Способ пастеризации молочных продуктов в емкости Советский патент 1992 года по МПК A23C3/00 A01J25/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение- при пастеризации и охлаждении молочных продуктов, в частности при изготовлении сычужных сыров, например пошехонского и голландского, на сыродельных заводах и в цехах-по переработке молока относительно небольшой мощности.

Цель изобретения - сокращение времени обработки и повишение качества продукта .

.... , / , .: -V- -.Vi;.-: . ::- . -.. - .

На фиг. 1 показана принципиальная схема установки, реализующей способ пае1 теризации и охлаждения молочных продуктов; на фиг. 2 - емкость, продольное сечение..

Установка содержит емкость 1 с крыш- кой 2 и рубашкой 3 для теплоносителя, мешалку 4, источник 5 теплоносителя и источник 6 хлздоносителя (водопроводная или ледяная вода). Установка снабжена бар- ботером 7. размещенным у дна емкости, взкуум-насосом В, например, гидокольцевым, подключенным к паровой полости 9 емкости. Источник теплоносителя выполнен в виде парового котла с вентилем 10 и дроссельной шайбой 11 производительностью по сухому .насыщенному пару 100-300 кг/ч и избыточным давлением 0.7 эти. Барботер совмещен с мешалкой и выполнен в виде перфорированной трубы, установленной поперек дна емкости с возможностью про- дольного возвратно-поступательного движения. Диаметр отверстий или ширина щом соответствует начальному диаметру барботируомых пузырьков пара. Вход водо- кольцевого насоса по воде подключен к ис- точникухладоносителя, а выход - к рубашке емкости.- /

Способ пастеризации молочных продуктов осуществляют следующим образом.

Емкость предварительно Стерилизуют и заполняют молоком. Теплоноситель в виде насыщенного водяного пара давлением до 0,7 эти подают в барботер-мешалку, пере- мёщаюлг его t вдоль емкости, за счет чего шлейф из пузырьков разворачивают в виде горизонтальной завесы, которая медленно поднимается в слое молочного продукта после одного прохода барботера-мешалки. Одновременно пузырьки пара постепенно конденсируются и уменьшаются в диамет- ре, передавая тепло конденсации близлежащим слоям жидкости путем конвекции. Во избежание местного перегрева молочного продукта диаметр пузырьков выбирают из соотношения

tf-.1,82g 0

в Г An (r + c0

40

где g 9,8 м/с2;- -- Р объемное расширение молока,

град 1:.

. V,Я - соответственно кинематическая

)}..

вязкость, м /с , и теплопроводность, Вт/мг 45 град; .

г,с-соответственнотеплота конденсации, Дж/кг. и теплоемкость пара, Дж/кг« град;

0- средний градиент температур в мр- 50 локе, град;

G - подача пара на единицу горизонтальной поверхности емкости, кг/м2 С;

п - частота перемещения, .

После вытеснения парооой завесы из 55 придонного слоя емкости холодным молоком барботер-мешэлку перемещают в обратном направлении и повторяют цикл барботажа. конденсации и нагрева слоев молока до заданной температуры 75°С, не0 5

0 5 0 5

0

5

0

5

обходимой при изготовлении сычужных сыров. Частоту перемещения барбогера-ме- шалки, соответствующую периодичности подачи пара, выбирают исходя из времени прохождения паровой завесы через придонный слой емкости толщиной, соответствующей диаметру трубы барботерэ-мешалки. Это время не должно превышать врёк5ы/Г существования (конденсации) паровых пузырьков. Длтг типовых приводов мешалок молочных продуктов максимальная частота перемещений не превышает 20 ч .

Повле выдержки .молочного продукта при температуре пастеризации 75°С осуществляют процесс охлаждения. Герметизируют емкость с помощью крышки. Откачивают паровоздушную смесь, постепенно понижая давление в емкости от атмосферного до заданного вакуумного разрежения. После того как давление в емкости станет ниже давления насыщенных паров, жидкость начинает кипеть. Пренебрегая теплообменом ванны с окружающей средой, можно считать/что скорость охлаждения пропорциональна скорости .испарения, определяемой, в свою очередь, и скоростью откачки пара.

Если по техпроцессу требуется стабилизировать влагу в молочном продукте, то охлаждение от температуры пастеризации до начальной температуры молока осуществляют только за счет откачки пара без теплообмена емкости с окружающей средой. После этого дальнейшее охлаждение проводят ледяной водой, которую подают в рубашку емкости. . . . .

В случае необходимости снижения влаги молочном продукте в процессе охлаждения за счет кипения- жидкости и откачки пара в рубашку емкости подают теплоноситель. Тогда процесс охлаждения тем самым замедляется или даже приостанавливается при одновременном испарении и откачке влаги. Так, при дополнительном выпаривании влаги, например, с уменьшением влаго- содержания на 1% от исходной массы 1500 кг дополнительное количество теплоты, подводимое при кондуктиеном нагреве, составляет Q rm . 2450 15 36.8 МДж. До- полнительный нагрев осуществляют путем подачи соответствующего количества пара из парового котла в рубашку емкости. Контроль и измерение количества подводимого или отводимого тепла целесообразно осуществлять по изменению температуры молочного продукта при одновременном прекращении вакуумирования (откачки пара). Например, после охлаждения молочного продукта, только за счет пакуумирования, до исходной температуры 20°С прекращают откачку пара и нагревают продукт путем

подачи пара в рубашку емкости. Так, температура нагрева

36,8 103 кД

ж

1500 кг

.

cm 4,2 кДж/кг. град

5,8°С -- ;- .-. -

После этого продолжают охлаждение, например, до 20°С только за счет вакуумной откачки пара. Охлаждение продукта до температуры ниже исходной осуществляют известным путем холодной или ледяной водой, при этом влагосодержание не изменяется.

Для повышения влаги в молочном продукте в рубашку емкости подают хладагент, тем самым повышая скорость охлаждения и оставляя избыточное количество влаги в молочном продукте. Так, при увеличении вла- госодержания на 1 %, или на 15 кг для 1500 кг молока, в рубашку емкости, обратно предыдущему случаю, подают холодную или ледяную воду для теплоотвода 36,8 МДж.

С целью повышения производительности rio пару и разрежения в емкости хладагент сначала подают на вход по воде водокольцевого насоса, снижают температуру в его рабочей полости, а затем - в рубашку емкости.

Пример. Нагрев 1500 кг молока в типовой емкости 2 м.

Принимают градиент температур моло5

10

15

20

25

Охлаждение молочного продукта от температуры 75 до 35°С может быть осуществлено в течение 30 мин при использовании водокольцевого вакуум-насоса соответствующей производительности. Увеличивая скорость откачки, пропорционально увеличивают теплоотдачу и уменьшают время охлаждения молочного продукта.-,Использование предлагаемогбО особа пастеризации молочных продуктов позволяет достигнуть более высокую производительность, качество и стерильность изготовления.

Формула изобретени я

1. Способ пастеризации .молочных продуктов в емкости, включающий нагрев с одновременным перемешиванием до температуры пастеризации, выдержку и кондуктивное охлаждение до заданной температуры, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени обработки и повышения качества продукта, нагрев осуществляют путем периодического барботи- рованйя насыщенного водяного пара в придонном слое, а после выдержки емкость герметизируют с последующим вак уумиро- ванием до исходной температуры молочного продукта, при этом диаметр пузырьков пара выбирают из соотношения.

d 1,82g ftS

Яо

G(r+c

©Г

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при пастеризации молочных продуктов, в частности при изготовлении сычужных сыров на заводах и в цехах по переработке молока относительно небольшой мощности. Цель изобретения - сокращение времени обработки и повышение качества продукта. Способ включает нагрев с одновременным перемешиванием до температуры пастеризации, выдержку и кондуктивное охлаждение до заданной температуры. Нагрев осуществляют путем барботирования насыщенного водяного пара в придонном слое, после выдержки емкость герметизируют с последующим вакуумированием до исходной температуры молочного продукта, при этом диаметр пузырька пара выбирают из соотношения d 1.82g ft x . x(r +с0)4гдед 9,8м:/с2; /3-объемное расширение молока, v, Я-соответственно кинематическая вязкость, м2/с2, теплопроводность. Вт/м-град; г, с - соответственно теплота конденсации, Дж/кг, и теплоемкость пара, Дж/кг- град; © - средний градиент температур в молоке, град; G - подача пара на единицу горизонтальной поверхности емкости, кг/м2- с;г -частота перемешивания, с . С целью регулирования влагосодёржания молочного продукта в процессе вакуумирования осуществляют кондуктивный нагрев или дополнительное охлаждение. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (/ С N О со о го ел

ка 0 - 5 С, диаметр трубы 30 мм, d 5 и 10 мм. Из теплового баланса количество подаваемого пара для нагрева 1500 кг молока от 20 до 75°Ссоставляет около 120 кг. Из предлагаемого соотношения для диаметра 5 мм G/n 11.кг/м ; для диаметра пузырьков 10 мм соответственно 10кг/м . что определяет при частоте перемещений 10 скорость подачи пара соответственно 220 и 190 кг/ч и обеспечивает нагрев молочного продукта примерно за 30 и 40 мин. Увеличение частоты перемещений пропорционально повышает допустимую скорость подачи пара. Из приведенных численных примеров видно, что верхний предел скорости подзчи пара составляет около 1000 кг/ч и минимальное время пастеризации молока около 10 мин.

где ft - объемное расширение молока, град 1;

V,Я - соответственно кинематическая

9

вязкость, м/с и теплопроводность. Вт/м рэд;. ч .- ..

г, с - теплота конденсации, Дж/кг и теп- лоемкость пара, Дж/кг-гр;

0- средний градиент температур в молоке, град;.

G - подача пара на единицу горизонтальной поверхности емкости, кг/м -с; п -частота перемешивания, .

тем, что, с целью регулирования влагосодержания молочного продукта, в процессе вакуумирования осуществляют кондуктивный

нагрев или дополнительное охлаждение.

( J ( J CT

N

. -- r.i :ls - i-2&:3 f iЈi$$l - Ji rk f: f:;.

- ;:fe: ,.:,.;-. , -::-«/ - .: . сраг.1

..;:

4,

vv

/

Редактор Н. Лазаренко

Составитель А. Берлин

Техред М.МоргенталКорректор Н. Ревская

0 о -t, О O-t

,;,Д

7 ФА/г.2