀한 나선형으로 감기고,

- 막들은 더 얇은 층들(10)에 의해 분할되고,

- 여과를 위해 다른 종류의 막 카트리지들이 사용되고, 즉, 제1 여과 공정(A)에서 분리 그리드는 더 얇고, 제2 여과 공정(B)에서부터 계속 그리고 이후의 각 스테이지에서 더 두꺼운 그리드가 사용된다.

설명된 본 발명의 장점은, 설명된 장치에 있어서, 제2 여과 스테이지(B)에서부터 이후 각각의 스테이지(C, D, E, F, G, H)까지에서 사용되는 펌프(13)는 이전 스테이지에서 사용되는 각각의 펌프와 비교해 항상 더 높은 압력을 인가한다는 사실에 있다.

바람직하게는, 필터 장치를 위해 선택되는 막들(6, 7, 8)은 분자량이 25000 Da까지인 물질들의 배출을 허용하는 기공들을 특징으로 하는 반투과성 벽들을 가진다.

유리하게는, 나선형 감김부의 중심의 유장 구획(11)은, 예를 들어, 논의된 유장 수거 슈트(튜브)(9)의 구멍들에 의해 유장 수거 슈트(9)와 연통한다.

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본 발명은 또한 산업적 범위에서 대량으로 여과 요구르트를 생산하는 방법을 설명하는데, 이 방법은 다음의 스테이지들을 포함하고:

- 펌프(1)에는 여과 요구르트의 원하는 최종 지방 함량의 함수인 일정 양의 지방을 함유하는 인큐베이션된 요구르트가 투입되고,

- 또 다른 펌프(2)는 요구르트의 현저한 일부를 제1 여과 스테이지(A)로 이송하고,

- 1차 여과를 겪은 요구르트(4)와 유장(3)은 제1 여과 스테이지 동안 생산되고,

- 유장(3)은 다른 이용을 위해 수거되고,

- 제1 스테이지를 겪은 후, 여과 요구르트(4)는 새로운 펌프(13)에 의해 제2 여과 스테이지(B)로 들어간다.

그리고 이 방법은

- 여과 공정은 여러 번 이루어지고, 따라서 적어도 두 번 이루어지고, 모든 여과 스테이지는 가요성 여과막(6, 7, 8)으로 만들어진 적어도 하나의 필터와 유장 수거 슈트(9)를 포함하고,

- 가요성 여과막은, 유입 펌프(2)의 압력에 의해 들어간 요구르트가 가압되도록 하는 방식으로 유장 수거 슈트(9) 주위에 나선형으로 감기고, 요구르트의 유장이 여과막들을 통해 인접한 유장 수거 구획 층(11)에 들어가고, 구획은 유장을 수거 튜브(9)에 보내고,

- 제1 여과 공정(A) 후에, 여과 요구르트는 펌프(13)에 의해 제2 여과 스테이지(B)에 보내지고, 여기서 동일한 여과 공정과 수거된 유장의 제거가 반복되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에 따라, 여러 번의 여과 공정은 8개의 스테이지(A, B, C, D, E, F, G, H)를 포함하고, 즉, 여과가 이어서 8번 이루어지고, 제3 스테이지에서부터 이후의 모든 단계까지 계속 제2 스테이지의 특징들과 조건들이 반복된다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에 따라,

- 각각의 여과 스테이지는 동시에 병렬로 기능하는 적어도 3개의 가요성 여과막(6, 7, 8)을 포함하고,

- 제1 여과 스테이지(A)에서는, 제2 스테이지(B)에서부터 이후의 각 스테이지(C, D, E, F, G, H)까지와 비교해 가요성 여과막들은 나선형 감김부들 사이가 더 좁고 막들은 더 얇은 층들(10)에 의해 분할되게 더 조밀한 나선형으로 감기고,

- 다른 종류의 여과 막 카트리지들이 사용되고, 즉, 제1 여과 스테이지(A)에서 분리 그리드는 더 얇고, 제2 여과 공정(B)에서부터 계속 더 두꺼운 분리 그리드가 사용되고,

- 제2 여과 스테이지(B)와 이후의 모든 스테이지(C, D, E, F, G, H)의 펌프(13)는 이전 스테이지의 이전 펌프와 비교해 항상 더 높은 압력을 인가한다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에 있어서, 최종 생산품의 원하는 지방 함량이 2%일 때, 요구르트 투입 농도 비는 3.2이고, 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 상대적으로 이보다 더 작거나 크고, 최종 생산품의 원하는 지방 함량이 10%일 때, 요구르트 투입 농도 비는 2.3이고, 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 상대적으로 이보다 더 작거나 크다.

바람직하게는, 본 발명에 기초한 원료로서의 선호되는 우유와 관련하여,

- 우유는 90 내지 97℃에서 1 내지 7분 동안 저온 살균되고,

- 원료로서 우유의 균질처리는 60 내지 80℃에서 50 내지 350 bar의 압력 조건들에서 이루어지고,

- 인큐베이션은 37 내지 45℃에서 이루어지고,

- 인큐베이션이 종료되었을 때, 요구르트의 pH는 4.3 내지 4.7이고,

- 요구르트가 막들에 도달하기 전에 50 내지 60℃에서 1 내지 3분 동안 가열된다.

바람직하게는, 본 발명의 장치와 방법에 의해 생산된 여과 요구르트에 대해, 여과 후, 최종 생산품(5)은 20 내지 40℃에서 포장 전에 식히면서 저장되고, 20 내지 40℃에서 저장된다.

본 발명은 본 발명의 주제에 대해 제한적으로 해석되지 않게 나타낸 아래의 도면들에 의해 제시된다.
도 1은 8개의 여과 스테이지를 포함하는 요구르트의 다중 여과 장치의 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 장치의 여과 스테이지의 단면을 도시한다.

더 상세하게는, 도 1은 여과 공정에 들어갈 요구르트가 펌프(1)의 도움으로 유입되고 중앙 파이프라인(14) 안에서 이송되기 시작하는 본 발명의 응용을 보여준다. 그 직후, 요구르트의 일부가 펌프(2)에 의해 흡입되어 제1 여과 스테이지(A)에 유입되고, 여기서 요구르트는 농축, 즉, 가압되어 그 결과로 유장이 배출된다. 모인 유장은 포인트(3)의 출구에서 배출된다. 제1 여과 스테이지에서 1차 여과에 들어간 요구르트는 영역(4)을 나와 주 파이프라인(14) 안으로 다시 유입, 즉, 들어간다. 이 지점부터 계속해서, 중앙 파이프라인(14)에 있는 요구르트는 제1 펌프(1)로 유입되는 요구르트에 비해 어느 정도 여과된다. 요구르트의 일부는 새로운 펌프(13)에 의해 흡입된 다음, 제2 여과 스테이지(B)로 향한다. 제2 여과 스테이지 동안, 이미 제1여과 스테이지를 겪은 요구르트는 다시 여과되어, 더 많은 유장이 제거되면서(3) 요구르트는 배출되어(4), 다시 중앙 파이프라인(14)으로 이송되면, 이제 여과 레벨은 이전보다 높아진다. 동일한 방식으로, 제3 여과 레벨 등이 수행된다(C). 이 도면은 이 공정이 특정 예에서 추가적인 스테이지 (D, E, F, G, H)를 통해 8번 반복됨을 도시한다. 최종적으로, 여과된 요구르트는 수거된다(5).

본 발명에서 설명된 것과 같이, 본 발명에서 설명된 여과 공정이 한 번을 초과해서 반복되고, 제1 여과 스테이지 동안 사용된 막들은 제2 여과 스테이지에서 사용된 막들과 다른 것은 필수적이다. 그 직후, 여과는 세 번 이상 반복될 수 있다.

도 2는 요구르트 여과(6, 7, 8)에 사용되는 세 개의 가요성 막을 특징으로 하는 여과 요소(막 카트리지)를 나타내는 단면을 도시하는데, 막들은 유장 수거 튜브(9) 주위에 나선형으로 감긴다. 이 막들은 서로 인접한 세 개의 구획을 형성하는데, 중간 구획(11)에서는 가압으로 인한 요구르트의 "스웨팅(sweating)" 상태에서 유장이 추출되는 한편, 요구르트는 다른 두 구획(10) 안에 유입되어 가압된다. 유장 구획(11)은 유장 수거 슈트(9)와 연통된다. 막들(6, 7, 8)이 서로 달라붙는 것을 막기 위해, 유장 구획(11)은 유장을 수용해서 튜브(9)로 보내는 특수 투과성 재료로 구성되고, 구획들(10)은 요구르트가 통과할 수 있는 그리드를 특징으로 한다. 이 일련의 막들은 튜브 주위를 한 번을 초과해서 원형으로 반복되는데, 예를 들어, 하나를 초과하는 유장 구획(11)은 튜브 안으로 들어가게 된다. 도시된 바와 같이, 또 다른 다공성 막(12)이 6, 7, 8 등과 같이 나타나 있다.

전체 기술적 장치는 주변과 분리되는데, 이는 생산 위생과 안전에 대한 확실한 이득으로, 각 생산 이전에 가능한 오염이나 오탁에 노출되지 않고 막들 및 나머지 요소들의 자동 제자리 세정(cleaning in place (C.I.P.)) 및 소독이 확보된다.

예

본 발명의 일 응용은 다음과 같다.

이미 만들어진 요구르트를 여과하기 위해 중앙 파이프라인의 입구에 요구르트를 투입한다. 이 요구르트는 연속적인 압력 단계들에 의해 연속적인 여과 스테이지(A, B, 그리고 그 다음)로 펌프(1)에 의해 전달된다. 아직 여과되지 않아 묽은 상태의 현저한 양의 요구르트가 펌프(2) 압력에 의해 제1 여과 스테이지(A)로 유입된다.

모든 여과 공정은 나선형으로 감긴 가요성 다공막으로 만들어진 적어도 하나의 일련의 카트리지들를 포함하는 필터를 포함한다. 카트리지는 중간의 유장 수거 튜브(9)를 특징으로 하는데, 이는 유장 구획(11)이 끝나는 지점에서 구멍들을 가진다. 펌프(2)를 통해 구획들(10)로 요구르트가 유입되는 동안 요구르트에 가해지는 압력 때문에, 요구르트는 막들(6, 7, 8)의 기공들을 통해 유장을 "스웨팅"시키고, 이 유장은 구획(11)으로 들어간 다음 구멍들을 통해 중앙 파이프라인(9)에 도달하는데, 여기서 유장이 수거되어 제거된다.

도 2에 나타낸 본 발명의 예는 서로 인접하여 나선형으로 감긴 세 개의 가요성 다공막(6, 7, 8)을 포함한다. 이 장치는 한 번을 초과해 원형으로 반복된다.

이러한 막들을 사용하는 장점은 막들이 나선형으로 감겨서 (나선형 감김부) 매우 넓은 면적을 제공한다는 사실에 있다. 감길 수 없는 세라믹 막들로 동일한 여과 결과를 얻기 위해서는, 너무 많은 막들이 필요해, 비용과 공간이 많이 요구된다.

이 막들 (6,7,8)은 구획 매트릭스(10)와 구획(11)의 투과성 재료와 함께 서로 인접한 세 개의 구획을 형성하는데, 특히, 나선형으로 감긴 막들의 안쪽 부분에서 여과막(6, 7)은 요구르트 구획(10)을 형성하고, 그 옆에서 여과막(7, 8)은 유장 구획(11)을 형성하며, 그 옆에서 여과막(8)이 형성되고, 도시된 그 다음 막(12)이 요구르트 구획(10) 등을 형성한다. 이 막들은 병렬로 기능하는, 즉, 순차적이 아닌 동시에 기능하는 필터들을 생성한다.

펌프(2)로부터의 압력 하에서, 요구르트는 요구르트 구획들(10)로 들어가는데, 여기서 압력이 요구르트를 "스웨팅"시켜 유장이 배출되고, 유장은 막(7, 8)의 기공들을 통과해 유장 구획(11)으로 들어간다. 나선형 감김부 중간의 유장 구획(11)은 유장 수거 슈트(9)와 연통하는데, 예를 들어, 논의되고 있는 유장 수거 슈트(9)의 구멍들을 통해 연통한다. 유장은 특수 채널(3)을 통해 여과 스테이지를 나와 다른 용도를 위해 수거된다.

유장이 물, 젖당, 미네랄류 등을 포함한다는 사실을 고려할 때, 필터용으로 선택된 막은 분자량이 25000 Da를 초과하지 않는 물질들을 통과시키는 기공들을 특징으로 하는 반투과성 벽을 가진다.

나선형으로 감긴 가요성 막들에 의해 형성된 필터를 통과한 후, 따라서, 제1 여과 스테이지(A)를 겪은 후, 요구르트는 더 풍부해지고, 즉, 더 진해지고, 이는 유장이 제거되었기 때문에 제1 스테이지(A)로 유입되기 전보다 액체가 줄어드는 것을 의미한다. 그리고, 이 상태에서, 요구르트는 펌프(13)를 이용해 동일한 방식으로 다음 스테이지(B)에, 그리고 나머지 스테이지가 있다면, 각각의 모든 나머지 스테이지에 보내지기 위해, 특수 벤트(4)를 통해 나간다.

제1 여과 스테이지(A) 동안 제1 여과 스테이지(A)에 유입된 요구르트가 제2 여과 스테이지 및 임의의 후속 여과 스테이지(들)(본원의 예에서 B 내지 H)에 유입된 생성물에 비해 액체가 많고 덜 진하다는 사실로 인해 요구르트 구획들(10)은 다른 그리드, 즉, 다음 여과 스테이지들(B 내지 H)에서 사용된 것과 비교해 더 작은 두께의 그리드를 특징으로 하게 된다. 제1 여과 스테이지(A)에서 요구르트는 더 묽기 때문에, 구획들(10)이 스테이지(B)와 그 이후에 사용되는 구획들보다 더 좁아도 요구르트는 구획들(10)을 쉽게 통과할 수 있다.

특정한 스테이지에서, 더 얇은 스택들(10)을 사용함으로써, 원하는 카트리지 지름이 될 때까지 튜브 주위에 막 패키지를 더 둥글게 감을 수 있고, 이러한 방식으로 전체적으로 더 큰 막 표면이 확보되고 따라서 더 우수한 여과 용량이 확보된다.

제2 여과 스테이지(B)에서부터 제8 여과 스테이지(H)까지 구획(10) 안에 더 두꺼운 그리드를 이용하여 구획이 더 넓어질 수 있는데, 이는 상대적으로 더 점성이 있는 액체의 막들 사이에서 흐름을 용이하게 하기 위해 막들 사이가 더 이격될 수 있음을 의미한다. 이는 여과 과정에 따라 요구르트가 점점 진해지면서 용이한 이동을 위해 더 많은 공간을 필요로 한다는 사실 때문이다. 따라서, 이 장치에서는 적어도 두 종류의 여과막 카트리지가 이용된다.

나아가, 제2 단계(B)로 유입되는 요구르트는 이미 한 번의 배출 과정을 통해서 유장이 적게 함유되어 있다는 바로 그 사실로 인해 제2 여과 스테이지(B)의 펌프(13)는 제1 스테이지(A)에서 사용되는 펌프(2)와 비교해 항상 더 높은 압력을 가진다.

적어도 두 번의 후속 요구르트 여과 스테이지가 수행되기 때문에 여과는 여러 번 이루어지고, 이 스테이지들은 위에서 설명한 것과 같은 특성들이 다르다.

특정한 예는 8개의 다른 여과 스테이지(A, B, C, D, E, F, G, H)를 보여주는데, 여기서 제3 스테이지(C) 이후(D, E, F, G, H)의 필터들은 제2 스테이지(B)에서 사용되는 것들과 동일한 특성들을 가진다. 또한, 이후의 스테이지(C, D, E, F, G, H) 각각에서 사용되는 각각의 펌프(13)는 이전 펌프(들)과 비교해 더 높은 압력을 인가한다. 최종 생산품의 원하는 지방 함량에 따라, 본 발명의 장치 및 방법에 의해 생산되는 최종 생산품(5)이 되기 위해 처음 유입되는 요구르트(1)와 농도비는 다양할 수 있다. 농도율은 최종 생산품(5)의 비율에 대한 본 발명의 장치에 투입된 요구르트의 비를 보여준다. .

더 상세하게는, 최종 생산품의 원하는 지방 함량이 2%일 때, 요구르트 투입 농도 비는 3.2이고, 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 각각 이보다 더 작거나 크다. 즉, 한 단위의 최종 생산품(5)에 대해 투입되는 요구르트(1)의 양은 최종 생산품의 3.2배와 같고/같거나 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 더 작거나 큰 비율을 가진다.

최종 생산품의 원하는 지방 함량이 10%일 때, 요구르트 투입 농도 비는 2.3이고, 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 각각 이보다 더 작거나 크다. 즉, 한 단위의 최종 생산품(5)에 대해 투입되는 요구르트(1)의 양은 최종 생산품의 2.3배와 같고/같거나 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 더 작거나 큰 비를 가진다.

본 발명에서 설명한 여러 번의 여과는, 필터링이 더 적게 수행되는 경우 필터링을 위해 필요하게 될 막대한 기계적 여과를 피할 수 있게 하고, 막들이 조기 포화되는 위험을 막을 수 있게 해, 생산 과정에서 여과 용량을 감소시킨다.

더 적은 여과 스테이지를 통해 동일한 여과 결과를 얻기 위해, 펌프들은 더 큰 동력으로 작동해야 하는데, 이렇게 되면 요구르트 원료들과 본 발명의 장치의 구성요소들 및 부품들 등을 이용해 더 많은 기계적 여과를 수행해야 한다.

위의 단점들로, 여과하는 막(들)이 막힐 가능성이 있고, 이는 결국 유지 보수 비용과 막(들)을 손상시킬 가능성을 증가시키고, 여과된 요구르트에 대해 원하는 것보다 점성이 낮은 최종 생산품이 여과되게 한다. 나아가, 산업적인 규모의 생산에서, 바람직하게는, 최종 생산품은 타당하고 허용 가능한 생산 시간 및 수량과 제조와 관련된 예측 가능한 조건들에서 생산되어야 한다.

위 사항에 기초한 요구르트의 여과 이전에:

- 우유는 90 내지 97℃에서 1 내지 7분 동안 저온 살균되고

- 우유 원료의 균질처리는 60 내지 80℃에서 50 내지 350 bar의 압력 조건들에서 이루어지고

- 인큐베이션은 37 내지 45℃에서 이루어지고

- 인큐베이션 종료 직후 요구르트의 pH는 4.3 내지 4.7이고

- 요구르트가 막들에 도달하기 전에 50 내지 60℃에서 1 내지 3분 동안 가열된다.

본 발명에 따른 여과된 요구르트의 생산 공정은 여과 이후의 스테이지들에 의해 완료된다. 즉, 여과 후, 최종 생산품은 20 내지 40℃에서 포장 전에 식히면서 저장되고, 20 내지 40℃에서 저장된다.

Claims (15)

1. 산업적 규모로 여과 요구르트를 생산하기 위한 시스템에 있어서,
   여과 요구르트의 소정의 지방 종류에 의존하는 지방 함량을 가진 인큐베이션된 요구르트를 수용하기에 적합한 제1 펌프; 및
   상기 요구르트를 여과하기 위해 상기 요구르트를 이송하는 제2 및 제3 펌프를 포함하고,
   여기서, 상기 요구르트가 상기 제2 펌프를 통해 제1 여과 스테이지(A)에 유입되고, 상기 제1 여과 스테이지는 적어도 하나의 가요성 여과막으로 만들어진 적어도 하나의 제1 필터와 유장 수거 튜브를 포함하고,
   유장은 상기 제1 여과 스테이지 후에 다른 이용들을 위해 상기 유장 수거 튜브에 수거되고,
   제1 여과 스테이지(A) 후, 상기 여과 요구르트는 상기 제3 펌프에 의해 제2 여과 스테이지(B)를 통과하고, 상기 제2 여과 스테이지는 적어도 하나의 가요성 여과막으로 만들어진 적어도 하나의 제2 필터와 유장 수거 튜브를 포함하고,
   여기서,
   상기 적어도 하나의 가요성 여과막 각각은, 들어간 상기 요구르트가 상기 제2 및 제3 펌프의 압력에 의해 가압되도록 하는 방식으로 상기 각각의 유장 수거 튜브 주위에 나선형으로 감기고, 상기 유장이 상기 적어도 하나의 여과막을 통해 인접한 유장 수거 구획에 들어가고, 상기 각각의 구획은 상기 유장을 상기 각각의 수거 튜브에 보내고,
   상기 제1 여과 스테이지 후에, 상기 요구르트는 상기 제3 펌프에 의해 상기 제2 여과 스테이지에 보내지고, 여기서 동일한 여과 공정과 수거된 유장의 제거가 반복되며,
   제1 여과 스테이지(A)에서는, 제2 여과 스테이지(B)와 이후의 모든 여과 스테이지들와 비교할 때, 상기 적어도 하나의 가요성 여과막이 감기는 나선 사이가 더 좁은 더 조밀한 나선형으로 감기고, 상기 가요성 여과막들은 더 얇은 층들에 의해 분할되고, 여기서 제1 여과 스테이지(A)에서 분리 그리드는 더 얇고, 제2 여과 스테이지(B)에서부터 계속 그리고 이후의 각 스테이지에서는 더 두꺼운 그리드가 사용되는, 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 여러 번의 여과는 8개의 스테이지(A, B, C, D, E, F, G, H)를 순차적으로 포함하고,
   제2 여과 스테이지(B)에서부터 계속, 그리고 다음 여과 스테이지(C, D, E, F, G, H) 동안 제2 여과 스테이지(B)의 특징들과 조건들이 반복되는 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 여과 스테이지들 각각은 동시에 병렬로 기능하는 적어도 3개의 가요성 여과막을 포함하는 시스템.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   제2 여과 스테이지(B)에서부터 이후 각각의 스테이지(C, D, E, F, G, H)에서 사용되는 상기 제3 펌프는 이전 스테이지에서 사용되는 각각의 펌프와 비교해 항상 더 높은 압력을 인가하는 시스템.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 막은 분자량이 25000 Da까지인 물질들의 배출을 허용하는 기공들을 가지는 반투과성 벽들을 가지는 시스템.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   나선형 감김부 중심의 상기 유장 수거 구획은 상기 유장 수거 튜브의 구멍들에 의해 상기 유장 수거 튜브와 연통하는 시스템.
8. 삭제
9. 산업적 범위에서 여과 요구르트를 생산하는 방법에 있어서,
   제1 펌프에, 상기 여과 요구르트의 원하는 최종 지방 함량의 함수인 일정 양의 지방을 함유하는 인큐베이션된 요구르트의 투입을 포함하고,
   제2 펌프로 상기 요구르트의 현저한 일부를 제1 여과 스테이지(A)로 이송하는 것을 포함하고,
   여기서, 1차 여과를 겪은 요구르트와 유장은 제1 여과 스테이지(A)동안 생산되고,
   상기 유장을 다른 이용들을 위해 수거하는 것을 포함하고, 그리고
   상기 제1 여과 스테이지를 겪은 후, 상기 여과 요구르트를 제3 펌프에 의해 제2 여과 스테이지(B)로 투입을 포함하고,
   여기서,
   모든 여과 스테이지는 적어도 하나의 가요성 여과막으로 만들어진 적어도 하나의 필터와 유장 수거 튜브를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 가요성 여과막은, 상기 제2 펌프의 압력에 의해 들어간 상기 요구르트가 가압되도록 하는 방식으로 상기 유장 수거 튜브 주위에 나선형으로 감기고, 상기 요구르트의 유장이 상기 적어도 하나의 여과막을 통해 인접한 유장 수거 구획 층에 들어가고, 구획은 상기 유장을 상기 각각의 수거 튜브에 보내고,
   제1 여과 스테이지(A) 후에, 상기 여과 요구르트는 상기 제3 펌프에 의해 상기 제2 여과 스테이지에 보내지고, 여기서 동일한 여과 공정과 수거된 유장의 제거가 반복되고,
   제2 여과 스테이지에서의 특징들과 조건들은 모든 다음의 스테이지에서 반복되고, 상기 여과 스테이지 각각은 동시에 병렬로 기능하는 적어도 3개의 가요성 여과막을 포함하고,
   제1 여과 스테이지(A)에서는, 제2 여과 스테이지(B)에서부터 이후의 각 여과 스테이지(C, D, E, F, G, H)까지와 비교할 때, 상기 가요성 여과막들의 나선형 감김부들 사이가 더 좁고 상기 가요성 여과막들은 더 얇은 층들에 의해 분할되게 더 조밀한 나선형으로 감기며,
   제1 여과 스테이지(A)에서 분리 그리드는 더 얇고, 제2 여과 스테이지(B)에서부터 이후의 스테이지들 각각에서 더 두꺼운 분리 그리드가 사용되고,
   제2 여과 스테이지(B)와 이후의 상기 스테이지들(C, D, E, F, G, H) 각각의 상기 제3 펌프는 이전 스테이지의 이전 펌프와 비교해 항상 더 높은 압력을 인가하는, 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 여러 번의 여과 공정은 8개의 스테이지(A, B, C, D, E, F, G, H)를 포함하고, 여과가 이어서 8번 이루어지고, 여기서, 상기 제3 스테이지에서부터 이후의 모든 스테이지까지 상기 제2 여과 스테이지의 특징들과 조건들이 반복되는 방법.
11. 삭제
12. 제9항에 있어서,
    최종 생산품의 소정의 지방 함량이 2%일 때, 요구르트 투입 농도 비는 3 내지 2이고, 상기 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 상대적으로 이보다 더 작거나 크고, 상기 최종 생산품의 소정의 지방 함량이 10%일 때, 상기 요구르트 투입 농도 비는 2 내지 3이고, 상기 최종 생산품의 원하는 점성에 따라 각각 이보다 더 작거나 큰 방법.
13. 제9항, 제10항, 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 여과 스테이지(A)에서 도입되는 인큐베이션되는 요구르트는:
    우유가 90 내지 97℃에서 1 내지 7분 동안 저온 살균되고;
    원료로서 상기 우유의 균질처리는 60 내지 80℃에서 50 내지 350 bar의 압력 조건들에서 이루어지고;
    상기 인큐베이션은 37 내지 45℃에서 이루어지고;
    상기 인큐베이션이 종료되었을 때, 상기 요구르트의 pH는 4.3 내지 4.7이고;
    상기 요구르트가 상기 적어도 하나의 여과막에 도달하기 전에 50 내지 60℃에서 1 내지 3분 동안 가열됨;으로써 처리된 원료를 포함하는, 방법.
14. 제9항, 제10항, 및 제12항 중 어느 한 항의 방법에 의해 생산된 여과 요구르트에 있어서, 상기 여과 후, 상기 여과 요구르트는 20 내지 40℃에서 포장 전에 식히면서 저장되고, 20 내지 40℃에서 저장되는 여과 요구르트.
15. 삭제

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