Способ пастеризации молочных продуктов в емкости

 

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/кгград; © - 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

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

У . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Гсе "ЯОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГК -..= P

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

Ъ-.

" с.

".. с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. 1 (21) 4683827/13 (22} 21.04.89 (46) 07.01.92. Бюл. 1Ф 1 (71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро "Росагропромремтехпрое" (72) Г.И.Белов. Н.А.Бычков, 3.Л.Берлин и

А.З.Берлин (53) 664.036(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1291088, кл. А 01 J 25/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1353367, кл. А 01 3 25/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

hb 1264875, кл. А Î1 J 25/00, 1983. (54) СПОСОБ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ В ЕМКОСТИ (57) Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано, при пастеризации молочных продуктов, в частности при изготовлении сычужных сы-. ров на заводах и в цехах по переработке молока относительно небольшой мощности.

Цель изобретения — сокращение времени обработки и повышение качества продукта.

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 време- ни обработки.и повышение качества продукта.

„„5Q „„1703025 A.1 (я)з А 23 С 3/00, А 01 S 25/00.

Способ включает нагрев с одновременным перемешиванием до температуры пастеризации, выдержку и кондуктивное охлаждение до заданной температуры. Нагрев осуществляют путем барботирования насыщенного водяного пара в приданном слое, после выдержки емкость герметизируют с последующим вакуумированием до исходной температуры молочного продукта, при этом диаметр пузырька пара выбирают из соотношения d = 1.829 Р CP/г (Я,/G х, х(г+с О) J4где9=9,8 м/с; /3 — объемное расширение молока, град ; т, А — соответственно кинематическая вязкость, м /с, теплопроводность, Вт/м.град;г,с — соответственно теплота конденсации, Дж/кг, и теплоемкость пара, Дж/кг град; Π— средний градиент температур в молоке, град: G— подача пара на единицу горизонтальной поверхности емкости, кг/м ° c;rl — частота пе2 ремешивания, с 1. С целью регулирования влагосодержания молочного продукта в процессе вакуумирования осуществляют д кондуктивный нагрев или дополнительное . охлаждение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

GD

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

Установка содержит ел.кость 1 с крышкой 2 и рубашкой 3 для теплоносителя,мешалку 4, источник 5 теплоносителя и источник 6 хладоноси-еля (водопроводная или ледяная вода). Установка снаб+,енэ бэрботером 7, разл1ещенным у дна емкости, вэ1103025

4 куум-HGc0cO> 8, наприме(. !: .. докольцевым, подключенным к паровой полости 9 амкости. Источйик 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 ати. Барботер совмещен с мешалкой и выполнен в виде перфорированной трубы, установленной поперек дна емкости с возможностью продольного возвратно-поступательного движения. Диаметр отверстий или ширина що соответствует начальному диаметру барботируомых пузырьков пара. Вход водокольцевого насоса по воде подключен к источнику хладоносителя, 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 ати подают в барботер-мешалку, перемещаат его 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 умейьшаются в диаметре, передавая тепло конденсации близлежащим слоям жидкости путем конвекции.

Во избежание местного перегрева молочного продукта диаметр пузыоьков выбирают из соотношения сР

d= 1 82g Р где g=9,8 м/с2;

P — объемное расширение молока, град

1у,А †.соответственно кинематическая вязкость,м /с, и теплопроводность, Вт/и

2 2

° град; г,с — соответственно теплота конденсации, Дж/кг, и теплоемкость пара, Дж/кг оград;

О- средний градиент температур в молоке, град;

G — подача пара на единицу горизонтальной посерхности емкости, кг/м .с; и — частота перемещения, с .

После вытеснения паровой завесы из придонного слоя емкости холодным молоком барботер-мешалку перемещают в об° ратном направлении и повторяют цикл барботажа, конденсации и нагрева слоев молока до заданной температуры 75 С, необходимой при изготовлении сычужных сыров. Частоту перемещения барбогера-мешалки, соответствующую периодичности подачи пара, выбирают исходя из времени

5 прохождения паровой завесы через придонный спой емкости толщиной, соответствующей диаметру трубы барботера-мешалки.

Это время не должно превышать ершами существования (конденсации) "..лровых пу10 аырьков. Длл типовых приводоа машалок молочных продуктов максимальная частота перемещений не превышает 20 ч 1.

Повле выдержки. молочного продукта при температуре пастеризации 75ОС осуще15 ствляют йроцесс охлаждения. Герметизируют емкость с помощью крышки. Откачивают паровоздушную смесь, постепенно понижая давление в емкости от атмосферного до заданного вакуумного разрежения. После

20 того как давление в емкости станет ниже давления насыщенных паров, жидкость начинает кипеть. Пренебрегая теплообменом ванны с окружающей средой, можно счи:: тать, что скорость охлаждения пропорцио25 нальна скорости. испарения, определяемой, в свою очередь, и скоростью откачки пара.

Если по техпроцессу требуется стабилизировать влагу в молочном продукте, то ох- . лаждение от температуры пастеризации до

30 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 ру35 башку емкости.

В случае необходимости снижения влаги в молочном продукте s процессе охлаждения за счет кипения жидкости и откачки пара в рубашку емкости подают теплоноси40 тель. Тогда процесс охлаждения тем самым замедляется или даже приостанавливается при одновременном испарении и откачке .влаги; Так, при дополнительном выпаривании влаги, например, с уменьшением влаго45 содержания на 1; от исходной массы 1500 кг дополнительное количество теплоты, подводимое llðè кондуктивном нагреве, составляет Q = rm =. 2450 15 = 36,8 МДж. Допол»ительный нагрев осуществляют путем

50 подачи соответствующего количества пара из парового котла в рубашку емкости. Контроль и измерение количества подводимого или отводимого тепла целесообразно осуществлять по изменению температуры мо55 лочного проидукта при одновременном прекращенйи вакуумирования (откачки пара). Иапример, после охлаждения молочного продукта, только за счет вакуумирования, до исходной температуры 20 С прекращают откачку пара и нагревают продукт путем

» l

1703025

36,8- )0 кДж

CrA 4.2 кДжбкг.град 1500 кг

5,8ОС

После этого продолжают охлаждение, например, до20ОС только за счет вакуумной

:" откачки пара. Охлаждение продукта до темлературы 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 предыдущемуслучаю, подают холодную или — ледяную воду для теплоотвода 36,8 МДж.

С целью повышения производительности по 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 30 O Я„ .типовой емкости 2 1 1 и. d=1,82g Р

Принимают градиент температур моло- ка О = 5 С, диаметр трубы 30 мм, d = 5 и 10 мм. Из теплового баланса количество подаваемого пара для иагрева 1500 кг молока от

20 до 75 С составляет около 120 кг. Из предлагаемого соотношения для диаметра 5 мм.

2.

G/A - 11 кг/м; для диаметра пузырьков 10 мм соответственно 10 кг/и, что определяет при частоте перемещений 10 ч скорость подачи пара соответственно 220 и l90 кг/ч и обеспечивает нагрев молочного продукта примерно за 30 и 40 мин. Увеличение частоты перемещений пропорционально повы шает допустимую скорость подачи пара. Иэ приведен:-;ых численных примеров видно, что верхний предел скорости подачи пара составляет около 1000 кг/ч и минимальное время пастеризации молока около 10 мин. г

G(r+cO подачи пара в рубашку емкости. Так. температура нагрева

Охлаждение молочного продукта от температуры 75 до 35ОС может быть осуществлено в течение 30 мин при использовании водокольцевого вакуум-насоса соответствую5 щеи производительности. Увеличивая скорость откачки, пропорционально увеличивают теплоотдачу и уменьшают время охлаждения— молочного продукта.

Использование предлагаемогб способа

10 пастеризации молочных продуктов позволяет достигнуть более вйсокую производительность, качество и стерильность изготовления.

Формула изобретения

1 ° Способ пастеризации. молочных npo t5 дуктов в емкости, включающий нагрев с одновременным перемешиванием до температуры пастеризации, выдержку и кондуктивное охлаждение до заданной температуры, отличающийся тем, что, с

20 целью сокращения времени обработки и повышения качества продукта, нагрев осуществляют путем периодического барботирования насыщенного водяного пара в придонном слое, а после выдержки емкость

25 герметизируют с последующим вакуумиро- ванием до исходной температуры молочного продукта, при этом диаметр пузырьков пара выбирают из соотношения, где P — о бьем ное расширение молока, 35 град

v, À — соответственно кинематическая вязкость, м /с и теплопроводность, Вт/м»

2 2

«град; г, с- теплота конденсации, Дж/кг и тепqp лоемкость пара, Дж/кг гр;

О- средний градиент температур в молоке, град;

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

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования влагосодержания молочного продукта, в процессе вакуумирования осущестB/lAloT кондуктивный нагрев или дополнительное охлаждение.

1703025

Oui.1

7 Qua 2

Редактор Н, Лазаренко

Корректор H. Ревская

Заказ 7 Тираж Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ъ, :(Составитель А. Берлин

Техред М.Моргентал