KR20220037483A - 유제품에 스팀을 도입하여 단백질-강화된 유제품을 직접 가열하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스팀(D)을 유제품(P)에 도입하여 단백질-강화된 유제품(P)를 직접 가열(DE)하는 방법 및 시스템(1000)에 관한 것으로서, 직접 가열(DE)은 인퓨전(IFV) 또는 인젝션 방법(IJV)의 형태를 취한다. 본 발명의 목적은 방법 프로세스 또는 시스템에서 서비스 시간을 크게 연장하는 효과를 갖는 범용적 유형의 방법 및 방법을 수행하기 위한 시스템을 제공하고, 이를 통해 처리된 단백질-강화된 유제품의 비변성된 유청 단백질 함량을 선행 기술에서 수득된 것보다 더 많이 확보할 수 있다는 것이다. 방법과 관련하여, 목적은 다음으로 해결된다:
- 예열되고 온도 유지되는 유제품(P)이, 예열 온도(TVE)로부터 5K(켈빈) 내지 15 K 범위의 온도 차이 ΔTK) (ΔTK ≤ (5 내지 15)K)를 갖는 냉각 온도(TK)로 환열 냉각 단계에 의해 직접 가열(DE) 전에 간접 냉각(K)됨,
- 냉각 온도(TK)로부터 높은 살균 온도(THE)로 직접 가열(DE)은 자체 공지된 직접 가열 설정 매개변수를 통해 제어됨, 및
- 구성 (d)에 따라, 유제품(P)이 높은 살균 온도(THE)로부터 필수적으로 요구되는 출구 온도(TA)로 급속 냉각(K)에 의해 냉각됨.

Description

유제품에 스팀을 도입하여 단백질-강화된 유제품을 직접 가열하는 방법 및 장치

본 발명은 단백질-강화된(protein-enriched) 유제품(milk product)을 직접 가열하는 방법에 관한 것으로, 상기 유제품에 스팀(steam)을 도입하고, 여기서 직접 가열하는 동안, 스팀은 유제품을 가열하여 높은 살균 온도로 직접 고온 살균하여 무균(germ-free) 상태를 생성한다. 유제품의 흐름 방향에서 볼 때, 직접 가열하기 전에, 유제품을 예열 온도로 간접 예열하고, 예열에 이어서, 예열된 유제품을 온도 유지하는 제1 단계(instance)가 한정되고, 제어된 제1 체류 시간 동안 수행된다. 또한, 유제품의 흐름 방향에서 볼 때, 높은 살균 온도로 직접 가열에 이어서, 유제품을 온도 유지하는 제2 단계가 한정되고, 제어된 제2 체류 시간 동안 수행된다. 이후, 이전에 공급된 스팀의 양에 상응하는 양의 물이, 더 낮은 압력으로 감압에 의한 급속 냉각(flash cooling)에 의해 온도 유지되어온 고온 살균된 유제품으로부터 제거된다. 또한, 본 발명은 특히 직접 가열 장치 및 그 상류에 배열된 예열기를 포함하고, 유제품의 흐름 방향에서 예열기에서 이어지는 제1 홀딩(holding) 튜브를 갖는 방법을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 진공 챔버로 이어지는 제2 홀딩 튜브는 직접 가열 장치의 하류에 제공된다.

최근 몇 년 동안, 소비자들 사이에서는 저장 안정성 및 저장 수명을 연장하기 위해 필요한 열 처리와 관련하여 특별한 요구 사항을 필요로 하는 단백질-강화된 유제품을 소비하는 경향이 있었다. 단백질-강화된 유제품은 예를 들어, 하기에서 보여지는 인용된 세 가지 실험에서 측정된 값으로서, 6.85 내지 8.35 g/kg 우유 범위의 (산-가용성) β-락토글로불린 함량을 갖는 본 발명에 따른 열 처리를 위한 출발 제품으로서의 원유를 의미하는 것으로 이해된다. 그러나 [1] A. Schmid 및 H. Mayer, Diplomarbeit, Bestimmung von Furosin und anderen Erhitzungsindikatoren in Milch mittels HPLC, University of Vienna, 2009년 5월은, "원유"라를 명칭을 갖는 농장 또는 유기농 식품점에서 직접 가져온 7 개의 조사된 원유 샘플에서 얻은 천연 β-락토글로불린 함량의 평균 값은 4.02 g/dm³ 우유 (약 3.9 g/kg 우유)이다.

단백질-강화된 유제품은 열에 민감하고, 바람직하게는 100 ℃ 이상의 온도에서 타는(scorch) 경향이 있다. 즉, 이러한 조건 하에서, 침전물은 열 처리, 이송 및 유제품의 흐름 인도(guiding)에 사용되는 공정 장치의 벽에 형성되는 경향이 있다. 이러한 침전물의 형성을 제품 오염이라고도 한다. 제품 오염은 두 세척 주기 사이에 영향을 받는 공정 장치의 서비스 시간 또는 작동 시간을 감소시킨다. 다음에서, 본 발명의 맥락 내에서 단지 유제품에 대해 언급될 때, "단백질-강화된" 특징도 항상 암시될 수 있다.

스팀에 의한 유제품의 직접 가열은 공지되어 있고, 일반적으로 사용되는 방법이다. 이는 상기 유제품 또는 그로부터 유래된 최종 제품의 저장 수명을 연장시키는 역할을 한다. 스팀의 열 매체 (바람직하게는 포화된 스팀이며 과열된 상태)를 통한 열 처리는 직접적 또는 간접 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다 ([2], Heinz-Gerhard KESSLER, Lebensmittel-Verfahrenstechnik, Schwerpunkt Molkereitechnologie, 1st edition, Munich - Weihenstephan, Verlag A. Kessler, 1976, p.154 to 159). 간접적인 방법은, 예를 들어 상이한 유형의 열 교환기를 사용한 가열을 포함한다 (환열기(recuperator): 예를 들어 쉘 및 튜브 열 교환기, 판형 열 교환기). 직접적인 방법은, 두 가지 주요 그룹, 즉 스팀에 의한 인젝션(injection) 방법 ([2], p.154, 155) 및 스팀에 의한 인퓨전(infusion) 방법 ([2], p.156)을 포함한다.

스팀 및 유제품 사이의 직접적인 열 교환으로 인해, 상기 유제품은 직접적이고 신속하며 효율적으로 가열된다. 이러한 빠른 방법의 결과로, 처리 시간이 감소될 수 있으며, 이는 전반적으로 유제품이 열에 노출되는 것을 감소시켜 무엇보다도 풍미와 관련하여 높은 수준의 품질을 유지하는 유제품을 생성한다. 직접적인 가열 방법의 빠르고 부드러운(gentle) 열 처리는 간접적인 가열 방법에 비해 더 높은 에너지 소비의 대가를 치르게 된다.

인젝션 방법에서, 가열될 식품 제품은 인젝터를 통해 이송된다. 스팀은 가열을 목적으로 하는 더 높은 압력에서 식품 제품에 직접 주입되며, 이 경우 식품 제품은 바람직하게는 추진(propulsive) 제트로 작용하고, 혼합 재료 흐름 사이의 열 교환은 소위 혼합 챔버에서 종결된다 (DE 10 2007 017 704 A1).

인퓨전 가열이 사용되는 인퓨전 방법에서, 미세하게 분산된 유제품을 스팀 챔버에서 가열한다. 이러한 방법에서 스팀과 제품 시스템의 압력이 거의 동일하다. 이와 같이, 열 매체와 유제품의 온도 차이가 인젝션 방법에서 보다 상당히 낮아 제품 처리가 더 부드럽다. 인젝션 방법에 비교하여, 인퓨전 방법의 단점은 더 복잡한 공정 엔지니어링, 및 더 높은 투자 비용이다. [3] Saskia SCHWERMANN, Uwe SCHWENZOW는 "Verfahrenskonzepte zur Herstellung von ESL-Milch", Deutsche Milchwirtschaft, 11/2008 내지 13/2008 (vol. 59)의 세 섹션에 있는 논문에서, 특히 위에서 설명한 유형의 직접 가열 방법을 고려하여 식품 제품 살균 방법 개념에 대한 개요를 제공한다.

EP 0 958 745 A2는 우유가 65-85 ℃로 예열되고, 스팀 인젝션에 의해 온도가 85-105 ℃로 증가되고, 이어서 우유가 이 온도 유지되고 안정화된 후, 140-145 ℃의 온도로 고온 살균이 인퓨저에서 발생하는, 우유 기반 제품에 대한 UHT 방법을 개시한다. 3~90초 범위의 홀딩 시간 후, 제품을 진공 챔버로 유도하여 감압하는 과정에서 냉각되며, 이전 멸균 공정에서 공급된 스팀의 양에 상응하는 물의 양이 따라서 제품에서 제거된다. 공정의 추가 과정에서, 제품은 균질화되고 다시 냉각된다.

WO 2018/115 131 A1은 액체 우유 농축물을 가열하기 위한 시스템 및 방법으로서, 제품이 5-75 ℃의 온도로 예열되고, 후속적으로 인퓨저에서 스팀으로 직접 열 처리되고, 이로부터 진공 챔버로 가는 도중에 온도 유지되는, 시스템 및 방법을 설명한다. 진공 챔버에서, 감압 및 냉각에 의해 자체 공지된 방식으로 제품에서 물을 제거한 다음, 제품을 추가로 냉각한다.

기타 관련된 선행 기술은 다음을 포함한다: [4] KELLEHER, C.M. et al., 파일럿 규모의 초음속 직접 스팀 인젝션과 단백질이 풍부한 탈지유 기반 음료의 열 처리를 위한 기존 스팀 인퓨전 및 관형 가열 시스템의 비교; 혁신적인 식품 과학 및 신흥 기술, 2019년, vol. 52, p. 282-290, - ISSN 1466-8564, 및 [5] LEE, A.P. et al., 탈지 및 2% 지방 우유에 대한 간접 가열 대 직접 스팀 인젝션에 의한 초-살균의 영향; Journal of Dairy Science, vol. 100, 2017, p.1688-1701, - ISSN 0022-0302.

문헌 [4]는 도 1에서 스팀 인퓨전 및 스팀 인젝션에 의해 단백질-강화된 우유 음료를 처리하기 위한 흐름도를 개시한다 (p.283, 오른쪽 컬럼, 마지막 단락; p.284, 도 1; p.285, Tab.1; p. 285, 왼쪽 컬럼 내지 p.286, 왼쪽 컬럼, 첫 번째 단락; p.286, 도 2 참조). 문헌 [5]는 또한 스팀을 이용한 직접 가열에 의한 우유 가열 방법도 개시되어 있다 (도 1 참조).

문헌 [5]는 또한 스팀을 이용한 직접 가열에 의한 우유 가열 방법도 개시되어 있다(도 1 참조).

우유에 함유된 일부 유청 단백질의 변성은 65 ℃의 온도에서 시작되며, 여기서 방출되는 SH 기의 주요 공급원은 β-락토글로불린이며, 이는 완전히 변성되어 130 ℃에서 탄(scorched) 맛의 발달 측면에서 최대를 경험한다. 가열 공정과 관련하여, 이는 75 ℃ 이상 (≥ 75 ℃) 의 온도가 유청 단백질을 점점 변성시켜 유청 단백질이 히터의 벽에 증착되기 때문에, 작동 및 생산 시간에 상당한 영향을 준다. 처음에 언급한 이러한 제품 오염은, 더 긴 작동 시간에서 점점 더 두꺼운 오염 층이 성장하는 결과를 가져오고, 그 결과 히터의 열 전달이 지속적으로 악화된다.

이러한 효과를 방지하기 위해, 유제품은 80 ℃ 내지 90 ℃에서 유지된다. 여기에서 통상적인 온도-시간 조합은 120 초 동안 90 ℃이다. 이러한 또는 유사한 조치는 [3]에 개시되어 있지 않다; 그러나 이는 선행 기술로 간주되어야 한다 (EP 0 958 745 A2). 이러한 온도 범위는 유청 단백질의 표적 변성을 강제하여, 카제인 (k-카제인)의 특정 부분에 결합한다. 카제인은 우유의 총 단백질 함량의 약 80%를 차지하며, 유청 단백질과 달리 열에 안정적이다.

본 발명에 따른 단백질-강화된 우유 또는 유제품의 경우, 단백질 함량이 증가하고, 따라서 열에 불안정한 유청 단백질 함량도 증가한다.

간접 및 직접 우유 가열의 비교는, 변성된 β-락토글로불린의 비율은 직접 우유 가열보다 간접 가열 가열에서 각각 66%와 비교하여 83%로 유의하게 더 높다는 것을 나타낸다 ([2], 페이지 132, 133 참조).

유제품의 변성 정도는 열 처리의 정도 및 강도, 즉 각각 적용되는 열 처리와 상관관계가 있으며, 여기서 변성 정도는 오늘날 소위 가열 지표에 의해 정량적으로 결정된다. 이러한 가열 지표는, 특히 산-가용성 β-락토글로불린 (비변성된 β-락토글로불린) 및 퓨로신을 포함한다. 이는 저장 수명이 연장된 유제품의 실제 열 부하를 추정하고 모니터링하기 위한 지표 역할을 한다. 변성 정도가 유제품의 영양 및 감각적 품질을 결정적으로 결정한다는 것은 확립된 사실이다. 동일한 방식으로 처리된 동일한 유제품에서 결정되는 퓨로신 함량과 비변성된 β-락토글로불린 함량 사이에 관계가 확인된 바 있다. 퓨로신 함량의 증가는 β-락토글로불린 함량의 감소와 관련이 있다. 열 부하 (온도 및 작용 시간)가 클수록, 퓨로신 함량이 높아지며, 동시에 β-락토글로불린 함량이 감소한다 [1].

본 발명의 목적은 방법 프로세스 또는 시스템에서 서비스 시간을 상당히 연장하는 효과를 갖는 범용적(generic) 유형의 방법 및 방법을 수행하기 위한 시스템을 제공하고, 이를 통해 처리된 단백질-강화된 유제품에서 비변성된 유청 단백질 함량을 선행 기술에서 수득된 것보다 더 많이 확보할 수 있는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 방법의 유리한 구현예는 관련된 종속 청구항의 청구대상이다. 방법을 수행하기 위한 시스템은 추가적인 독립 청구항 7의 청구대상이다. 본 발명에 따른 시스템의 유리한 구현예는 관련된 종속 청구항에 기재되어 있다.

방법과 관련하여, 본 발명은 예를 들어 EP 0 794 706 B1 (인퓨전 방법), 또는 DE 10 2010 008 448 A1 (인퓨전 방법; 인젝션 방법)에 대한 우선권을 주장하는 WO 2011/101077 A1에 개시된 것과 같은 스팀에 의해 액체 식품 제품을 직접 가열하는 공지된 방법으로부터 진행된다. 두 문헌에 따르면, 액체 식품 제품, 예를 들어 유청 단백질 농축물, 이유식, 액체 이유식 농축물, 영양 음료 또는 치즈용 우유는 무균 상태를 생성하기 위해 스팀에 의해 직접 가열되며, 여기서 이전에 공급된 스팀의 양에 상응하는 양의 물은, 더 낮은 압력으로 감압에 의해 액상 식품으로부터 제거된다. 그러나, 위에서 인용한 선행 기술과 달리, 본 발명의 청구대상에서, 직접 가열 단계는 자체 공지된 예열 단계, 특히, 추가적인, 바람직하게는 제품을 온도 유지하는 한정되고 제어된 제1 단계가 선행되며, 이러한 단계는 유제품의 흐름 방향에서 상기 예열 단계 후에 온다.

본 발명의 목적은 범용적 유형의 방법에서 다음의 경우 해결된다

- 예열되고 온도 유지되는 유제품이, 예열 온도로부터 5K(켈빈) 내지 15 K 범위의 온도 차이 (ΔTK) (ΔTK ≤ (5 내지 15)K)를 갖는 냉각 온도로 환열(recuperative) 냉각 단계에 의해 직접 가열 전에 간접 냉각됨,

- 냉각 온도로부터 높은 살균 온도로 직접 가열은 자체 공지된 직접 가열 설정 매개변수를 통해 제어됨, 및

- 구성 (d)에 따라, 유제품 (P)이 높은 살균 온도로부터 필수적으로 요구되는 출구 온도로 급속 냉각에 의해 냉각됨.

따라서, 기본적인 본 발명의 개념은, 비변성된 유청 단백질 형태로 처리된 유제품의 영양 및 감각적 품질을 최대한 유지하기 위해, 제품을 고온에서 살균하기 전에 제품을 온도 유지하는 제1 단계 이후 간접 냉각에 의한 환열 냉각 단계를 제공하는 것으로 이루어진다. 예열 온도로부터, 5K(켈빈) 내지 15 K 범위의 온도 차이를 갖는 냉각 온도로의 이러한 냉각 단계는, 첫째, 높은 살균 온도에서 유제품의 체류 시간을 감소시키고, 둘째, 결과적으로 유청 단백질의 추가 변성을 감소시키기 때문에, 예측할 수 없고 놀라운 긍정적인 결과를 가져온다.

후속적인 직접 가열은 냉각 온도 수준에서 시작하고, 자체 공지된 조정 가능한 직접 가열 설정 매개변수를 사용하여 높은 살균 온도로 유제품을 가열한다. 방법의 일 구현예에 따르면, 이들은 압력, 온도, 및 스팀의 작용 지속시간이다.

급속 냉각 동안, 이러한 방식으로 처리된 유제품은 간접 냉각에 의해 추가적으로 요구되는 스팀에 따라 필수적으로 요구되는 출구 온도로 낮아져야 한다. 이러한 출구 온도는 처리된 유제품이 고온 살균 전, 즉 고온 살균을 위한 스팀 공급 전의 수분 함량과 관련하여 그 상태를 달성하도록 한다.

140 ℃까지 도달할 수 있는 높은 살균 온도에서, 예열 온도로부터 냉각 온도까지의 온도로 예열되고 유지된 유제품의 본 발명에 따른 냉각은 5 K(켈빈) 내지 15 K 범위의 온도 차이를 수반한다. 방법의 유리한 구현예는 5 K 내지 10 K 범위의 온도 차이를 수반하며, 여기서 고온 살균 이전에 동일하게 온도 유지하는 제1 단계에서 유제품의 제1 체류 시간의 지속 시간은 또한 특정 온도 차이의 크기에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 청구대상을 구현하는 일을 맡은 당업자는 독창적인 기술을 사용하지 않고도, 특정 공정 조건 및 제품 요구 사항을 고려하여 가열 처리된 단백질-강화된 유제품의 서비스 시간 및 높은 영양 및 감각적 품질의 관점에서 각각의 경우에 위에서 언급한 모든 영향 변수를 최적화할 수 있을 것이다.

하기에 상세히 설명되는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 구현예에서, 적용 가능한 제품 요구 사항은 본 발명에 따른 냉각 단계 없이 85 ℃ 내지 137.5 ℃의 고온 살균을 제공하며, 위에서 설명한 것과 같은 최적화는 냉각에 의해 또는 10 K의 온도 차이를 수반하는 냉각 단계로 달성되었고, 제품을 온도 유지하는 제1 단계의 제1 체류 시간은 30초이며, 따라서 고온 살균은 75 ℃ 내지 137.5 ℃에서 수행된다.

특정하고 적절한 냉각 온도는 직접 가열의 특정 공정 데이터에 따른다. 상기 온도는, 달성된 냉각 온도로부터 또한 본 발명에 따른 냉각 단계에서 변경되지 않은 이전과 같이 요구되는 높은 살균 온도로 고온 살균이 압력, 온도 및 스팀 작용 지속 시간과 같은 제한된 범위 내에서 조정 가능한 직접 가열 설정 매개변수에 의해 에너지적으로 보장되도록 한다.

본 발명에 따른 방법 단계는 제안된 바와 같이 자체 공지된 인퓨전 방법 또는 자체 공지된 인젝션 방법에 의한 직접 가열에 유리하게 동일하게 적용된다.

본 발명에 따른 냉각 단계는 다음과 같은 이점을 조합하여 생성한다:

- 유청 단백질의 변성 감소 (방출된 SH 기에 의해 생성되는 타는 향 감소);

- 메일라드(Maillard) 반응 (갈변) 감소;

- 퓨로신 생성 감소;

- 5시간의 생산 시간 후에 제품 오염이 거의 또는 전혀 관찰되지 않고, 최대 서비스 시간이 선행 기술에 따른 방법 또는 시스템에서의 서비스 시간과 비교하여 2배 또는 3배 연장되는, 서비스 시간의 상당한 연장.

상술한 공정 및 제품 개선을 위해서 냉각 에너지가 요구된다. 회수되는 따뜻한 냉각제(coolant) (바람직하게는 냉각수)는 혼합 공정에서 사용되거나 에너지 관점에서 전체 공정을 개선하기 위해 가열 목적으로 재생된다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 시스템은 상기 인용된 문헌 EP 0 794 706 B1 (인퓨전 시스템) 및 WO 2011/101077 A1 (인퓨전 시스템; 인젝션 장치를 사용한 직접 가열)에 주로 개시된 자체 공지된 하기의 구성의 조합으로부터 진행되고, 예열기와 직접 가열 장치 (EP 0 958 745 A2) 사이의 자체 공지된 제1 홀딩 튜브는 인용된 선행 기술에 설명되어 있지 않다:

- 높은 살균 온도로 스팀에 의한 직접 고온 살균을 위한 유제품을 위한 직접 가열 장치,

- 유제품의 흐름 방향에서 볼 때, 직접 가열 장치의 상류에 배열되고 복열기로 설계되고, 유제품을 예열 온도로 간접 예열하는 역할을 하는 예열기,

- 예열된 유제품을 온도 유지하는 제1 단계를 위한, 직접 가열 장치와 예열기 사이에 배열된 제1 홀딩 튜브,

- 고온 살균된 유제품을 이송하기 위한, 직접 가열 장치의 하류에 배열된 제1 이송 장치,

- 고온 살균된 유제품을 온도 유지하는 제2 단계를 위한, 제1 이송 장치의 하류에 배열된 제2 홀딩 튜브, 및

- 제2 홀딩 튜브의 하류에 배열되고, 여기서 이전에 공급된 스팀의 양에 상응하는 양의 물이, 더 낮은 압력으로 감압에 의한 급속 냉각에 의해 온도 유지되어온 고온 살균된 유제품으로부터 후속적으로 제거되는, 진공 장치.

시스템과 관련하여, 본 발명의 목적은 다음과 같은 범용적 시스템으로부터 해결된다:

복열기로 설계된 냉각기가 직접 가열 장치와 제1 홀딩 튜브 사이에 배열되며, 냉각기는 간접 냉각에 의해 예열 온도로부터 냉각 온도로 예열된 유제품을 냉각시킨다.

냉각기의 본 발명에 따른 배열은 유리하게도 제안된 바와 같이 자체 공지된 인퓨전 장치 형태 또는 자체 공지된 인젝션 장치 형태의 직접 가열 장치에 동일하게 적용된다.

본 발명은 다음의 설명 및 첨부된 도면의 그림 및 청구범위에 의해 더욱 상세하게 표현된다. 본 발명은 범용적 유형의 방법의 다양한 구현예 및 상기 방법을 수행하기 위한 범용적 유형의 시스템의 다양한 구현예에서 실현되지만, 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 시스템의 바람직한 예시적인 구현예는 도면에 기초하여 다음에서 설명된다.
도면에서:
도 1은 스팀을 유제품에 도입함으로써 단백질-강화된 유제품을 직접 가열하기 위한 종래 기술에 따른 시스템의 개략도이다;
도 2는 본 발명에 따라 배열된 냉각기를 갖는 본 발명에 따른 시스템의 도 1에 따른 공지된 시스템으로부터 진행되는 개략도이다;
도 3은 종래 기술 (실험 I)에 따른 방법의 블록도이다;
도 3a는 ΔTK = 5K에 의한 냉각을 포함하는 본 발명에 따른 방법의 블록도이다 (실험 II);
도 3b는 ΔTK = 10K에 의한 냉각을 포함하는 본 발명에 따른 방법의 블록도이다 (실험 III);
도 4는 예열되고 온도 유지된 유제품의 냉각 또는 냉각 절차 없이, 선행 기술에 따른 방법을 수행하기 위한 직접 가열 장치의 상류 영역에서, 도 2에 따른 시스템의 세부사항을 도시한다;
도 5는 본 발명에 따라 배열된 냉각기에 의해 예열되고 온도 유지된 유제품의 본 발명에 따른 냉각을 갖는, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한, 도 2에 따른 시스템의 세부사항을 도시한다;
도 6은 도 2, 4 및 5에 따른 본 발명에 따른 시스템에서 처리된 단백질-강화된 유제품으로부터, 실험 I 내지 III에서 결정된, 비변성 β-락토글로불린 함량에 대한 측정값의 정규화된(normalized) 그래프이다;
도 7은 도 2, 4 및 5에 따른 본 발명에 따른 시스템에서 처리된 단백질-강화된 유제품으로부터 실험 I 내지 III에서 결정된, 퓨로신 함량에 대한 측정값의 정규화된 그래프이다; 및
도 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b는 5 시간의 생산 시간 후 직접 가열 장치의 하류에 배열된 제2 이송 장치의 유입구에 있는 제품 오염 또는 오염 층의 사진을 도시하며, 여기서 각각의 경우에 서로에 대해 수직으로 배열된 두 개의 사진 (8a, 8b; 9a, 9b; 10a, 10b)이 도시되고 주어진 순서대로 실험 I 내지 III에 배정된다.

도 1에 따른 인용된 선행 기술로부터 공지된 시스템(100) (인퓨전 장치 및 이의 하류에 배열된 다른 장치에 관한 한)은 예를 들어 EP 794 706 B1 및 WO 2011/101077 A1에 개시되어 있다. 인퓨전 방법(IFV)를 수행하기 위해, 시스템(100)은 직접 가열(DE)의 범위 내에서 고온 살균(HE)을 수행하기 위한 인퓨전 장치(80) 형태의 직접 가열 장치(8)를 포함한다. 인퓨전 장치(80)는 헤드 스페이스에 제품 유입구(28)를 포함할 수 있으며 (WO 2010/086082 A1), 이 유입구를 통해 열처리될 단백질-강화된 유제품(P)이 인퓨전 장치(80)에 예를 들어 바람직하게는 중앙에 고리모양으로 공급된다. 스팀(D)는 외부에서 방사상으로 그리고 동시에 내부에서 방사상으로, 예를 들어 바람직하게는 외부 및 내부 스팀 유입구(26)를 통해 공급된 유제품(P)에 공급되어, 상기 제품을 직접 가열하고, 그 결과 예열 온도 T2 = TVE로부터 높은 살균 온도 T4 = THE까지 고온 살균(HE)이 발생한다. 유제품(P) 및 스팀(D)이 공급되는 방식과 관련하여, 선행 기술은 또한 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있는 수많은 다른 옵션을 포함한다. 인퓨전 장치(80)에는 인퓨전 장치(80)의 베이스를 냉각하기 위해 제1 냉각제 유입구(40)를 통해 용기 베이스 상의 냉각제 챔버에 제1 냉각제(K1)가 공급된다. 제1 냉각제(K1)는 제1 냉각제 유출구(42)를 통해 배출된다.

인퓨전 장치(80)의 하단에 있는 유출구 개구는 유출구 파이프(30)를 통해 제1 이송 장치(10), 예를 들어 회전 용적형 펌프 또는 원심 펌프에 연결되며, 이는 제3 제품 라인 부분(32)을 통해 높은 살균 온도 T5 = THE를 제2 체류 시간 Δt2 동안 유지하기 위한 온도에서 제품을 유지하는 제2 단계(HH2)를 위한 제2 홀딩 튜브(12)에 연결된다. 제2 홀딩 튜브(12)는 제4 제품 라인 부분(34)을 통해 진공 챔버(14)로 이어진다. 제2 이송 장치(10)는 높은 살균 온도(THE)에서 유지된 고온 살균 유제품(P)을 인퓨전 장치(80)로부터 진공 챔버(14)로 이송한다. 진공 챔버(14)는 압력 강하에 의해 냉각되는 유제품(P)으로부터, 배기 증기(vapor)의 형태로 증기(D)로서 인퓨전 장치(80)에 공급되는 물(W)의 함량을 소위 급속 냉각(FK)에 의해 제거하도록 설계되고, 바람직하게는 상부 영역에 배열된 증기 유출구(38)를 통해 상기 증기를 배출하도록 설계된다. 이러한 방식으로 처리된 유제품(P)은 배출 라인(36)을 통해 출구 온도 T6 = TA에서 진공 챔버(14)를 나가고, 배출 라인(36)은 테이퍼링 베이스 상의 상기 챔버의 하부 영역에 배열되고 제2 이송 장치(16)로 이어진다.

열처리될 유제품(P)은 제품을 예열 온도 T1 = TVE로 예열(VE)하기 위한 예열기(2)에서 유제품 유입구(18)를 통해 시스템(100)으로 들어간다. 예열기(2)는 제1 제품 라인 부분(20)을 통해 제1 체류 시간 Δt1 동안 예열 온도 T2 = TVE를 유지하기 위한 온도에서 제품을 유지하는 제1 단계(HH1)를 위한 제1 홀딩 튜브(4)로 이어진다. 제1 홀딩 튜브(4)는 제2 제품 라인 부분(22) 및 그 하류의 제품 유입구(28)를 통해 인퓨전 장치(80)의 헤드스페이스 내로 개방된다. 예열기(2)에는 바람직하게는 열 전달 매체 유입구(2a) 및 열 전달 매체 유출구(2b)를 통해 재생 열 전달 매체(M)가 공급된다.

전술한 인퓨전 장치(80)에 대한 대안으로서, 시스템(100) (도 1)의 직접 가열 장치(8)는 인젝션 방법(IJV)을 수행하기 위한 인젝션 장치(800)의 형태로 설계될 수 있다. 이러한 자체 공지된 설계에서, 유제품(P)은 고온 살균(HE)을 위해 제품 유입구(28)를 통해 인젝션 장치(800)에 들어가고 바람직하게는 상기 장치에서 추진 제트를 형성한다. 추진 제트는 분사장치(800)의 혼합 챔버를 통해 흐르고, 여기서 열 매체, 즉 스팀(D)은 유제품(P)으로 도입되기 위해 추진 제트 형태의 유제품(P)의 속도로 인한 압력 강하에 의해 흐르게 된다. 스팀 유입구(26)는 또한 혼합 챔버로 이어지며, 여기서 스팀(D)는 바람직하게는 측면으로 추진 제트에 작용한다.

스팀(D)을 유제품(P)에 도입함으로써 단백질-강화된 유제품(P)을 직접 가열하기 위한 본 발명에 따른 시스템(1000) (도 2)은 도 1에 따른 공지된 시스템(100)과 동일한 방식으로 진행되며, 참조 기호는 변경되지 않고 사용된다. 반복을 피하기 위해, 본 발명에 따른 시스템(1000)과 공지된 시스템(100) 사이의 차이점만 이하에서 설명될 것이다.

환열기로 설계된 냉각기(6)는 직접 가열 장치(8, 80, 800)와 제1 홀딩 튜브(4) 사이에 배열되며, 냉각기의 제품 측은 제2 제품 라인 부분(22)을 통해 인도된다. 냉각기(6)에는 제2 냉각제 유입구(6a) 및 제2 냉각제 유출구(6b)를 통해 제2 냉각제(K2), 바람직하게는 냉수가 공급되며, 이는 예열되고 온도 유지된 유제품(P)을 간접 냉각(K)에 의해 예열 온도 T2 = TVE와 냉각 온도 T3 = TK의 온도 차이인 ΔTK로 냉각시키는 기능을 갖는다.

본 발명에 따른 목적으로 공식화된 목표가 달성되었음을 증명하는 실험은 본 발명에 따른 시스템(1000)을 사용하여 수행하였다. 연속적인 날에 수행되고, 실험 I, II 및 III로 표시된 이러한 세 개의 실험은 관련 결과 및 측정 값의 선택과 관련하여 아래에 언급된다.

실험 I, II 및 III - 개요

I 제1 실험(냉각 K 없음), 도 3, 4에 따른 공정 순서

II 제2 실험(냉각 K 사용), 도 3a, 5에 따른 공정 순서

III 제3 실험(냉각 K 사용), 도 3b, 5에 따른 공정 순서

실험 I (도 3 및 4)에서, 예열 온도 T2 = TVE로 예열되고 온도 유지된 유제품(P)는 냉각 K 없이 제2 제품 라인 부분(22)을 통해 "비활성" 냉각기(6)를 통해 인도되고 예열 온도 T2 = TVE에서 인퓨전 장치(80)로 설계된 직접 가열 장치(8)에 공급된다.

실험 II (도 5 및 3a) 및 III (도 5 및 3b)에서, 예열 온도 T2 = TVE로 예열되고 온도 유지된 유제품(P)는 각각의 경우 제2 제품 라인 부분(22)을 통해 "활성" 냉각기(6)을 통해 인도되고, 냉각기에서 온도 차이 ΔTK만큼 냉각 온도 T3 = TK로 간접 냉각(K)되고, 여기서 실험 II의 온도 차이 ΔTK는 실험 III의 온도 차이와 상이하다. 유제품(P)은 관련 냉각 온도 T3 = TK에서 인퓨전 장치(80)로 설계된 직접 가열 장치(8)에 들어간다.

예열기(2)에서 예열 온도 T1 = TVE에서 예열(VE)부터 배출 라인(36)에서 출구 온도 T6 = TA에서 처리된 유제품(P)까지 (도 1, 2) 단백질-강화된 유제품(P)의 열 처리에 대한 실험 I 내지 III의 모든 관련 온도 및 체류 시간은 하기 표 1에 정리되어 있다. 열 처리의 경우 특히 다음이 적용된다: 실험 I: TVE - TA = 2K;

실험 II: TK - TA = 1,5 K; 실험 III: TK - TA = 2 K.

[표 1]

[표 2]

실험 결과

실험 I 내지 III에서 수득된 측정값의 선택은 상기 표 2에 주어진다. 관련된 가열 지표, 즉 비변성 β-락토글로불린 및 퓨로신은 유제품의 실제 열 부하 및 상기 유제품의 영양 및 감각적 품질에 대한 중요성을 추정 및 모니터링하기 위해 이미 위에서 언급하였다. 실험 I 내지 III에서 수득된 관련 측정 값은 표 2에서 회색으로 강조 표시된다.

도 6에서, 실험 I 내지 III에 대한 처리된 유제품(P)의 비변성 β-락토글로불린 L/Lo [1]의 정규화된 함량을 보여진다. 여기서, L은 처리된 유제품(P)에서 비변성 β-락토글로불린에 대한 g/kg 단백질 (*)로 관련 측정 값(β-LG)을 나타내며, 이는 Lo를 기준으로 하며, 여기서 Lo는 정규화를 위한 참조 값이며, 미처리 유제품(P) (원유)의 비변성 β-락토글로불린에 대한 관련 측정값을 나타낸다.

결과

실험 결과 (표 2)는 실험 II (ΔTK = 5 K -> L/Lo = 0.34) 및 실험 III(ΔTK = 10 K -> L/Lo = 0.42)에서, 본 발명에 따른 간접 냉각(K)이, 실험 I(냉각 K 없음; ΔTK = 0 K -> L/Lo = 0.25)과 비교하여, 비변성 β-락토글로불린 함량의 바람직하고 예상치 못한 놀라운 증가를 초래하고, 다른 주어진 공정 조건 하에서 시스템 (1000)에서 실험 III에서 ΔTK = 10K에 의한 냉각은 최적의 결과를 생성하는 것을 보여준다 (도 6).

도 7에서, 처리된 유제품(P)에서 퓨로신 F/Fo [1]의 정규화된 함량이 실험 I 내지 III에 대해 보여진다. 여기서, F는 처리된 유제품(P)에서 퓨로신에 대한 mg/100g 단백질의 관련 측정 값을 나타내며, 이는 Fo를 기준으로 하며, 여기서 Fo는 정규화를 위한 참조 변수이고 미처리 유제품(P) (원유)의 퓨로신에 대한 관련 측정값을 나타낸다.

결과

실험 결과 (표 2)는 실험 II (ΔTK = 5K -> F/Fo = 3.38) 및 실험 III(ΔTK = 10K -> F/Fo = 3.14)에서, 본 발명에 따른 간접 냉각(K)이, 실험 I(냉각 K 없음; ΔTK = 0K -> F/Fo = 3.55)과 비교하여, 퓨로신 함량의 바람직하고 예상치 못한 놀라운 감소를 초래하며, 여기서 다른 주어진 공정 조건 하에서, 시스템(1000)에서 실험 III에서 ΔTK = 10K에 의한 냉각은 최적의 결과를 생성하는 것을 보여준다.

β-락토글로불린 함량 증가 및 퓨로신 함량 감소가 직접 가열(DE) 이전에 본 발명에 따른 간접 냉각(K)에 전적으로 기인하는지 실험 I 내지 III에 기초하여 확실하게 확립될 수 없다. 바람직하고 예상치 못한 놀라운 관찰된 차이는 주로 본 발명에 따른 간접 냉각(K)에 기인하며, 만약 있다면, 급속 냉각(FK) 동안 단백질-강화된 유제품(P)의 요구되는 더 강한 냉각에 다소 작은 영향을 받는다 것을 배제할 수 없다 (실험 II 및 III에 대해 각각 다른 출구 온도 78.5 ℃ 및 73 ℃, 실험 I에 대한 TA = 83 ℃와 비교됨).

그러나, 특히 실험 II 및 III이 서로에 대해 그리고 각각의 경우 실험 I에 대해 서로 다른 출구 온도 TA에서 반드시 종료되어야 하기 때문에, 이러한 불확실성은 발명에 필수적인 것으로 보이지 않는다. 상기 출구 온도는 필연적으로 청구항 1의 전문에서 구성 (d)에 의해 설정된 조건의 결과이며, 궁극적으로 본 발명에 따른 간접 냉각은 또한 이러한 상황의 원인이며 가능한 효과에 대한 책임이 있다.

구성 (d)는 실험 I 내지 III에서 직접 가열(DE) 동안 각 경우에 공급되는 스팀 (바람직하게는 포화 스팀)의 양에 따라 충족될 수 있으며, 따라서 필연적으로 그에 따라 할당된 다른 출구 온도(TA)가 필요하다. 급속 냉각(FK)은 또한 예열 온도(TVE)로부터 냉각 온도(TK) (엔탈피 감소)로 해당 간접 냉각(K) 공정에 의해 보상으로 반드시 필요하고, 다시 냉각 온도(TK)로부터 높은 살균 온도(THE) (엔탈피 증가)로 직접 가열(DE) 동안 스팀의 적절한 양(D) 형태인 물의 양의 제거를 포함한다.

실험 I 내지 III (표 1 참조)에 할당된 출구 온도(TA)는 다음과 같은 이유로 청구항 1의 전문에서 구성 (d)에 의해 설정된 조건을 충족하기 위해 반드시 달라야 한다.

실험 I (냉각 없음)

가열을 위해 미리 공급된 스팀(D)의 양에 해당하는 물(W)의 양을 제거하기 위해, 예열 온도 TVE = 85 ℃로부터 높은 살균 온도 THE = 137.5 ℃로, 고온 살균된 유제품(P)에서 급속 냉각(FK) 동안, 포화 압력(pS) 또는 유제품(P)이 출구 온도(TA)에 또한 해당하는 포화 온도 TS(pS) = 83 ℃에서 끓도록 하는 해당 절대 압력 (대기압에 대한 낮은 압력)이 진공 장치(14)에서 설정되어야 한다 (도 2 참조).

실험 II (냉각 사용; TVE = 85 ℃로부터 TK = 80 ℃로 냉각; ΔTK = 5K)

온도 차이 ΔTK = 5K에 의한 유제품(P)의 냉각은 유제품(P)로부터 또는 유제품(P)에서 상응하는 열 소산 또는 엔탈피 감소를 요구한다. 실험 II에서 이러한 엔탈피 감소는 실험 I과 동일한 높은 살균 온도(THE) (THE = 137.5 ℃)에 도달하기 위해, 실험 I과 비교하여, 추가 스팀, 바람직하게는 포화 스팀의 공급에 의해 직접 가열(DE) 동안 보상되어야 한다.

실험 II에서 추가 스팀 공급에 의해 유제품(P)이 "물이 빠지는(watered down)" 것을 방지하기 위해, 추가 스팀의 양에 해당하는 양의 물이 증기 형태의 소위 급속 냉각(FK)을 통해 진공 챔버(14)의 유제품(P)에서 제거되어야 한다. 이러한 공정은 유제품(P)이 포화 상태에 있을 때 발생한다.

실험 III (냉각 사용; TVE = 85 ℃로부터 TK = 75 ℃로 냉각; ΔTK = 10K)

온도 차이 ΔTK = 10K에 의한 유제품(P)의 냉각은 유제품(P)로부터 또는 유제품(P)에서 상응하는 열 소산 또는 엔탈피 감소를 요구한다. 실험 III에서 이러한 엔탈피 감소는 실험 I 및 실험 II와 동일한 높은 살균 온도(THE) (THE = 137.5 ℃)에 도달하기 위해, 실험 I과 비교하여 훨씬 더 많은 양으로, 따라서 실험 II 보다 많은 양으로 추가 스팀, 바람직하게는 포화 스팀의 공급에 의해 직접 가열(DE) 동안 보상되어야 한다.

실험 II에서 실험 II보다 훨씬 더 많은 추가 스팀 공급에 의해 유제품(P)이 "물이 빠지는" 것을 방지하기 위해, 추가 스팀의 양에 해당하는 양의 물이 증기 형태의 소위 급속 냉각(FK)을 통해 진공 챔버(14)의 유제품(P)에서 제거되어야 한다. 이러한 공정은 유제품(P)이 포화 상태에 있을 때 발생한다.

도 8a, 8b, 9a, 9b 및 10a, 10b는 실험 I 내지 III의 경우 각각의 경우 5시간의 생산 시간 후 일반적으로 가장 중요한 시스템(1000) 영역, 즉, 직접 가열 장치(8, 80)의 출구의 하류 및 이 경우 분해 관점에서 쉽게 접근할 수 있는 제2 이송 장치(10)(도 2)의 흡입(suction) 노즐에서 제품 오염 또는 오염 층의 정도를 정성적으로 보여준다. 도 8a, 8b의 사진은 실험 I, 도 9a, 9b의 사진은 실험 II, 도 10a, 10b의 사진은 실험 III에 배정된다.

도 8a, 8b (실험 I, 냉각(K) 없음)는 5시간의 생산 시간 후에 상당한 두께의 오염의 연속 층(PF)을 보여주며, 이는 문제의 고온 살균 영역에서 열 전달 및 시스템 구성 요소의 일반적인 기능을 손상시킨다. 약 10시간의 생산 시간 후에 생산을 중단하고 시스템(1000)을 세정해야 한다.

도 9a, 9b (실험 II, 냉각(K) 사용; ΔTK = 5K)는 많은 수의 섬-형상의(island-like) 군체(colonization)가 있고, 문제의 고온 살균 영역에서 열 전달과 시스템 구성 요소의 일반적인 기능을 거의 손상시키지 않는 매우 적당한 두께의 오염 층(PF)에 의해 해당 영역의 벽이 원주로 집락화되었음을 보여주며, 이로 인해 시스템(1000)의 생산 중단 및 세척은 최대 20시간의 생산 시간 (실험 I 보다 약 2 내지 3배 더 긴 생산 시간) 후에만 요구된다.

도 10a, 10b (실험 III, 냉각(K) 사용; ΔTK = 10K)는 문제의 고온 살균 영역에서 열 전달과 시스템 구성 요소의 일반적인 기능을 거의 손상시키지 않는 적당한 두께의 오염층(PF)에 의해 문제의 벽에 매우 제한된 표면적의 섬-형상의 군체를 보여주며, 이로 인해 시스템(1000)의 생산 중단 및 세척은 최대 20시간의 생산 시간 (실험 I 보다 약 2 내지 3배의 더 긴 생산 시간) 후에만 요구된다.

도 9a 내지 10b의 흑백 이미지에서, 흡입 노즐 끝면의 식별 가능한 어두운 부분은 고온 살균된 유제품(P)의 플랜지 연결부에서 약간의 누출로 인한 것으로 추정되고, 유제품(P)의 메일라드 반응(MR)을 가리키는 갈색 또는 적갈색 변색을 갖는 약간의 침전물이다.

인퓨전 장치(80)로 설계된 직접 가열 장치(8)와 관련하여 위에서 나타낸 사실 및 결과는 인젝션 장치(800)로 설계된 직접 가열 장치(8)에 유사하게 적용될 수 있다 (도 1, 2). 본 발명에 따른 목적에 대한 해결책에 익숙한 당업자, 또는 낙농 과학 또는 식품 가공 공학 또는 낙농 기술을 전문으로 하는 공정 엔지니어 또는 기술자는 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않은 인젝션 방법에도 본 발명의 기술을 연습하지 않고, 본 발명의 교시를 적용할 수 있을 것이며, 여전히 결정되어야 하는 공정 매개변수와 관련하여 상기 교시를 최적화할 수 있을 것이다.

사용된 약어에 대한 참조 기호 목록

도 1 (선행 기술)

100 선행 기술에 따른 시스템

8 직접 가열 장치

80 인퓨전 장치

800 인젝션 장치

2 예열기

2a 열 전달 매체 유입구

2b 열 전달 매체 유출구

4 제1 홀딩 튜브

10 제1 이송장치

12 제2 홀딩 튜브

14 진공 장치

16 제2 이송 장치

18 유제품 유입구 (처리될 유제품(P)용)

20 제1 제품 라인 부분

22 제2 제품 라인 부분

26 스팀 유입구

28 제품 유입구

30 유출구 파이프

32 제3 제품 라인 부분

34 제4 제품 라인 부분

36 배출 라인 (처리된 유제품(P)용)

38 증기 배출구

40 제1 냉각제 유입구

42 제1 냉각제 유출구

D 스팀

DE 직접 가열

FK 급속 냉각

HE 고온 살균

HH1 온도 유지의 제1 단계

HH2 온도 유지의 제2 단계

IFV 인퓨전 방법

IJV 인젝션 방법

K1 제1 냉각제

M 열 전달 매체

P 유제품 (단백질-강화된)

TA 출구 온도(= T6)

TVE 예열 온도(= T1, T2)

THE 높은 살균 온도 (= T4, T5)

VE 예열

W 물

Δt1 제1 체류 시간

Δt2 제2 체류 시간

도 2 내지 도 4

1000 시스템

6 냉각기

6a 제2 냉각제 유입구

6b 제2 냉각제 유출구

K 냉각

K2 제2 냉각제

TA 냉각 온도(= T3)

ΔTK 온도 차이

p_S 포화 압력

T_S 포화 온도

도 6 내지 도 10b

I 제1 실험 (냉각 K 없음)

II 제2 실험 (냉각 K 사용)

III 제3 실험 (냉각 K 사용)

[표 1]

F 퓨로신 (mg/100g 단백질 단위로 측정된 값)

Fo 퓨로신 (측정값, 정규화를 위한 참고 값)

F/Fo 퓨로신

([mg/100g 단백질]/[mg/100g 단백질]의 단위로 정규화된 측정된 값 = [1])

L 비변성된 β-락토글로불린 (g/kg 단백질 단위로 측정된 값)

Lo (측정된 값, 정규화를 위한 참조 값)이 됨

L/Lo 비변성된 β-락토글로불린

([g/kg 단백질]/[g/kg 단백질] 단위로 정규화된 측정된 값 = [1])

MR 메일라드 반응(갈변)

PF 오염 층 (제품 오염; 침전물 형성)

Claims (8)

1. 스팀(D)을 유제품(P)에 도입하여 단백질-강화된 유제품(P)을 직접 가열(DE)하는 방법으로서,
   (a) 직접 가열(DE) 동안, 스팀(D)이 유제품(P)를 가열하여, 높은 살균 온도(THE)로 직접 고온 살균(HE)에 의해 무균 상태를 생성하고,
   (b) 직접 가열(DE) 전에, 유제품(P)을 예열 온도(TVE)로 간접 예열(VE)하고, 유제품(P)의 흐름 방향에서 볼 때, 예열(VE)에 이어서, 예열된 유제품(P)을 온도 유지하는 제1 단계(HH1)가 한정되고 제어된 제1 체류 시간(Δt1) 동안 수행되고,
   (c) 유제품(P)의 흐름 방향에서 볼 때, 높은 살균 온도(THE)로 직접 가열(DE)에 이어서, 유제품(P)을 온도 유지하는 제2 단계(HH2)가 한정되고 제어된 제2 체류 시간(Δt2) 동안 수행되며,
   (d) 이전에 공급된 스팀의 양에 상응하는 양의 물이, 더 낮은 압력으로 감압에 의한 급속 냉각(FK)에 의해 온도 유지되어온 고온 살균된 유제품(P)으로부터 제거되고,
   - 예열되고 온도 유지되는 유제품(P)이, 예열 온도(TVE)로부터 5K(켈빈) 내지 10 K 범위의 온도 차이 (ΔTK) (ΔTK ≤ (5 내지 10)K)를 갖는 냉각 온도(TK)로 환열 냉각 단계에 의해 직접 가열(DE) 전에 간접 냉각(K)되고,
   - 냉각 온도(TK)로부터 높은 살균 온도(THE)로 직접 가열(DE)은 자체 공지된 직접 가열 설정 매개변수를 통해 제어되고,
   - 구성 (d)에 따라, 유제품(P)이 높은 살균 온도(THE)로부터 필수적으로 요구되는 출구 온도(TA)로 급속 냉각(K)에 의해 냉각되는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   온도 차이 (ΔTK)가 10K (ΔTK = 10K)인, 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   직접 가열 설정 매개변수는 압력, 온도, 스팀의 작용 지속시간인, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   직접 가열 (DE)이 자체 공지된 인퓨전 방법(IFV)에 의해 달성되는, 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   직접 가열 (DE)이 자체 공지된 인젝션 방법(IJV)에 의해 달성되는, 방법.
6. 스팀 (D)을 유제품 (P)에 도입하여 단백질-강화된 유제품(P)을 직접 가열(DE)하기 위한 시스템(1000)으로서, 자체 공지된 방식으로,
   - 높은 살균 온도(THE)로 스팀(D)에 의해 직접 고온 살균(HE)하기 위한 유제품(P)에 대한 직접 가열 장치(8; 80, 800),
   - 유제품(P)의 흐름 방향에서 볼 때, 직접 가열 장치(8, 8, 800)의 상류에 배열되고, 환열기로 설계되고, 예열 온도(TVE)로 유제품(P)를 간접 예열(VE)하는 역할을 하는 예열기(2),
   - 직접 가열 장치(8; 80, 800)와 예열기(2) 사이에 배열되고, 예열된 유제품 (P)을 온도 유지하기 위한 제1 단계(HH1)를 위한 제1 홀딩 튜브(4),
   - 고온 살균된 유제품(P)을 이송하기 위한, 직접 가열 장치(8; 80, 800)의 하류에 배열된 제1 이송 장치(10),
   - 제1 이송 장치(10)의 하류에 배열되고, 고온 살균된 유제품(P)을 온도 유지하기 위한 제2 단계(HH2)를 위한 제2 홀딩 튜브(12),
   - 제2 홀딩 튜브(12)의 하류에 배열되고, 이전에 공급된 스팀(D)의 양에 상응하는 양의 물(W)이, 더 낮은 압력으로 감압에 의한 급속 냉각(FK)에 의해 온도 유지되어온 고온 살균된 유제품(P)으로부터 이후 제거하는, 진공 장치(14)
   를 포함하고,
   직접 가열 장치(8, 80, 800)와 제1 홀딩 튜브(4) 사이에, 환열기로 설계된 냉각기(6)가 배열되고, 냉각기는 예열된 유제품(P)을 간접 냉각(K)에 의해 예열 온도(TVE)로부터 냉각 온도(TK)로 냉각시키는, 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   직접 가열 장치(8)가 자체 공지된 인퓨전 장치(80)의 형태로 설계된, 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   직접 가열 장치(8)가 자체 공지된 인젝션 장치(800)의 형태로 설계된, 시스템.

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