Способ и установка для непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА НА ОСНОВЕ МОЛОКА(71) Заявитель Тетра Лаваль Холдингз энд Файнэнс С.А.(73) Патентообладатель Тетра Лаваль Холдингз энд Файнэнс С.А.(57) 1. Способ непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, включающий предварительный нагрев путем косвенного подогрева, нагрев до температуры стерилизации путем прямой инжекции пара в продукт и охлаждение путем так называемого мгновенного охлаждения, при котором испаряется количество пара, соответствующее количеству добавленного пара, и окончательное охлаждение путем косвенного охлаждения, отличающийся тем, что перед мгновенным охлаждением продукт охлаждают от температуры стерилизации 140-150 С до температуры в интервале 90-120 С на первой ступени косвенного охлаждения,после которой продукт охлаждают путем мгновенного охлаждения до температуры 70-85 С. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительный нагрев осуществляют до температуры 90120 , после чего осуществляют инжекцию пара. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что предварительный нагрев включает стадию стабилизации протеина, при которой продукт после нагрева до температуры 80-100 С выдерживают при этой температуре в течение 0,5 - 5 мин. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стерилизуемый продукт проходит стадию гомогенизации после мгновенного охлаждения. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что инжекцию пара осуществляют в сопле для инжекции пара с подачей концентричных потоков пара и продукта. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение продукта от температуры стерилизации на первой стадии охлаждения осуществляют со скоростью охлаждения выше 5 С/с. 7. Установка для непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, содержащая первый теплообменник косвенного действия для предварительного нагрева продукта на основе молока, соединенный с емкостью для взвешивания, при этом теплообменник имеет одну или несколько ступеней предварительно 2967 1 го нагрева, сопло для инжекции пара, размещенное в трубопроводе, выходящем из теплообменника, секцию выдержки за соплом для инжекции пара, вакуумируемую емкость, в которой продукт охлаждается путем мгновенного охлаждения, и второй теплообменник косвенного действия для охлаждения продукта, отличающаяся тем, что между секцией выдержки и вакуумируемой емкостью установлен дополнительный теплообменник косвенного действия для охлаждения. 8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что упомянутый дополнительный теплообменник состоит из трубчатого теплообменника. Настоящее изобретение относится к способу непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока и установке для осуществления этого способа. Известен способ непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, включающий предварительный нагрев путем косвенного подогрева, нагрев до температуры стерилизации путем прямой инжекции пара в продукт и охлаждение путем так называемого мгновенного охлаждения, при котором испаряется количество пара, соответствующее количеству добавленного пара, и окончательное охлаждение путем косвенного охлаждения 1. Из того же патента известна установка для непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, содержащая первый теплообменник косвенного действия для предварительного нагрева продукта на основе молока,соединенный с емкостью для взвешивания, при этом теплообменник имеет одну или несколько ступеней предварительного нагрева, сопло для инжекции пара, размещенное в трубопроводе, выходящем из теплообменника, секцию выдержки за соплом для инжекции пара, вакуумируемую емкость, в которой продукт охлаждается путем мгновенного охлаждения, и второй теплообменник косвенного действия для охлаждения продукта. Однако известный способ и установка для стерилизации жидкого продукта не дают высокого качества обработанных продуктов, так как жесткая тепловая обработка приводит к высоким значениям лактулозы, что считается критерием порчи молока и иллюстрирует его невысокое качество. Технической задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для непрерывной стерилизации жидкого продукта, обеспечивающих высокое качество обработанных продуктов с низким значением лактулозы. Данная техническая задача решается за счет того, что в способе непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, включающем предварительный нагрев путем косвенного подогрева, нагрев до температуры стерилизации путем прямой инжекции пара в продукт и охлаждение путем так называемого мгновенного охлаждения, при котором испаряется количество пара, соответствующее количеству добавленного пара, и окончательное охлаждение путемкосвенного охлаждения, согласно изобретению, перед мгновенным охлаждением продукт охлаждают от температуры стерилизации 140-150 С до температуры в интервале 90-120 С на первой ступени косвенного охлаждения, после которой продукт охлаждают путем мгновенного охлаждения до температуры 70-85 С. Предварительный нагрев можно осуществлять до температуры 90-125 С, предпочтительнее 115-120 С,после чего можно осуществлять инжекцию пара, при этом предварительный нагрев может включать стадию стабилизации протеина, при которой продукт после нагрева до температуры 80-100 С выдерживают при этой температуре в течение 0,5-5 мин. Стерилизуемый продукт может проходить стадию гомогенизации после мгновенного охлаждения. Кроме того, инжекцию пара можно осуществлять в сопле для инжекции пара с подачей концентричных потоков пара и продукта, а охлаждение продукта от температуры стерилизации на первой стадии охлаждения можно осуществлять со скоростью охлаждения выше 5 С/с. Кроме того, техническая задача решается за счет того, что в установке для непрерывной стерилизации жидкого продукта на основе молока, содержащей первый теплообменник косвенного действия для предварительного нагрева продукта на основе молока, соединенный с емкостью для взвешивания, при этом теплообменник имеет одну или несколько ступеней предварительного нагрева, сопло для инжекции пара, размещенное в трубопроводе, выходящем из теплообменника, секцию выдержки за соплом для инжекции пара, вакуумируемую емкость, в которой продукт охлаждается путем мгновенного охлаждения, и второй теплообменник косвенного действия для охлаждения продукта, согласно изобретению, между секцией выдержки и вакуумируемой емкостью установлен дополнительный теплообменник косвенного действия для охлаждения. Кроме того, упомянутый дополнительный теплообменник может состоять из трубчатого теплообменника. Настоящее изобретение далее описывается со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором представлен вариант изобретения, показанный только в качестве примера. Температуры, указанные на чертеже, также должны рассматриваться как примерные. 2967 1 Емкость 1 для взвешивания продукта, который должен быть обработан в соответствии со способом по изобретению, соединен трубопроводом 2 с насосом 3, соединенным с теплообменником 4 косвенного действия, который в данном случае имеет две ступени предварительного нагрева. Способ, согласно изобретению, главным образом, отличается тем, что продукты на основе молока перед мгновенным охлаждением охлаждают от температуры 140-150 С посредством непрямого охлаждения до температуры в интервале 90-120 С, а затем от этой температуры продукт путем мгновенного охлаждения охлаждают до температуры 70-85 С. Жидкие продукты на основе молока могут, не говоря уже о молоке с различным содержанием жира в сливках, быть компонентом для восстановления молока, смесей мороженого или конденсированного, или выпаренного(сухого) молока. Продукты на основе молока чувствительны к механическому воздействию при температурах выше 110 С. Согласно предложенному способу, продукт осторожно механически охлаждают до температуры в интервале 90-120 С, и мгновенное охлаждение, т.е. выпаривание паром, начинают сначала при этом более низком уровне. При этой более низкой рабочей температуре получают меньшее количество накипи из корки продуктов на основе молока на стенках вакуумного сосуда. Различные компоненты молока меньше подвергаются разрушению,в связи с чем, согласно изобретению, получают более высококачественный молочный продукт. Не говоря уже о меньшей порче продукта, согласно изобретению, лучше выполняется деаэрация и дезодорация. Если продукт необходимо нагреть до температуры стерилизации 140 С, необходимо 25-30 кг пара/1000 кг продукта при работе с теплообменником косвенного нагрева. Для того чтобы нагреть продукт до той же температуры путем инжекции пара и мгновенного испарения, необходимо 135 кг пара на 1000 кг продукта. Согласно настоящему изобретению, используют только 70-75 кг пара на 1000 кг продукта. При использовании непрямых процессов расход воды достаточно мал. Греющая и охлаждающая вода может циркулировать в замкнутых контурах. В системах прямого нагрева и охлаждения расход воды достаточно велик,т.к. для охлаждения сосуда, в котором осуществляют мгновенное охлаждение, необходимо большое количество воды, порядка 1000 л охлаждающей воды на 1000 л продукта. При использовании способа, согласно изобретению, необходима только половина этого количества воды,поскольку мгновенное охлаждение осуществляется при более низкой температуре. Согласно способу по изобретению, предварительный нагрев продукта на основе молока осуществляют путем косвенного нагрева до температуры 90-125 С, предпочтительнее до температуры 115-120 С, после которого осуществляют окончательный нагрев посредством инжекции пара в продукт. Ранее предварительный нагрев проводили только до температуры порядка 80 С. Это означает, что количество пара, необходимое для увеличения температуры в процессе инжектирования пара, уменьшилось. Способ, согласно изобретению, обычно включает прием стабилизации белков в течение предварительного нагрева. Продукт выдерживают при необходимой температуре в течение 0,5-5 мин после нагрева до 80100 С. Согласно способу по настоящему изобретению, стерилизуемый продукт соответствующим образом гомогенизируют на этапе, который следует после мгновенного охлаждения. Обычно инжекцию пара осуществляют с помощью сопла для инжекции пара, через которое пар и продукт вводят в виде концентричных потоков. Преимуществом предложенного способа является то, что охлаждение продукта от температуры стерилизации сначала осуществляют косвенным охлаждением со скоростью охлаждения выше 5 С/с, т.е. температура продукта снижается, по крайней мере, на 5 С в секунду. Если позволяет оборудование, то скорость охлаждения может быть увеличена до 7-11 С/с. Таким образом, способ осуществляется следующим образом. Когда продукт нагрелся до соответствующей температуры, 90 С, его пропускают через ячейку выдержки для стабилизации протеина. Затем продукт возвращают в теплообменник для еще одного предварительного подогрева до 117 С. Затем продукт пропускают через сопло 6 для инжекции пара, в котором продукт смешивается с паром 7 и при этом нагревается до температуры 145 С. После прохождения через короткую секцию выдержки 9 продукт охлаждается водой в теплообменнике прямого действия до температуры 111 С. Из теплообменника 9 продукт последовательно направляется в вакуумируемую емкость 10, в которой продукт мгновенно охлаждается за счет испарения того количества жидкости, которое было добавлено паром. Продукт выходит из вакуумной емкости 10 с температурой 80 С и затем охлаждается во втором теплообменнике косвенного действия 11 до температуры 25 С. В случае необходимости между двумя ступенями предварительного нагрева может быть установлен дополнительный насос для увеличения деления. После вакуумного сосуда или, возможно, после первой ступени предварительного нагрева может быть установлен гомогенизатор для гомогенизации продукта. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3