一种处理热敏性流体食品的设备 【技术领域】
本发明涉及一种处理热敏性流体食品的设备，如乳清蛋白浓缩物和干酪用乳，所说的设备包括一个注入室，在该室中借助供给蒸汽对该流体进行热处理，和一个与其连接的用于从流体中除去水的真空室。
背景技术
AU-PS No.610233特别地公开了一种用于牛奶灭菌的设备。这样一种设备被称为直接UHT设备(直接超高温设备)。在这些设备中将蒸汽喷入已加到注入室中的牛奶中，使牛奶被加热到约140℃的温度。然后，将牛奶加到所谓的储备室中，在该室中牛奶以热态保留一段预定的时间(约2-15秒)。然后将牛奶送入一个真空室，在该室中再以这样一种方式除去由蒸汽产生的水，使得牛奶离开所说地真空室时，牛奶的固含量与蒸汽加入之前相同。在真空室中处理后，牛奶通常被送入一个均质器，然后进行冷却和包装。
另外，已知上述储备室包括一个离心泵，该泵通过一个管子连接到注入室的出口，所说的离心泵将热牛奶泵抽入一根经过一个膨胀阀延伸到真空室的管中。以这种方式确保热牛奶快速输送到泵和膨胀阀之间的这根管中，正如所提到的，在通过膨胀阀后温度迅速下降之前在这里以热态进行几秒钟的有效灭菌处理。
问题是当流体比普通牛奶更热敏而且产品有比普通牛奶低的pH值(小于6.6)时，这种流体特别容易在与该流体接触的侧面上烧焦。结果是，处理这类流体的设备在使用短时间后必须清洗。当上述处理例如乳清蛋白浓缩物(WPC)的设备在适合该流体的温度时，处理时间一般少于30分钟。
通常将所述流体进行热处理以消除细菌和孢子并且使特别对蛋白质和维生素的破坏最小。当在预定的温度下的保留时间缩短时，和灭菌有关的有用成分的化学变化或破坏的发生显著减少。从而在保留时间缩短的同时，温度可根据热敏产品有利地升高。
以前，热敏流体按常规是在板式换热器中进行热处理的，但是升高温度同时缩短高温保留时间的要求使得使用这类板式换热器不再有利。
发明简述
本发明的目的是提供一种适合于需要长处理时间的热敏性流体或流体食品连续热处理的设备。
本发明的设备其特征在于注入室的入口直接连接到正位移泵的入口，而且正位移泵的出口以这样一种方式连接到真空室的入口，使得在设备运行过程中沿流体的流动方向观察时经过所述泵的压力下降。
所得到的设备允许增加处理温度和一段在该温度下相应的短的停留时间。后者特别归因于直接设置在注入室的出口处的正位移泵保证了及时且快速地将热流体从所述注入室送到一个低压降区中并且随后其温度迅速下降。结果是，该流体经受很短时间的高温，在注入室内的下降时间约为0.1秒。另外，该泵还保证了温度再次迅速下降。当在流体流动方向观察时施加在泵后的压力保持在较低水平，这归因于泵与真空室的直接相连。由于注入室的底部已被冷却，当所述流体到达所述注入室的底部时流体的温度已急剧下降。使用正位移泵还意味着能自动清除协作表面上可能存在的烧焦物，从而尽管处理温度高处理时间也能较长。
按照本发明特别优选正位移泵是一种齿轮泵，因为这种泵能保证几乎所有与流体接触的表面的相互自净化磨擦。
而且，按照本发明可以将正位移泵的壳体冷却，使得直接加入泵中而未与注入室的底部接触的流体也能迅速冷却。
附图简述
下面参照附图更详细地解释本发明，其中
图1是一种按照本发明的设备的示意图，
图2是图1设备注入室的示意图，为了清楚起见，此处去掉了一些构件，并且将所说的注入室连到一个齿轮泵上。
实施本发明的最隹方式
图1的设备包括一个常规的已知类型的注入室1。该注入室与一个用于将要被热处理的流体加入注入室1内的管2以及一个用于加入蒸汽的管3相连。最后，该注入室与用于加入和排出冷却注入室1的底部的流体的管4和5相连。注入室1的出口直接与一个齿轮泵相连，借助于经管7和8加入和再排出的冷却剂冷却所述泵的壳体。齿轮泵的出口经管9与一个常规的已知类型的真空室10的入口相连。该真空室适合于经管11除去以蒸汽形式供入注入室的水量，而浓缩流体以常规的已知方式经管12和泵13排出。
图2是注入室1的示意图，为了清楚起见，此处去掉了一些构件，并且将注入室连到一个齿轮泵6上。将要被处理的流体经管2送入注入室1，所说的流体用分开的喷嘴经一组出口14和15进入所述注入室1并且遇到热蒸汽。按照与上面AU-PS No.610233中所述完全相同的方式经过一个环形的蒸汽分布室16喷入热蒸汽。在该室1的底部周围设有一个冷却夹套17，所说的夹套使注入室的底部保持冷却。
齿轮泵是常规的已知类型的且连接到注入室17的出口18，而且齿轮泵的壳体在一个位置处连接一个温度传感器19，借助于齿轮的齿清除该位置邻近的表面上的烧焦物。用这种方式能够确保设备的可靠控制。
该设备可被用于处理各种热敏产品，而且该温度适合于个别的产品。例如该设备可被用于乳清蛋白浓缩物(WPC)的热处理，所述浓缩物是一种具有高乳清蛋白含量的产品，而且它还特别被用于制造婴儿食品。乳清蛋白浓缩物通常含有70％的水和30％的固体物质，其中20％是乳清蛋白。普通牛奶含有约0.1％的乳清蛋白。通常地，借助于板式换热器将乳清蛋白浓缩物在68℃处理15秒。用这种方法达到20％的乳清蛋白变性。当使用按照本发明的设备时，使乳清蛋白浓缩物通过该设备，同时控制温度，并且当最大乳清蛋白变性设定为20％时，热处理温度保持在75-85℃，在该高温下保留时间为1/2秒。结果是，细菌和孢子的含量显著减少。
这种设备还可被有利地用于处理干酪用乳，干酪用乳是被用于制造乳酪的普通牛奶。干酪用乳还含有乳脂酶，乳脂酶是一种被常规的低热巴氏杀菌破坏的酶。与某些干酪如Feta干酪和其它南方类型的干酪有关的不利之处是，由于乳脂酶被破坏，在处理后还需要添加乳脂酶。另一种干酪是Roquefort。为了保持干酪用乳中的乳脂酶的含量，以前不超出70℃以下即低温巴氏杀菌温度以下的温和热处理的界限是必需的。由于这类处理不能令人满意地灭菌，发现在较高的温度下处理是有利的。
消灭或除去细菌的程度一般通过测定碱性磷酸酶的含量来测定，因为所述酶优选地应全部被除去。在所述设备中使保留时间最小且热处理温度升高到约85℃，实现了几乎完全破坏碱性磷酸酶同时只有极少量乳脂酶被破坏。
利用本发明的设备，通过低热巴氏杀菌即在75℃停留15秒，普通奶中所含的碱性磷酸酶被完全变性，得到下列结果。
试验 μg苯酚/ml奶*
原料奶 2300.0
热处理 81.0℃ 23.9
热处理 81.5℃ 10.9
热处理 82.0℃ 8.6
热处理 82.5℃ 8.4
热处理 83.0℃ 4.6
热处理 83.5℃ 3.9
热处理 84.0℃ 2.2
热处理 84.5℃ ＜1.0
热处理 85.0℃ ＜1.0
*苯酚的量与磷酸酶的量成正比。
结果表明，磷酸酶的变性几乎不取决于热处理温度，因为保留时间极短且很精确。用这种方法确保所有颗粒受到相同的热处理。
换言之，由于极短的保留时间，使用本发明的设备对所述产品中的不可缺少的酶的化学破坏极不显著。同时热处理对产品的味道和外观的影响最小。对产品中所含的维生素和蛋白质的破坏也是最小。另外，与借助板式换热器热处理得到的灭菌程度相比，能够较高程度地灭菌。在本发明设备的操作过程中，所述产品不与加热表面接触，而且热沉淀极为有限。所述设备使得能够非常精确地控制保留时间，这是因为产品在室1内自由降落过程中它的速度分布是相当平缓的和因为在遇到底部和泵时温度急剧下降。
在后面的真空处理过程中，除去任意地引起产品不良味道的水、空气和挥发性芳族化合物。由于从产品中除去了空气，所述产品还是非常耐贮藏的。
已经参照优选的实施方案描述了本发明。在不偏离本发明范围情况下可以进行许多改进。例如可使用除所述齿轮泵以外的其它正位移泵。