SE451791B - Sett och anleggning for framstellning av mjolk med lag bakteriehalt - Google Patents

Description

451 791 Enligt uppfinningen föreslås nu en ny metod för behandling av helmjölken enligt vilken en avsevärd reduktion av den behandlade mjölkens bakteriehalt erhålles, utan att man för den skull behöver betala de stora kostnader som w uppstår vid filtrering av helmjölk. Uppíinningen avser nämligen en kombination av centrifugalseparering och mikrofiltrering. *f Vid sättet enligt uppfinningen behandlas enbart den vid centrifugalsepare- ringen erhållna skummjölksfraktionen, som bringaa att passera ett mikrofilter, i vilket bakterier och kvarvarande fettkulor avskiljs. Härvid erhålles ett permeat som består av skummjölk med låg bakteriehalt samt ett koncentrat med högre fetthalt än permeatet, vilket koncentrat steriliseras.

Detta sätt att framställa mjölk med låg bakteriehalt kan utnyttjas vare sig slutprodukten utgöres av helmjölk, standardiserad mjölk eller skummjölk.

Om permeatet bestående av renad skummjölk återblandas med det steriliserade koncentratet utgöres slutprodukten av skumjölk. Återföres hela eller delar av gräddfraktionen och blandas med skumjölken erhålles helmjölk eller standardiserad mjölk.

I mjölkbehandlingsstegen efter mikrofiltreringen ingår, om så är önskvärt, homogenisering och en till utnyttjande av mjölken anpassad värmebehandling.

Med fördel bringas skummjölken att passera en cirkulationskrets innefattande mikrofiltret, varvid sknmmjölken bringas att strömma parallellt med membran- ytan under mikrofiltreringen (korsflödesfiltrering). För att åstadkomma tillräckligt flöde genom mikrofiltrets membran måste skummjölken passera membranytan med hög hastighet. Lämplig porstorlek hos membranen i mikro- filtret är 0,1 - 1,2 Pm.

Optimala temperaturen under filtreringen ör 50 - 60°C och beroende på mjölkens temperatur efter centrifugeringen värmes eller kvles den inför -ø tillförseln till cirkulationskretsen till för mikrofiltreringen lämpligt temperaturintervall. 451 791 Under drift tillkommer en viss uppvärmning beroende på pumpens arbete och uppvärmnizgen/avkylningen anpassas till detta.

Studier av igensättningen av filtret har visat att ett fördelaktigt sätt att genomföra filtreringen är att vid varje arbetspass börja med en mjölk- temperatur hos den cirkulerande mjölken av ungefär 50°C och sedan låta temperaturen sakta stiga mot 60°. Filtren måste rengöras efter några timmars körning, normalt 5 - 8 h. Högsta kapacitet men också den snabbaste igensättningen fås vid mikrofiltrering vid 60°C.

En anläggning för framställning av mjölk med låg bakteriehalt omfattar en värmeväxlare för uppvärmning av helmjölk till lämplig separeringstemperatur och en centrifugalseparator för rening och uppdelning av helmjölken i en fraktion bestående av grädde och en fraktion bestående av skumjölk.

Anläggningen kännetecknas i synnerhet av att den också omfattar ett mikrofilter anordnat i anslutning till en rörledning för skummjölk, i vilket mikrofilter erhålles en uppdelning av skummjölken i ett permeat med låg bakteriehalt och ett koncentrat med högre fetthalt innehållande i mikro- filtret avskilda bakterier samt en till en koncentratledning ansluten sterilisator.

Mikrofiltret är företrädesvis anordnat i en första cirkulationskrets omfattande en första pump för att erhålla tillräckligt flöde för skumjölken vid passagen längs membranytorna i mikrofiltret.

Utöver denna första cirkulatonskrets omfattar anläggningen företrädesvis en andra cirkulatonskrets omfattande en andra pump för att återföra från mikrofiltret avgående permeat till tilloppet för den första cirkulations- kretsen. Genom att kunna återföra mer eller mindre stora mängder permeet som ånyo bringas att passera mikrofiltret finns möjligheter att kompensera för de variationer i strömningsmotstånd som finns mellan start och “steady state" för flödet genom mikrofiltret.

Kapaciteten hos en till anläggningen eventuellt ansluten pastöriserings- 451 791 anläggning är konstant, medan mikrofiltrets kapacitet är mycket stor vid arbetspassets början för att sedan snabbt sjunka. När mikrofiltrets kapacitet faller under pastöriseringsanläggningens, måste anläggningen stoppas. Den ovan beskrivna återföringen av permeat innebär alltså en lösning på problemet att använda en apparat med variabel kapacitet i en anläggning avsedd för kontinuerlig behandling av en av centrifugens kapacitet bestämd mängd skummjölk.

Anläggningen är lämpligen försedd med en värmeväxlare ansluten mellan centrifugalseparatorn och cirkulationskretsen för att säkerställa för mikrofiltreringen lämplig temperatur hos skummjölken.

Enligt uppfinningen är anläggningen med fördel försedd med separata diskk-etsar med för resp. enhet anpassade temperatur- och diskprogram. I båda dessa enheter finns speciella problem med rengöringen. I mikrofiltret kan det vara svårt att rengöra membranytan från den beläggning av mjölkproteiner som spontant uppstår när mjölken passerar membranet. I sterilisatorn är det de höga temperaturerna som kan ge upphov till påbränning.

Anläggningen enligt uppfinningen kan också vara så anordnad att mikro- filtret och sterilisatorn kan kopplas ifrån processkretsen och anläggningen köras som en ordinär pastöriseringsanläggning. Med ett sådant arrangemang möjliggöres att anläggningen lätt kan anpassas till tillfälliga produktions- ändringar, såsom t.ex. fel pâ mikrofiltret eller sterilisatorn eller på någon i mejeriet befintlig pastöriseringsanläggning.

Uppfinningen beskrives närmare med hänvisning till bifogade flytschema som visar framställning av standardiserad mjölk med låg bakteriehalt.

Helmjölk l från kylda lagringstankar i mejeriet värmes till lämplig separeringstemperatur i en plattvïrmevïxlare 2 och ledes därefter till en centrifugalseparator 3, där den delas upp i två fraktioner. Den ena 4 utgöres av grädde, som delas upp i två delströmmar 5 och 6. Delströmmen 5 <1 då 451 791 avledes och utgör slutprodukt. Från centrifugalseparatorn avgår också en andra fraktion, skumjölk, 7. Denna bringas att passera en värmevïxlare 8 för att kylas/värmas till lämplig temperatur. Efter denna temperaturan- passning ledes skummjölken till en cirkulationskrets 9 omfattande en pup 10 och ett mikrofilter ll. Mikrofiltret utgöres av ett antal parallellt anordnade membran, över vilka skummjölken bringas att strömma parallellt med membranytan. Membranet består av något livsmedels-godkänt material.

Det är naturligtvis även möjligt att utnyttja ett mikrofilter av typen filterrör omslutna i ett skal eller på något annat sätt anordnade membran.

Ledningen 12 utgör tillsammans med en andra pup 13 en andra cirkulations- krets som möjliggör ett återförande av permeat till skummjölksfraktionen efter passage av värmeväxlaren 8. Genom mikrofiltret ll avgår via en ledning 12 ett permeatflöde som utgöres av skummjölk med låg bakteriehalt. Icke återförd skummjölk (permeat) bringas att passera värmeväxlaren 2 för temperaturanpassning. Det vid mikrofiltreringen erhållna koncentratet 14 som innehåller fettkulor och bakterier förenas med delströmmen 6 av grädde och ledes till en steriliseringsanordning 15- Den steriliserade grädden 16 och den värmda skummjölken blandas till mjölk med förutbestämd fetthalt och ledes till värmeväxlaren 2 för att utsättas för ett avslutande värmebehandlingssteg. Detta kan beroende på användningsområde: för den erhållna mjölken vara en regelrätt pastöriseringsbehandling eller om mjölken skall utnyttjas för ostframställning en mera skonsam värmebehandling.

I anläggningen ingår också icke närmare beskrivna ventiler för reglering av flöde och/eller tryck hos de olika fraktioner som behandlas i denna.

Av ritningen framgår att anläggningen utformats så att skujölksfraktionen genom ledningen 17 kan ledas direkt till värmeväxlaren 2. Gräddfraktionen 6 kan genom ledningen l8 ledas förbi sterilisatorn lä. Att på detta sätt kunna utnyttja anläggningen som en vanlig pastöriseringsanläggning kan vara värdefullt, dels om något fel uppstår på mikrofiltret eller sterilisatorn, 451 791 dels om ett oväntat stort behov uppstår av mjölk som enbart kräver pastörisering. Om homogenisering av mjölken önskas sker detta lämpligen omedelbart före pastöriseringen. Anläggningen är vidare försedd med icke visade separata diskkretsar för mikrofiltret och sterilisatorn. Diskningen av mikrofiltret sker lämpligen så att membranytorna först sköljes, varefter ett starkt alkaliskt diskmedel spolas in över membranytorna och får verka upplösande under några timmar och först därefter sköljes bort med vatten.

Med en sådan behandling erhålles god rening av membranytorna även från svårlösliga ämnen samt även en kemisk påverkan av membranet som förbättrar den kommande filtreringen. Denna diskning har även en god bakteriostatisk effekt.

Nedanstående exempel visar hur sättet enligt uppfinningen kan tillämpas för framställning av standardiserad mjölk med låg bakteriehalt.

Eièmgél 10.000 1/h helmjölk med 4 Z fetthalt uppvärmes till en separeringstemperatur av 52°C och ledes till en centrifugalseparator från vilken uttages 1.000 l/h grädde med en fetthalt av 60 Z. Av dessa 1.000 l/h tages 250 l/h bort och utgör slutprodukt, medan 750 l/h utnyttjas för återblandning. Från centrifugalseparatorn erhålles också 9.000 1/h skummjölk med en fetthalt av 0,06 Z. I den andra cirkulationskretsen upprätthålles med hjälp av pumpen 13 ett flöde som kan variera från 8.000 l/h till 16.000 l/h. Från den andra cirkulationskretsen uttages 8.100 l/h permeat med en fetthalt av 0,04 Z, medan från den första cirkulationskretsen kontinuerligt bortledes 900 1/h koncentrat med en fetthalt av 0,25 Z. Koncentratet blandas med delströmmen av grädde om 750 1/h och ger alltså 1.650 l/h gräddblandning med en fetthalt av 18 Z, som steriliseras. Efter steriliseringen blandas gräddblandningen med den renade sknmmjölken och slutprodukten utgöres av 9.750 l/h standar- diserad mjölk med en fetthslt av 3 Z. .gp _»

Claims (12)

451 791 Patentkrav

1. l. Sätt vid framställning av mjölk med låg bakteriehalt, varvid helmjölk genom centrifugalseparering renas och uppdelas i en fraktion bestående av grädde och en fraktion bestående av skummjölk, k 3 n n e t e c k n a t a v att sktmmjölksfraktionen bringas att passera ett mikrofilter i vilket fettkulor och bakterier avskiljs, varvid erhålles ett permeat som består av skumjölk med låg bakteriehalt samt ett koncentrat med högre fetthalt än permeatet, vilket koncentrat steriliseras och att koncentrat, permeat och gräddfraktion återblandas i önskade proportioner.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att koncentratet eller en del av detta återblandas med permeat.

3. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att koncentratet blandas med en del av gräddfraktionen, steriliseras och blandas med permeat.

4. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att mikro- filtreringen sker genom att skummjölken bringas att passera en cirkulations- krets innefattande mikrofiltret, varvid skwmmjölken bringas att strömma parallellt med membranytan under mikrofiltreringen (korsflödesfiltrering) och att porstorleken i membranet är 0,2-1,0 Pm.

5. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att skummjölken före mikrofiltreringen bringas att passera en värmeväxlare för att antaga en för inträdet i cirkulationskretsen lämplig temperatur inom temperatur- intervallet so-eo°c.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att temperaturen hos den skummjölk som cirkulerar vid början av varje arbetspass hålles vid en given temperatur nära 50°C, varefter temperaturen får stiga mot 60°C, varigenom erhålles ett maximalt utnyttjande av filtrens kapacitet. 451 791 s

7. Anläggning för framställning av mjölk med låg bakteriehalt omfattande en värmeväxlare (2) för uppvärmning av helmjölk till lämplig separerings- temperatur, en centrifugalseparator (3) för rening och uppdelning av hel- mjölken i en fraktion bestående av grädde och en fraktion bestående av skum- mjölk, k ä n n e t e c k n a d a v att den också omfattar ett mikro- filter (ll) anordnat i anslutning till en rörledning för skumjölken, i vilket mikrofilter (11) erhålles en uppdelning av skummjölken i ett permeat med låg bakteriehalt och ett koncentrat med högre fetthalt innehållande i mikrofiltret avskilda bakterier samt en till en koncentratledning ansluten sterilisator (15), varvid ledningarna för permeat-, koncentrat- och grädd- fraktion är så anordnade att de kan kopplas samman för att ge en mjölk- produkt med önskad fetthalt.

8. Anläggning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att mikro- filtret (ll) är anordnat i en första cirkulationskrets omfattande en första pump (10) för att erhålla tillräckligt flöde för skumjölken vid passagen längs membranytorna i mikrofiltret (ll).

9. Anläggning enligt krav 7-8, k ä n n e t e c k n a d a v att den utöver denna första citkulationskrets omfattar en andra cirkulationskrets innehållande en andra pump (13) för att återföra från mikrofiltret avgående permeat, skummjölk, till tilloppet för den första cirkulationskretsen.

10. Anläggning enligt krav 7-8, k ä n n e t e c k n a d a v att den omfattar en värmeväxlare (8) ansluten mellan centrifugalseparatorn (3) och církulationskretsarna för att säkerställa för tillförsel till dessa lämplig temperatur hos skumjölken.

11. ll. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att både mikrofiltret (ll) och sterilisatorn (15) är försedda med separata diskkretsar med för resp. enhet anpassade temperatur- och disk- Pf0gf3m -. /gx

12. l2. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att denna är försedd med en by-pass-ledning för skummjölkfraktionen mellan centrifugalseparatorn (3) och värmeväxlaren (2) samt en by-pass- ledning mellan den första cirkulationskretsen (9) och värmeväxlaren (2).