專利名稱：用于減少乳制品中的膽固醇的系統(tǒng)和方法
用于減少乳制品中的膽固醇的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及流體處理操作中使用的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于減 少乳制品中的膽固醇的系統(tǒng)和方法，其中所述乳制品可以具有選擇的脂肪含量。醫(yī)生和健康專家通常承認(rèn)低飽和脂肪和膽固醇的飲食可以減少心臟和循環(huán)系統(tǒng) 疾病的可能性。近來意識到與保持低脂肪和膽固醇飲食有關(guān)的健康利益的消費(fèi)者和對這些 成分低的食品的需求都增加了。由于它的低脂肪含量，脫脂乳目前在這種低脂肪食品中具 有廣泛應(yīng)用。全脂乳是結(jié)合有膠態(tài)分散體的稀釋乳劑，其中連續(xù)相為溶液。全脂乳每IOOg乳通 常具有約3. 3%至約3. 4%脂肪含量和Hmg膽固醇。為了得到脫脂乳，通常對全脂乳進(jìn)行 離心。得到漂在上面的具有奶油的富油相，以及液相或脫脂乳。在乳制品中，大部分脂肪和約80%至約85%的總膽固醇存在于奶油中。奶油主 要包含乳脂肪球。據(jù)認(rèn)為乳脂肪中的膽固醇分布在乳脂肪球膜和主體脂質(zhì)之間。Wong， Fundamentals of Dairy Chemistry (1988)。曾經(jīng)認(rèn)為當(dāng)從乳脂肪球分離膜和從乳脂肪球 分離黃油時(shí)，約90%或更多的膽固醇平衡在黃油中而約5%或更多的在膜中。與該現(xiàn)有的 解釋相反，實(shí)際上在膽固醇含量和脂肪含量之間可能存在極小的關(guān)系。大概地，現(xiàn)有的脫脂乳含有全脂乳中膽固醇的約10%至約20%。脫脂乳含有小于 約0. 5%脂肪、約10%固體和通常約2至約3mg膽固醇每IOOg脫脂乳。乳制品中的膽固醇被認(rèn)為與甘油三酯、乳脂肪球和復(fù)合體蛋白有關(guān)。認(rèn)為脫脂乳 中的膽固醇以三種形式存在(i)與脫脂過程中沒有被除去的殘留甘油三酯小滴復(fù)合的， ( )與脫脂過程中從乳脂肪球膜脫落的脂蛋白顆粒復(fù)合的和(iii)與血清白蛋白中含有 的蛋白質(zhì)復(fù)合的。當(dāng)將脫脂乳、低脂乳或全脂乳濃縮時(shí)，它們的膽固醇含量按比例增加。例 如，脫脂奶粉每IOOg具有約20-30mg膽固醇含量。因此，脫脂乳、低脂乳或全脂乳作為用于 低脂肪食品中的成分可以為這些食品提供顯著量的膽固醇。因此，生產(chǎn)具有實(shí)質(zhì)上降低的膽固醇含量的乳制品是理想的。令人滿意的膽固醇 除去方法應(yīng)使膽固醇除去最大化而不影響乳的蛋白質(zhì)功能或其它性質(zhì)。理想的除去方法應(yīng) 執(zhí)行簡單并應(yīng)對設(shè)備和原料的需求最少。此外，應(yīng)優(yōu)選避免使用潛在的有害物質(zhì)如有機(jī)極 性溶劑。已知在本發(fā)明之前還沒有開發(fā)出這種方法。已經(jīng)采用了數(shù)種方法以從乳脂肪除去膽固醇。例如，通過與吸附劑材料如硅膠和 活性碳接觸從脂肪除去膽固醇的方法。當(dāng)應(yīng)用于乳制品時(shí)，發(fā)現(xiàn)這類吸附劑對商業(yè)化使用 不實(shí)用或者缺乏對膽固醇吸附的專一性。此外，還使用了超臨界萃取方法；但是，這類方法 包括極端的工藝條件并且對于大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用通常太昂貴。因此，減少乳制品中的膽固醇的技術(shù)將獲益于利用食用油減少所得到的具有需要 的脂肪含量的乳制品中的膽固醇的系統(tǒng)和方法。發(fā)明概述本發(fā)明提供利用食用油減少所得到的具有需要的脂肪含量的乳制品中的膽固醇 的系統(tǒng)和方法。
在第一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法包括提供脫脂乳和奶油的步驟，它們均可以 是從所提供的全脂乳被分離的。以預(yù)定的油-脫脂乳比率(如一份油對十九份脫脂乳)將 脫脂乳與食用油(如大豆油)合并，以制備脫脂乳-油混合物。在與油合并前可以將脫脂 乳加熱。對脫脂乳-油混合物進(jìn)行共混，從而形成共混脫脂乳-油混合物。然后對共混脫 脂乳-油混合物的粒徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，從而形成微?；拿撝?油混合物。可以通過剪切 共混脫脂乳-油混合物如通過剪切泵和膠體磨進(jìn)行脫脂乳-油混合物的標(biāo)準(zhǔn)化。所需的微 粒化的脫脂乳-油混合物的粒徑優(yōu)選在約0. 1微米至約10微米的范圍內(nèi)。對提供的奶油進(jìn)行均化，從而制備均化的奶油。在均化前可以將奶油加熱。均化 的奶油優(yōu)選具有約0. 04微米至約1微米的粒徑，并且更優(yōu)選具有約0. 08微米至約0. 5微 米的粒徑。將預(yù)定量的經(jīng)均化的奶油與微?；拿撝?油混合物合并，從而制備乳-油 混合物。將乳-油混合物在預(yù)定的溫度下保持預(yù)定的時(shí)間并且優(yōu)選在保持時(shí)間期間對其進(jìn) 行攪拌。然后從乳-油混合物分離大部分食用油，從而留下第一減少膽固醇的乳制品。在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括將第一減少膽固醇的乳制品分離成 第一減少膽固醇的脫脂乳和第一減少膽固醇的奶油的步驟，其中之一或二者均可以被進(jìn)一 步分離以基本上除去所有的殘余油，從而分別留下第二減少膽固醇的脫脂乳和/或第二減 少膽固醇的奶油。另一實(shí)施方案可以包括以預(yù)定的脫脂乳-奶油比率將第一或第二減少膽 固醇的脫脂乳與第一或第二減少膽固醇的奶油合并的步驟，從而制備第二減少膽固醇的乳 制品。在本發(fā)明方法的又另一實(shí)施方案中，在操作員初始程序編制之后，本發(fā)明的任何 方法基本上通過系統(tǒng)自動執(zhí)行。本發(fā)明的另一方法包括提供以下步驟提供初始乳制品如脫脂乳、乳、2%乳 或全脂乳，并以預(yù)定的油-乳比率將初始乳制品與食用油合并從而制備乳-油混合物。將 乳-油混合物共混，從而形成共混乳-油混合物。然后對混合的乳-油混合物的粒徑進(jìn)行 標(biāo)準(zhǔn)化，從而形成微?；娜?油混合物，將該乳-油混合物在預(yù)定的保持溫度下保持并攪 拌預(yù)定的時(shí)間，從而形成經(jīng)調(diào)節(jié)的乳-油混合物。然后將大部分食用油從改性的乳-油混 合物分離，從而留下第一減少膽固醇的乳制品。所述方法可以進(jìn)一步包括提供奶油和對奶油進(jìn)行均化的步驟，從而制備均化的奶 油。在將共混乳-油混合物標(biāo)準(zhǔn)化前可以將預(yù)定量的均化的奶油與共混乳-油混合物合并， 從而將預(yù)定量的均化的奶油摻入到微粒化的乳-油混合物中?？蛇x擇地或加之，在保持和 攪拌步驟前可以將預(yù)定量的均化的奶油與微?；娜?油混合物合并，從而將預(yù)定量的均 化的奶油摻入到經(jīng)調(diào)節(jié)的乳-油混合物中。所述方法可以進(jìn)一步包括分離全脂乳以得到初 始乳制品和奶油的步驟。附圖簡述

圖1是減少乳制品中的膽固醇的方法的第一個實(shí)施方案。圖2A和2B提供了用于減少乳制品中的膽固醇的系統(tǒng)的第一個實(shí)施方案。優(yōu)選實(shí)施方案描述盡管本文的公開內(nèi)容詳細(xì)并確切地使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┰摪l(fā)明，但是本 文公開的具體實(shí)施方案只是舉例說明本發(fā)明，其可以用其它具體的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。盡管已經(jīng)描 述了優(yōu)選的實(shí)施方案，但是在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下可以改變細(xì)節(jié)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到附圖，圖1表示根據(jù)本發(fā)明減少乳制品中的膽固醇的方法的實(shí)施方案200。 還將參照圖2A和圖2B中繪出的系統(tǒng)10說明方法200。系統(tǒng)10通常優(yōu)選由可編程邏輯控 制器(PLC)控制，所述控制器是可編程的或者是通過人機(jī)界面(HMI)交互的，其可以在觸控 面板上被提供。在開始處理已接收211的一定量的鮮全脂乳100之前，PLC可能需要一些 來自系統(tǒng)操作員的程序編制輸入。例如，操作員可以就待處理的全脂乳批量大小對PLC編 制程序。在余下的說明書中將描述其它參數(shù)。根據(jù)系統(tǒng)10的執(zhí)行，可能需要一些手動旋轉(zhuǎn)連接以建立希望的或需要的流體流 路。例如，可以使用fIowverter面板來引導(dǎo)流體流動。flowverter面板可以被用于例如將 任選的裝置加入到流體流路中或者從中排除。如果需要，一旦進(jìn)行了手動旋轉(zhuǎn)連接，則可以 開始常規(guī)自動化工程序。方法200通常在全脂乳100被接收201之后開始，所述全脂乳可以是鮮的。將鮮 全脂乳100遞送到具有一定接收容量的處理位置，所述接收容量可以是例如3000加侖?？?以通過例如由卡車運(yùn)載的罐的遞送容器12進(jìn)行遞送201到處理位置。優(yōu)選將遞送容器12 與接收泵14連接，所述接收泵將鮮全脂乳100從遞送容器12輸送到接收罐16?？梢詫⒘?量計(jì)(未示出)安裝在從遞送容器12到接收罐16的流路中，從而監(jiān)測泵入到罐16中的產(chǎn) 品量以幫助防止溢流。可以將液位傳送器(未示出)與接收罐16可操作地連接以提供溢流 或期望的液位緊急報(bào)警，還用于幫助防止溢流情況。接收201鮮全脂乳100完成后，可以通 過通常位于接收管線15另一端的吹氣止回閥和空氣電磁閥的方式對接收管線15吹空氣。 可選擇地，可以由接收已從鮮脫脂乳被分離的鮮脫脂乳和鮮奶油開始所述方法而非接收鮮 全脂乳100。一般而言，全脂乳100或提供的其它奶油和脫脂乳被接收到接收罐16中，所述 接收罐可以將遞送的產(chǎn)品保持在所需溫度，例如約華氏40度。遞送201鮮全脂乳100之后，方法200通常包括全脂乳分離步驟203，使用分離器 22將鮮全脂乳100分離成脫脂乳102和奶油104。此處描述了使用脫脂乳102和奶油104， 理解為脫脂乳102以初始乳制品提供，但是其它的初始乳制品也適合。因此，可以對初始乳 制品例如百分之一或百分之二乳或全脂乳實(shí)施所述方法。優(yōu)選在分離203之前將全脂乳 100加熱，可以通過流經(jīng)全脂乳熱交換器20，從而產(chǎn)生經(jīng)加熱的全脂乳101?？梢詫⑷?100加熱到將保持乳100的完整性的任何期望的溫度，但是華氏約95度至約110度的溫度、 并且更優(yōu)選華氏約105度的溫度產(chǎn)生期望的結(jié)果。在分離203之前對全脂乳100的任何加 熱或預(yù)熱可以取決于采用的分離器的類型，例如離心分離器或膜過濾裝置。分離之后，如果奶油104被重新合并，則在被重新合并于攪拌罐56中前優(yōu)選平行 處理脫脂乳102和奶油104。優(yōu)選將分離的脫脂乳102加熱205，例如通過流經(jīng)脫脂乳熱交 換器對，優(yōu)選至華氏約120至約150度、并且更優(yōu)選華氏約135至約140度的溫度，從而產(chǎn) 生經(jīng)加熱的脫脂乳106。然后將經(jīng)加熱的脫脂乳106加入到混合罐沈以與一定量的所需食 用油108例如大豆油合并213，所需食用油通常就地儲存在位置211。食用油的供源211與 混合罐沈流體連通，所述供源211可以是例如具有約360加侖容量的4x4x4便攜式油箱。 當(dāng)經(jīng)加熱的脫脂乳106被遞送到混合罐沈時(shí)，來自于供源211的油108被計(jì)量供給到罐沈 中。油108的量是根據(jù)在開始基本上自動化過程之前預(yù)定的并且通過HMI編程到PLC中的 油-脫脂乳比率。期望的油-脫脂乳比率可以在1 1至1 99的范圍，但優(yōu)選約1 19。 盡管任何適合的共混裝置都可行，但是優(yōu)選的混合罐沈是可獲自American IngredientsCompany of Kansas City, Missouri 的 Breddo Likwifier 。盡管只示出了一個罐洸，但 是可以將多個罐26級聯(lián)以適應(yīng)各種生產(chǎn)能力?？梢酝ㄟ^流量計(jì)(未示出)監(jiān)測脫脂乳106 到混合罐沈中的流量，而且混合罐沈可以裝有液位指示器，其被用于填充時(shí)高液位警報(bào)。 如果使用多個混合罐沈，則根據(jù)進(jìn)入到HMI并被PLC記錄的全脂乳批量大小，系統(tǒng)10可以 自動地依次對每個罐沈進(jìn)行填充。混合罐26的填充循環(huán)完成時(shí)或接近完成時(shí)，可以將脫 脂乳-油混合物共混。共混時(shí)間優(yōu)選在過程開始之前被預(yù)定并設(shè)定在HMI上，但是優(yōu)選以 約1至約10分鐘、并且更優(yōu)選約3至約5分鐘的數(shù)量級。在使用多個混合罐沈的情況下， 在連續(xù)的罐沈用脫脂乳106和油108填充的過程中可以開始共混過程。對于在混合罐沈 中混合脫脂乳106和油108而言可選擇的或者附加的是，可以將油108引入到脫脂乳106 的流體流路中，可能不需要混合罐26。可以共混脫脂乳-油混合物110通過泵30(其可以是容積泵)泵入到剪切裝置 32，例如膠體磨。可以使用其它剪切或共混裝置，例如剪切泵、水力剪切(hydroshear)裝 置、高水平剪切混合器或甚至均化器，盡管根據(jù)所需的粒徑后者可能不是期望的?？梢允褂?的高水平剪切混合器的實(shí)例是可獲自Quadro (US) Inc. of Millburn，New Jersey的Quadro Ytron Z乳化器。剪切裝置32用于對脫脂乳-油混合物110進(jìn)行剪切215，以在被加入到處 理罐56中前至少部分地使混合物110的粒徑標(biāo)準(zhǔn)化，從而形成微?；拿撝?12。如本 文所使用的，“粒徑”指通過給定混合物的任何微粒的幾何中心的優(yōu)選最大尺寸。例如，球形 微粒的粒徑是它的直徑。在被加入到處理罐56之前，期望的混合物112的粒徑是約0. 1微 米至約10微米。剪切優(yōu)選在約50至約2000磅/平方英寸(psi)的壓力、更優(yōu)選在約850 至約950psi，并且最優(yōu)選在約900psi的壓力下進(jìn)行。然后將微?；拿撝?12加入到處 理罐56，可以將奶油加入到其中，所述奶油可以是經(jīng)基本上平行處理的?，F(xiàn)轉(zhuǎn)到分離的奶油104的優(yōu)選平行處理，在與脫脂乳-油混合物110 —起被加入 到處理罐56之前，優(yōu)選將奶油104加熱207然后均化209。盡管奶油104的加熱207是任選 的，但是由于發(fā)現(xiàn)它改善了得到的產(chǎn)品的風(fēng)味所以在均化209之前其可能是合意的?？梢?通過使分離的奶油104流經(jīng)奶油熱交換器42提供奶油加熱207，從而產(chǎn)生加熱的奶油114。 加熱的奶油114的優(yōu)選溫度范圍是華氏約145至約170度，并且更優(yōu)選約華氏165度。可 以通過泵40迫使加熱的奶油114通過奶油熱交換器42，所述泵可以是容積泵，以保持相對 恒定的壓力供給到均化209步驟。盡管可以使用單個均化器，但是可以提供兩個或多個任 選的均化器?？梢酝ㄟ^flowverter面板44提供加熱的奶油114到期望的均化器52或M 的方向。例如，可以提供較大10，000-lb.批量均化器52和較小700-lb.批量均化器Μ。 控制泵40的速度以保持對選定的均化器相對恒定的入口壓力，其可以通過壓力傳感器(未 示出)來測量。如果使用較小均化器Μ，則將flowverter 44轉(zhuǎn)換到使奶油114轉(zhuǎn)入小均 化器M而繞過保留管48、奶油冷卻器熱交換器50和較大均化器52。然后較小均化器M 以預(yù)定的壓力對供給的奶油114進(jìn)行均化209。如果使用較大均化器52，則將flowverter 44轉(zhuǎn)換到使奶油114通過保留管48，其提供了在預(yù)定流速例如約每分鐘4. 6加侖下優(yōu)選約 21秒的保留時(shí)間或行程時(shí)間。然后優(yōu)選將奶油114通過奶油冷卻器熱交換器50冷卻，從 而產(chǎn)生可以被供給到較大均化器52的冷卻的奶油116。冷卻的奶油的溫度優(yōu)選華氏約120 度至約150度，并且更優(yōu)選華氏約135度至約140度。然后將冷卻的奶油116提供給大均 化器52用于均化209。不管使用哪個均化器，均化209以預(yù)定的壓力發(fā)生，所述壓力優(yōu)選約2000至約5000磅/平方英寸，并且更優(yōu)選約250巴或者約3600至約3650磅/平方英 寸。得到的均化奶油122包括具有約0. 04微米至約1微米、并且更優(yōu)選約0. 08微米至約 0.5微米的優(yōu)選尺寸的至少基本上均勻的微粒。然后將預(yù)定量(包括零)的均化奶油122 供給到處理罐56，在此處結(jié)合微?；拿撝?油混合物112。盡管描述的和顯示的是被 加入到微?；拿撝?油混合物112中，但是可選擇地可以在標(biāo)準(zhǔn)化過程215之前將預(yù) 定量的均化奶油122加入到共混脫脂乳-油混合物110中。如果在粒徑標(biāo)準(zhǔn)化215之前加 入均化的奶油122，則優(yōu)選在較低的壓力、優(yōu)選約125至約160psi下進(jìn)行剪切。如果需要， 可以提供多個處理罐56以處理工藝中的體積。關(guān)于處理罐56，罐56可以是分區(qū)的夾套罐，其可以裝有液位指示器(未示出)和 攪拌器，例如間歇式巴氏滅菌罐。在用剪切的脫脂乳-油混合物112和均化的奶油122填 充處理罐56過程中，對攪拌器和各個夾套區(qū)進(jìn)行控制。例如，當(dāng)罐56約5%充滿時(shí)，可以啟 動攪拌器，以約5至約30轉(zhuǎn)/分鐘的最高速度、并且更優(yōu)選以約25轉(zhuǎn)/分鐘的最高速度旋 轉(zhuǎn)。而且當(dāng)罐56約5%充滿時(shí)，可以將熱水引入到罐夾套的底部區(qū)域。在罐夾套中使用的 加熱介質(zhì)的溫度控制通過本領(lǐng)域已知的級聯(lián)比例、積分、微分(PID)回路的方式來控制。當(dāng) 罐56約20%充滿時(shí)，可以將熱水引入到罐夾套的較低面區(qū)域，當(dāng)罐56約60%充滿時(shí)，可以 將熱水引入到罐夾套的頂部區(qū)域。盡管可以通過任何適合的來源供給夾套罐56中使用的 熱水，但是優(yōu)選將夾套水源與對系統(tǒng)10中的各個熱交換器供給熱水的同一個熱水源連接。 已經(jīng)在罐56內(nèi)合并形成脫脂乳-油混合物的脫脂乳-油混合物112和奶油122在預(yù)定的 溫度下以預(yù)定的速度被保持和攪拌預(yù)定量的時(shí)間，可以在用系統(tǒng)10處理之前將參數(shù)輸入 到HMI中。保持和攪拌脫脂乳-油混合物的預(yù)定時(shí)間長度優(yōu)選約5分鐘至約120分鐘，并且 更優(yōu)選約20至約60分鐘。預(yù)定的攪拌速度如上所述，但是通常是相對較溫和的攪拌。脫 脂乳-油混合物在罐56內(nèi)的預(yù)定溫度優(yōu)選華氏約120度至約150度，更優(yōu)選華氏約130度 至約140度，并且最優(yōu)選華氏約135度。將脫脂乳-油混合物保持和攪拌217所需的時(shí)間后，優(yōu)選以約M加侖/分鐘的速 度將混合物1 轉(zhuǎn)移出處理罐56?？梢酝ㄟ^泵58幫助轉(zhuǎn)移并且優(yōu)選通過脫脂乳-油混合 物冷卻器熱交換器60使脫脂乳-油混合物124冷卻，以形成冷卻的脫脂乳-油混合物126。 冷卻的脫脂乳-油混合物126的溫度可以是適于下一個分離219的任何期望的溫度，但該 溫度優(yōu)選華氏約105度。將冷卻的脫脂乳-油混合物1 供給到分離器62用于脫脂乳-油 分離219。分離器62進(jìn)行大部分食用油與第一減少膽固醇的乳制品130的分離219，將廢 油1 輸送到廢油罐65，該廢油可被用作生物柴油燃料的基礎(chǔ)、作為食品如蛋黃醬的成分 或者潛在地用作動物食品?？梢詫⒌谝粶p少膽固醇的乳制品130保存221在調(diào)壓罐66中， 如果需要用于工藝流?，F(xiàn)在可以將來自調(diào)壓罐66的第一減少膽固醇的乳制品130自己本 身包裝并作為最終產(chǎn)品237出售，可能作為用于進(jìn)一步加工的成分。可選擇地，可以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，第一減少膽固醇的乳制品130可能包括 一些殘留的油，其可以以至少兩種方式被處理?？梢赃M(jìn)行第二脫脂乳-油分離224，從而試 圖將額外的廢油223與第二減少膽固醇的乳制品2 分離，可以將第二減少膽固醇的乳制 品226自己本身包裝并作為最終產(chǎn)品239出售。然而優(yōu)選地，對第一減少膽固醇的乳制品130進(jìn)行第二乳分離225。通過泵68以 所需流速例如約25加侖/分鐘將第一減少膽固醇的乳制品130從調(diào)壓罐66供給到另外的分離器70。盡管圖3示出使用額外的分離器70，但是可以通過與進(jìn)行初始全脂乳分離203 相同的分離器22進(jìn)行分離225，從而不需要另外的分離器70。如果這是合意的，則在處理 罐56中發(fā)生成批處理217期間優(yōu)選對分離器22進(jìn)行清洗。不管使用哪個分離器，所述分離 得到第一減少膽固醇的脫脂乳132和第一減少膽固醇的奶油136。優(yōu)選通過第一減少膽固 醇的脫脂乳熱交換器73將第一減少膽固醇的脫脂乳132冷凍到優(yōu)選的儲存溫度，從而提供 冷卻的第一減少膽固醇的脫脂乳134以儲存在第一減少膽固醇的脫脂乳儲存罐74中。將 第一減少膽固醇的脫脂乳132冷卻到優(yōu)選華氏約45度或45度以下的溫度，從而形成冷卻 的第一減少膽固醇的脫脂乳134?？蛇x擇地，在分離225之后不冷凍和儲存，而是可以通過 另一個分離2 處理第一減少膽固醇的脫脂乳134，得到第二減少膽固醇的脫脂乳230和另 外的廢油223。之后，可以以對于第一 132所述的相似的方式冷凍并儲存第二減少膽固醇的 脫脂乳230。盡管可以以其目前的形式包裝和出售第一減少膽固醇的奶油136，但是優(yōu)選將其 再次分離231。優(yōu)選將第一減少膽固醇的奶油136供給到另一分離器78，可能通過容積泵 77的方式。該分離231產(chǎn)生了第二減少膽固醇的奶油140和進(jìn)料223到廢油罐65中的進(jìn) 一步的廢油138。然后優(yōu)選通過第二減少膽固醇的奶油冷卻器熱交換器84將第二減少膽固 醇的奶油140冷卻到預(yù)定的溫度以形成冷卻的第二減少膽固醇的奶油142，其可以被進(jìn)料 到儲存罐86。第二減少膽固醇的奶油140被冷卻至的預(yù)定溫度優(yōu)選華氏約45度或45度以 下，并且更優(yōu)選華氏約40度。然后將所需產(chǎn)品混合235以形成要被運(yùn)輸Ml的最后的終產(chǎn)品。在圖3描繪的 系統(tǒng)10中，經(jīng)冷卻的第一減少膽固醇的脫脂乳134和經(jīng)冷卻的第二減少膽固醇的奶油142 以預(yù)定的比率合并以形成具有所需性質(zhì)的減少膽固醇的乳制品144。預(yù)定的比率可以包 括0%要被混合的任一產(chǎn)品，其中例如只有脫脂乳或只有奶油提供為減少膽固醇的乳制品 144?？梢允褂迷诰€固體/脂肪傳感器以使減少膽固醇的乳制品144標(biāo)準(zhǔn)化為預(yù)定的乳脂肪 百分比(例如2% )。然后可以將乳制品144儲存在儲存罐92中(優(yōu)選在預(yù)定溫度下)以 等待抽出?？梢蕴峁╇x心泵94以幫助乳制品144轉(zhuǎn)移到遞送容器13，其可以是罐式卡車。 盡管示出了使用第一減少膽固醇的脫脂乳134和第二減少膽固醇的奶油142的混合步驟， 但是應(yīng)理解為混合步驟235可以將任何減少膽固醇的產(chǎn)品合并，例如第一減少膽固醇的乳 制品130、第二減少膽固醇的乳制品226、第一減少膽固醇的脫脂乳132、第二減少膽固醇的 脫脂乳230、第一減少膽固醇的奶油136和/或第二減少膽固醇的奶油140。系統(tǒng)10還可以使用多個平衡罐，例如圖3中示出的71、76和80，以確保用于處理 所需量的最終產(chǎn)品的通常連續(xù)的工藝流。此外，系統(tǒng)10可以包括原地清洗(CIP)系統(tǒng)用于 清洗各個罐和流體流路。前述只被用作說明本發(fā)明的原理。而且，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到很多修飾 和變化，因此不希望將本發(fā)明限制為所示和描述的確切的結(jié)構(gòu)和操作。盡管已經(jīng)描述了優(yōu) 選的實(shí)施方案，但是在不偏離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的情況下可以改變細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括以下步驟提供脫脂乳和奶油；以預(yù)定的油-脫脂乳比率將所述脫脂乳和食用油合并，從而制備脫脂乳-油混合物；將所述脫脂乳-油混合物共混，從而形成共混脫脂乳-油混合物；將所述共混脫脂乳-油混合物的粒徑標(biāo)準(zhǔn)化，從而形成微?；拿撝?油混合物；將所述奶油均化從而制備均化的奶油；將預(yù)定量的所述均化的奶油和所述微粒化的脫脂乳-油混合物合并，從而制備乳-油 混合物；將所述乳-油混合物在預(yù)定的保持溫度下保持預(yù)定的時(shí)間；在所述保持步驟期間攪拌所述乳-油混合物；和從所述乳-油混合物分離大部分所述油，從而留下第一減少膽固醇的乳制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括將所述第一減少膽固醇的乳制品 分離成第一減少膽固醇的脫脂乳和第一減少膽固醇的奶油的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以預(yù)定的脫脂乳-奶油比率將所 述第一減少膽固醇的脫脂乳與所述第一減少膽固醇的奶油合并，從而制備第二減少膽固醇 的乳制品的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從所述第一減少膽固醇的奶油分 離基本上所有的殘余油，從而留下第二減少膽固醇的奶油的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以預(yù)定的脫脂乳-奶油比率將所 述第一減少膽固醇的脫脂乳與所述第二減少膽固醇的奶油合并，從而制備第二減少膽固醇 的乳制品的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從所述第一減少膽固醇的脫脂乳 分離基本上所有的殘余油，從而留下第二減少膽固醇的脫脂乳的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以預(yù)定的脫脂乳-奶油比率將所 述第二減少膽固醇的脫脂乳與所述第二減少膽固醇的奶油合并，從而制備第二減少膽固醇 的乳制品的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括從所述第一減少膽固醇的脫脂乳 分離基本上所有的殘余油，從而留下第二減少膽固醇的脫脂乳的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以預(yù)定的脫脂乳-奶油比率將所 述第二減少膽固醇的脫脂乳與所述第一減少膽固醇的奶油合并，從而制備第二減少膽固醇 的乳制品的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟接收全脂乳；和分離所述全脂乳以提供所述脫脂乳和所述奶油。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述標(biāo)準(zhǔn)化步驟包括對共混脫脂乳-油混合物進(jìn)行剪 切的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述剪切步驟通過剪切泵進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述剪切步驟通過膠體磨進(jìn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在將所述脫脂乳與所述食用油共混之前對所述脫脂乳進(jìn)行加熱的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在將所述奶油均化之前對所述 奶油進(jìn)行加熱的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述食用油包含大豆油。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述油-脫脂乳比率是約1份油對約19份脫脂乳。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述微?；拿撝?油混合物具有約0.1微米至約 10微米范圍內(nèi)的粒徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述經(jīng)均化的奶油具有約0.04微米至約1微米范圍 內(nèi)的粒徑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法在由操作員初始程序編制之后基本上通過 系統(tǒng)自動執(zhí)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟在所述保持步驟中保持乳-油混合物在約華氏130度至約華氏145度的保持溫度下。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，所述保持溫度是約華氏135度。
23.一種方法，其包括以下步驟 提供初始乳制品；以預(yù)定的油-乳比率將所述初始乳制品與食用油合并，從而制備乳-油混合物；將所述乳-油混合物共混，從而形成共混乳-油混合物；將所述共混乳-油混合物的粒徑標(biāo)準(zhǔn)化，從而形成微?；娜?油混合物；將所述微?；娜?油混合物在預(yù)定的保持溫度下保持預(yù)定的時(shí)間；在所述保持步驟中攪拌所述微?；娜?油混合物，從而形成經(jīng)調(diào)節(jié)的乳-油混合物；和從所述經(jīng)調(diào)節(jié)的乳-油混合物分離大部分所述油，從而留下第一減少膽固醇的乳制品。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，所述初始乳制品包含小于0.05%脂肪。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟 提供奶油；將所述奶油均化，從而制備均化的奶油；在所述標(biāo)準(zhǔn)化步驟之前將預(yù)定量的所述均化的奶油與所述共混乳-油混合物合并，從 而將所述預(yù)定量的所述均化的奶油摻入到所述微?；娜?油混合物中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟 分離全脂乳以獲得所述初始乳制品和所述奶油。
27.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟 提供奶油；將所述奶油均化從而制備均化的奶油；在所述保持和攪拌步驟之前將預(yù)定量的所述經(jīng)均化的奶油與所述微?；牡娜?油 混合物合并，從而將所述預(yù)定量的所述均化的奶油摻入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的乳-油混合物中。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，所述初始乳制品包含0.05%脂肪至2%脂肪。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法產(chǎn)生具有減少膽固醇的乳制品。根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟將食用油加入到由全脂乳分離的脫脂乳中；將脫脂乳-油混合物的粒徑標(biāo)準(zhǔn)化；將脫脂乳-油混合物與由全脂乳分離的均化的奶油合并；并由減少膽固醇的奶油和脫脂乳分離油。本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步包括將減少膽固醇的奶油與脫脂乳分離然后再將它們合并以形成具有需要的性質(zhì)的減少膽固醇的乳制品的步驟。
文檔編號A23C9/14GK102112005SQ200980122056
公開日2011年6月29日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者I·愛德華·薩利納斯, 杰奎琳·S·勃蘭登堡, 愛德瓦多·西格維亞·坎圖 申請人:聯(lián)合企業(yè)Se威斯康星有限責(zé)任公司