SE523355C2 - Metod för värmebehandling av mjölk - Google Patents

Description

canon 10 15 20 25 30 35 523 355 2 n.. o z - a | o q u» u. värmebehandling av mjölken, som menligt påverkar mjölkens näringsinnehåll och som också kan bidra till smakförsämring på den färdiga produkten.

De stora lagringstankarna för att lagra mjölken mellan behandlingarna innebär ökad rördragning och att ytterligare ventilarrangemang behövs, vilket betyder att investeringarna för mejeriet ökar. Alla dessa tillkommande komponenter måste också diskas efter avslutad produktion, något som innebär en ökad miljöbelastning. All diskning innebär också ett visst mått av produktförlust eftersom man vid s.k. fasväxling mellan produktion och disk, måste tömma rören med exempelvis vatten.

Homogeniseringen i samband med pastöriseringen innebär också ytterligare investeringskostnader samtidigt som den innebär höga driftskostnader i form av elenergi.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod för att mjölken direkt efter förbehandlingen skall kunna slutbehandlas till avsedd produkt, vilket innebär att man undviker att överbehandla mjölken och man får en slutprodukt med ett bättre näringsinnehåll.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en metod som innebär en minskad kostnad för mejeriet genom att investeringskostnaderna blir lägre och att produktförlusterna kan minimeras.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att miljöbelastningen kan minskas genom att metoden innebär färre komponenter att diska.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att metoden av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att den förbehandlade mjölken via ett buffertkärl och en kapacitetsstyrande pump slutbehandlas direkt efter förbehandlingen.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, vilken: Fig. 1 visar ett flödesschema för metodens genomförande.

Såsom visas i Fig. 1 kommer råmjölken in för behandling via en balanstank 1 och en konventionell matarpump 2. Den inkommande råmjölken håller vanligen en temperatur av ca 5°C. Råmjölken förvärms i ett första steg till en temperatur av 55-65°C, vilket lämpligen sker i en konventionell plattvärmeväxlare 3. Plattvärmeväxlaren 3 kan utgöras ev en separat värmeväxlare, men brukar vanligen utgöra en sektion i en större plattvärmeväxlare, som också används i andra metodsteg. Uppvärmningen sker 523 355 211.5: ' 3 med hetvatten, alternativt sker uppvärmningen regenerativt i den större plattvärmeväxlaren. Föruppvärmningen kan också ske i en tubvärmeväxlare.

Den föruppvärmda mjölken leds därefter in i en separator 4, där ràmjölken renas, samtidigt som separatorn 4 delar upp ràmjölken i en gräddfas och en 5 skummjölksfas. En mjölktemperatur av 55-65°C är den temperatur vid vilken separatorn 4 har sin bästa verkningsgrad. Alternativt kan råmjölken renas och separeras genom mikrofiltrering.

Gräddfasen och skummjölkfasen lämnar separatorn 4 medelst olika rörledningar, vilka leds in till en standardiseringsutrustning 5. l 10 standardiseringsutrustningen 5 blandas kontinuerligt grädde med skummjölk till standardiserad mjölk med önskad fetthalt. Överskottsgrädden leds bort från anläggningen genom en ledning 6. Den standardiserade mjölken, som håller en temperatur av 55-65°C fortsätter i en ledning 7. Alternativt kan enbart skummjölk användas i resterande del av metoden, enligt uppfinningen. 15 På ledningen 7 finns ett litet buffertkärl 8. Buffertkärlet 8 har till syfte att jämna ut fluktuationer i flödet som kan uppstå då separatorn 4 "öppnar för skott” dvs. då separatorn 4 ger ifrån sig slam som avskiljts från ràmjölken. Buffertkärlet 8 beräknas vara så stort att en kapacitetsstyrande pump 9, nedströms buffertkärlet 8, har en jämn tillgång av produkt in till pumpen 9. 20 Efter pumpen 9, som styr tryck och flöde genom processen, finns placerat ytterligare ett föruppvärmningssteg. Denna föruppvärmning kan lämpligen ske i en plattvärmeväxlare 10. Plattvärmeväxlaren 10 är antingen en separat värmeväxlare eller så utgör den en sektion i en större värmeväxlare. Alternativt kan även den andra föruppvärmningen ske i en tubvärmeväxlare. 25 Uppvärmningen sker antingen med hetvatten eller regenerativt, såsom en del av en större värmeväxlare. Beroende på vilken typ av värmebehandling som den slutliga produkten skall genomgå, sker föruppvärmningen till 80-120°C.

Genom att ha ytterligare en föruppvärmning av produkten kan man bättre utnyttja energiåtgången i den slutliga värmebehandlingen, liksom att man får en 30 skonsammare behandlingen av mjölken, med bättre smak på den slutliga produkten.

Efter föruppvärmningen hålles mjölken vid föruppvärmningstemperaturen, 80-120°C under ett visst förutbestämt tidsintervall. Detta sker i en s.k. hållarcell __ 11, vilken i princip utgöres av en spiralvriden rörsträcka. Genom att låta mjölken q--S 35 uppehålla sig vid föruppvärmningstemperaturen under en viss tid får man en effektiv enzymstabilisering i mjölken, som resulterar i en stabilare slutprodukt med längre hållbarhet. Samtidigt ger hållarcellen 11 möjlighet att få en stabilisering av protein, vilket har en positiv inverkan på anläggningens driftstid. 523 355 n ~ u n nu a ~ c v v u a u nu 4 Genom att stabilisera protein, får man en mindre utfällning av mjölkproteiner, s.k. fouling och anläggningen kan vara i drift en längre tid innan disk.

Den slutliga värmebehandlingen av produkten sker genom s.k. direkt uppvärmning. Denna kan ske såsom visas i Fig. 1, i en injektor 12. Ånga injiceras 5 direkt in i produkten och höjer temperaturen på denna till önskad nivå. Den slutliga temperaturen beror på vilken produkt som avses. För UHT-mjölk gäller en temperatur över 140°C, för ESL-mjölk över 125°C och för HRS-behandlad mjölk måste temperaturen uppnå 146-152°C. Den slutliga behandlingstemperaturen hålles i en efterföljande hållarcell 13, under ett visst tidsintervall. Alternativt kan 10 den slutliga värmebehandlingen ske i en infusor, där den finfördelade produkten passerar ett ångfyllt kärl.

Det är viktigt att den kapacitetsstyrande pumpen 9 håller ett konstant tryck och flöde genom anläggningen. Ökar flödet genom anläggningen uppnås inte rätt föruppvärmningstemperatur och en större mängd ånga måste tillsättas i den 15 slutliga uppvärmningen, vilket kan ge en utspädning av den slutliga produkten.

Minskat flöde kan omvänt ge en ökad torrsubstans i slutprodukten.

Konstant tryck och flöde genom anläggningen har också betydelse för resultatet av värmebehandlingen. Ökar flödet genom anläggningen får man en snabbare passage av produkt genom hållarcellen 13 och rätt tidsintervall kan inte 20 upprätthållas. Man riskerar att produkten inte blir steril eller tillräckligt behandlad, beroende på vilken produkt som avses.

Efter hållarcellen 13 leds produkten in i ett expansionskärl 14 där den ”flash-kyls” till föruppvärmningstemperaturen, dvs. 80-120°C samtidigt som vatten, tillfört i form av ånga, tas bort från produkten. Via en konventionell 25 matarpump 15 leds produkten vidare till en homogenisator 16. Produkten håller en temperatur av ca 80°C, vilket är en optimal arbetstemperatur för homogenisatorn 16. l homogenisatorn 16 splittras de större fettkulorna i mjölken, genom att denna tvingas att passera en smal spalt. Den homogeniserade mjölken har ingen eller ringa "gräddsättning" och den största delen av all 30 konsumtionsmjölk är homogeniserad idag. Processen är också nödvändig för att produkten skall kunna hanteras vid fyllning i engångsförpackningar.

Då metoden enligt uppfinningen inte föregås av en konventionell pastörisering med homogenisering innan produkten leds till stora lagringstankar, sparas en homogenisator in. Eftersom homogeniseringen är en energikrävande -;--2 35 process, ger detta ett positivt resultat i driftskostnaderna, samtidigt som man får en minskad mekanisk bearbetning av produkten.

Efter det att den homogeniserade produkten lämnar homogenisatorn 16, kyls den ytterligare till en temperatur av 20-30°C. Kylningen sker företrädesvis i n||sn 10 15 20 25 30 35 523 355 ffgxzf-I' ' 1- u.. 5 en konventionell plattvärmeväxlare 17. Plattvärmeväxlaren 17 kan utgöra en egen enhet, alternativt kan den utgöra en sektion i en större plattvärmeväxlare.

Kylningen sker medelst kallt vatten, alternativt genom regenerativ kylning i en större värmeväxlare. Kylningen kan också ske i en tubvärmeväxlare.

Genom rörledningen 18 lämnar den färdiga produkten anläggningen för att direkt kunna ledas till en fyllningsmaskin för fyllning i konsumtionsförpackningar av engångstyp. Fyllningen sker i aseptiska förpackningar, alternativt förpackningar för ESL-mjölk, beroende på vilken typ av produkt som behandlats med metoden. Alternativt kan fyllning i konsumtionsförpackningar ske efter mellanlagring i aseptiska lagringstankar.

En slutlig värmebehandling av mjölk direkt efter förbehandlingen och integrerad med denna, innebär minskade investeringar för mejeriet eftersom metoden enligt uppfinningen betyder att mellanlagringstankar ej behövs, ingen pastör är nödvändig och en homogenisator är också överflödig. Till detta kommer minskade rördragningar och ventilarrangemang. Anläggningen för metodens genomförande kan byggas som en separat och kompakt enhet.

Metoden enligt uppfinningen innebär att produktionskostnaderna minskar eftersom energiåtgången för att driva anläggningen blir lägre än vid konventionell hantering av motsvarande mjölkprodukter. Också produktförlusterna minskar genom att processen är integrerad.

Metoden innebär också minskad miljöbelastning eftersom anläggningen som behövs för att genomföra metoden enligt uppfinningen, innefattar färre komponenter att diska.

Ytterligare en fördel är en skonsammare produkthantering, då pastöriseringen som normalt föregår slutbehandlingen är utesluten. På så sätt får man endast en värmebehandling av produkten vilket ger en bättre slutprodukt såväl näringsmässigt som smakmässigt.

Genom att förvärmningen är uppdelad i två metodsteg får man en effektivare och skonsammare slutuppvärmning av produkten, samtidigt som man efter det andra föruppvärmningssteget kan placera en hållarcell för att enzymstabilisera och proteinstabilisera produkten. Detta ger en stabil och hållbar slutprodukt respektive bidrar positivt till anläggningens driftstid genom att minska utfällningen av proteiner i anläggningens olika delar.

Som framgått av ovanstående beskrivning åstadkommes med föreliggande uppfinning en metod med ett flertal fördelar i förhållande till konventionell mejerihantering.

Claims (4)

10 15 20 25 30 523 355 é PATENTKRAV

1. Metod för att värmebehandla mjölk, innefattande metodstegen av att: -råmjölk förbehandlas genom att förvärmas i ett första steg, separas och standardiseras - att den förbehandlade mjölken bringas att passera ett buffertkärl (8) och en kapacitetsstyrande pump (9) som ger ett konstant tryck och flöde genom anlägningen - att mjölken därefter och i direkt anslutning till den kapacitetsgivande pumpen (9) förvärmes i ett andra steg till 80-130°C och hålles vid denna temperatur under ett visst tidsintervall, för enzymstabilisering. -att mjölken slutuppvärmes genom direkt upphettning och hålles vid denna temperatur under ett visst tidsintervall, varefter den kyles i ett eller flera steg och homogeniseras - att samtliga metodsteg sker i ett sammanhang.

2. Metod i enlighet med patentkravet 1, där produkten slutuppvärmes till en temperatur över 140°C och hålles vid denna temperatur under ett visst tidsintervall, för att erhålla en UHT-behandlad produkt.

3. Metod i enlighet med patentkravet 1, där produkten slutuppvärmes till en temperatur över 125°C och hålles vid denna temperatur under ett visst tidsintervall, för att erhålla en ESL-behandlad produkt.

4. Metod i enlighet med patentkravet 1, där produkten slutuppvärmes till en temperatur av 146-152°C och hålles vid denna temperatur under ett visst tidsintervall, för att erhålla en HRS-behandlad produkt.