用于生产干酪原料乳的方法及用于生产干酪原料乳的装置

摘要

提供了干酪原料乳的生产，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。本发明提供有：第一离心分离器(3)，其将奶(1)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)和高细菌含量残渣(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。将所述奶油部分与所述渗透物组合以得到干酪原料乳(26)。

说明书

技术领域

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 产干酪原料乳的设备和方法。

背景技术

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 灭菌(参考专利文献1至3)。

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。

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。

用于微过滤器的微过滤器具有如下的结构，在所述结构中，多孔 膜(在下文被称为“膜”)形成于支撑物上。在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残留而没 有穿过该膜的浓缩渗余物。

干酪是通过下述步骤获得的：通过乳酸杆菌或被称作凝乳酶的酶 使奶凝结，从而获得酸奶样物质，去除水性成分(乳清)以获得白色固体， 接着对该白色固体物质进行压缩，从而获得干酪原料。

为了生产干酪，将干酪原料乳的细菌含量减少至最初水平的约 1/100对于生产干酪是重要的。能够以具有低细菌含量的奶开始是特别重要 的。

这是因为如果不小心培养了细菌，那么所获得的干酪必须丢弃。 进行充分热处理的奶不适于执行这样的灭菌。这是因为热处理减少所产生的 干酪的产量并且影响凝乳时间。

通常，干酪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，并且具有用于有低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和奶油部分的混合液体进行灭菌，并 将渗透物与经灭菌的包含渗余物和奶油部分的混合液体混合，从而获得干酪 原料乳。

此外，其他常规的干酪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，并且具有用于有低细菌含量的渗透物 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；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；以及高温灭菌单元，所述高温灭菌单元用于奶油部分进行灭菌，并将渗 透物与经灭菌奶油部分混合，从而获得干酪原料乳。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利No.2879153

专利文献2：日本经审查的专利公布No.H04-12933

专利文献3：日本经审查的专利公布No.H06-97945

发明内容

有待通过本发明解决的问题

在前一种常规的生产方法中，通过高温灭菌处理渗余物中所含的 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。并 且，高温灭菌会消耗大量的能量。

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 有关的细菌保留在离心分离器内，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，所以需要较高容量的离心 分离器。

本发明的一个目的在于提供一种用于生产干酪原料乳的设备和方 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。

用于解决问题的手段

本发明的一种用于生产干酪原料乳的设备的特征在于包括：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 低细菌含量的渗透物的出口以及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；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；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；以及用于对所述奶油部分进行 灭菌的高温灭菌单元；并且将所述渗透物与所述经过灭菌的奶油部分混合， 从而产生所述干酪原料乳。

本发明的用于生产干酪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 成具有低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 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；在高温灭菌单元对所述洁净部分进行灭菌；以及将所述渗透物 与所述经过灭菌的奶油部分混合，从而产生干酪原料乳。

本发明的效果

现在将描述本发明生产干酪原料乳的运作/操作和效果。

在本发明的干酪原料乳的生产中，从原料供应装置供应原料乳。 在本发明的说明书中，原料乳是通过对母牛、山羊、绵羊等进行挤奶而产生 的。

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。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。

在将原料乳供应到第一离心分离器中之前，可以对该原料乳分别 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以及使用阀门等 进行流速调节。

将来自第一离心分离器的脱脂乳部分供应到微过滤器的供应口， 用错流型微过滤器膜对脱脂乳部分进行处理，以及将该脱脂乳部分分离成具 有低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。

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；并且具有用于具有低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。

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普通的高温短时灭菌法 (HTST法，其中在72℃至78℃的温度下灭菌15秒)来杀灭。在产芽孢细 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。

本发明的干酪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的供应口，并以离心方式分离成具有低 细菌含量的洁净部分和高细菌含量部分。

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。

例如，用于清除细菌的第二离心分离器能够在不需要热处理的情 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％。

本发明的干酪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。

返回装置使洁净部分从用于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。

由于洁净部分含有具有极低细菌含量的脱脂乳部分，所以稀释了 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。

在本发明的干酪原料乳生产中，在高温灭菌单元中对主要返回干 酪的乳脂成分所需的奶油进行灭菌。

例如，在121℃的温度下对奶油进行高温热处理，然而，由于奶 油成分中能热降解的成分的数量是少的，所以将由高温热处理所造成的破坏 可以保持在最低程度。

在本发明的干酪原料乳生产中，将渗透物与含有干酪的乳脂成分 的经过灭菌的奶油部分混合，从而产生干酪原料乳。

干酪是通过下述步骤获得的：通过乳酸杆菌或被称作凝乳酶的酶 使干酪原料乳凝结，例如，从而获得酸奶样物质，将该酸奶样物质转变成白 色固体，接着对该白色固体物质进行压缩，从而获得干酪原料。

如上所述，通过执行本发明的干酪原料乳生产，可以生产干酪原 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

图1是示出根据本发明的一个实施例的干酪原料乳生产设备的示 意性流程图。

图2是示出常规的干酪原料乳生产设备的一个实施例的示意性流 程图。

图3是示出常规的干酪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

现在将参考附图详细描述本发明的实施方式。

图1是示出根据本发明的一个实施例的干酪原料乳生产设备的示 意性流程图。

在根据该实施方式生产干酪原料乳时，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。

首先，将原料乳(2)供应到第一离心分离器(3)的供应口 (4)，并以离心方式分离成奶油部分(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)。

在将原料乳(2)供应到第一离心分离器(3)中之前，可以对该 原料乳分别通过使用热交换器进行温度调节、使用泵等进行压强调节以及使 用阀门等进行流速调节，在图中未示出。

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，并分离成具有 低细菌含量的渗透物(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)。

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；并且具有用于具有低细菌含量 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)。

最终将来自离心分离器的脱脂乳部分(6)与奶油混合并用以生 产干酪。脱脂乳(6)含有细菌，并且细菌被分离到渗余物(15)中。

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)。

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(21)。

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细菌的60％至99％。

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)。

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。

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)。

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设备(离心分离器和微过滤 器)的负荷是可能的，其中，处理液体返回到该处理设备。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。

在本生产实施方式中，在高温灭菌单元(24)中对返回干酪的乳 脂所需的奶油(5)进行灭菌。

在本实施方式中，在121℃的温度下对奶油进行高温热处理；然 而，由于奶油部分中的能热降解的成分的数量是少的，所以可以将由高温热 处理所造成的破坏保持在最低程度。

在根据本实施方式进行生产中，将渗透物(14)与含有干酪用乳 脂的经过灭菌的奶油(25)混合，从而产生干酪原料乳(26)。

在如下未图示的工艺流程中通过下列步骤得到干酪：通过乳酸杆 菌或被称作凝乳酶的酶使干酪原料乳(26)凝结，例如，从而获得酸奶样物 质，将该酸奶样物质转变成白色固体，接着对该白色固体物质进行压缩，从 而获得干酪原料。

图2示出了常规的干酪原料乳生产设备。

在常规的干酪原料乳生产中，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低细菌含量的渗透物(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)用于对包含渗 余物(15)与奶油部分(5)的混合液体进行灭菌，以及将渗透物(14)与包 含渗余物(15)和奶油部分(5)的经过灭菌的混合物液体(25)混合，从而 产生干酪原料乳(26)。

如从上述比较可了解到的是，本发明的干酪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。

图3示出了另一常规的干酪原料乳生产设备的实施例。

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，并且具有用于具有低细菌含量的渗透物(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)；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)；以及高温灭菌单元(24)，所述高温灭 菌单元(24)对奶油部分(5)进行灭菌。将渗透物(14)与经过灭菌的奶油 部分(25)混合，从而产生干酪原料乳(26)。

如从上述比较所了解到的是，本发明的干酪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。

[实施例]

下文所述的实施例展示了能根据本发明生产干酪原料的方式。

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。

以1,000升/小时的速率从第一离心分离器去除具有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去除具有 0.05％的脂肪含量和3.60％的蛋白质含量的脱脂乳部分。

将脱脂乳部分供应到微过滤器。以8,550升/小时的速率去除具有 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 速率去除具有0.24％的脂肪含量和3.98％的蛋白质含量的渗余物。

将渗余物以450升/小时的速率引入到第二离心分离器。将洁净部 分从第二离心分离器去除，与脱脂乳部分混合，并且供应到微过滤器中。

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。

作为干酪的基本成分的奶油部分的流通过加热到121℃的高温进 行灭菌。将渗透物与经过加热处理的奶油部分的流混合，并且这种混合物用 作用于最终生产的干酪的标准化奶。

此外，本发明不限于上述实施例。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。

工业实用性

可以利用本发明来生产干酪原料乳。

附图标记的描述

2：原料乳

3：第一离心分离器

5：奶油部分

6：脱脂乳部分

11：微过滤器

14：渗透物

15：渗余物

18：第二离心分离器

20：洁净部分

24：高温灭菌单元

26：干酪原料乳