專利名稱：長保質期鮮奶的加工生產設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一套加工生產設備，具體的說，涉及一套長保質期鮮奶的加工生產設備。屬于乳品加工設備領域。
背景技術：
乳是各種哺乳動物哺育其幼仔的最理想的天然食物，富含優質蛋白、乳脂、乳糖等營養成分和鈣、磷、鉀等礦物質及多種維生素。在發達國家中，乳與乳制品已經成為人們飲食的重要組成內容；我國新修訂的《中國居民膳食指南》中明確強調了“一人一天一杯奶(250ml)”，而且WHO也把人均乳品消費量列為衡量一個國家人們生活水平的主要指標。由此可見，牛乳在人們飲食中具有的重要作用。
隨著我國人民對于健康與營養認識的提高，牛奶的消費量逐年提升。2002年我國城鎮居民年人均乳品消費總量為21.5公斤，跟2001年16.8公斤相比，增長27.9％。但是，牛奶的營養成分豐富導致了其保質期非常短。
目前，國內保鮮奶產品的生產技術主要為兩種。一種是對新鮮原料乳進行高溫短時巴氏殺菌(即HTST，一般為85℃，15s)所得。另一種是對原料乳進行超高溫瞬時殺菌(即UHT，一般為120～137℃，4～17s)所得。通過巴氏殺菌技術獲得的產品保質期短(一般為2～7天)，易腐敗，影響消費者的方便飲用；因保質期短，同時鮮奶產品的儲運銷需要在低溫下進行，所以產品的銷售半徑小，生產班次多，出入庫頻繁，庫存清單多，庫存壓力大。
超高溫產品顯著的延長了牛乳的保質期(常溫下1個月～8個月)。但是過高的處理溫度對于乳的營養有很大的影響，部分蛋白變性，因內部生化反應的進行，顏色褐變、有蒸煮味，等等。
奶的風味一直是消費者判斷牛奶產品質量與營養的標準。巴氏奶因較低的殺菌強度，得以保持牛奶的新鮮風味和絕大部分的營養價值，在市場上一直受到消費者的歡迎。但同樣因為其較低的殺菌強度，并不是商業無菌產品，允許產品中存活一定數量的菌(致病菌全部殺死)。因此保質期較短，一般為2～7天左右，給消費者帶來了很大的不便。稍微飲用不及時或存儲條件不當，牛奶就會變質；牛奶短暫的保質期，也促使消費者不得不經常去市場購買新的牛奶。延長巴氏殺菌牛奶的保質期，是乳品行業應著力解決的一個問題。
中國專利CN1446467A公開了一種固體鮮牛奶及其制作方法，其公開了如下方法采用真空脫水技術將剛擠出的純鮮牛奶脫去水份，以延長其保鮮期限，并為貯運和攜帶提供便利。它的主要生產工藝是取奶-殺菌-速凍-真空脫水。但是，在其中速凍和脫水過程中仍然會損失營養成分，而且改變了牛奶的性狀，故并非是一種很好的牛奶保鮮方法。
本發明者針對現有技術的不足進行了深入的研究發現利用梯度陶瓷膜微濾系統為連續式料液處理系統處理鮮奶，可以達到除菌的目的。
在現有技術中未發現有采用梯度陶瓷膜微濾技術結合低熱強度殺菌技術，對牛奶進行除菌加工的方法和設備。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一套長保質期鮮奶的加工生產設備，經過此設備處理的牛奶保質期長；
本實用新型的另一個目的是利用此設備得到的牛奶營養價值沒有改變，風味更加潔凈和新鮮。
本實用新型所述的加工生產設備，包括特定的生產加工設備的組合。
其中，特定的生產設備組合包括離心脫脂設備、微濾除菌設備、巴氏殺菌設備、無菌灌裝設備、超高溫奶油殺菌設備、均質設備、反向脈沖設備、換熱設備等。
本實用新型解決的技術問題是通過此設備生產加工的鮮奶保質期明顯延長，在7℃下保質期可達一個月；與市售巴氏殺菌鮮奶產品比較，此產品的營養價值沒有改變，風味更加潔凈和新鮮。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種長保質期鮮奶的加工生產設備，包括離心脫脂設備、微濾除菌設備、巴氏殺菌設備、無菌灌裝設備、超高溫奶油殺菌設備、均質設備、反向脈沖設備、換熱設備。
其中，所說的微濾除菌設備為陶瓷梯度膜切向流微濾系統，采用膜為陶瓷梯度膜，其加工特點為按膜柱長度方向，依據膜層孔隙的梯度變化，使透過液的通量沿膜長度方向保持均一，凈水通透性沿膜柱長度向截留液出口方向梯度遞增。
其中，所說的膜層包括膜過濾層，中間過渡層和支撐層。
其中，所說的膜平均孔徑1.4μm。
其中，所說的梯度陶瓷膜微濾系統為連續式料液處理系統，由梯度陶瓷膜組，反向氣動脈沖裝置，供料泵，循環泵，控制閥門，流量傳感系統，溫度傳感系統，平衡罐，電氣控制系統，CIP系統組成(CIP為clear in place，即“在線就地清洗”)。
操作工藝及方法如下新鮮原料乳(CFU＜200,000個/ml，CFU指雜菌總數，下同)經過預過濾，升溫到40～60℃，優選50～55℃，進行奶油的離心分離，所得脫脂奶在40～60℃，優選50～55℃，進入陶瓷梯度膜切向流微濾系統進行微濾除菌，所得稀奶油經過高溫處理(HTT)后與濾過脫脂乳進行脂肪的標準化，標準化乳經過均質后殺菌(72～95℃，15～2s)(優選為15～4s)，或殺菌后再進行無菌均質，最后冷卻并進行無菌灌裝。亦可使濾過后的脫脂奶不經過脂肪的標準化，單獨殺菌，冷卻后進行無菌灌裝，可制得長保質期脫脂奶產品。
本實用新型所涉及技術方案中，陶瓷梯度膜切向流微濾系統采用膜為陶瓷梯度膜，其加工特點為按膜柱長度方向，依據膜層(包括膜過濾層，中間過渡層和支撐層)孔隙的梯度變化，使透過液的通量沿膜長度方向保持均一，凈水通透性沿膜柱長度向截留液出口方向梯度遞增。膜平均孔徑1.4μm。
梯度陶瓷膜與目前通常采用的均一陶瓷膜不同。均一陶瓷膜膜層孔隙均勻，凈水通透性沿膜柱長度方向保持均一，透過液通量沿膜長度由原料液進口向截留液出口方向遞減，不能有效利用過濾面積。梯度陶瓷膜可使膜過濾面積得到100％的利用。
梯度陶瓷膜微濾系統為連續式料液處理系統，由梯度陶瓷膜組，反向氣動脈沖裝置，供料泵，循環泵，控制閥門，流量傳感系統，溫度傳感系統，平衡罐，電氣控制系統，CIP系統組成。
圖1是本實用新型所述生產加工設備的流程圖2是本實用新型微濾系統部分的示意圖；預熱后的脫脂奶8，打入平衡罐1(罐頂裝有無菌空氣過濾器7)，由供料泵5打入循環系統，物料依靠循環泵6的運轉，在梯度膜組3和換熱器2中循環過濾，換熱器2以冷水13為冷媒，自動化冷卻在循環過程中升溫的物料，恒定其過濾溫度；濾過液11流經反向氣動脈沖裝置4，進入下道工序，截留液9經閥門控制進入下道工序；侍服壓縮空氣10在電氣控制系統的設置下定時推動反向氣動脈沖裝置4，將小部分濾過液反向推入膜組3中，用以沖除淤積在膜孔上的物質，降低濃差極化現象的發生；生產結束后，膜組3中的廢液自排液口12排出。
具體實施方式以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
實施例1新鮮原料乳(CFU＜200,000個/ml，CFU指雜菌總數，下同)經過預過濾，升溫到55℃，進行奶油的離心分離，所得脫脂奶在55℃的條件下進入陶瓷梯度膜切向流微濾系統進行微濾除菌，所得稀奶油經過高溫處理(HTT)后與濾過脫脂乳進行脂肪的標準化，標準化乳經過均質后殺菌(72℃，15s)，最后冷卻并進行無菌灌裝。亦可使濾過后的脫脂奶不經過脂肪的標準化，單獨殺菌，冷卻后進行無菌灌裝，可制得長保質期脫脂奶產品。
實施例2新鮮原料乳(CFU＜200,000個/ml，CFU指雜菌總數，下同)經過預過濾，升溫到50℃，進行奶油的離心分離，所得脫脂奶在50℃的條件下進入陶瓷梯度膜切向流微濾系統進行微濾除菌，所得稀奶油經過高溫處理(HTT)后與濾過脫脂乳進行脂肪的標準化，標準化乳經過殺菌(95℃，4s)后均質，最后冷卻并進行無菌灌裝。亦可使濾過后的脫脂奶不經過脂肪的標準化，單獨殺菌，冷卻后進行無菌灌裝，可制得長保質期脫脂奶產品。
本實用新型的效果如下梯度陶瓷膜微濾系統的過濾效率優于均一陶瓷膜微濾系統，過濾面積的利用率達到100％，梯度陶瓷膜柱的切向流微濾技術與反向脈沖技術的結合可保證在恒定濾出流量的條件下，透膜壓力保持恒定，反之亦然。同時，反向脈沖技術的引用，可節省大量的電力能源消耗。
均一陶瓷膜微濾系統主要依靠濾過液的逆向循環來取得均一的濃差極化層，能源耗費大；梯度陶瓷膜微濾系統采用氣動反沖裝置替代循環泵，用梯度膜替代均一膜，在過濾效率上得到提高，同時節省大量的能源消耗；采用梯度膜反沖微濾系統，細菌的截留效率可達99.9％以上，高于均一膜微濾系統(99.5％)。
陶瓷膜質地堅硬，能夠耐受高壓的沖擊，梯度陶瓷膜系統中利用反沖裝置將濾過液在瞬間反沖回膜通道中(時間短于1s，壓力通常超過7bar)，可有效沖除積淤層，維持在正常生產班次中(6～8小時)，膜柱不至于堵塞。
通過嚴格的試驗證明，通過梯度陶瓷膜切向流微濾殺菌的技術和HTST(72～95℃，15～4s)殺菌技術，所得鮮奶產品在7℃下保質期超過一個月。
權利要求1.一種長保質期鮮奶的加工生產設備，其特征在于包括離心脫脂設備、微濾除菌設備、巴氏殺菌設備、無菌灌裝設備、超高溫奶油殺菌設備、均質設備、反向脈沖設備、換熱設備。
2.如權利要求1所說的長保質期鮮奶的加工生產設備，其特征在于其中所說微濾除菌設備為陶瓷梯度膜切向流微濾系統，該系統采用的膜為陶瓷梯度膜，其中膜層包括膜過濾層，中間過渡層和支撐層。
3.如權利要求2所說的長保質期鮮奶的加工生產設備，其特征在于其中所說的膜平均孔徑1.4μm。
專利摘要本實用新型涉及一種長保質期鮮奶的加工生產設備，包括離心脫脂設備、微濾除菌設備、巴氏殺菌設備、無菌灌裝設備、超高溫奶油殺菌設備、均質設備、反向脈沖設備、換熱設備。微濾除菌設備為陶瓷梯度膜切向流微濾系統，采用膜為陶瓷梯度膜按膜柱長度方向，依據膜層孔隙的梯度變化，使透過液的通量沿膜長度方向保持均一，凈水通透性沿膜柱長度向截留液出口方向梯度遞增。此設備生產加工的鮮奶保質期延長，產品的營養價值沒有改變。
文檔編號A23C3/00GK2741372SQ20032012799
公開日2005年11月23日 申請日期2003年12月22日 優先權日2003年12月22日
發明者丁玉振, 呂加平, 陳歷俊 申請人:北京三元食品股份有限公司