SE501366C2 - Förfarande för kontinuerlig framställning av mjölk med förutbestämd fetthalt - Google Patents

Description

15 20 25 30 501 see 2 exakta fetthalten kunde mätas enbart genom laboratoriemässiga analyser.

Vid de standardiseringsprocesser som utnyttjas i dag inom mejerierna används tvà reglerkretsar. En krets reglerar gräddflödet ut från separatorn. Denna krets omfattar flödes- mätare för gräddflödet, densitetsgivare som mäter fetthalten i grädden och en reglerventil anordnad efter flödesmätaren och densitetsgivaren. En andra krets reglerar mängden grädde som áterblandas med skummjölken för att ge en standardiserad mjölk med önskad fetthalt. Flödet av standardiserad mjölk övervakas liksom flödet av grädde för återblandning.

För småskaliga mejeriprocesser på gárdsnivà ställer den äldre metoden för fettstandardisering alltför stora krav på perso- nalen. Det senare automatiserade förfarandet kräver å andra sidan en alltför dyrbar investering för en småskalig pro- duktion.

Vid förfarandet enligt uppfinningen föreslås därför en stan- dardiseringsmetod som till en låg investerings- och drifts- kostnad kan utnyttjas vid mjölkstandardisering också i liten skala. Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas huvud- sakligen av att hela flödet av gräddfraktion som erhållits från centrifugalseparatorn under ett visst tidsintervall återblandas med flödet av skummjölksfraktion från centri- fugalseparatorn via en ventilanordning anordnad i utloppet för gräddfraktion, medan hela flödet av gräddfraktion under ett andra mellanliggande tidsintervall via nämnda ventil- anordning avledes för separat uppsamling. De nämnda tids- intervallen är så korta att blandfraktionens fetthalt och flöde per tidsenhet uppfattas som enhetlig àtmintone efter ett efterföljande behandlingssteg. 10 15 20 25 30 35 501 366 Genom det föreslagna förfarandet kan en tillfredsställande standardisering uppnås med enbart en tidsstyrd ventil- anordning, vilket innebär en drastisk sänkning av kostnaderna för att åstadkomma en standardisering av mjölken. Någon övervakningsutrustning eller komplicerade rutiner för den personal som sköter standardiseringen är inte nödvändig.

För att blandfraktionens fetthalt och flöde per tidsenhet skall uppfattas som enhetliga måste tidsintervallen för återblandning resp. avledning hållas korta. Företrädesvis uppgår den sammanlagda tiden för de två ovannämnda tids- intervallen till maximalt någon eller några minuter.

Hur lång cykeltid som kan vara tillåten sammanhänger med den utrustning som finns placerad efter centrifugalseparatorn. Om någon form av balanstank för kort mellanlagring finns anord- nad efter separatorn men före t.ex. en förpackningsmaskin kan cykeltiden vara längre än om den standardiserade mjölken efter centrifugalseparatorn direkt pastöriseras.

Med fördel kan cykeltiden hållas så kort som 1 - 60 sekunder.

Ventilanordningen som användes vid förfarandet enligt upp- finningen utgöres lämpligen av en trevägsventil med en omslagstid av 100 - 150 ms. Ett annat arrangemang som kan utnyttjas består exempelvis av två avstängningsventiler.

Ventilanordningens rörelse mellan ventillägena åstadkommes med fördel genom tidsstyrning, varvid cykeltiden hålles konstant medan tidsintervallet under vilket grädde återföres varierar i beroende av önskad fetthalt hos blandfraktionen.

Centrifugalseparatorn är företrädesvis försedd med ventiler som håller flödet konstant i båda utloppen så att centri- fugalseparatorn arbetar under konstanta betingelser oavsett lO 15 20 25 30 35 501 see 4 om gräddfraktionen àterblandas eller avledes, vilka ventiler är anordnade uppströms den nämnda ventilanordningen.

Vid förfarandet enligt uppfinningen erhålles en noggrann standardisering som endast obetydligt påverkas av hur grädd- flödet leds. För en skalskiveseparator är det yttre känne- tecknet på konstanta arbetsbetingelser att mottrycken på skalskivorna är konstanta. Helt överraskande har det visat sig att skalskivornas mottryck kan hållas tillfredsställande konstanta vid korta cykeltider utan noggrann reglering av yttre mottryck. Målet är givetvis att hålla samma tryck i ledningen för överskottsgrädde som i återföringsledningen till skummjölksledningen men variationer kan förekomma. Det leder till ett komplicerat reglerproblem om trycken alltid måste vara helt lika. För en separator som tillsammans med en pastör arbetar med 1000 l. mjölk/timme uppmättes vid 40 sek. cykeltid och 50 % àterföring 30 kPa tryckvariation på skal- skivorna, när gräddflödet var l/10 av tillfört mjölkflöde.

Vid 5 sek. cykeltid var tryckvariationerna mindre än 5 kPa vid i övrigt likartade förhållanden, vilket kan betraktas som tillfredsställande.

Om trycken i ventilens båda lägen upplevs som så lika att nivåerna i separatorn inte förändras blir fetthalten i den standardiserade mjölken bara beroende av den ursprungliga mjölkens fetthalt och fördelningen av ventilanordningens tid i resp. öppet läge.

Fetthalten i den oseparerade mjölken är beroende bl.a. av kornas utfodring. Detta är något som mjölkproducenten är väl medveten om och kan kontrollera varje vecka eller med ännu längre tidsintervall.

Med förfarandet enligt uppfinningen kan mjölken erhållas med olika fetthalter enbart genom omställning av en timer som 10 15 20 25 30 5 501 366 inom den fasta cykeltiden styr längden av den tid under vilken grädde áterförs. En viss tid motsvarar då en viss fetthalt hos den standardiserade mjölken.

Om överskottsgrädden tas ut vid 40 % fetthalt blir grädd- flödet ca 10 % av det tillförda mjölkflödet. Produktflödet av standardiserad mjölk kommer följaktligen att variera mellan 90 och 100 % av tillfört mjölkflöde.

Förfarandet enligt uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar. Fig l visar en centri- fugalseparator försedd med ventilanordningar valda som exempel på ett arrangemang för framställnuing av mjölk med en förutbestämd fetthalt. Fig 2 visar hur centrifugalseparatorn enligt fig l kan ingå i en pastöriseringsanläggning.

Till en centrifugalseparator l föres helmjölk via en ledning 2. I separatorn uppdelas mjölken i två fraktioner, en grädd- fraktion som tas ut via utloppet 3 och en skummjölksfraktion som tas ut via utloppet 4. I båda utloppen finns ventiler 5, 5' som reglerar flödet ut från separatorn. Efter denna ventil 5' finns i gräddledningen en trevägsventil 6. Denna omfattar en ventilkropp som i sitt ena läge avtätar ett utlopp 8 till en ledning för avledning av överskottsgrädde, vilket ventil- läge visas på ritningen. I sitt andra läge avtätar ventil- kroppen ett utlopp 10 som står i förbindelse med en ledning för återföring av grädde till skummjölksledningen 4. Ventil- kroppen kvarhàlles i sitt ena läge av en fjäder och påverkas av en elektromagnet ll att inta sitt andra läge. Den standardiserade mjölken med önskad fetthalt avledes via ledningen 12.

I fig 2 visas ett exempel på hur en separator med ventil- arrangemanget kan anordnas i en pastöriseringsanläggning. lO 15 20 25 30 35 501 sas 6 Helmjölk ledes till en balanstank 13 och transporteras medelst en pump 14, en ventil 15 som ger rätt produktflöde och ett mjölkfilter 16 till en första regenerativsektion 17 i en plattvärmeväxlare. I denna förvärms mjölken av produkt som redan behandlats i pastöriseringsanordningen till en för separationen i centrifugalseparatorn 1 lämplig temperatur av 40 - 65°C. Som beskrivits ovan uppdelas helmjölken i två fraktioner, en gräddfraktion som under ett visst tidsinter- vall áterblandas med skummjölksfraktionen 4 och som under ett andra tidsintervall avledes via en ledning 9. Blandfraktionen av skummjölk och grädde leds via ledningen 12 till en andra regenerativsektion 18 i plattvärmeväxlaren. Efter ytterligare förvärmning höjs trycket hos blandfraktionen med en tryckhöj- ningspump 19, innan mjölken upphettas till pastöriserings- temperatur av ett värmemedium i ett slutupphettningssteg 20.

Mjölken hålls vid pastöriseringstemperatur i en hållarcell 21 under en förutbestämd tid. Temperaturen hos den standardise- rade mjölken efter hàllarcellen avkänns av en temperatur- mätare 22 och om denna är för låg àterföres mjölken till balanstanken 13 av en trevägsventil 23. Är temperaturen korrekt dirigeras mjölken till regenerativsektionerna 17, 18 i värmeväxlaren för att kylas av inkommande produkt till lämplig lagringstemperatur.

Vid ett arrangemang enligt fig 2 avledes en del av grädd- flödet utan att ha pastöriserats. Pastöriseringen av grädden kan då ske separat i ett från mjölkpastöriseringen skilt steg.

Om överskottsgrädden tas ut vid 40 % fetthalt blir grädd- flödet ca 10 % av tillförd helmjölk. Det flöde av standar- diserad mjölk som àterföres till pastören varierar cykliskt mellan 90 och 100 % av det tillförda mjölkflödet. Även fetthalten varierar i flödet tillbaka till pastören. Om cykeltiden är kort, 5 - 10 sekunder, utjämnas dock både lO 15 v 501 366 fetthalt och flöde snabbt vid fortsatt passage genom pastören. Vid kortare cykeltid än 1 sekund får olikheter i växelventilens omslagstid alltför stor påverkan. Omslagstiden skall vara 100 - 150 ms.

Vid förfarandet enligt uppfinningen kan alltså en standar- disering av mjölken erhållas med en enkel och okomplicerad styrning via ett enkelt ventilarrangemang. Förfarandet kräver ingen återföring efter omställning av ställmotorer som kan fördröja inställning till en riktig standardiseringsnivå och inte heller något behov av givare för avkänning av fetthalts- värdena. Start och stopp är enkla både vid manuell drift och när sekvensstyrning utnyttjas. Om så önskas kan separatorn anslutas till pastörens utloppssida så att standardiseringen genomföres först efter pastöriseringen. Vid ett sådant arrangemang blir också grädden pastöriserad.

Claims (6)

501 see 8 lO 15 20 25 30 Patentkrav

1. Förfarande för kontinuerlig framställning av mjölk med förutbestämd fetthalt, varvid helmjölk i en centrifugal- separator uppdelas i en gräddfraktion och en skummjölks- fraktion, varefter en del av gräddfraktionen återinblandas i skummjölksfraktionen för att uppnå en blandfraktion av mjölk med önskad fetthalt, att hela flödet av gräddfraktion som erhållits från ett utlopp från centrifugalseparatorn under ett visst tidsintervall åter- k ä n n e t e c k n a d a v blandas med flödet av skummjölksfraktion från ett andra utlopp från centrifugalseparatorn via en ventilanordning i utloppet för gräddfraktion, medan hela flödet av gräddfrak- tion under ett andra mellanliggande tidsintervall via nämnda ventilanordning avleds för separat uppsamling, varvid de ovan nämnda tidsintervallen är så korta att blandfraktionens fett- halt och flöde per tidsenhet uppfattas som enhetlig åtminstone efter ett efterföljande behandlingssteg.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v att sammanlagda tiden för de två ovannämnda tidsintervallen, cykeltiden, uppgår till maximalt någon eller några minuter.

3. Förfarande enligt krav l-2, k ä n n e t e c k n a t av att cykeltiden hålls så kort som l - 60 sekunder.

4. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ventilanordningen utgöres av en trevägsventil med en omslagstid av 100 - 150 ms.

5. Förfarande enligt krav 1-2, k ä n n e t e c k n a t a v att ventilanordningen påverkas genom tidsstyrning, varvid cykeltiden hålls konstant medan tiden för gräddåterföring varierar i beroende av önskad fetthalt hos blandfraktionen. 501366

6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ventiler är anordnade i centrifugalseparatorns båda utlopp så att denna arbetar med konstanta betingelser oavsett om gräddfraktionen återblandas eller avleds, vilka ventiler är anordnade uppströms den nämnda ventilanordningen.