用于生产脱脂乳原料乳的方法及其设备

摘要

提供了脱脂乳原料乳的生产，所述生产没有影响干酪的风味的风险，具有低的能量消耗，没有在离心分离器内积聚细菌的风险，提高了所述离心分离器的细菌清除率，并且不需要大容量的离心分离器。[解决手段]本发明提供有：第一离心分离器(3)，其将原料乳(2)分离成奶油部分(5)和脱脂乳部分(6)；微过滤器(11)，其将所述脱脂乳(6)分离成渗透物(14)和渗余物(15)；第二离心分离器(18)，其将所述渗余物(15)分离成洁净部分(20)和高细菌含量部分(21)；以及用于使所述洁净部分(20)返回到所述微过滤器(11)中的装置；并且将所述渗透物作为脱脂乳原料乳(26)提供。

权利要求

1.一种用于生产脱脂乳原料乳的设备，其特征在于其包括：原料供应装置，所述原料供应装置供应原料乳；第一离心分离器，所述第一离心分离器具有用于所述原料乳的供应口，将所述原料乳以离心方式分离成奶油部分和脱脂乳部分，并具有用于所述奶油部分的出口、用于所述脱脂乳部分的出口以及残渣排泄口；微过滤器，所述微过滤器具有用于所述脱脂乳部分的供应口，用错流型微过滤器膜对所述脱脂乳部分进行处理，并具有用于有减少的细菌含量的渗透物的出口以及用于含有没有通过所述错流型微过滤器膜的残留细菌的渗余物的出口；第二离心分离器，所述第二离心分离器具有用于所述渗余物的供应口，以离心方式将所述渗余物分离成具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分，并且具有用于所述洁净部分的出口以及用于所述高细菌含量部分的排泄口；和返回装置，所述返回装置使所述洁净部分从所述洁净部分的出口返回到所述微过滤器中的所述脱脂乳部分的供应口和/或返回到所述第一离心分离器中的所述原料乳的供应口；并且将所述渗透物作为脱脂乳原料乳提供。

2.一种用于生产脱脂乳原料乳的方法，其特征在于以下步骤：从原料供应装置供应原料乳，将所述原料乳供应到第一离心分离器中的供应口，以离心方式将所述原料乳分离成奶油部分和脱脂乳部分，从所述奶油部分的出口排放所述奶油部分，从所述脱脂乳部分的出口排放所述脱脂乳部分，以及从残渣的排泄口排放残渣，将所述脱脂乳部分供应到微过滤器中的供应口，用错流型微过滤器膜对所述脱脂乳部分进行处理，以便将所述脱脂乳部分分离成具有减少的细菌含量的渗透物和含有没有通过所述错流型微过滤器膜的残留细菌的渗余物，排放所述渗透物和所述渗余物，将所述渗余物供应到第二离心分离器中的供应口，以离心方式将所述渗余物分离成具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分，排放所述高细菌含量部分，使所述洁净部分返回到所述微过滤器中的所述脱脂乳部分的供应口和/或返回到所述第一离心分离器中的所述原料乳的供应口；并且将所述渗透物作为脱脂乳原料乳提供。

说明书

用于生产脱脂乳原料乳的方法及其设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种通过离心分离和用微过滤器膜进行处理来从奶生产脱脂乳原料乳的设备和方法。

背景技术

[0002] 本技术领域公知，将奶通过离心分离器和微过滤器膜进行处理来对奶灭菌(参考专利文献1至3)。

[0003] 对含有细菌的奶进行离心除菌的方法涉及对液体进行灭菌，其中的细菌量是已通过加热浓缩了的，接着将该液体与已经过离心分离过的奶混合。通过执行这一操作清除约90％的细菌。

[0004] 微过滤器膜通过微滤经由使奶沿着过滤器(除菌过滤器)的表面流动而使奶分离成两个部分，在使用该微过滤器膜进行处理时，穿过过滤器的微孔(0.1μm至10μm)的渗透物是脱脂乳，而没有穿过过滤器的渗余物是奶油。由于奶中的脂肪球与细菌具有基本上相同的尺寸，所以所获得的脱脂乳基本上不含细菌。

[0005] 用于微滤的微过滤器具有形成于支撑物上的多孔膜(在下文被称为“膜”)的结构。错流型微滤涉及使得向过滤器供应的液体沿着膜流动，该膜将该液体分离成穿过该膜的渗透物和没有穿过该膜的浓缩渗余物。

[0006] 当原料奶、牛奶或认证奶中的奶脂成分去除时就得到脱脂乳，并且为了生产粉末形式产品而将水分去除，从而得到其脱脂奶粉。脱脂乳可以用来调节拟调节的奶中的成分，以及用于标准家庭的烹饪，或者用作用于主食产品和糕点产品的原料。

[0007] 对脱脂乳原料乳进行处理以将其用于脱脂乳或者脱脂奶粉中。

[0008] 通常，脱脂乳原料乳生产设备设置有：热交换器，所述热交换器用于将奶加热到足以分离的温度；离心分离器，所述离心分离器用于将奶以离心方式分离成奶油部分和脱脂乳部分；微过滤器，所述微过滤器对脱脂乳部分用微过滤器膜进行处理，并且具有用于有减少的细菌含量的渗透物的出口和用于含有没有通过所述微过滤器膜的残留细菌的渗余物的出口；以及高温灭菌单元，所述高温灭菌单元用于对渗余物进行灭菌，并将渗透物与经灭菌的渗余物混合从而获得脱脂乳原料乳。

[0009] 此外，其他常规的脱脂乳原料乳生产设备设置有：热交换器，所述热交换器用于将奶加热到足以分离的温度；离心分离器，所述离心分离器用于将奶以离心方式分离成奶油部分和脱脂乳部分；微过滤器，所述微过滤器对脱脂乳部分用微过滤器膜进行处理，并且具有用于有减少的细菌含量的渗透物的出口和用于含有没有通过所述微过滤器膜的残留细菌的渗余物的出口；以及管道，所述管道用于使来自渗余物出口的渗余物返回到离心分离器的奶供应口；并且渗透物作为脱脂乳原料乳提供。

[0010] 现有技术文献

[0011] 专利文献

[0012] 专利文献1：日本专利No.2879153

[0013] 专利文献2：日本经审查的专利申请公布No.H04-12933

[0014] 专利文献3：日本经审查的专利申请公布No.H06-97945

发明内容

[0015] 有待通过本发明解决的问题

[0016] 在前一种常规的生产设备中，通过高温灭菌处理渗余物中存在的高浓度蛋白质，从而导致有关奶的变质并影响最终获得的干酪的风味。此外，高温灭菌处理会消耗大量的能量。

[0017] 此外，在后一种常规的生产设备中，没有通过过滤器膜并且包含高浓度的残留细菌的渗余物与原料乳混合并且返回到离心分离器，从而导致有关的细菌保留在分离器内，并且污染奶油部分和脱脂乳部分两者。并且，由于使高浓度的细菌返回到离心分离器中，所以离心分离器的细菌清除率降低。此外，由于使渗余物返回到离心分离器，所以需要更高容量的离心分离器。

[0018] 本发明的一个目的在于提供一种用于生产脱脂乳原料乳的设备和方法，所述设备和方法不需要高温灭菌处理；不会导致变性；没有影响干酪的风味的风险；有低的能量消耗；没有由于细菌保留在离心分离器内而对奶油部分和脱脂乳部分造成污染的风险；提高了离心分离器中的细菌清除率；并且不需要大容量的离心分离器。

[0019] 用于解决问题的手段

[0020] 本发明的用于生产脱脂乳原料乳的设备的特征在于其包括：原料供应装置，所述原料供应装置供应原料乳；第一离心分离器，所述第一离心分离器具有用于所述原料乳的供应口，将所述原料乳以离心方式分离成奶油部分和脱脂乳部分，并具有用于所述奶油部分的出口、用于所述脱脂乳部分的出口以及残渣排泄口；微过滤器，所述微过滤器具有用于所述脱脂乳部分的供应口，用错流型微过滤器膜对所述脱脂乳部分进行处理，并具有用于有减少的细菌含量的渗透物的出口以及用于含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物的出口；第二离心分离器，所述第二离心分离器具有用于所述渗余物的供应口，以离心方式将所述渗余物分离成具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分，并且具有用于所述洁净部分的出口、以及用于所述高细菌含量部分的排泄口；以及返回装置，所述返回装置用于使所述洁净部分从所述洁净部分的出口返回到所述微过滤器中的所述脱脂乳部分的供应口和/或返回到所述第一离心分离器中的所述原料乳的供应口；并且渗透物作为脱脂乳原料乳提供。

[0021] 本发明的用于生产脱脂乳原料乳的方法的特征在于以下步骤：从原料供应装置供应原料乳，将所述原料乳供应到第一离心分离器的供应口；以离心方式将所述原料乳分离成奶油部分和脱脂乳部分，从所述奶油部分的出口排放所述奶油部分，从所述脱脂乳部分的出口排放所述脱脂乳部分，以及从残渣的排泄口排放残渣；将所述脱脂乳部分供应到微过滤器中的供应口，用错流型微过滤器膜对所述脱脂乳部分进行处理，以便将所述脱脂乳部分分离成具有减少的细菌含量的渗透物和含有没有通过所述微过滤器膜的残留细菌的渗余物，排放所述渗透物和所述渗余物，将所述渗余物供应到第二离心分离器中的供应口，以离心方式将所述渗余物分离成具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分，排放所述高细菌含量部分，使所述洁净部分返回到所述微过滤器中的所述脱脂乳部分的供应口和/或返回到所述第一离心分离器中的所述原料乳的供应口；并且所述渗透物作为脱脂乳原料乳提供。

[0022] 本发明的效果

[0023] 现在将描述本发明脱脂乳原料乳生产的运作/操作和效果。

[0024] 在本发明的脱脂乳原料乳的生产中，从原料供应装置供应原料乳。在本说明书中，原料乳是通过对母牛、山羊、绵羊等进行挤奶而得到的。

[0025] 然后，将原料乳供应到第一离心分离器的供应口，以离心方式将原料乳分离成奶油部分和脱脂乳部分，并且分别从奶油部分的出口、脱脂乳部分的出口以及残渣的排泄口来排放奶油部分、脱脂乳部分以及残渣。

[0026] 在将原料乳供应到第一离心分离器中之前，可以对该原料乳通过使用热交换器等进行温度调节、使用泵等进行压力调节或者使用阀门等进行流速调节。

[0027] 将来自第一离心分离器的脱脂乳部分供应到微过滤器中的供应口，用错流型微过滤器膜对脱脂乳部分进行处理，从而将该脱脂乳部分分离成具有减少的细菌含量的渗透物和含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物，然后排放渗透物和渗余物。

[0028] 该微过滤器具有用于脱脂乳部分的供应口；用错流型微过滤器膜对脱脂乳部分进行处理；并且具有用于有减少的细菌含量的渗透物的出口和用于含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物的出口。

[0029] 将来自离心分离器的脱脂乳用于生产脱脂奶粉或通过与奶油混合来生产干酪。然而，脱脂乳含有细菌。此外，这些细菌包括耐热产芽孢细菌。产芽孢细菌不能通过在离心分离系统下游进行的常规的高温短时灭菌法(HTST法，其中在72℃至78℃的温度下灭菌15秒)来杀灭。在细菌存活于最终产品中的情况下，在适于繁殖的温度和湿度下的贮存或处理期间这些细菌由芽胞产生并且变得具有活性。细菌会影响干酪产品的特性以及影响包含脱脂奶粉的乳制品的贮存稳定性。

[0030] 本发明的脱脂乳原料乳生产的第一特征在于提供了第二离心分离器。将渗余物供应到第二离心分离器中的供应口，并以离心方式将其分离成具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分。

[0031] 第二离心分离器具有用于渗余物的供应口，以离心方式将渗余物分离具有低细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分，并且具有用于洁净部分的出口和用于高细菌含量部分的排泄口。主要使用第一离心分离器以便分离形成脱脂乳和奶油，而第二离心分离器用于清除细菌。

[0032] 例如，用于清除细菌的第二离心分离器在不需要进行热处理的情况下在与微过滤器相同的温度范围内通过利用重力差异来清除含芽胞的细菌的60％至99％。

[0033] 本发明的脱脂乳原料乳生产的第二特征在于排放高细菌含量部分并且使洁净部分返回到微过滤器中的脱脂乳部分的供应口和/或返回到第一离心分离器中的原料乳的供应口。

[0034] 返回装置使洁净部分从洁净部分的出口返回到微过滤器中的脱脂乳的供应口和/或返回到第一离心分离器中的原料乳的供应口。

[0035] 由于洁净部分含有具有极低细菌含量的脱脂乳部分，所以稀释处理液并且降低离心分离器的负荷是可能的，并且更高效地通过第一离心分离器进行分离和/或通过微过滤器膜进行过滤也是可能的。

[0036] 在本发明的脱脂乳原料乳生产中，由于洁净部分返回，所以不执行在高温热灭菌单元中的灭菌。没有因高温热处理而导致的损害。

[0037] 在本发明的脱脂乳原料乳生产中，渗透物用作脱脂乳原料乳。

[0038] 将脱脂乳原料乳中的所含水分去除，并因此得到干粉形式产品。

[0039] 就其使用而言，所得产品可以用来调节拟调节的奶中的成分，以及用于标准家庭的烹饪，或者用作用于主食产品和糕点产品等的原料。

[0040] 如上所述，通过执行本发明的脱脂乳原料乳生产，可以生产脱脂乳原料乳，这不需要对脱脂乳部分进行高温灭菌处理，并且因此不会导致蛋白质和风味成分的变性，没有影响干酪产品的风味的风险，由于没有将脱脂乳部分加热到高温因而有低的能量消耗，没有由于细菌保留在第一离心分离器内而污染奶油部分和脱脂乳部分的风险，提高了第一离心分离器中的细菌清除率；并且不需要具有大容量的第一离心分离器。

附图说明

[0041] 图1是示出根据本发明的脱脂乳原料乳生产设备的一个实施例的示意性流程图。

[0042] 图2是示出常规的脱脂乳原料乳生产设备的一个实施例的示意性流程图。

[0043] 图3是示出常规的脱脂乳原料乳生产设备的另一实施例的示意性流程图。

具体实施方式

[0044] 现在将参考附图详细描述实施本发明的实施方式。

[0045] 图1是示出根据本发明的脱脂乳原料乳生产设备的一个实施例的示意性流程图。

[0046] 在本实施方式的脱脂乳原料乳生产中，从原料供应装置1供应原料乳2，所述原料供应装置1是贮存罐。原料乳2是通过对奶牛进行挤奶而得到的。

[0047] 首先，将原料乳2供应到第一离心分离器3中的供应口4，并以离心方式将原料乳2分离成奶油部分5和脱脂乳部分6，并且分别从奶油部分的出口7、脱脂乳部分的出口8以及残渣的排泄口9排放奶油部分5、脱脂乳部分6以及残渣10。

[0048] 在将原料乳2供应到第一离心分离器3中之前，可以对该原料乳通过使用热交换器进行温度调节、使用泵等进行压力调节或者使用阀门等进行流速调节，在图中未示出。

[0049] 将来自第一离心分离器3的脱脂乳部分6供应到微过滤器11中的供应口12，用错流型微过滤器膜13处理，并将其分离成具有减少的细菌含量的渗透物14和含有没有通过所述微过滤器膜的残留细菌的渗余物15，然后排放所述渗透物14和所述渗余物15。

[0050] 微过滤器11具有脱脂乳部分的供应口12，使用错流型微过滤器膜13对脱脂乳部分6进行处理；并且具有用于具有减少的细菌含量的渗透物14的出口16和用于含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物15的出口17。

[0051] 最终将来自离心分离器的脱脂乳部分6用来生产脱脂乳。所述脱脂乳部分6含有细菌，并且细菌被分离到渗余物15中。

[0052] 本实施方式的第一特征在于提供了第二离心分离器18。将渗余物15供应到第二离心分离器18中的供应口19并以离心方式将渗余物15分离成具有低细菌含量的洁净部分20和高细菌含量部分21。

[0053] 第二离心分离器18具有用于渗余物15的供应口19，以离心方式将渗余物15分离成具有低细菌含量的洁净部分20和高细菌含量部分21，并且具有用于洁净部分20的出口22和用于高细菌含量部分21的排泄口23。主要使用第一离心分离器3来分离形成脱脂乳和奶油，而第二离心分离器18用来清除细菌。

[0054] 第二离心分离器18在不需要执行热处理的情况下在与微过滤器相同的温度范围内通过利用重力差异来清除含芽胞的细菌的60％至99％。

[0055] 本实施方式的第二特征在于在从这一系统中排放高细菌含量部分21，并使洁净部分20返回到微过滤器中的脱脂乳的供应口12和/或返回到第一离心分离器中的原料乳的供应口4。

[0056] 使洁净部分20返回到哪个供应口应当根据原料乳、脱脂乳以及干酪等的类型来适当改变和选择。

[0057] 由导管、管道、阀门等构成的返回装置使洁净部分20从用于洁净部分20的出口22返回到微过滤器11中的脱脂乳部分的供应口12和/或返回到第一离心分离器3的原料乳的供应口4。

[0058] 在本实施方式中，由于洁净部分20含有具有极低细菌含量的脱脂乳部分，所以使处理液体稀释并降低处理液返回其中的处理设备(离心分离器或微过滤器)的负荷是可能的。因此，可以更高效地通过第一离心分离器进行分离和/或通过微过滤器膜进行过滤。

[0059] 在本生产实施方式中，不进行在高温灭菌单元中的灭菌。

[0060] 在本实施方式中，没有因高温热处理而导致的损害。

[0061] 在本生产实施方式中，渗透物14用作脱脂乳原料乳26。

[0062] 将脱脂乳原料乳中的所含水分去除，并因此得到干粉形式产品。

[0063] 就其使用而言，所得产品可以用来调节拟调节的奶中的成分，以及用于标准家庭的烹饪，或者用作用于主食产品和糕点产品等的原料。

[0064] 图2示出了常规的脱脂乳原料乳生产设备的一种实施例。

[0065] 在常规的脱脂乳原料乳生产中，提供了：离心分离器3，所述离心分离器3以离心方式将奶2分离成奶油部分5和脱脂乳部分6；微过滤器11，所述微过滤器11通过使用微过滤器膜13处理脱脂乳部分6并且其具有用于具有减少的细菌含量的渗透物14的出口16和用于含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物15的出口17；以及高温灭菌单元24，所述高温灭菌单元24对渗余物15进行灭菌，以及将渗透物14与经过灭菌的渗余物25混合，从而产生脱脂乳原料乳26。

[0066] 如从上述比较可了解到的是，本发明的脱脂乳原料乳生产不需要对脱脂乳部分的渗余物进行高温灭菌处理，并且因此不会导致蛋白质和风味成分的变性，没有影响干酪产品的风味的风险，并且由于没有将脱脂乳部分的渗余物加热到高温因而有低的能量消耗。

[0067] 图3示出了常规的脱脂乳原料乳生产设备的另一实施例。

[0068] 对于该生产，提供有：离心分离器7，所述离心分离器7以离心方式将奶2分离成奶油部分5和脱脂乳部分6；微过滤器11，所述微过滤器11通过利用微过滤器膜13对脱脂乳部分6进行处理，并且其具有用于具有减少的细菌含量的渗透物14的出口16和用于含有没有通过微过滤器膜的残留细菌的渗余物15的出口17；和管道27，所述管道27用于使渗余物15从渗余物的出口17返回到离心分离器3的奶供应口4；并且渗透物14用作脱脂乳原料乳26。

[0069] 如从上述比较可了解到的是，本发明的脱脂乳原料乳生产没有由于细菌保留在离心分离器内而污染奶油部分和脱脂乳部分的风险；提高了离心分离器中的细菌清除率；并且不需要大容量的离心分离器。

[0070] [工作实施例]

[0071] 下文所述的实施例展示了能根据本发明生产脱脂乳原料的方式。

[0072] 将具有4.05％的脂肪含量和3.47％的蛋白质含量的奶以10,000升/小时的速率供应到第一离心分离器中。

[0073] 以1,000升/小时的速率从第一离心分离器排出具有40.00％的脂肪含量的奶油部分。同时，以9,000升/小时的速率从第一离心分离器排出具有0.05％的脂肪含量和3.60％的蛋白质含量的脱脂乳部分。

[0074] 将脱脂乳部分供应到微过滤器。以8,550升/小时的速率排出具有0.04％的脂肪含量和3.58％的蛋白质含量的渗透物。同时，以450升/小时的速率排出具有0.24％的脂肪含量和3.98％的蛋白质含量的渗余物。

[0075] 将渗余物以450升/小时引入到第二离心分离器。将洁净部分从第二离心分离器排出，与脱脂乳部分混合，并且供应到微过滤器中。

[0076] 同时，将高细菌含量部分作为残渣从第二离心分离器中排放到系统外部。

[0077] 将来自微过滤器的渗透物用作用于最终产生的干酪的标准化奶。

[0078] 此外，本发明不限于上述工作实施例。在本发明的主旨范围内，可以进行各种变化，并且这些变化并不被排除在本发明的范围以外。

[0079] 工业实用性

[0080] 可以利用本发明来生产脱脂乳原料乳。

[0081] 附图标记的描述

[0082] 2：原料乳

[0083] 3：第一离心分离器

[0084] 5：奶油部分

[0085] 6：脱脂乳部分

[0086] 11：微过滤器

[0087] 14：渗透物

[0088] 15：渗余物

[0089] 18：第二离心分离器

[0090] 20：洁净部分

[0091] 24：高温灭菌单元

[0092] 26：脱脂乳原料乳