專利名稱：用于通過對配制物進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于通過對含有乳清蛋白的配制物進行微凝膠化和/或微?；?， 特別是通過對過濾截留物進行微粒化來制造產(chǎn)品的方法，以及一種用于實施所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
這里在對蛋白質(zhì)濃縮物，例如過濾截留物，特別是超濾乳清濃縮物中的乳清蛋白進行組合式的熱和機械處理以及可選的另外的熱處理。微粒化的目的是，制造在幾個微米尺寸范圍內(nèi)的過濾截留物，例如乳清蛋白顆粒。 這在對顆粒進行連續(xù)的機械處理，例如剪切的情況下通過乳清蛋白熱誘發(fā)的變性和聚集的組合來實現(xiàn)。就是說對于顆粒化過程利用了兩種作用相反的過程，即聚集和顆粒粉碎的疊加，以便得到顆粒確定的尺寸分布。通過微?；?，過濾截留物、就是說例如乳清蛋白聚集物可以與對于不同類型的產(chǎn)品的特殊要求相適配。例如在幾個微米的尺寸范圍內(nèi)的聚集物形式的乳清蛋白可以集成到乳酪基質(zhì)中。在采用用于制造乳酪的方法時，例如提高了由奶原料的產(chǎn)品產(chǎn)出量并改進了特別是作為產(chǎn)品的低脂乳酪的質(zhì)地特性(結(jié)構(gòu)特性)。在制造新鮮乳酪時也可以實現(xiàn)明顯的產(chǎn)出量提高。通過微?；@得的在確定的、 盡可能窄的尺寸范圍內(nèi)的聚集物例如也可以在制造乳制甜點或冰淇淋時按類似的方式使用。在這些產(chǎn)品中特別是待處理的溶液的糖含量對于凝膠的形成決定性的作用。作為替代傳統(tǒng)的酸奶加熱或例如用于軟質(zhì)干酪的壺式奶加熱的應用還包括用于具有天然或只是略微提高的乳清蛋白值的產(chǎn)品的應用領域。一種用于微?；难b置例如由學位論文“Thermische Denaturierung und Aggregation von Molkenproteinen in Ultrafiltrationsmolkenkonzentraten -Reaktionskinetik und Partikulieren im Schabewarmetauscher"已知，Shaker Verlag，1999 年出版，ISBN 3-8265-6233-X。在由這篇學位論文在先已知的用于微粒化的裝置中，微粒的熱處理過程和機械加工過程、即機械粉碎，都在同一個裝置中同時按關(guān)聯(lián)的方式進行。這里使用了刮面式換熱器，在所述刮面式換熱器中，導入來自超濾乳清濃縮物的乳清蛋白。在刮面式換熱器中，超濾乳清濃縮物一方面通過刮面式換熱器的熱傳遞面，即熱交換器上的熱傳遞被加熱。另一方面，在刮面式換熱器的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的刮板產(chǎn)生剪切力，由此實現(xiàn)對由超濾乳清濃縮物組成的顆粒的粉碎。刮面式換熱器在剪切率上受到物理的限制。在用于微粒化的刮面式換熱器中，加熱的過程直接與機械的粉碎過程相關(guān)聯(lián)，通過所述加熱過程引起顆粒的聚集物形成。這樣，向過濾截留物的熱傳遞只能通過提高刮板的旋轉(zhuǎn)頻率來改變，但這不可避免地也會導致機械的粉碎作用的變化。因此不能作為獨立的過程參數(shù)來影響由通過熱處理引起的聚集和通過機械的剪切應力引起的粉碎組成的相反的過程。這種情況的缺點是，在刮面式換熱器中只能有限地實現(xiàn)制造具有預選的且較為狹窄的尺寸范圍的顆粒。為了制造在特別小的只有幾個微米的尺寸范圍內(nèi)的顆粒，帶有刮板的轉(zhuǎn)子必須以非常高的旋轉(zhuǎn)速度運行。這有這樣的缺點，刮面式換熱器的磨損特別大。 此外，在高旋轉(zhuǎn)速度下的運行會導致提高的能耗。此外，所述已知的設備還具有非常大的體積，從而由于不同的加熱和聚集時間，加熱和變性通常會導致產(chǎn)品的保溫時間在30s和 120s之間。為了改進微?；赪O 2006/024395 Al中建議，在用于對過濾截留物進行微?；木哂泄蚊媸綋Q熱器的裝置中，在通過刮面式換熱器之后，引導產(chǎn)品通過拌勻器，并對產(chǎn)品進行附加的、獨立于刮面式換熱器的機械處理。但沒有由此實現(xiàn)機械處理和熱處理的完全分離，因為在刮面式換熱器中這兩種處理不能分開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于通過對配制物進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品，即乳制品的方法和裝置，所述方法和裝置避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點，特別是其中在對基于過濾截留物的配方物(Rezeptur)、特別是超濾乳清濃縮物中的乳清蛋白進行包括機械的處理和熱處理的微凝膠化和/或微粒化時，應能夠保護資源地實現(xiàn)具有高的持水性和產(chǎn)品的乳脂狀的特性的顆粒的高產(chǎn)出量。所述目的通過根據(jù)各權(quán)利要求的方法和裝置來實現(xiàn)。各從屬權(quán)利要求構(gòu)成本發(fā)明優(yōu)選的實施形式。在根據(jù)本發(fā)明的用于通過對包含乳清蛋白的配制物進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品的方法(微粒化法)中，執(zhí)行以下方法步驟-例如在容器中或直接作為來自微過濾設備的過濾截留物提供所述配制物，-輸送所述配制物，例如由容器向分散裝置(分散器)導入，其中在分散裝置中利用接合到靜止件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件優(yōu)選持續(xù)地產(chǎn)生剪切力，用于對所述配制物進行機械處理，-從分散化裝置中導出經(jīng)微凝膠化和微?；漠a(chǎn)品。在分散化裝置中經(jīng)處理的配制物，即在分散化裝置中的處理之后的配制物被稱為產(chǎn)品。通過所述分散裝置對所述產(chǎn)品進行直接蒸汽加熱。通過在直接蒸汽加熱中導入產(chǎn)品或配制物中的水蒸汽，相對于所述配制物可以使產(chǎn)品稀釋一至三個體積百分比。就是說，根據(jù)本發(fā)明，通過這種轉(zhuǎn)子/定子裝置對配制物中的顆粒進行剪切，由此對顆粒進行機械處理，即粉碎和/或拉伸。這種分散裝置以高的剪切率工作。通過使轉(zhuǎn)動件接合到固定件中，配制物被擠壓通過至少一個優(yōu)選間隙寬度在毫米范圍的、即例如ι至5 毫米的間隙。這個過程優(yōu)選在60°C至90°C的溫度下進行。為了在使用這種微粒時，即在使用通過按本發(fā)明的方法制造的產(chǎn)品時基本上避免噬菌體問題，在需要酸化的產(chǎn)品中溫度保持在90°C以上的范圍中。包含乳清蛋白的配制物是指這樣的配制物，其中存在大量的乳清蛋白，即存在足夠乳清蛋白的濃度。配制物是指一種配方物，即各種配料的混合物。就是說，在根據(jù)本發(fā)明的用于微凝膠化和/或微?；姆椒ㄖ?，使用一種機械的處理裝置，這種處理裝置構(gòu)成為具有轉(zhuǎn)動件和固定件的分散裝置。在轉(zhuǎn)子的區(qū)域內(nèi)構(gòu)成的分散區(qū)通常就是足夠的，對于特定的產(chǎn)品多級的分散頭可能是有利的。通過這種轉(zhuǎn)動件/固定件裝置可對配制物中的顆粒進行幾乎任意的粉碎。獨立于機械處理的、即能夠獨立控制的熱處理通過直接蒸汽加熱來實現(xiàn)。這里優(yōu)選由乳制品中獲得的蒸汽直接導入(注入)產(chǎn)品中。這里可以實現(xiàn)所述產(chǎn)品進行非?？焖俸屯暾募訜?，以便通過積聚過程來調(diào)整顆粒的尺寸。直接的蒸汽加熱使得全部的產(chǎn)品量同時被加熱，并且不會如在間接的加熱法中那樣，在熱交換的表面上的產(chǎn)品比在管道中心的產(chǎn)品受到更高的熱負荷。這有利地實現(xiàn)了更好的產(chǎn)出量和顆粒尺寸較小的偏差。根據(jù)本發(fā)明的方法的滯留時間特性與由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比是獨特的。通過對整個奶流進行同時加熱，而不是只對熱交換器的外壁上引導的分流進行加熱，與已知的利用熱交換器的方法相比，溫度可以在明顯更寬的范圍上調(diào)整。這里避免的產(chǎn)品煮糊。由此可產(chǎn)生這樣的顆粒，所述顆粒特別是在加入乳酪中時不會對其可切割性產(chǎn)生不利影響。這在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微粒的大量應用中是一個主要的問題。在原料中的、即要用根據(jù)本發(fā)明的方法微凝膠化和/或微?；呐渲莆锏娜榍宓鞍椎臐舛鹊姆秶?，在根據(jù)本發(fā)明的方法中可以從1.5%到30% (重量百分比)變化，特別是可以加工具有高于5重量百分比的乳清蛋白的配制物。就是說，與在目前已知的方法中的情況相比，根據(jù)本發(fā)明可以加工的配制物的范圍明顯更大。為了改進本發(fā)明，所注入的蒸汽有選擇地利用間接蒸汽發(fā)生器由集成在蛋白濃縮物的過濾設備中的RO(反滲透裝置)的RO滲透液或由另外準備的水產(chǎn)生。所述間接的蒸汽可以有利地在這樣的企業(yè)/運行(Betrieb)中使用，在這些企業(yè)中這樣實現(xiàn)蒸汽發(fā)生，即， 蒸汽不允許或不應直接注入食品中。根據(jù)本發(fā)明的方法是特別節(jié)能的，用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置特別低磨損地工作。根據(jù)本發(fā)明的方法可以在具有非常小的設備體積的裝置內(nèi)執(zhí)行，由此在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法時，啟動和運行損失與現(xiàn)有的方法相比能夠大大降低。設備體積可以只是已知的類似系統(tǒng)的約20%。由于較小的設備體積，根據(jù)本發(fā)明的方法特別還適合于基于批次的起停式運行，例如在添加到乳酪加工助劑中時或在冰淇淋企業(yè)中時。所述微粒例如可以在制備原料中不同的含乳清蛋白物時以及在不同的加熱和剪切參數(shù)下單獨地針對配方優(yōu)化地制造。根據(jù)本發(fā)明為了進行微?；?，提出了一種不采用刮面式換熱器的具有明顯比在現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法高的剪切率的方法。由此不僅可以制造微?；倪^濾截留物，而且可以制造所有類型的基于乳清蛋白的微凝膠。微凝膠既可以基于各種乳清蛋白、乳清蛋白和糖的相互作用，也可以基于乳清蛋白和干酪素來制造。所述方法的使用對于配制物中的乳清蛋白明顯更大的范圍的濃度都適合，并也可以用于處理已經(jīng)完成的產(chǎn)品配方物，而不是中間產(chǎn)品。已知的利用刮面式換熱器的工藝的典型剪切率在500/s到3000/s的范圍內(nèi)。 利用在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的具有轉(zhuǎn)動件-固定件系統(tǒng)的分散裝置可以實現(xiàn)500/s至 5000000/s的剪切率，特別是大于3000/s至5000000/s的剪切率。因此與所有目前為止已知的方法相比，能實現(xiàn)的凝膠特性、工作溫度以及原材料中的濃度的范圍分布得明顯更寬。配制物優(yōu)選在容器和分散裝置之間通過熱交換器和/或拌勻器，所述熱交換器特別是用于預熱到70至90攝氏度之間的溫度。這里在機械的處理裝置的上游設置一個附加的熱處理裝置，即熱交換器。由此在第一個步驟中實現(xiàn)配制物中的乳清蛋白的聚集。在所述聚集過程終結(jié)之后，才在非常精確的并可獨立于加熱過程選擇的參數(shù)下對聚集物進行機械的粉碎。產(chǎn)品可以有利地在從分散裝置中導出之后通過熱交換器和/或冷卻器。通過所述熱交換器可以在通過所述分散裝置之后對產(chǎn)品進行保溫。就是說，在根據(jù)本發(fā)明的微粒化方法中，當兩個所述熱交換器構(gòu)造成逆流熱交換器時，可以附加地在配制物、例如其中包含的過濾截留物和微?；淖罱K產(chǎn)品之間進行熱交換。所述熱交換器可以設置成用于過濾截留物與微?；淖罱K產(chǎn)品之間的熱交換的板式熱交換器。通過這種在能量上特別有利的方案，過濾截留物在進入分散裝置之前或進入另外的熱處理裝置之前已經(jīng)被預熱，其中微?；淖罱K產(chǎn)品同時可以進一步冷卻。特別是有利地確保了，在最終產(chǎn)品中不會不希望地進行其他聚集過程。在所述產(chǎn)品從分散裝置中導出之后，對于確定的產(chǎn)品，例如對于意大利乳清干酪的制造，可以進行產(chǎn)品的熱裝填。可以在進行或不進行產(chǎn)品到分散裝置中的回輸?shù)那闆r下進行保溫。特別是在制造需要進一步加工的中間產(chǎn)品作為根據(jù)本發(fā)明的方法的產(chǎn)品時，所述產(chǎn)品可以在沒有冷卻的情況下在線供應給另一種中間產(chǎn)品，例如乳酪用奶 (Kasereimilch )。在制造高粘度產(chǎn)品的情況下，在沒有對產(chǎn)品冷卻或略微冷卻的情況下，在從分散裝置中導出后進行熱裝填也可能是有利的。所述產(chǎn)品也可以在從分散裝置中流出后直接引導到噴霧干燥器或閃蒸冷卻裝置/瞬間冷卻裝置(Flash-KUhlimg)上。特別有利的是，所述配制物在分散裝置之前通過輸送泵，所述產(chǎn)品在分散裝置之后通過導出泵，其中通過輸送泵和導出泵的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)壓力降。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設備，即裝置可以基本上通過三個參數(shù)精確地調(diào)節(jié)。通過對轉(zhuǎn)動件進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可以優(yōu)化對產(chǎn)品的剪切?？梢酝ㄟ^直接蒸汽加熱裝置的蒸汽調(diào)節(jié)閥非常精確地保證溫度調(diào)整。通過設備上的可以通過輸送泵和導出泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)整的壓力降，可以精確地調(diào)整混合區(qū)或剪切區(qū)的壓力。通過精確地調(diào)整壓力降避免了產(chǎn)品煮糊，這主要使得兩次清潔之間的可能的運行時長得到優(yōu)化。此外，特別是具有較為強烈的加熱的溫度調(diào)整程序通常比保護性的加熱方法需要更高的壓力降。當配制物包含過濾截留物，特別是基于乳清蛋白的超濾乳清濃縮物時，或當配制物由過濾截留物，特別是基于乳清蛋白的超濾乳清濃縮物組成時，根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合于對這種配制物進行微?；?。這種過濾截留物由此可以不犧牲質(zhì)量地添加到特別是乳制品中，或者可以完全由所述過濾截留物制造乳制品。在根據(jù)本發(fā)明的用于微?；姆椒ㄖ校瑢^濾截留物，特別是超濾乳清濃縮物中的乳清蛋白進行機械處理和熱處理(熱化過程)，其中熱處理和機械處理在空間和時間上接近同時地限制在很窄的時間窗口上地進行。在機械處理中的剪切的和熱化過程的參數(shù)的設置這里完全相互獨立地進行。根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于通過對包含乳清蛋白的配制物進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品的方法的裝置(微?；b置)具有-用于提供配制物的容器，-分散裝置和管道系統(tǒng)，所述管道系統(tǒng)用于將配制物從容器中輸送到分散裝置中， 其中分散裝置具有帶有轉(zhuǎn)動件和固定件的分散腔，使得在分散裝置中能夠利用接合到固定件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件產(chǎn)生、優(yōu)選持續(xù)地產(chǎn)生用于對配制物進行機械處理的剪切力，其中，-優(yōu)選設有產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置，優(yōu)選所述分散裝置具有用于產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置的蒸汽輸送件，所述蒸汽輸送件優(yōu)選與配制物輸送件分開，以及-用于從分散裝置中導出經(jīng)微凝膠化和微?；漠a(chǎn)品的導出系統(tǒng)。優(yōu)選設有用于調(diào)節(jié)直接蒸汽加熱裝置的蒸汽流的調(diào)節(jié)裝置，其中通過所述調(diào)節(jié)， 可以實現(xiàn)產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置的有控制的溫度調(diào)整。就是說，所述調(diào)節(jié)裝置調(diào)整蒸汽流并允許實現(xiàn)有控制的溫度調(diào)整。在根據(jù)本發(fā)明的微?；b置中，熱處理裝置可以構(gòu)造成分散裝置上的直接蒸汽加熱裝置。在分散裝置中，接合到固定件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件持續(xù)地產(chǎn)生剪切力。通過分開的蒸汽和產(chǎn)品輸送，使得混合和加熱直接在剪切區(qū)前面的區(qū)域中進行，確保了在不在分散裝置中形成沉積物，即出現(xiàn)沉淀的情況下實現(xiàn)最佳的加熱。直接蒸汽加熱裝置構(gòu)成配制物或產(chǎn)品的熱處理裝置。在特別是非常敏感的產(chǎn)品的熱負荷較小的同時，這有利地實現(xiàn)了非常有效的熱傳遞，并實現(xiàn)了相對于對應于目前的現(xiàn)有技術(shù)的裝置明顯改進的停機時間。這樣，在根據(jù)本發(fā)明的用于對過濾截留物、特別是超濾乳清濃縮物中的乳清蛋白進行包括微粒化的機械處理和熱處理的裝置中，在一個組合的設備中，即在具有直接蒸汽加熱裝置的分散裝置中設有能單獨調(diào)整的熱處理裝置和能單獨調(diào)節(jié)的機械處理裝置。以這種方式可以有利地作為相互獨立的參數(shù)有目的地改變加熱和機械處理。由此可以精確地實現(xiàn)顆粒的希望的尺寸范圍。由此有利地改進了在最佳的微粒尺寸范圍中的顆粒的產(chǎn)出量。 由于設置的單獨了機械處理裝置，能夠在比現(xiàn)有技術(shù)中大的范圍上預先選擇希望的顆粒分布。此外有利的是，可以放棄使用昂貴的設備部件，如刮面式換熱器或拌勻器。這使得在提高質(zhì)量的同時可以實現(xiàn)較低的投資和運行成本，但還可以實現(xiàn)較少的維護時間和較低的維護成本。在本發(fā)明的一個特殊的實施例中，轉(zhuǎn)動件和/或固定件具有在幾個毫米范圍內(nèi)的間隙通道。其優(yōu)點是，確保了任何通過所述裝置的過濾截留物都具有通過間隙通道和剪切規(guī)定的最大微粒尺寸。為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的微粒化裝置的特別寬的應用范圍而設定，間隙通道的寬度設計成能夠通過不同的嵌件可變地調(diào)整。在保持所述關(guān)于微粒尺寸選擇的特性的同時，以這種方式有利地實現(xiàn)了，窄的微粒尺寸分布的平均值根據(jù)選擇在不同的產(chǎn)品中主要可以在一個范圍上變化，該范圍通過調(diào)整間隙寬度給定。由此可以有利地使根據(jù)本發(fā)明的裝置與對用于不同應用場合的過濾截留物的處理相適配。由此可以有利地影響經(jīng)濟性。這樣在同樣的設備上，例如可以加熱間歇式排放淤泥、生產(chǎn)意大利乳清干酪，加熱低脂冰淇淋或酸奶配方物，或者還可以制造微粒。在容器和分散裝置之間的管道系統(tǒng)中有利地設有熱交換器和/或拌勻器，由此在輸送到分散裝置中之前可以對配制物中可能的脂成分進行均勻化。這種方法特別是在冰淇淋-酸奶甜點領域是特別有利的。但當如在生物制品中那樣禁止均勻化時，均勻化不是一定必需的。
根據(jù)要制造的產(chǎn)品，可能有利的是，在導出系統(tǒng)中設有熱交換器和/或冷卻器，所述冷卻器可以用作預冷卻器，也可以用作低溫冷卻器。在第一種情況下，立即對產(chǎn)品進行進一步的加工，在第二種情況下，用于繼續(xù)加工的產(chǎn)品臨時存放較長的時間段。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中制造的產(chǎn)品，即微凝膠/微粒可以在將所述產(chǎn)品用作中間產(chǎn)品的情況下沒有冷卻地在線輸送給一種中間產(chǎn)品，例如乳酪用奶。高粘度的產(chǎn)品可以在沒有對產(chǎn)品冷卻或僅略微冷卻的情況下在按本發(fā)明的方法制造之后進行熱裝填。非常有利的是，在分散裝置之前的管道系統(tǒng)中設置輸送泵，在分散裝置之后的導出系統(tǒng)中設置導出泵，其中通過輸送和導出泵的轉(zhuǎn)速能夠調(diào)整壓力下降。這兩個用于輸送和導出的泵可以與待制造的產(chǎn)品的粘度無關(guān)地構(gòu)造成離心泵或容積泵。導出系統(tǒng)優(yōu)選具有管道回路和/或設有再循環(huán)裝置，其中設有導出系統(tǒng)與在容器和分散裝置之間的管道系統(tǒng)的連接。通過管道回路可以實現(xiàn)具有均勻的滯留時間范圍的、 產(chǎn)品必須通過的滯留路段。當在熱處理裝置和機械處理裝置之后設有上述滯留路段或者產(chǎn)品通過再循環(huán)裝置多次通過設備時，根據(jù)本發(fā)明的微?；b置可以針對特定的產(chǎn)品進行適配。由此在機械粉碎完成之后，有利地在分散裝置之外使聚集過程完全結(jié)束。由此有利地避免的，在完成機械粉碎之后仍繼續(xù)發(fā)生聚集，這會使希望的尺寸分布發(fā)生不希望的偏差。當所述過濾截留物暫時存儲在滯留路段內(nèi)時，則得到根據(jù)本發(fā)明的微?；椒ǖ囊环N特別有利的改進方案。優(yōu)選與再循環(huán)裝置相結(jié)合，在通過所述裝置之后，由此實現(xiàn)在確定的時間內(nèi)有利地將所述產(chǎn)品保溫在一定的溫度水平，以便對于盡可能高的截留物比例使得聚集物的形成結(jié)束。


下面根據(jù)實施例參考附圖來詳細說明本發(fā)明。其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的微凝膠化/微?；b置的總體結(jié)構(gòu)的圖示。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的微粒化裝置的一個實施例，它特別適于乳酪產(chǎn)品。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的微?；b置的一個實施例，其中帶有產(chǎn)品的熱裝填。圖4示出在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的具有直接蒸汽加熱裝置的分散裝置。圖5示出轉(zhuǎn)動件在按圖4的分散裝置中如何接合到固定件中的圖示。
具體實施例方式附圖的圖示非常示意性地示出本發(fā)明的主題并且不應理解為是符合比例的。本發(fā)明的主題的各個組成部分以使其結(jié)構(gòu)能夠很好顯示的方式示出。在圖1中示出根據(jù)本發(fā)明的微凝膠化/微?；b置的總體結(jié)構(gòu)。在容器3中提供含有乳清蛋白的配制物4 (供給料)。所述配制物4從容器3中通過管道系統(tǒng)5導入分散裝置7。此時配制物4通過輸送泵8。在輸送泵8和分散裝置7之間，在管道系統(tǒng)5中設置兩個熱交換器10、11、加熱器12和拌勻器13，它們同樣由配制物4通過。配制物的流動方向在該圖中通過管道系統(tǒng)5上的箭頭示意性地示出。分散裝置7具有分散腔，所述分散腔具有轉(zhuǎn)動件和固定件，使得在分散裝置7中利用接合到固定件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件向存在于配制物4中顆粒持續(xù)地產(chǎn)生剪切力。轉(zhuǎn)動件和固定件在圖中只是示意性地通過分散裝置7中交叉的線條繪出。在分散裝置7上還設有直接蒸汽加熱裝置20。該裝置只是在用具有較高乳清蛋白濃度的配制物進行制造時才必須使用。這里分散裝置7具有與配制物輸送件22、即用于將配制物4輸送到分散裝置7中的入口分開的蒸汽輸送件，用于產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置。 用于蒸汽加熱裝置20的運行的蒸汽通過調(diào)節(jié)閥23輸送到分散裝置7中。設有用于從分散裝置7中導出經(jīng)微凝膠化和微粒化的產(chǎn)品的導出系統(tǒng)30。在導出系統(tǒng)30中設有導出泵32，通過所述導出泵將產(chǎn)品泵送至目標34。所述目標34例如構(gòu)造成裝填設備。導出泵在系統(tǒng)中的位置是可變的并取決于熱交換器的壓力降。在壓力降高時， 導出泵理想地直接位于分散裝置的后面。在分散裝置7和導出泵32之間在導出系統(tǒng)30中設有兩個熱交換器10、11和一個冷卻器35，它們由產(chǎn)品流動通過。熱交換器10、11是也由配制物4流動通過的熱交換器10、 11。熱交換器10、11逆流法運行，從而在配制物4和經(jīng)微?；漠a(chǎn)品之間實現(xiàn)熱交換10、 11。供給料從容器3通過輸送泵8輸送到熱交換器10。在熱交換器10中供給料借助于已經(jīng)微粒化/微凝膠化的產(chǎn)品預熱。根據(jù)供給料的組成，在拌勻器13中進行均勻化可能是有利的。接著在另一個熱交換器11中按逆流將產(chǎn)品加熱到70-75°C。根據(jù)供給料的組成現(xiàn)在在加熱器12中實現(xiàn)加熱到剪切溫度，或者直接在分散裝置7中，即在其剪切腔或分散腔中通過經(jīng)由調(diào)節(jié)閥23的直接蒸汽加熱20實現(xiàn)加熱到剪切溫度。在分散裝置7中導入供給料中的剪切作用實現(xiàn)了配制物4的微凝膠化/微?；?。如上所述，產(chǎn)品的冷卻按逆流方式在熱交換器10、11中進行。如果產(chǎn)品不應在線繼續(xù)加工，通常通過冷卻器35冷卻產(chǎn)品。 導出泵32是重要的。對于在分散裝置7后面存在反壓力的情況，導出泵32允許對分散腔中的壓力進行精確調(diào)整。所述的過程包括本發(fā)明的方法的所有過程步驟或本發(fā)明的方法的所有變型方案， 其中對于確定的應用場合總是只選擇必要的方法步驟。這里重要的是(配制物)通過分散裝置7和直接蒸汽加熱裝置20。在圖2中示出根據(jù)本發(fā)明的微?；b置的一個實施例，該微?；b置特別好地適用于乳酪制造。與根據(jù)圖1的按本發(fā)明的裝置不同，該實施例中(配制物)只通過一個按逆流方式的熱交換器10。在通過熱交換器10之后，產(chǎn)品通過冷卻器35。另外，沒有設置加熱器，或者配制物在通過分散裝置7之前沒有在加熱器中預熱，并且沒有設置拌勻器，因此也就沒有設置配制物的均勻化步驟。通過向配制物中添加微?；腤PC 35-60，乳酪中的固體質(zhì)量降低了多于2%并制成了一種明顯更呈乳脂狀的乳酪。導出泵在系統(tǒng)中位置是可變的并取決于熱交換器的壓力降。在壓力降高時，導出泵理想地直接位于分散裝置的后面。在出口處溫度的調(diào)整可以通過冷卻器/后加熱器35進行或通過熱交換器10上的旁通閥進行。在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的帶有熱填充裝置的微?；b置的圖示。該方法也適用于直接向噴霧干燥器裝料。與根據(jù)圖1和圖2的實施形式不同，這里產(chǎn)品沒有通過冷卻器 (最多通過一個極小的補充調(diào)溫裝置)。和在根據(jù)圖1的實施例中相同地設定，在配制物4 輸送到分散裝置7之前，配制物通過加熱器12。根據(jù)本發(fā)明的方法的這個變型方案例如適用于制造高粘度的產(chǎn)品，如意大利乳清干酪。導出泵32這里不是在所有的方法中都是必需的。在圖4中示出在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的具有直接蒸汽加熱裝置20的分散裝置7。直接蒸汽加熱裝置20由一個入口構(gòu)成，水蒸汽55通過所述入口導入分散裝置7，使得所述水蒸汽與通過配制物輸送件22導入分散裝置7的配制物4 一起利用分散裝置7的轉(zhuǎn)動件擠壓通過分散裝置7的固定件51。這里水蒸汽55在配制物4中冷凝，從而從分散裝置7向?qū)С鱿到y(tǒng)30中導出的產(chǎn)品相對于配制物4被略微稀釋。水蒸汽55、配制物4和產(chǎn)品的流動方向在圖中通過箭頭示意性示出。由于轉(zhuǎn)動件在固定件51中旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動件在圖中被轉(zhuǎn)動件51遮蓋并因此沒有示出。圖5示出轉(zhuǎn)動件50如何在按圖4的分散裝置7中接合到固定件51的圖示。這里水蒸汽55、配制物4和產(chǎn)品的流動方向也通過箭頭示意性地示出。轉(zhuǎn)動件50構(gòu)造成具有套裝的齒圈58的板件57。在該圖中只示出了轉(zhuǎn)動件50具有齒58的一部分。轉(zhuǎn)動件50的旋轉(zhuǎn)軸線豎直延伸地位于圖平面中。固定件51具有間隙59，配制物-水混合物由泵50泵送通過所述間隙。本發(fā)明建議了一種用于通過對包含乳清蛋白的配制物4進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品的方法和一種執(zhí)行所述方法的裝置。所述方法包括以下方法步驟-提供配制物4，優(yōu)選在容器3中提供配制物，-向分散裝置7導入所述配制物4，其中在分散裝置7中利用接合到固定件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件持續(xù)地產(chǎn)生剪切力，-對產(chǎn)品進行直接蒸汽加熱20，優(yōu)選通過分散裝置7上的直接蒸汽加熱裝置20，優(yōu)選加熱到60至100攝氏度之間的溫度，以及-從分散裝置7中導出經(jīng)微凝膠化和微?；漠a(chǎn)品。本發(fā)明不僅限于前面給出的實施例。相反可以設想一定數(shù)量的變型方案，這些變型方案也可以在原則上不同形式的構(gòu)型中使用本發(fā)明的各特征。
權(quán)利要求
1.用于通過對包含乳清蛋白的配制物(4)進行微凝膠化和/或微粒化來制造產(chǎn)品的方法，所述配制物優(yōu)選包含1. 5至30重量百分比、特別是5重量百分比以上的乳清蛋白，所述方法包括以下方法步驟向分散裝置(7)導入所述配制物G)，其中在分散裝置(7)中利用接合到固定件(51)中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件(50)產(chǎn)生、優(yōu)選持續(xù)地產(chǎn)生剪切力，用于對所述配制物進行機械處理；以及從分散裝置(7)中導出經(jīng)微凝膠化和微?；漠a(chǎn)品。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，接合到固定件(51)中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件(50) 產(chǎn)生在500/s至5000000/s之間的剪切率，特別是高于2000/s至5000000/s的剪切率。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過使轉(zhuǎn)動件(50)接合到固定件(51) 中，所述配制物被擠壓通過至少一個間隙(53)，優(yōu)選是間隙寬度在毫米范圍的間隙。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置 (20)優(yōu)選加熱到60到100攝氏度之間的溫度，優(yōu)選直接蒸汽加熱裝置00)設置在分散裝置(7)上。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過直接蒸汽加熱00)相對于配制物(4) 對產(chǎn)品形成在1到20體積百分比之間的稀釋。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，配制物(4)在輸送到分散裝置(7)中之前通過熱交換器(10、11)和/或拌勻器(13)，所述熱交換器優(yōu)選是用于預熱到在70到90攝氏度之間的溫度的熱交換器。
7.按權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，在從分散裝置(7)中導出產(chǎn)品之后，對產(chǎn)品進行熱裝填，此時優(yōu)選直接進行保溫和/或噴霧干燥。
8.按權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，在分散裝置(7)之前，配制物 ⑷通過輸送泵(8)，在分散裝置(7)之后，產(chǎn)品通過導出泵(32)，其中通過輸送泵⑶和導出泵(32)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整壓力降。
9.按權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，配制物(4)包含過濾截留物、 特別是含乳清蛋白的超濾乳清濃縮物，或者配制物由過濾截留物、特別是含乳清蛋白的超濾乳清濃縮物組成。
10.用于執(zhí)行按權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法的裝置，所述方法用于通過對包含乳清蛋白的配制物(4)進行微凝膠化和/或微?；瘉碇圃飚a(chǎn)品，所述裝置具有分散裝置(7)和管道系統(tǒng)(5)，所述管道系統(tǒng)用于輸送配制物G)，特別是從容器(3)中向分散裝置(7)中輸送配制物，其中分散裝置(7)具有分散腔，所述分散腔具有轉(zhuǎn)動件和固定件，使得在分散裝置(7)中利用接合到固定件(51)中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件(50)能夠產(chǎn)生、優(yōu)選持續(xù)地產(chǎn)生剪切力，用于對配制物進行機械處理，其中優(yōu)選設有直接蒸汽加熱裝置(20)，所述分散裝置(7)優(yōu)選具有優(yōu)選與配制物輸送件0 分開的蒸汽輸送件，用于產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置00)；用于從分散裝置(7)中導出經(jīng)微凝膠化和微?；漠a(chǎn)品的導出系統(tǒng)(30)。
11.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，設有用于調(diào)節(jié)直接蒸汽加熱裝置00)的蒸汽流的調(diào)節(jié)裝置，其中通過所述調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)對產(chǎn)品的直接蒸汽加熱裝置00)的有控制的溫度調(diào)節(jié)。
12.按權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，在容器C3)和分散裝置(7)之間的管道系統(tǒng)(5)中設有熱交換器(10、11)和/或拌勻器(13)。
13.按權(quán)利要求10至12中任一項所述的裝置，其特征在于，在導出系統(tǒng)(30)中設有熱交換器(IOUl)和/或冷卻器(35)。
14.按權(quán)利要求10至13中任一項所述的裝置，其特征在于，在分散裝置(7)之前的管道系統(tǒng)(5)中設置輸送泵(8)，在分散裝置(7)之后的導出系統(tǒng)(30)中設置導出泵(32)， 其中通過輸送泵(8)和導出泵(3 的轉(zhuǎn)速能夠調(diào)整壓力降。
15.按權(quán)利要求10至14中任一項所述的裝置，其特征在于，導出系統(tǒng)(30)具有管道回路和/或設有再循環(huán)裝置，其中設有導出系統(tǒng)(30)與在容器C3)和分散裝置(7)之間的管道系統(tǒng)(5)的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過對包含乳清蛋白的配制物(4)進行微凝膠化和/或微粒化來制造產(chǎn)品的方法和一種執(zhí)行所述方法的裝置。所述方法包括以下方法步驟提供配制物(4)，優(yōu)選在容器(3)中提供配制物(4)；向分散裝置(7)導入所述配制物(4)，其中在分散裝置7中利用接合到固定件中的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件持續(xù)地產(chǎn)生剪切力；對產(chǎn)品進行直接蒸汽加熱(20)，優(yōu)選通過分散裝置(1)上的直接蒸汽加熱裝置(20)，優(yōu)選加熱到60至100攝氏度之間的溫度；以及從分散裝置(7)中導出經(jīng)微凝膠化和微粒化的產(chǎn)品。
文檔編號A23J3/08GK102307484SQ200980156088
公開日2012年1月4日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者馬丁·布格爾 申請人:馬丁·布格爾