RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 205075 (21) Numer zgłoszenia: 365466 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 07.05.2001 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 07.05.2001, PCT/US01/14927 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 14.11.2002, WO02/89591 PCT Gazette nr 46/02 (51) Int.Cl. A23C 1/12 (2006.01) A23C 1/16 (2006.01) A23C 3/02 (2006.01) (54) Ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT) oraz sposób jego wytwarzania (73) Uprawniony z patentu: MOO TECHNOLOGIES, LLC,Batavia,US (43) Zgłoszenie ogłoszono: 10.01.2005 BUP 01/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2010 WUP 03/10 (72) Twórca(y) wynalazku: Ronald A. Reaves,Cincinnati,US Ronnie L. Howard,Kettering,US (74) Pełnomocnik: Górczak Jolanta, Rzecznik Patentowy, JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY, BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH PL 205075 B1
2 PL 205 075 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT) oraz sposób jego wytwarzania. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze do mieszania z wodą w celu odtworzenia napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka. Koszt transportowania i magazynowania świeżego mleka jest znaczny ze względu na jego krótki termin przydatności do spożycia i ciężar. Ponieważ świeże mleko jest szeroko stosowane przez wojsko amerykańskie i jest jednym z najważniejszych amerykańskich towarów eksportowych, od dawna odczuwana jest potrzeba wytworzenia koncentratu mleka o przedłużonej trwałości oraz opakowania wyrobu o mniejszym ciężarze do transportu i składowania, który po odtworzeniu zapewnia identyczne fizyczne i smakowe właściwości jak świeże mleko. Stan techniki obejmuje różne aspekty pasteryzacji mleka w bardzo wysokiej temperaturze, wytwarzania skondensowanych produktów mleczarskich oraz odtwarzania skoncentrowanych ciekłych napojów. Nigdzie jednak w stanie techniki nie przedstawiono ciekłego koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze, pakowanego do dozowania odtworzonego napoju mlecznego w istniejących dozownikach napojów lub do transportowania dużych ilości koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze na całym świecie, aby uzyskać odtworzone mleko w miejscu przeznaczenia, posiadające takie same właściwości fizyczne i smak jak świeże mleko. Opis patentowy US 2,860,057 ujawnia wyrób ze sterylizowanego odparowanego lub skondensowanego mleka o końcowym żądanym stężeniu 16-35% wszystkich ciał stałych w porównaniu z normalnym stężeniem wszystkich ciał stałych wynoszącym 8,0-8,5%. Każdy z różnych procesów obejmuje etapy podgrzewania i pasteryzacji, obejmujące krótkotrwałą sterylizację w wysokiej temperaturze po uprzednim konwencjonalnym zagęszczeniu mleka. Opisane przetwarzanie pozwala na uniknięcie gęstnienia starzeniowego lub żelowania mleka podczas sterylizacji w wysokiej temperaturze przeprowadzanej przed lub po pakowaniu w puszkę. Jeżeli stosuje się aseptyczny sposób puszkowania, sterylizowany koncentrat jest następnie homogenizowany w sterylnych warunkach. Odtwarzanie obejmuje złożone rozcieńczanie, mieszanie i porównanie barwy z podanym objętościowym stosunkiem mieszania wody do odparowanego mleka jak 1:1. Opis patentowy US 4,921,717 ujawnia proces wytwarzania skoncentrowanego mleka sterylizowanego w bardzo wysokiej temperaturze, obejmujący najpierw sterylizację częściowo zagęszczonego produktu mlecznego, a następnie dalsze zagęszczanie tego produktu mlecznego w warunkach sterylnych. Proces ten odchodzi od stosowania stabilizatorów w opisanym koncentracie mleka wytworzonym z pełnego lub odtłuszczonego mleka krowiego. Chociaż skoncentrowane mleko może być rozcieńczane do użycia zamiast świeżego mleka, zgłaszający usiłuje wytwarzać odtworzony napój mleczny, który smakuje podobnie jak świeże mleko, ze sterylizowanego w bardzo wysokiej temperaturze mleka zagęszczonego bez stabilizatorów, jednakże wysiłki takie okazały się bezowocne. Jest to słuszne zwłaszcza wtedy, gdy do procesu odtwarzania wykorzystuje się dozowniki napojów. Opis ten ogólnie ujawnia rozcieńczanie sterylizowanego mleka zagęszczonego, do użycia zamiast świeżego mleka, ale nie podaje szczegółów, jak to rzekomo robi się. Opis patentowy US 4,842,884 ujawnia koncentrat mleka utworzony z mieszaniny nie zawierających tłuszczu suchych ciał stałych mleka, wody, oleju jadalnego i cukru. Koncentrat taki można albo zamrozić do późniejszego użycia, albo natychmiast zmieszać z wodą w celu wytworzenia napoju. Po odtworzeniu można go przechowywać przez około 5 dni. W opisie tym nie ma żadnych informacji umożliwiających wytwarzanie koncentratu mleka, który może być przechowywany w stanie ciekłym co najmniej 60 dni i przez czas dłuższy niż 90 dni i może być odtwarzany przy użyciu znanych urządzeń do wydawania soków. Opisy patentowe US 2,570,231; US 3,108,875; US 4,362,756 oraz US 5,766,666 ujawniają słodzone zagęszczone mleko beztłuszczowe, zagęszczoną śmietanę, zagęszczone mleko o zawartości tłuszczu mleka co najmniej 8% oraz zagęszczone mleko o zmniejszonej zawartości tłuszczu i/lub beztłuszczowe, które to wyroby są różnie traktowane, by wytworzyć w każdym przypadku nowy słodzony skondensowany wyrób mleczarski. Zagęszczoną śmietanę stosuje się jako źródło tłuszczu w lodach. Pozostałe trzy skondensowane wyroby mleczne są wykorzystywane w piekarnictwie i cukiernictwie oraz przez odbiorców detalicznych do wytwarzania wypieków. Opis patentowy US 4,091,118 ujawnia słodzone mleko skondensowane na bazie warzywnej, używane do kawy. Żaden z tych patentów nie
PL 205 075 B1 3 ujawnia jednakże skondensowanego ciekłego wyrobu mlecznego do uzyskiwania przez odtwarzanie napoju, który smakuje jak świeże mleko. Opis patentowy US 2,565,085 ujawnia zwykłe podgrzewanie pełnego mleka w celu zniszczenia bakterii, pleśni, drożdży itp. Podgrzewanie takie pomaga również w zachowaniu tekstury wyrobu mlecznego. Takie podgrzewanie mleka zwykle przeprowadza się w temperaturze 63-79 C (145-175 F). Zgodnie z tym opisem stosuje się obróbkę mleka w bardzo wysokiej temperaturze przed odparowaniem, zamiast dotychczasowej praktyki podgrzewania, w celu wytworzenia koncentratu mleka, który nie jest przeznaczony do wytwarzania odtworzonego napoju z dozownika napojów ani do opakowania zawierającego do 1135 litrów (300 galonów) koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze. Opis patentowy US 5,260,079 ujawnia sposób i urządzenie do regulowania zawartości tłuszczu w mleku przy użyciu podanych parametrów procesu mieszania chudego mleka ze śmietaną. Opisy patentowe US 5,223,299 oraz US 5,229,159 ujawniają sterylizowanie mleka bez stabilizatorów oraz końcowy koncentrat mleka, w opakowaniu, przeznaczony do kawy. Wreszcie opis patentowy US 4,282,262 ujawnia frakcję mieszanki mleka, stosowaną jako mrożony deser w podwójnym opakowaniu. Taka mieszanka mleka zawiera heksametafosforan sodu i karageninę, użyte razem jako stabilizatory. Nic w tym patencie nie dotyczy jednak wytwarzania sterylizowanego w bardzo wysokiej temperaturze mleka skondensowanego, pakowanego do użycia w dozowniku napojów, gdzie koncentrat mleka może być odtwarzany jako napój mleczny, który ma właściwości świeżego mleka. Te znane materiały stabilizujące nie są zatem związane z funkcjami wymaganymi przy wytwarzaniu pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze koncentratu mleka według niniejszego wynalazku. Celem wynalazku jest dostarczenie stabilnego ciekłego koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze, z którego jest możliwe uzyskanie napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka. Według wynalazku, ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT), do mieszania z wodą w celu odtworzenia napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka, charakteryzuje się tym, że stanowi pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT) ciekły koncentrat mleka, wytworzony przez bezpośrednie wprowadzanie pary wodnej do mieszanki skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem, przy czym ten UHT koncentrat ma zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka co najmniej 29,9% wagowych oraz zawiera poniżej 1% wagowego stabilizatora, przy czym stabilizator zawiera 97% do 99% heksametafosforanu sodu oraz 1% do 3% karageniny i jest wytworzony poprzez rozpuszczenie heksametafosforanu sodu oraz karageniny w wodzie w warunkach energicznego mieszania. Korzystnie, koncentrat ma wartość ph w zakresie 6 do 8. Korzystnie, zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi od 35% do 46% wagowych. Korzystnie, zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi od 35% do 46% wagowych, zaś zawartość tłuszczu w koncentracie wynosi od 0,74% do 11,77% wagowych. Korzystnie, koncentrat jako stabilizator zawiera karageninę typu kappa. Według wynalazku, sposób wytwarzania ciekłego koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze (UHT), do mieszania z wodą w celu odtworzenia napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka, charakteryzuje się tym, że wytwarza się zawiesinę stabilizatora poprzez rozpuszczenie stabilizatorów w postaci heksametafosforanu sodu oraz karageniny w wodzie w warunkach energicznego mieszania, przy czym skład stabilizatora obejmuje stabilizator w postaci heksametafosforanu sodu w zakresie 97% do 99% oraz stabilizator w postaci karageniny w zakresie 1% do 3%, następnie miesza się zawiesinę stabilizatora z pasteryzowanym koncentratem mleka płynnego, który to koncentrat wytwarza się przez ogrzewanie produktu wyjściowego w postaci ciekłego mleka w próżni w temperaturze pasteryzacji, przy czym stabilizator dodaje się w takiej ilości, by jego zawartość w koncentracie mleka UHT wynosiła poniżej 1% wagowych, po czym mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem poddaje się pasteryzacji wysokotemperaturowej przez wprowadzanie pary wodnej bezpośrednio w ciągły przepływ tej mieszanki skondensowanego ciekłego mleka przy temperaturze pasteryzacji wysokotemperaturowej i wytwarza się UHT koncentrat mleka, w którym zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi co najmniej 29,9% wagowych.
4 PL 205 075 B1 Korzystnie, stosuje się skondensowane chude mleko zawierające 35% do 36,5% nietłuszczowych ciał stałych mleka, w ilości 87% do 90% wagowych, oraz od powyżej 8,5% do 10,5% wagowych tłuszczu, zwłaszcza śmietany. Korzystnie, w etapie kierowania ciągłego przepływu ogrzewa się mieszankę skondensowanego ciekłego mleka w bezpośrednim kontakcie z wprowadzaną parą wodną w temperaturze od 142,2 C do 145,5 C i wytwarza się UHT koncentrat mleka. Korzystnie, w etapie kierowania ciągłego przepływu przeprowadza się pierwsze ogrzewanie mieszanki skondensowanego ciekłego mleka do temperatury 82,2 C przez czas od 30 do 36 sekund, a następnie kieruje się ogrzaną mieszankę skondensowanego ciekłego mleka do bezpośredniego kontaktu z wprowadzaną parą wodną przy temperaturze 143,3 C do 145,5 C, przez od 2 do 5 sekund, i wytwarza się UHT koncentrat mleka. Korzystnie, stosuje się mieszankę skondensowanego ciekłego mleka o lepkości w zakresie 300 do 400 mpa s w temperaturze od 4,4 C do 7,2 C, i wytwarza się UHT koncentrat mleka o lepkości w zakresie od 1000 do 1500 mpa s w temperaturze od 4,4 C do 7,2 C. Korzystnie, za pomocą stabilizatora utrzymuje wybraną wartość ph mieszanki skondensowanego ciekłego mleka w zakresie 6 do 8. Korzystnie, jako stabilizator stosuje się karageninę typu kappa. UHT koncentrat mleka według wynalazku jest stabilny podczas przechowywania, tj. może być przechowywany przez co najmniej 60 dni. Ilości stabilizatora są skuteczne by zapewnić: (a) przedłużony termin przechowywania co najmniej 60 dni bez granulacji i/lub rozdzielania się ciał stałych mleka, (b) nieoddzielanie się ciał stałych mleka po rozcieńczeniu wodą oraz (c) tworzenie po rozcieńczeniu wodą pitnego wyrobu o właściwościach i smaku zwykłego świeżego mleka. Stabilny UHT koncentrat mleka według wynalazku (mający trwałość co najmniej 60, a zwłaszcza więcej niż 90 dni), zawarty w opakowaniu do przechowywania, waży 3-4 razy mniej niż wytwarzana z niego ilość odtworzonego mleka, które smakuje jak zwykłe świeże mleko. Opakowania zawierające UHT koncentrat mleka według wynalazku mogą być używane w aktualnie dostępnych maszynach do odtwarzania i dozowania soków. Używanie UHT koncentratu mleka zapewnia znaczne oszczędności na kosztach eksportu, w zastosowaniach wojskowych, takich jak okręty nawodne i podwodne oraz w handlowych i rządowych programach usług żywnościowych. UHT koncentrat mleka może być przechowywany w znormalizowanych opakowaniach detalicznych około 0,5 litrowych (1 pintowych) albo około 1 litrowych (1 kwartowych) dla odbiorców detalicznych, którzy otrzymują po odtworzeniu 2 litrów napoju mlecznego z 0,5 litra koncentratu, albo 4 litry napoju mlecznego z 1 litra koncentratu. UHT koncentrat mleka może być wzbogacony witaminami i innymi składnikami odżywczymi, które spełniają specjalne potrzeby dietetyczne specjalnych grup posiadających ograniczenia dietetyczne. UHT koncentratu mleka, pakowany w ilości do 1135 litrów (300 galonów) umożliwia ekonomiczne odtwarzanie koncentratu na miejscu przeznaczenia przy użyciu istniejącego sprzętu dozującego oraz innych nieskomplikowanych, prostych technik mieszania koncentratu mleka przy stosunku wody do koncentratu w zakresie od 3:1 do 4:1 objętościowych. Opakowanie zawiera zwykle 1135 litrów UHT koncentratu mleka. W jednym wykonaniu opakowanie to zawiera pojemnik zawierający wybraną ilość UHT ciekłego koncentratu mleka i ma konstrukcyjną przeznaczoną do stosowania ze środkami dozowania, które obejmują środki do mieszania UHT ciekłego koncentratu mleka z wodą, by wytworzyć odtworzony napój mleczny, który smakuje jak świeże mleko. Koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze zawiera skondensowane chude mleko o dużej zawartości ciał stałych (HSCS), w ilości 80-90% wagowych, oraz stabilizator w ilości mniejszej niż 1%. Wstępnie pasteryzowane chude mleko skondensowane ma całkowitą zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka w zakresie 35,0-36,5% wagowych, śmietana (stosowana ewentualnie do podwyższenia zawartości tłuszczu) ma zawartość tłuszczu mleka 36,0-42,0%, a stabilizator zawiera heksametafosforan sodu w ilości 97,0-99,0% i karageninę (korzystnie typu kappa) w ilości 1,0-3,0%. W specjalnym wykonaniu opakowanie koncentratu mleka ma konstrukcję umożliwia-
PL 205 075 B1 5 jącą zastosowanie urządzeń do dozowania cieczy, zawierających dyszę wylotową do mieszania UHT koncentratu mleka z wodą w celu wydawania odtworzonego ciekłego napoju mlecznego. Sposób wytwarzania ciekłego koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze obejmuje ogrzewanie początkowego produktu mlecznego do podwyższonej temperatury pasteryzacji pod zmniejszonym ciśnieniem przez czas wystarczający do odparowania cieczy z początkowego produktu mlecznego, by wytworzyć pasteryzowany pośredni ciekły koncentrat mleka o dużej zawartości ciał stałych. Pewną ilość śmietany miesza się z tym pośrednim koncentratem mleka, by wytworzyć skondensowaną ciekłą mieszankę zawierającą wymaganą ilość tłuszczu, nadająca się do uzyskania odtworzonego napoju mlecznego o żądanych właściwościach smakowych. Końcowy ciekły koncentrat mleka wytwarza się przez mieszanie wystarczającej ilości stabilizatora z uprzednio określoną ilością skondensowanej ciekłej mieszanki (tj. mieszanki zawierającej wymaganą ilość tłuszczu). Stabilizator ten służy do zapewnienia równomiernego rozprowadzenia i uniemożliwiania oddzielania się i osiadania ciał stałych mleka w ciekłym koncentracie mleka pasteryzowanym w bardzo wysokiej temperaturze podczas składowania. Stabilizator służy do wytwarzania kompleksowego związku proteinowego, by tworzyć stabilną zawiesinę składników koloidalnych i zasadniczo równomiernie rozprowadzać te składniki koloidalne w ostatecznym ciekłym koncentracie mleka. Stabilizatory utrzymują wybraną wartość ph końcowego ciekłego koncentratu mleka w zakresie 6-8 podczas etapu pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze. Stabilizator ponadto służy do zapobiegania cieplnej koagulacji protein mleka przy wybranej wartości ph końcowego koncentratu mleka. Całkowita zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka w ostatecznym ciekłym koncentracie mleka wynosi co najmniej 29,9% wagowych koncentratu, aby wytwarzać z tego koncentratu odtworzony napój mleczny o zawartości nietłuszczowych ciał stałych mleka co najmniej 8,25% wagowych. Wytworzony ciekły koncentrat mleka ze stabilizatorem pasteryzuje się w bardzo wysokiej temperaturze, by wytworzyć produkt według wynalazku. Homogenizowanie i pakowanie UHT koncentratu mleka powoduje wytworzenie opakowania z tym koncentratem, do późniejszego mieszania koncentratu z wodą, by utworzyć żądany odtworzony napój mleczny. Poniżej podano sposoby wytwarzania produktu według wynalazku. W procesie wytwarzania UHT ciekłego koncentratu mleka, prowadzi się początkowy etap ogrzewania, który obejmuje podgrzewanie początkowego ciekłego mleka do podwyższonej temperatury przez wybrany czas, by wytworzyć początkowy wyrób mleczny, który następnie ogrzewa się do podwyższonej temperatury pasteryzacji większej niż temperatura podgrzewania, by wytworzyć żądany pośredni ciekły koncentrat mleka. Kiedy początkowe ciekłe mleko jest chudym mlekiem, zwiększona temperatura podgrzewania jest w zakresie 62-67 C (144-152 F), a podwyższona temperatura pasteryzacji jest utrzymywana w zakresie 81-83 C (178-182 F) przez czas 16-22 s, by pasteryzować pośredni ciekły koncentrat mleka. W etapie wytwarzania stabilizatora, stabilizator najpierw rozpuszcza się w wodzie w warunkach silnego ścinania i przy podwyższonej temperaturze, aby wytworzyć zawiesinę stabilizatora, którą miesza się ze skondensowaną ciekłą mieszanką, by wytworzyć końcowy ciekły koncentrat mleka. Zawiesina stabilizatora zawiera heksametafosforan sodu oraz karageninę tak, że kiedy zawiesinę tę miesza się ze skondensowaną ciekłą mieszanką, wówczas karagenina tworzy proteinowy kompleksowy związek karageniny z proteiną mleka, by utworzyć stabilną zawiesinę składników koloidalnych. Heksametafosforan sodu służy do pomocy w zasadniczo równomiernym rozprowadzaniu składników koloidalnych i powstrzymywaniu koagulacji cieplnej w koncentracie. Zawiesina stabilizatora ma zawartość stabilizatora w zakresie 14,7-12,5% wagowych w odniesieniu do masy zawiesiny stabilizatora, by uzyskać zawartość stabilizatora w końcowym ciekłym koncentracie mleka poniżej 1,0% wagowych. Stabilizator zawiera heksametafosforan sodu w zakresie 14,6-20,8% zawiesiny stabilizatora oraz karageninę (korzystnie typu kappa) w zakresie 0,15-0,7% zawiesiny stabilizatora. Lepkości koncentratów w różnym czasie podczas obróbki są odmienne. Lepkość końcowego ciekłego koncentratu mleka jest w zakresie 300-400 mpa s w temperaturze 4,4 do 7,2 C, a lepkość koncentratu mleka pasteryzowanego w wysokiej temperaturze jest w zakresie 1000-1500 mpa s w tym samym zakresie temperatury. Pasteryzowany pośredni ciekły koncentrat mleka zawiera nietłuszczowe ciała stałe mleka w zakresie 35,0-36,5% wagowych. Pasteryzowany pośredni ciekły koncentrat mleka ma zatem zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka co najmniej 35%, by po zmieszaniu koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze z wodą dać odtworzony niskotłuszczowy produkt mleczny. Ponadto zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka jest nie
6 PL 205 075 B1 większa niż 36,5%, aby wykluczyć uszkodzenia końcowego ciekłego koncentratu mleka przez przypalenie w etapie pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze. Wodę miesza się z koncentratem mleka pasteryzowanym w bardzo wysokiej temperaturze, by wytworzyć odtworzony wyrób mleczny, w stosunku od 3:1 do 4:1 części wody do części UHT koncentratu mleka. Końcowy ciekły koncentrat mleka zawiera pośredni koncentrat mleka (o dużej zawartości ciał stałych) w ilości 87-90%, tłuszcz (np. śmietanę) w ilości 8,5-10,5%, wodę w ilości 2,0-3,0% oraz stabilizator w ilości mniejszej niż 1,0% wagowych koncentratu. Odtworzony napój mleczny zawiera tłuszcz mleka w ilości mniejszej niż 0,21-3,25% oraz nietłuszczowe ciała stałe mleka w ilości co najmniej 8,25% wagowych napoju mlecznego. Pasteryzacja w bardzo wysokiej temperaturze obejmuje ogrzewanie ww. końcowego ciekłego koncentratu mleka do odpowiedniej temperatury pasteryzacji przez czas wystarczający do wytworzenia UHT ciekłego koncentratu mleka. W szczególnym przykładzie wykonania etap pasteryzowania w bardzo wysokiej temperaturze obejmuje ogrzewanie końcowego ciekłego koncentratu mleka do temperatury 142-144 C (288-292 F) przez czas wystarczający do wytworzenia UHT ciekłego koncentratu mleka według wynalazku. Etap ogrzewania w trakcie pasteryzowania w wysokiej temperaturze obejmuje najpierw grzanie końcowego ciekłego koncentratu mleka do pierwszej podwyższonej temperatury wynoszącej około 82,2 C (180 F) przez czas 30-36 s, a następnie kierowanie ogrzanego końcowego ciekłego koncentratu mleka do strefy bezpośredniego sprowadzania pary wodnej, by ogrzać go do 143 C (290 F) przez czas 4 s. Etap homogenizowania obejmuje homogenizowanie UHT koncentratu mleka przy ciśnieniu 18240-19760 kpa (2400-2600 psi), w pierwszej fazie 15200 kpa (2000 psi), a w drugiej fazie 3800 kpa (500 psi). Pakowanie po homogenizacji obejmuje chłodzenie UHT koncentratu mleka do temperatury mniejszej niż 4,4 C (40 F) i napełnianie opakowania tym koncentratem do wykorzystania w dozowniku ciekłych napojów. W etapie pakowania, UHT koncentrat mleka umieszcza się w opakowaniu do wykorzystania w dozowniku napojów, który ma dyszę wylotową do mieszania UHT koncentratu mleka z wodą, by wytworzyć żądany odtworzony napój mleczny. W szczególności, etap pakowania obejmuje wprowadzenie do 1135 litrów (300 galonów) UHT koncentratu mleka do pojemnika opakowania. W innym przykładzie realizacji wynalazku wybraną ilość ciekłego chudego mleka ogrzewa się do temperatury 62-67 C (144-152 F) przez czas wystarczający do wytworzenia podgrzanego początkowego wyrobu mlecznego. Podgrzany początkowy wyrób mleczny pasteryzuje się następnie w zakresie temperatury 81-83 C (178-182 F) przez czas 16-22 s. Pasteryzacja przeprowadzana jest w próżni, by odparować ciecz z początkowego wyrobu mlecznego w celu wytworzenia pośredniego skondensowanego ciekłego mleka, zawierającego nietłuszczowe ciała stałe mleka w ilości 35,0-36,5% wagowych. Z pośrednim skondensowanym ciekłym mlekiem miesza się tłuszcz (np. śmietanę) i stabilizator, by wytworzyć końcowy ciekły koncentrat mleka mający zawartość śmietany 8,5-10,5% wagowych oraz zawartość stabilizatora mniejszą niż 1,0%. Końcowy ciekły koncentrat mleka poddaje się następnie pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze i homogenizuje się go, by wytworzyć koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze, który następnie umieszcza się w pojemniku opakowania do późniejszego odtworzenia wodą w stosunku objętościowym woda : koncentrat mleka w zakresie od 3:1 do 4:1. W szczególności, początkowy ciekły wyrób mleczny ogrzewa się w próżni do podwyższonej temperatury przez czas wystarczający do pasteryzacji początkowego wyrobu mlecznego i odparowania cieczy z początkowego wyrobu mlecznego, by wytworzyć pasteryzowane ciekłe chude mleko skondensowane o dużej zawartości ciał stałych, w którym zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka znajduje się w zakresie 35,0-36,5%. Z takim pasteryzowanym skondensowanym chudym mlekiem miesza się pewną ilość śmietany, by wytworzyć skondensowaną ciekłą mieszankę o zawartości tłuszczu wystarczającej, by ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze, przeznaczony do odtworzenia, był klasyfikowany jako niskotłuszczowy koncentrat mleka. Następnie skuteczną ilość zawiesiny stabilizatora miesza się z uprzednio określoną ilością skondensowanej ciekłej mieszanki, by wytworzyć końcowy koncentrat chudego mleka. Zawiesina stabilizatora zawiera heksametafosforan sodu i karageninę (typu kappa) w ilościach wystarczających, by uniemożliwić oddzielanie się, osiadanie i krystalizację składników mleka w końcowym ciekłym koncentracie mleka podczas składowania. Końcowy ciekły koncentrat chudego mleka poddaje się pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze, homogenizacji i pakowaniu, by wytworzyć opakowanie z UHT koncentratem mleka do wykorzystania w urządzeniu do dozowania cieczy, zawierającym dyszę wylotową do mieszania kon-
PL 205 075 B1 7 centratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze z wodą, by wyprowadzać odtworzony niskotłuszczowy napój mleczny. Szczegółowy opis wynalazku UHT ciekły koncentrat mleka jest wytwarzany z zastosowaniem szeregu znanych etapów procesu technologicznego z nowymi kontrolowanymi warunkami, by uzyskać nowe i nieoczekiwane wyniki. Etapy ogrzewania i chłodzenia w procesie według wynalazku mogą być powodowane za pomocą konwencjonalnych urządzeń stosowanych w przemyśle spożywczym i mleczarskim. Przykładowo jednym rodzajem urządzenia stosowanego do sterylizacji jest urządzenie bezpośredniego ogrzewania, w którym parę wodną pod wysokim ciśnieniem miesza się z ciepłym produktem mlecznym albo przez wprowadzanie pary wodnej w ciekły produkt mleczny, albo odwrotnie. Wodę dodaną do ciekłego produktu mlecznego usuwa się następnie przez odparowanie, zwykle pod zmniejszonym ciśnieniem, co powoduje również chłodzenie produktu. Urządzenie do bezpośredniego wprowadzania pary wodnej powoduje proces ciągłej pasteryzacji (sterylizacji) znany w przemyśle mleczarskim. Urządzenia z pośrednim ogrzewaniem są oparte na wymiennikach ciepła, zwykle w postaci płyt lub rur, w których ciekły produkt mleczny jest ogrzewany przez kontakt z jedną powierzchnią wymienników ciepła, których druga powierzchnia jest ogrzewana przez parę lub gorącą wodę pod ciśnieniem. Chłodzenie odbywa się w podobnych wymiennikach ciepła. Część ciepła można zaoszczędzić przez recyrkulację cieczy grzejnej/chłodzącej pomiędzy etapami grzania i chłodzenia. Urządzenia pośrednie zwykle ogrzewają ciekły produkt mleczny w co najmniej dwóch etapach i mają podobną liczbę etapów chłodzenia. W specyficznym przykładzie realizacji wynalazku, pasteryzowany koncentrat mleka płynnego (tj. zagęszczone mleko sterylizowane) wytwarza się w kilku etapach. Po pierwsze sterylizowane zagęszczone mleko odtłuszczone wytwarza się przez sterylizację w warunkach próżni. Miesza się sterylizowane zagęszczone mleko odtłuszczone i śmietanę, by otrzymać w zbiorniku wsadowym około 3800 litrów (1000 galonów) zagęszczonej ciekłej mieszanki o żądanej zawartości tłuszczu. Specjalną mieszankę stabilizującą miesza się z ciepłą wodą w warunkach mieszania z silnym ścinaniem, aby wytworzyć zawiesinę stabilizującą, którą dodaje się do zagęszczonej ciekłej mieszanki (tj. pasteryzowanego koncentratu mleka płynnego), by zapewnić wytworzenie końcowego ciekłego koncentratu mleka, który pozwoli odtworzyć mleczny napój o żądanym smaku i właściwościach mleka. Do wsadu dodaje się palmitynianu witaminy A i witaminy D3, a następnie wsad ten sterylizuje się i homogenizuje. Otrzymany koncentrat mleka przetrzymuje się w sterylnych zbiornikach, aż do zapakowania w aseptycznym urządzeniu napełniającym. Koncentrat mleka ma dopuszczalny czas przechowywania w lodówce co najmniej sześćdziesiąt dni. Odtłuszczony koncentrat mleka pasteryzowanego oraz śmietana stanowią źródło pochodzących z mleka węglowodanów, protein i minerałów. Ponadto śmietana wprowadza pożądaną zawartość tłuszczu w UHT koncentracie mleka. Parametry procesu są kontrolowane, aby utrzymywać zawartość nietłuszczowych ciał stałych w odtłuszczonym koncentracie mleka pasteryzowanego w wymaganym zakresie, a nowy system stabilizujący warunki pasteryzacji (sterylizacji) pozwala na wytworzenie koncentratu mleka pasteryzowanego posiadającego zasadniczo równomiernie rozłożone składniki mleka, które nie oddzielają się. Takie zagęszczone mleko może być odtwarzane wodą w dostępnym systemie dozowania soków, by otrzymywać niskotłuszczowy odtworzony produkt mleczny, który ma takie same właściwości i smakuje jak świeże mleko. Wykorzystywanie, np. w przemyśle piekarniczym, mleka skondensowanego lub odparowanego jest znane ze stanu techniki. Nie jest jednak znane stosowanie odtworzonego mleka skondensowanego jako świeżego mleka do picia. Początkowy proces pasteryzacji w specyficznym przykładzie realizacji jest ciągły i powoduje obróbkę odtłuszczonego mleka (zawartość tłuszczu mniejsza niż 0,5%) przy natężeniu przepływu około 11356 litrów/godzinę (3000 galonów/godzinę). Mleko najpierw podgrzewa się przez 10 minut ± 30 s w temperaturze w przybliżeniu 66 C (150 F) w zakresie 62-67 C (144-152 F). Podgrzane mleko pasteryzuje się następnie w temperaturze w przybliżeniu 82±1 C (180±2 F) przez 16-22 sekund i utrzymuje się przez 10 minut ±30 sekund pod podciśnieniem 7,8 kpa (23±0,5 cala słupa rtęci) przy temperaturze powietrza w przybliżeniu 63 C (145 F). Po początkowej pasteryzacji, wytworzony pasteryzowany koncentrat mleka płynnego (tj. sterylizowane zagęszczone mleko odtłuszczone) kieruje się poprzez chłodnicę płytową przez 3 minuty z natężeniem przepływu 3028-3785 litrów/godzinę (800-1000 galonów/godzinę), gdzie jest ono chłodzone do temperatury poniżej 4,4 C (40 F).
8 PL 205 075 B1 Ogrzewanie mleka w warunkach podciśnienia powoduje odparowanie cieczy, a więc uzyskuje się żądany pośredni odtłuszczony pasteryzowany koncentrat mleka płynnego (skondensowane mleko odtłuszczone) o dużej zawartości ciał stałych, które zawiera 35,0-36,5% wagowych nietłuszczowych ciał stałych mleka, jak jest to pożądane do dalszego przetwarzania. Ważne są granice górna i dolna. Mniejsza zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka nie pozwala na wytworzenie ultrapasteryzowanego koncentratu mleka, potrzebnego do wytwarzania napoju mlecznego przez dodanie wody odtwarzającej. Większa zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka spowoduje nadmierną lepkość i przypalanie końcowego ciekłego koncentratu mleka, gdy przechodzi on przez urządzenie do ultrapasteryzacji. W tym specyficznym przykładzie wykonania urządzeniem stosowanym do spowodowania ultrapasteryzacji jest APV-Crepaco Direct Steam Infusion System. Po początkowej pasteryzacji, pośredni pasteryzowany koncentrat mleka płynnego, o wysokiej zawartości nietłuszczowych ciał stałych mleka, miesza się ze śmietaną o zawartości tłuszczu w zakresie 36-42%, aby utworzyć skondensowaną ciekłą mieszankę w zbiorniku wsadowym o pojemności co najmniej 2840 litrów (750 galonów). Następnie do wsadu skondensowanej ciekłej mieszanki dodaje się mieszaninę stabilizatora, aby utworzyć mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem, którą to mieszankę następnie poddaje się ultrapasteryzacji. Stosowane stabilizatory najpierw miesza się w warunkach silnego ścinania z ciepłą wodą o temperaturze 35±3 C (95±5 F) w zakresie 32-38 C (90-100 F). Otrzymana zawiesina stabilizatora ma zawartość stabilizatora 14,75-21,5% wagowych. W specyficznym przykładzie wykonania zawartość stabilizatora obejmuje materiały stabilizujące: heksametafosforanu sodu w zakresie 14,6-20,8% i karageninę (typu kappa) w zakresie 0,15-0,7%. Początkowa mieszanina stabilizatora stosowana przy tworzeniu zawiesiny zawiera zasadniczo heksametafosforan sodu w ilości 97,0-99,0% i karageninę (typu kappa) w ilości 1,0-3,0%. Zawiesinę stabilizatora tworzy się przez odmierzenie mieszaniny stabilizatora i wody do mieszalnika cieczy z silnym ścinaniem i miesza się przez około 15 minut, aby przeprowadzić materiał stabilizatora w roztwór. Jeżeli stabilizator nie jest rozpuszczony, nie będzie równomiernie rozprowadzony w zawiesinie oraz, jak to jest pożądane, w końcowym UHT koncentracie mleka. Do zawiesiny stabilizatora dodaje się, podczas mieszania, żądane ilości palmitynianu witaminy A (250 ml) oraz witaminy D3 (100 ml). Mieszaninę zawiesiny pompuje się następnie do zbiornika wsadowego i miesza się z koncentratem mleka płynnego, stanowiącego mieszankę skondensowanego chudego mleka o dużej zawartości ciał stałych i śmietany. Lepkość końcowego ciekłego koncentratu mleka przed ultrapasteryzacją wynosi 300-400 mpa s w temperaturze 4,4-7,2 C. System bezpośredniego wprowadzania pary wodnej nieprzerwanie przeprowadza ultrapasteryzowanie końcowego ciekłego koncentratu mleka przy natężeniu przepływu 189 litrów/minutę (50 galonów/minutę), co odpowiada przepływowi 11356 litrów/godzinę (3000 galonów/h). Sekcja generatora płytowego wymiennika ciepła ogrzewa koncentrat mleka do pierwszej podwyższonej wartości temperatury wynoszącej 82,2 C (180 F) przez 30-36 s, gdy przechodzi on przez rurę przetrzymującą. Podgrzany koncentrat mleka jest następnie ogrzewany do drugiej podwyższonej wartości temperatury 143 C (290 F) przez 4 s przez bezpośrednie wprowadzanie pary wodnej, w celu spowodowania pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze i wytworzenia UHT ciekłego koncentratu mleka, który chłodzi się do 79 C (175 F) na misie próżniowej. Ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze jest następnie homogenizowany pod ciśnieniem 19000±76 kpa (2500 ± 10 psi) w dwóch etapach (pierwszy etap 15200 kpa (2000 psi), a drugi etap 3800 kpa (500 psi)) w standardowym homogenizatorze przemysłowym, po czym jest chłodzony do temperatury poniżej 4,4 C (40 F), gdy przepływa przez sekcje regeneracji i chłodzenia płytowego wymiennika ciepła homogenizatora. Homogenizowany UHT koncentrat mleka jest pompowany do sterylnego chłodzonego zbiornika i utrzymywany w temperaturze nie wyższej niż 7,2 C (45 F), aż do zapakowania. Lepkość UHT koncentratu mleka wynosi 1000-1500 mpa s w temperaturze 4,4-7,2 C. Ten UHT ciekły koncentrat mleka zawiera chude mleko skondensowane (o dużej zawartości ciał stałych) w ilości 87-90%; tłuszcz (np. śmietanę) w ilości 8,5-10,5%; mniej niż 1,0% stabilizatorów oraz 2,0-3,0% wody. Podane ilości mleka chudego mleka skondensowanego o dużej zawartości ciał stałych i śmietany są potrzebne do wytworzenia mlecznego napoju o małej zawartości tłuszczu 1%, gdy UHT koncentrat mleka jest odtwarzany wodą pitną w ilości 3 części wody na 1 część koncentratu. W przemyśle zgodnie z przepisami istnieją trzy klasy mleka w zależności od procentowej zawartości tłuszczu w postaci stałej w mleku; mleko pełnotłuste (3,25% tłuszczu); mleko o zmniejszonej
PL 205 075 B1 9 zawartości tłuszczu (2,00% tłuszczu); mleko niskotłuszczowe (1,00% tłuszczu); oraz mleko beztłuszczowe (< 0,21% tłuszczu). Skład gotowego koncentratu ciekłego mleka według wynalazku może zmieniać się w zależności od procentowej zawartości tłuszczu, wymaganej w odtwarzanym napoju mlecznym. Zawartość procentowa ciał stałych, nie będących tłuszczem, w każdym końcowym UHT koncentracie ciekłego mleka wynosi co najmniej 29,9%, aby uzyskać co najmniej 8,25% ciał stałych nie będących tłuszczem w odtworzonym napoju mlecznym, sporządzonym z tego UHT koncentratu mleka. Procentowa zawartość stabilizatorów w postaci stałej w UHT koncentracie mleka w każdym przypadku jest mniejsza niż 1%. Poniższa tablica 1 przedstawia całkowite zawartości ciał stałych obliczone dla pasteryzowanego w wysokiej temperaturze koncentratu mleka według wynalazku w oparciu o koncentrat odtworzony wodą w stosunku 3 części wody na jedną część koncentratu mlecznego. Mleko pełno-tłuste T a b l i c a 1 Mleko o zmniejszonej zawartości tłuszczu Mleko niskotłuszczowe Mleko beztłuszczowe % tłuszczu 11,77 7,24 3,62 <,74 % nietłuszczowych ciał stałych =/>29,90 =/>29,90 =/>29,90 =/>29,90 % stabilizatora <,75 <,75 <,75 <,75 % wszystkich ciał stałych =/<42,40 =/<37,89 =/<33,52 =/<31,39 Poniższa tablica 2 podaje procentową zawartość tłuszczu, nietłuszczowych ciał stałych mleka oraz wszystkich ciał stałych w odtworzonych napojach mlecznych o właściwościach i smaku jak w dowolnym z czterech rodzajów świeżego mleka, wytworzonych przez zmieszanie wody z koncentratem ciekłego mleka z tablicy 1 przy stosunku objętościowym wody do koncentratu 3:1. Mleko pełno-tłuste T a b l i c a 2 Mleko o zmniejszonej zawartości tłuszczu Mleko niskotłuszczowe Mleko beztłuszczowe % tłuszczu 3,25 2 1 <,21 % nietłuszczowych ciał stałych =/>8,25 =/>8,25 =/>8,25 =/>8,25 % stabilizatora <,21 <,21 <,21 <,21 % wszystkich ciał stałych =/>11,71 =/>10,46 =/>9,46 =/>8,67 Dozownik napoju produkcji firmy Wilshire, posiadający znak towarowy QUANTUM 4000, działa z torebką z tworzywa sztucznego zawierającą ciekły koncentrat mleka według wynalazku. Pompa perystaltyczna wciąga ten koncentrat z opakowania i wyprowadza go poprzez dyszę dozującą w celu zmieszania go z wodą dopływającą w ilości zapewniającej odtworzenie koncentratu ze stosunkiem objętościowym mieszania wody z koncentratem od 3:1 do 4:1. Odtworzony napój mleczny ma właściwości i smak podobne do świeżego mleka. W innym specyficznym przykładzie wykonania UHT koncentrat mleka (tj. skoncentrowane sterylne mleko) wprowadza się do 1135 litrowego (300-galonowego) trójściennego, aseptycznego worka umieszczonego w skrzyni za pomocą napełniacza INTASEPT. Worek w skrzyni ma dwuwarstwową membranę na otworze wylotowym, która umożliwia dołączenie worka umieszczonego w skrzyni do sterylizowanego parą wodną złącza, które przebija otwór wylotowy nad aseptycznymi 1135 litrami mleka (300 galonami) w skrzyni. Dzięki temu koncentrat mleka utrzymuje swą aseptyczną atmosferę po wprowadzeniu sterylnego złącza. Następnie koncentrat mleka jest przeprowadzany do sterylnego zbiornika mieszalnika, który mieści razem 7560 litrów (2000 galonów) sterylnej wody oraz koncentratu mleka. UHT koncentrat mleka i woda są mieszane ze sobą w zbiorniku mieszalnika w prawidłowym stosunku mieszania, by odtworzyć mleko o prawidłowej gęstości. Mleko jest nadal w sterylnej atmosferze. Mleko o prawidłowej gęstości jest następnie pompowane do sterylnego zbiornika wyrównawczego, aż do przepompowania do maszyny pakującej, gdzie produkt nadal pozostaje w sterylnej atmosferze. Następnie produkt ten jest pakowany w kartonowe pudełka na mleko.
10 PL 205 075 B1 1135 litrowy (300-galonowy) worek w skrzyni ma termin ważności 90 dni od daty produkcji. Kartonowe opakowanie detaliczne ma termin ważności 90 dni minus czas od daty produkcji do daty przygotowania 1135 litrowego worka w skrzyni do pakowania detalicznego. Ponieważ skoncentrowane, aseptyczne mleko pozostawało w aseptycznym systemie zatwierdzonym przez USDA, produktu nie trzeba ponownie pasteryzować. Nieoczekiwane jest to, że system taki umożliwia wytwarzanie produktów mleczarskich wszędzie tam na świecie, gdzie lokalne prawa na to zezwalają przy minimalnych nakładach w porównaniu z normalnym wytwarzaniem produktów mleczarskich. Zwykle uważa się w przemyśle mleczarskim, że mleko pasteryzowane w bardzo wysokiej temperaturze często ma smak mleka przypalonego na skutek działania bardzo wysokiej temperatury, do jakiej mleko jest podgrzewane w takim procesie pasteryzacji. Mleko jest produktem bardzo wrażliwym na wysoką temperaturę tak, że przy zastosowaniu bezpośredniego ogrzewania przy pasteryzacji zwykłego mleka w bardzo wysokiej temperaturze, ma ono smak mleka przypalonego, a nie smakuje jak świeże mleko. Logicznie rzecz biorąc, problem przypalania powinien pogarszać się, gdy zawartość ciał stałych w mleku wzrasta, ponieważ jest mniej wody, by chronić proteiny mleka przed przypalaniem się. Zwykle w handlu mlekiem uważa się, że koncentrat mleka, mający 3-4 razy więcej ciał stałych niż świeże mleko, miałby silniejszy smak przypalonego mleka niż mleko pasteryzowane w bardzo wysokiej temperaturze o typowej gęstości. Przyjmowano zatem, że UHT koncentrat mleka nie może mieć smaku świeżego mleka po odtworzeniu. Nieoczekiwanie stwierdzono, że koncentrat według wynalazku po odtworzeniu wodą na smak podobny do świeżego mleka. Skondensowane (skoncentrowane) mleko ze swą dużą zawartością ciał stałych ma naturalną tendencję do rozdzielania się i przechodzenia w żel na skutek dużego ciężaru takich ciał stałych. Problem ten staje się coraz bardziej poważny, gdy produkt starzeje się. Przed dokonaniem niniejszego wynalazku, zgodnie z poprzednimi doświadczeniami, próba osiągnięcia terminu przydatności do spożycia 4-6 miesięcy wydawała się nierealistyczna. Ponadto, w przemyśle wielu specjalistów uważało, że produkt taki nigdy nie będzie zdolny do zachowania swej stabilności przy tak dużej zawartości ciał stałych po poddaniu go działaniu bardzo wysokich temperatur podczas pasteryzacji. Jednakże przedłużony czas przydatności do spożycia produktu według niniejszego wynalazku nieoczekiwanie udowodnił, że takie poprzednie problemy związane z dużą zawartością ciał stałych w mleku przestały istnieć. Stwierdzono, że wytworzony UHT koncentrat mleka według wynalazku może być odtworzony wodą za pomocą zmodyfikowanej maszyny do dozowania soków. Po odtworzeniu, uzyskany napój posiadał smak świeżego mleka, stabilną konsystencję oraz zadowalającą teksturę. Inny przykład realizacji procesu wytwarzania aseptycznego, nadającego się do długotrwałego przechowywania UHT koncentratu mleka według wynalazku, zaczyna się od wytworzenia koncentratu mleka płynnego o zawartości ciał stałych nie będących tłuszczami w zakresie 29,5-42% wagowych, przy czym optymalny zakres stanowi 39-40% wagowych, by wytworzyć odtworzony napój mleczny przez zmieszanie 3,5 części wody z jedną częścią UHT koncentratu mleka. Przyjęta szeroko w przemyśle klasyfikacja zawartości tłuszczu w różnych rodzajach mleka obejmuje zakres od mniej niż 0,21% do 3,25% wagowych tłuszczu mleka w następujących klasach: mleko beztłuszczowe (< 0,21% zawartości tłuszczu), mleko niskotłuszczowe (1% zawartości tłuszczu), mleko o zmniejszonej zawartości tłuszczu (2% zawartości tłuszczu) oraz mleko pełnotłuste (3,25% tłuszczu). W zależności od żądanej klasy odtworzonego napoju mlecznego, UHT ciekły koncentrat mleka można mieszać wystarczającą ilością tłuszczu (np. śmietany), by otrzymać mieszankę skondensowanego mleka ciekłego o wystarczającej zawartości tłuszczu dla uzyskania odtworzonego napoju mlecznego wymaganej zawartości tłuszczu, wynoszącej od mniej niż 0,21% do 3,25% wagowych w odtworzonym napoju mlecznym, kiedy taki UHT ciekły koncentrat mleka jest odtwarzany wodą. Do wytworzenia napoju beztłuszczowego zasadniczo nie jest potrzebne dodawanie tłuszczu do koncentratu chudego mleka. W procesie według wynalazku przygotowuje się stabilizator, który jest dodawany do koncentratu mleka płynnego, aby utworzyć mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem, która to mieszanka ma być pasteryzowana w bardzo wysokiej temperaturze. W tym przykładzie wykonania 0,45 kg (1 funt) stabilizatora, złożonego z heksametafosforanu sodu i karageniny (typu kappa) miesza się z 0,91 kg (2 funtami) ciepłej wody (minimum w 21 C (70 F)). Uzyskaną mieszaninę miesza się następnie w mieszalniku o dużym ścinaniu przez 10 minut, aby wytworzyć zawiesinę stabilizatora, którą następnie miesza się z początkowym koncentratem mleka płynnego co najmniej 20 minut, by wytworzyć mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem, którą następnie pasteryzu-
PL 205 075 B1 11 je się w bardzo wysokiej temperaturze. Stabilizator stanowi w przybliżeniu 0,7% całego ciężaru mieszanki skondensowanego ciekłego mleka, która zawiera dodatek tłuszczu. Uzyskaną mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem przeprowadza się następnie w sposób ciągły przez system pasteryzacji w bardzo wysokiej temperaturze przez bezpośrednie wprowadzanie pary wodnej Tetra Pak VTIS, który stosuje etap podgrzewania, a następnie ogrzewa mleko do zakresu temperatury 142-144 C (288-294 F) przez 2,5-5 s. W tym przykładzie wykonania temperatura pasteryzacji wynosi 146 C (294 F). Następnie UHT koncentrat mleka doprowadzane jest do skraplacza chłodzącego, który schładza ten koncentrat do temperatury 27-32 C (80-90 F) przez 2-5 s. UHT koncentrat mleka przeprowadza się następnie przez wysokociśnieniowy homogenizator pod ciśnieniem 26600-38000 kpa (3500-5000 psi) i doprowadza się do maszyny aseptycznie napełniającej torebki, która sterylizuje torebkę parą wodną przed jej napełnieniem UHT koncentratem mleka. Końcowy wyrób sprawdza się, czy ma prawidłową zawartość ciał stałych mleka i zawartość tłuszczu oraz czy ma prawidłową wartość ph. Koncentrat mleka ma całkowitą zawartość ciał stałych mleka 40-46% wagowych, kiedy przechodzi przez system bezpośredniego wprowadzania pary wodnej, homogenizator i skraplacz chłodzący. Zastrzeżenia patentowe 1. Ciekły koncentrat mleka pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT), do mieszania z wodą w celu odtworzenia napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka, znamienny tym, że stanowi pasteryzowany w bardzo wysokiej temperaturze (UHT) ciekły koncentrat mleka, wytworzony przez bezpośrednie wprowadzanie pary wodnej do mieszanki skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem, przy czym ten UHT koncentrat ma zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka co najmniej 29,9% wagowych oraz zawiera poniżej 1% wagowego stabilizatora, przy czym stabilizator zawiera 97% do 99% heksametafosforanu sodu oraz 1% do 3% karageniny i jest wytworzony poprzez rozpuszczenie heksametafosforanu sodu oraz karageniny w wodzie w warunkach energicznego mieszania. 2. Koncentrat według zastrz. 1, znamienny tym, że ma wartość ph w zakresie 6 do 8. 3. Koncentrat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi od 35% do 46% wagowych. 4. Koncentrat według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi od 35% do 46% wagowych, zaś zawartość tłuszczu w koncentracie wynosi od 0,74% do 11,77% wagowych. 5. Koncentrat według zastrz. 1, znamienny tym, że jako stabilizator zawiera karageninę typu kappa. 6. Sposób wytwarzania ciekłego koncentratu mleka pasteryzowanego w bardzo wysokiej temperaturze (UHT), do mieszania z wodą w celu odtworzenia napoju mlecznego o smaku podobnym do świeżego mleka, znamienny tym, że wytwarza się zawiesinę stabilizatora poprzez rozpuszczenie stabilizatorów w postaci heksametafosforanu sodu oraz karageniny w wodzie w warunkach energicznego mieszania, przy czym skład stabilizatora obejmuje stabilizator w postaci heksametafosforanu sodu w zakresie 97% do 99% oraz stabilizator w postaci karageniny w zakresie 1% do 3%, następnie miesza się zawiesinę stabilizatora z pasteryzowanym koncentratem mleka płynnego, który to koncentrat wytwarza się przez ogrzewanie produktu wyjściowego w postaci ciekłego mleka w próżni w temperaturze pasteryzacji, przy czym stabilizator dodaje się w takiej ilości, by jego zawartość w koncentracie mleka UHT wynosiła poniżej 1% wagowych, po czym mieszankę skondensowanego ciekłego mleka ze stabilizatorem poddaje się pasteryzacji wysokotemperaturowej przez wprowadzanie pary wodnej bezpośrednio w ciągły przepływ tej mieszanki skondensowanego ciekłego mleka przy temperaturze pasteryzacji wysokotemperaturowej i wytwarza się UHT koncentrat mleka, w którym zawartość nietłuszczowych ciał stałych mleka wynosi co najmniej 29,9% wagowych. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się skondensowane chude mleko zawierające 35% do 36,5% nietłuszczowych ciał stałych mleka, w ilości 87% do 90% wagowych, oraz od powyżej 8,5% do 10,5% wagowych tłuszczu, zwłaszcza śmietany.
12 PL 205 075 B1 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że w etapie kierowania ciągłego przepływu ogrzewa się mieszankę skondensowanego ciekłego mleka w bezpośrednim kontakcie z wprowadzaną parą wodną w temperaturze od 142,2 C do 145,5 C i wytwarza się UHT koncentrat mleka. 9. Sposób według zastrz. 6 albo 8, znamienny tym, że w etapie kierowania ciągłego przepływu przeprowadza się pierwsze ogrzewanie mieszanki skondensowanego ciekłego mleka do temperatury 82,2 C przez czas od 30 do 36 sekund, a następnie kieruje się ogrzaną mieszankę skondensowanego ciekłego mleka do bezpośredniego kontaktu z wprowadzaną parą wodną przy temperaturze 143,3 C do 145,5 C, przez od 2 do 5 sekund, i wytwarza się UHT koncentrat mleka. 10. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się mieszankę skondensowanego ciekłego mleka o lepkości w zakresie 300 do 400 mpa s w temperaturze od 4,4 C do 7,2 C, i wytwarza się UHT koncentrat mleka o lepkości w zakresie od 1000 do 1500 mpa s w temperaturze od 4,4 C do 7,2 C. 11. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że za pomocą stabilizatora utrzymuje wybraną wartość ph mieszanki skondensowanego ciekłego mleka w zakresie 6 do 8. 12. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako stabilizator stosuje się karageninę typu kappa. Departament Wydawnictw UP RP Cena 4,00 zł.