(12) OPIS PATENTOWY (19) PL. (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DK95/00453

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DK95/00453 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO96/15677, PCT Gazette nr 25/96 (11) (13) B1 (51) IntCl7: A23C 3/037 (54)Sposób ciągłego sterylizowania płynu, zwłaszcza mleka i śmietany oraz instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: ,DK,1319/94 APV PASILAC A/S, Århus, DK (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórca wynalazku: BUP 19/97 Jens A. Jensen, Silkeborg, DK (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: WUP 01/01 Słomczyńska Elżbieta, POLSERVICE PL B1 (57) 1. Sposób ciągłego sterylizowania płynu, zwłasz cza mleka i śmietany, w którym płyn sterylizuje się przez bezpośredni styk z parą wodną, znamienny tym, że przed sterylizacją płyn koncentruje się w komorze próżniowej a podczas sterylizacji do płynu dodaje się parę w ilości odpowiadającej ilości wody usuniętej podczas koncentracji. 3. Instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany zawierająca urządzenie sterylizujące płyn podczas dostarczania do niego pary oraz komorę próżniową usuwającą wodę z płynu połączoną z pompą, znam ienna tym, że komora próżniowa (1) jest umieszczona przed urządzeniem sterylizującym (2), patrząc w kierunku przepływu płynu i jest połączona z urządzeniem sterylizującym (2) poprzez podgrzewający płyn pierwszy wymiennik ciepła (11), przy czym urządzenie sterylizujące (2) jest wyposażone we wtrysk płynu.

2 Sposób ciągłego sterylizowania płynu, zwłaszcza mleka i śmietany oraz instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób ciągłego sterylizowania płynu, zwłaszcza mleka i śmietany, w którym płyn stery lizuje się przez bezpośredni styk z parą wodną, znamienny tym, że przed sterylizacją płyn koncentruje się w komorze próżniowej a podczas sterylizacji do płynu dodaje się parę w ilości odpowiadającej ilości wody usuniętej podczas koncentracji. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed sterylizacją płyn podgrzewa się do temperatury od 115 C do 120 C w wymienniku ciepła. 3. Instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany zawierająca urządzenie sterylizujące płyn podczas dostarczania do niego pary oraz komorę próżniową usu wającą wodę z płynu połączoną z pompą, znamienna tym, że komora próżniowa (1) jest umieszczona przed urządzeniem sterylizującym (2), patrząc w kierunku przepływu płynu i jest połączona z urządzeniem sterylizującym (2) poprzez podgrzewający płyn pierwszy wymiennik ciepła (11), przy czym urządzenie sterylizujące (2) jest wyposażone we wtrysk płynu. 4. Instalacja według zastrz. 3, znamienna tym, że pomiędzy pompą (8) na wylocie (7) komory próżniowej (1) i wymiennikiem ciepła (11) jest umieszczony homogenizator (10). 5. Instalacja według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że przed komorą próżniową (1), patrząc w kierunku przepływu płynu, jest umieszczony wymiennik ciepła (5) połączony z komorą próżniową (1) rurą (5). 6. Instalacja według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że wylot pompy (15) jest połączony rurą (16) z wymiennikami ciepła pierwszym (17) i drugim (18) chłodzącym płyn. 7. Instalacja według zastrz. 6, znamienna tym, że wymienniki ciepła pierwszy (17) i drugi (18) są wymiennikami ciepła dwustopniowymi. * * * Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób i instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany. Z opisu patentowego AU-PS nr 610,233 znana jest instalacja do sterylizacji mleka. Instalacja taka jest bezpośrednią instalacją UHT (Direct Ultra High Temperature Plant). W takich instalacjach, para jest wtryskiwana do mleka dostarczanego do urządzenia sterylizującego w taki sposób, że mleko jest podgrzewane do temperatury w przybliżeniu 140 C. Następnie, mleko jest dostarczane do tak zwanej komory przetrzymującej, w której mleko jest utrzymywane przez określony okres (w przybliżeniu 2 do 15 sekund) w stanie podgrzanym. Następnie mleko jest transportowane, przez przelew, do komory próżniowej. W tej komorze próżniowej woda pochodząca z pary jest usuwana znowu w taki sposób, że stała zawartość mleka jest taka sama kiedy mleko opuszcza wspomnianą komorę próżniową jak przed dostarczeniem pary. Po przetworzeniu w komorze próżniowej, mleko jest zwykle transportowane do homogenizatora, a następnie poddawane chłodzeniu i pakowaniu. Znane są także instalacje, w których sterylizacja jest wykonywana za pomocą bezpośredniego wtryskiwania pary do mleka, za pomocą wtryskiwacza pary. Znany sposób sterylizacji polega na tym, że do mleka wtryskuje się parę, mleko podgrzewa się do około 140 C i przetrzymuje się je w tej temperaturze około 2 do 15 sekund, a następnie w komorze próżniowej odparowuje się wodę pochodzącą z pary, po czym mleko homogenizuje się, chłodzi i pakuje.

3 Znany jest też z opisu patentowego USA sposób kondensacji i sterylizacji mleka polegający na tym, że mleko kondensuje się, następnie dwukrotnie sterylizuje się najpierw w temperaturze około 60 C, a następnie w temperaturze około C (sterylizacja UHT) po czym mleko chłodzi się i ponownie kondensuje, a na końcu skondensowane mleko homogenizuje się i pakuje, przy czym do kondensacji stosuje się instalację, w której urządzenie sterylizujące jest urządzeniem niebezpośrednim, które nie posiada wtrysku pary do mleka. Instalacje takie są względnie kosztowne do wytwarzania między innymi dlatego, że składniki po obróbce cieplnej w urządzeniu sterylizującym muszą być aseptyczne. W celu spełnienia tego wymagania, w każdym miejscu muszą być wykonywane pomiary zapobiegawcze. Jest to między innymi zagadnienie związane z kosztownymi uszczelnieniami z zamknięciami dla pary zarówno w komorze próżniowej jak i w pozostałych składnikach stosowanych w urządzeniu sterylizującym, takich jak pompa i homogenizator. Celem wynalazku jest opracowanie instalacji, taniej w wytworzeniu. Sposób ciągłego sterylizowania płynu, zwłaszcza mleka i śmietany, w którym płyn sterylizuje się przez bezpośredni styk z parą wodną według wynalazku charakteryzuje się tym, że przed sterylizacją płyn koncentruje się w komorze próżniowej a podczas sterylizacji do płynu równocześnie dodaje się parę w ilości odpowiadającej ilości wody usuniętej podczas koncentracji w urządzeniu sterylizującym. Korzystnie, przed sterylizacją płyn podgrzewa się do temperatury od około 115 C do około 120 C w wymienniku ciepła. Instalacja do ciągłej sterylizacji płynów, zwłaszcza mleka i śmietany zawierająca urządzenie sterylizujące podczas dostarczania do niego pary oraz komorę próżniową usuwającą wodę z płynu połączoną z pompą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora próżniowa jest umieszczona przed urządzeniem sterylizującym, patrząc w kierunku przepływu płynu i jest połączona z urządzeniem sterylizującym poprzez podgrzewający płyn pierwszy wymiennik ciepła, przy czym urządzenie sterylizujące jest wyposażone we wtrysk płynu. Korzystnie, pomiędzy pompą na wylocie komory próżniowej i wymiennikiem ciepła jest umieszczony homogenizator. Korzystnie, przed komorą próżniową, kiedy patrzymy w kierunku przepływu płynu, jest umieszczony wymiennik ciepła połączony z komorą próżniową rurą. Korzystnie, wylot pompy jest połączony rurą z wymiennikami ciepła pierwszym i drugim chłodzącym płyn. Korzystnie, wymienniki ciepła pierwszy i drugi są wymiennikami ciepła dwustopniowymi. W ten sposób uzyskuje się znaczne zmniejszenie ilości składników stosowanych do sterylizacji. W komorze próżniowej woda jest usuwana z danego płynu w taki sposób, że wspomniany płyn jest dalej zagęszczany, a w urządzeniu sterylizującym ta ilość wody jest ponownie dodawana przez parę. Tak jak w znanej instalacji, temperatury i usuwanie oraz dodawanie wody są kontrolowane w taki sposób, że stężenie materii stałej w danym płynie jest takie samo na wylocie z instalacji jak i na wlocie do instalacji. Ponieważ komora próżniowa i związane z nią elementy są umieszczone przed urządzeniem sterylizującym, tej części instalacji nie stawia się żadnych wymagań dotyczących pomiarów aseptyczności, w wyniku czego cała instalacja jest tańsza do wytwarzania niż znana dotychczas. Umieszczenie homogenizatora przed urządzeniem sterylizującym oznacza ponadto, że nie wymaga się już, aby homogenizator był aseptyczny. Z tego powodu, homogenizator także może być wytwarzany względnie tanio. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym schematyczny widok instalacji do sterylizacji mleka albo kremu. Instalacja zawiera komorę próżniową 1 i urządzenie sterylizujące 2, przy czym obie części są znanego, tradycyjnego typu. Wlot 3 komory próżniowej 1 jest połączony odpowiednio długą rurą 4 z wymiennikiem ciepła 5, który jest z kolei połączony poprzez rurę 6 ze źródłem niewy sterylizowanego mleka albo śmietanki. Wylot 7 komory próżniowej 1 jest połączony z pompą

4 odśrodkową 8, której wylot jest z kolei połączony z rurą 9, komunikującą się z wymiennikiem ciepła 11 przez homogenizator 10 znanego, tradycyjnego typu. Ten wymiennik ciepła 11 jest połączony poprzez rurę 12, o odpowiedniej długości, z wlotem 13 zbiornika sterylizującego 2. Wylot 14 urządzenia sterylizującego 2 jest połączony z pompą odśrodkową 15, a w ten sposób, poprzez rurę 16 o odpowiedniej długości, z dwoma kolejnymi wymiennikami ciepła pierwszy 17 i drugi 18. Drugi wymiennik ciepła 18 jest połączony poprzez rurę 19 z zespołami (nie pokazanymi) do dalszej obróbki wysterylizowanego mleka albo kremu. Kiedy instalacja jest stosowana do sterylizacji mleka, nie-wysterylizowane, surowe mleko jest transportowane przy temperaturze około 5 C przez rurę 6 do wymiennika 5, w którym temperatura mleka jest podnoszona od około 90 do 100 C. Z tego wymiennika ciepła 5, płyn przepływa przez względnie długą rurę 4 do komory próżniowej 1, przy czym długość wspomnianej rury 4 jest taka, że mleko pozostaje w niej przez około 30 sekund, w wyniku czego, zanim mleko osiągnie komorę próżniową 1, zapewniona jest odpowiednia stabilizacja protein. W komorze próżniowej 1, woda jest wygotowywana, w wyniku spadku ciśnienia, na który jest wystawione mleko. Temperatura mleka na wylocie z komory próżniowej 1 spada do około 75 C, podczas kiedy para wodna jest odprowadzana w tradycyjny sposób przez rurę 20. Wynikowe dalej zagęszczone mleko jest szybko transportowane z komory próżniowej, a następnie do homogenizatora 10, za pomocą pompy odśrodkowej 8. Następnie zagęszczone mleko przechodzi przez wymiennik ciepła 11, w którym temperatura jest podnoszona od około 115 C do około 120 C. Za wymiennikiem ciepła 11 mleko przechodzi rurą 12 do urządzenia sterylizującego 2, w którym zagęszczone mleko jest poddane sterylizacji, jednocześnie będąc bezpośrednio zasilanym w parę, przez rurę 21. W zbiorniku sterylizującym 2 mleko jest podgrzewane do temperatury około 140 C, a następnie jest szybko transportowane na zewnątrz niego, za pomocą pompy odśrodkowej 15, tak, aby pozostało przez kilka sekund w rurze 16, zanim przejdzie przez wymienniki ciepła pierwszy 17 i drugi 18. W pierwszym wymienniku ciepła 17 temperatura jest obniżana do około 85 C, a w drugim wymienniku ciepła 18 temperatura jest obniżana do około 25 C. W rurze 16, pompa odśrodkowa 15 zapewnia, że wysterylizowane mleko jest utrzymywane przy względnie wysokim ciśnieniu w taki sposób, że ewentualnie pojawiająca się para jest pochłaniana przez mleko. Rozważane temperatury oraz sterowanie komorą próżniową 1 i urządzeniem sterylizującym 2 są wykonywane w taki sposób, że zapewnione jest, że ilość wody dostarczanej do urządzenia sterylizującego 2 jest taka sama jak ilość wody usuwanej w komorze próżniowej 1. Jak pokazano na rysunku, wymienniki ciepła 5 i 18 są połączone poprzez obwód płynowy 22, a wymienniki ciepła 11 i 17 są połączone poprzez obwód płynowy 23, w taki sposób, że energia jest wykorzystana w sposób optymalny. Wymienniki ciepła, 24 i 25, są połączone pomiędzy sobą obwodami płynowymi 22 i 23, przy czym zapewniają one utrzymanie za pomocą pary niezbędnej temperatury. Wynalazek został opisany w odniesieniu do korzystnego przykładu wykonania. Kiedy instalacja jest stosowana do obróbki innych płynów poza mlekiem, takich jak produkty do produkcji deserów, kremów itd., można nie stosować homogenizatora 10. W urządzeniu sterylizującym 2 możliwe jest zastosowanie wtryskiwacza pary do rozpylania pary bezpośrednio do strumienia mleka.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.