一种用于生产热处理的浓缩乳制品的方法与流程

1.本发明构思涉及一种用于生产热处理的浓缩乳制品的方法。


背景技术：

2.浓缩乳制品，如炼乳，在过去几年中已变得流行起来。炼乳含有牛奶的重要营养成分，例如钙、蛋白质、碘、钾，以及维生素b2和b12。炼乳是通过从牛奶中去除大约60％的水而获得的。传统上，炼乳是通过蒸发牛奶来生产的。此外，牛奶的蒸发需要过多的能量来加热，因此很昂贵。因此，需要提供一种至少部分地解决上述限制的方法。


技术实现要素：

3.本发明构思的一个目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个上述限制。特别地，本发明构思的一个目的是提供一种用于以与常规蒸发方法相比更低的成本并且以至少可减少热影响的方式生产热处理的浓缩乳制品的方法。本发明构思的另一个目的是实现一种生产热处理的浓缩乳制品的方法，与常规蒸发方法相比，该方法在生产过程中需要更少的空间。
4.根据本发明构思的一个方面，提供了一种用于生产热处理的浓缩乳制品的方法，该方法包含以下步骤：在第一温度下使乳制品在预定压力下通过反渗透ro过滤器，该预定压力足以允许反渗透，从而浓缩乳制品；在第二温度下预热浓缩乳制品第二时间段以使浓缩乳制品稳定化；使稳定化的浓缩乳制品均质化以减小稳定化的浓缩乳制品中的颗粒尺寸；以及在第三温度下将稳定化的浓缩乳制品加热第三时间段以减少稳定化的浓缩乳制品中的微生物，从而形成热处理的浓缩乳制品。
5.使乳制品通过ro过滤器的步骤允许浓缩乳制品。由此，不需要蒸发乳制品，这又减少了对浓缩乳制品的热影响。此外，使乳制品通过ro过滤器的步骤允许至少通过与传统加热相比减少能量消耗以更低的成本生产热处理的浓缩乳制品。可通过使用一个ro过滤器或多个ro过滤器来执行使乳制品通过的步骤，该多个ro过滤器串联布置使得ro过滤器的入口可布置在相邻ro过滤器的出口的下游。此外，多个ro过滤器可以并联布置。多个ro过滤器可以串联和并联布置。换言之，乳制品可以通过并联的ro过滤器，其中每个ro过滤器可以包括多个串联布置的ro过滤器。
6.预热浓缩乳制品的步骤允许浓缩乳制品的蛋白质稳定化。换言之，预热步骤允许乳制品的蛋白质在加热步骤期间承受热量。此外，预热浓缩乳制品的步骤有助于使热处理的浓缩乳制品稳定化以防止在储存期间沉淀。
7.使稳定化的浓缩乳制品均质化的步骤允许减小稳定化的浓缩乳制品中的颗粒尺寸。均质化步骤还有助于使热处理的浓缩乳制品稳定化以防止在储存期间沉淀。此外，将稳定化的浓缩乳制品均质化的步骤改善了热处理的浓缩乳制品的感官特性，例如粘度、味道和质地。
8.加热稳定化的浓缩乳制品的步骤允许减少稳定化的浓缩乳制品中的微生物。因
此，加热步骤允许形成热处理的浓缩乳制品。加热的一些示例是超高温(uht)处理和巴氏杀菌过程。加热步骤有助于使热处理的浓缩乳制品稳定化以防止在储存期间沉淀。
9.上述方法步骤可以以任何顺序进行，只要在加热步骤之前进行预热步骤即可。例如，可以在预热步骤之后执行使乳制品通过ro过滤器的步骤，或者可以在加热步骤之后执行均质化步骤。
[0010]“浓缩乳制品”在此意指与起始或天然乳制品相比具有显著较低水含量的乳制品。
[0011]“浓缩乳制品”在此意指从乳制品中除去水。例如，可以从乳制品中去除大约60％的水。
[0012]“稳定化”在此意指使乳制品的蛋白质稳定化，使得乳制品的蛋白质经受住加热步骤。“稳定化”还意指热处理的浓缩乳制品保持稳定，使得在储存期间不发生或很少发生沉淀。
[0013]
该方法可以进一步包含，在使乳制品通过ro过滤器的步骤之后，将稳定盐添加到浓缩乳制品中。添加稳定盐的可选步骤可以帮助使乳制品的蛋白质稳定化以承受加热步骤期间的热量。添加稳定盐的可选步骤还可以帮助使热处理的浓缩乳制品稳定化以防止在储存期间沉淀。
[0014]
使乳制品通过ro过滤器的步骤可以进一步包含使乳制品通过ro过滤器循环直到达到预定浓度的乳制品。乳制品通过同一ro过滤器的循环可以因例如不需要更多的空间来布置多个ro过滤器而至少允许更紧凑的ro过滤器。乳制品通过同一ro过滤器的循环可以通过回路泵来执行。回路泵可以因而控制乳制品在ro过滤器上的流动。这又可以防止或至少减少ro过滤器的结垢。然而，乳制品可以通过一个ro过滤器或多个ro过滤器循环，该多个ro过滤器串联布置，使得ro过滤器的入口可以布置在相邻ro过滤器的出口的下游。此外，乳制品可以通过多个并联布置的ro过滤器，或多个串联和并联布置的ro过滤器循环。
[0015]
预热浓缩乳制品的步骤可以在使乳制品通过ro过滤器的步骤之后进行。由此，稳定化的浓缩乳制品在加热步骤之前可能已具有更高的温度。这又可以，通过例如在加热步骤之前提高稳定化的浓缩乳制品温度而节能来减少能量消耗。
[0016]
预热浓缩乳制品的步骤可以在使乳制品通过ro过滤器的步骤之前进行。这又可以提高用于生产热处理的浓缩乳制品的方法的灵活性。
[0017]
热处理的浓缩乳制品的总固体含量可以在25至32wt％的范围内。由此，热处理的浓缩乳制品的水含量可以在75至68wt％的范围内。“总固体含量”在此意指乳制品中除水以外的任何物质。总固体含量包含脂肪含量和固体非脂肪含量(snf)。这种snf含量的示例是蛋白质、矿物质和乳糖。
[0018]
热处理的浓缩乳制品的脂肪含量可以在5至15wt％的范围内。与起始或天然乳制品相比，热处理的浓缩乳制品的脂肪含量可以是两倍或三倍。
[0019]
第一温度可以在0至10℃的范围内。换言之，使乳制品通过ro过滤器的步骤可以在0至10℃的范围内的温度下进行。由此，乳制品在通过步骤期间不被加热。这又可以减少用于生产热处理的浓缩乳制品的总能量消耗。
[0020]
第二温度可以在95至125℃的范围内。第二时间段可以在30秒至6分钟的范围内。由此，将浓缩乳制品在95至125℃的范围内的第二温度下预热持续30秒至6分钟的范围内的第二时间段的步骤可以使浓缩乳制品稳定化。
[0021]
预定压力可以在21至32巴的范围内。换言之，使乳制品通过ro过滤器的步骤可以在21至32巴的范围内的预定压力下进行。21至32巴的范围内的预定压力可以浓缩乳制品，因为该压力足以在ro过滤器处启动反渗透。
[0022]
可在加热稳定化的浓缩乳制品的步骤之后进行使稳定化的浓缩乳制品均质化的步骤。可以在加热稳定化的浓缩乳制品的步骤之前进行使稳定化的浓缩乳制品均质化的步骤。在加热稳定化的浓缩乳制品的步骤之后或之前执行使稳定化的浓缩乳制品均质化的步骤又可以实现更灵活的方法。
[0023]
第三温度可以在120至140℃的范围内。第三时间段可以在1秒至8分钟的范围内。由此，将稳定化的浓缩乳制品在120至140℃范围内的第三温度下加热持续1秒至8分钟范围内的第三时间段的步骤可以减少稳定化的浓缩乳制品中的微生物，因而形成热处理的浓缩乳制品。
[0024]
本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。
附图说明
[0025]
现在将参考所附示意图以示例的方式描述本发明的实施方案，其中：
[0026]
图1是用于生产热处理的浓缩乳制品的系统100的示意图。
[0027]
图2是用于生产热处理的浓缩乳制品的方法200的框图。
具体实施方式
[0028]
参考图1，示出了系统100。系统100可用于生产热处理的浓缩乳制品cdp。下面将描述热处理的浓缩乳制品cdp和与生产热处理的浓缩乳制品cdp相关的系统100。热处理的浓缩乳制品cdp通常是uht处理或巴氏杀菌的浓缩乳制品。浓缩乳制品的示例是加糖和不加糖的炼乳。乳制品dp的示例是各种牛奶，例如半脱脂牛奶、脱脂牛奶和全脂牛奶。
[0029]
结合图1，系统100包含ro过滤器110。ro过滤器110可以包含一个ro过滤器。ro过滤器110可以包含串联布置的多个ro过滤器。此外，多个ro过滤器110可以并联布置。多个ro过滤器110可以串联和并联布置。ro过滤器110可以包含一个或多个膜。图1显示乳制品dp被提供给ro过滤器110。ro过滤器110可以包含平衡罐以接收乳制品dp。ro过滤器110可进一步包含一个或多个进料泵和一个或多个高压离心泵。一个或多个进料泵可有助于将乳制品dp泵送到ro过滤器110中。一个或多个高压离心泵可在所接收的乳制品dp通过ro过滤器110的膜之前增加其压力。一个或多个高压离心泵可以增加乳制品dp的压力，直到达到所需的预定压力。预定压力可以在21至32巴的范围内。乳制品dp接下来在预定压力下通过ro过滤器110，即通过ro过滤器110的膜。预定压力足以允许反渗透，使得ro过滤器110浓缩乳制品dp。在乳制品dp通过ro过滤器110的膜之后，乳制品dp可以分成滞留物流和渗透物流。滞留物流不通过该膜并形成浓缩乳制品dp。渗透物流是乳制品中通过该膜的水内容物的一部分。渗透流可以被丢弃或用于其他目的。ro过滤器110可进一步包含控制阀。控制阀可以被控制以控制ro过滤器110的膜上的压力和/或被进料到ro过滤器110的乳制品dp的量。例如，控制阀可以基于在ro过滤器110处的当前压力和/或基于根据所接收的乳制品的流量和滞留物流的流量算得的比率进行控制。ro过滤器110可进一步包含过滤回路。在过滤回路中，乳制品dp可以通过一个或多个回路泵。回路泵可以使浓缩的乳制品dp(即滞留物流)通过ro过滤器
110循环，直到达到乳制品dp的预定浓度。回路泵还可以确保乳制品dp在膜表面上的充分流动，从而使膜的结垢最小化。在达到乳制品dp的预定浓度时，浓缩乳制品dp可以离开ro过滤器110。ro过滤器110可以在第一温度下运行。第一温度可以在0到10℃的范围内。
[0030]
仍然结合图1，在使乳制品dp通过210ro过滤器110之后，可以将稳定盐s添加到浓缩乳制品dp中。
[0031]
仍然结合图1，系统100进一步包含预热单元120。图1显示预热单元120接收具有任选添加的稳定盐s的浓缩乳制品dp。预热单元120将浓缩乳制品dp在第二温度下预热第二时间段。预热单元120使浓缩乳制品dp稳定化。第二温度可以在95至125℃的范围内。第二时间段可以在30秒至6分钟的范围内。预热单元120可以是任何常规加热单元。例如，预热单元120可以是管式热交换器。管式热交换器可以包含直管和波纹管。管式换热器可提供最佳性能、长生产时间和低维护成本。替代地，板式热交换器可以用作预热单元120。预热单元120可以包含多个不同类型的热交换器。
[0032]
仍然结合图1，系统100进一步包含均质化单元130。图1显示均质化单元130布置在预热单元120的下游。均质化单元130减小稳定化的浓缩乳制品dp中的颗粒尺寸。均质单元130可以提高稳定化的浓缩乳制品dp的均质性、稳定性和口感。均质化单元190可以是本领域本身已知的任何常规均质化单元。
[0033]
仍然结合图1，系统100进一步包含加热单元140。图1显示加热单元140布置在均质化单元130的下游。加热单元140将稳定化的浓缩乳制品在第三温度下加热第三时间段以减少稳定化的浓缩乳制品中的微生物。第三温度可以在120至140℃的范围内。第三时间段可以在1秒至8分钟的范围内。加热单元140可以是任何常规加热单元。加热单元140可以提供uht处理或巴氏杀菌。例如，加热单元140可以使用直接或间接加热来执行uht处理。在直接uht加热的情况下，加热单元140可以将蒸汽注入稳定化的浓缩乳制品dp中。在间接uht加热的情况下，加热单元140可以以间接方式加热稳定化的浓缩乳制品dp。换言之，在间接uht加热的情况下，植物奶基质mb可能不与热源直接接触，而是可以由热交换器加热。在这种情况下，热交换器可以例如为板式换热器。图1显示加热单元140的出口是热处理的浓缩乳制品cdp。
[0034]
仍然结合图1，ro过滤器110、预热单元120、均质化单元130和加热单元140可以以任何顺序布置，只要加热单元140以直接或间接方式布置在预热单元120下游即可。例如，系统100可以布置成使得ro过滤器110可以布置在预热单元120的下游，均质化单元130可以布置在ro过滤器110的下游并且加热单元140可以布置在均质化单元130的下游。
[0035]
结合图2，图示了用于生产热处理的浓缩乳制品cdp的方法200的框图。方法200包含在第一温度下使乳制品dp在预定压力下通过210反渗透ro过滤器110，预定压力足以允许反渗透，从而浓缩乳制品dp。如上所述，可以使用ro过滤器110或多个ro过滤器110来执行使乳制品通过210ro过滤器110的步骤。如上所述，可以执行使乳制品通过210ro过滤器110的步骤。
[0036]
方法200可进一步包含在使乳制品dp通过210ro过滤器110的步骤之后，向浓缩的乳制品dp添加220稳定盐s。如上所述，可以执行向浓缩乳制品dp添加220稳定盐s的步骤。
[0037]
方法200可进一步包含在第二温度下将浓缩乳制品dp预热230第二时间段以使浓缩乳制品dp稳定化。如上所述，可以使用预热单元120来执行预热230浓缩乳制品dp的步骤。
如上所述，可以执行预热230浓缩乳制品dp的步骤。
[0038]
方法200可进一步包含使稳定化的浓缩乳制品dp均质化240以减小稳定化的浓缩乳制品dp中的颗粒尺寸。如上所述，可以使用均质化单元130来执行使稳定化的浓缩乳制品dp均质化240的步骤。如上所述，可以执行使稳定化的浓缩乳制品dp均质化240的步骤。
[0039]
该方法进一步包含在第三温度下加热250稳定化的浓缩乳制品dp第三时间段以减少稳定化的浓缩乳制品dp中的微生物，从而形成热处理的浓缩乳制品cdp。如上所述，可以使用加热单元140来执行加热250稳定化的浓缩乳制品dp的步骤。如上所述，可以执行加热250稳定化的浓缩乳制品dp的步骤。
[0040]
方法200可以以任何顺序执行，只要在加热250步骤之前执行预热230步骤即可。乳制品dp的预热230步骤可以在使乳制品dp通过210ro过滤器110的步骤之后执行。乳制品dp的预热230步骤可以在使稳定化的乳制品dp通过210ro过滤器110的步骤之前执行。使稳定化的浓缩乳制品dp均质化240的步骤可以在加热250稳定化的浓缩乳制品dp的步骤之后执行。使稳定化的浓缩乳制品dp均质化240的步骤可以在加热250稳定化的浓缩乳制品dp的步骤之前执行。
[0041]
从上面的描述可以看出，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求限定的主题范围内以其他方式实施。