用以生产奶制品的方法和设备

本发明涉及用以生产奶制品的一方法和设备，例如具有预定含脂 量的牛奶。

一液流配混和控制系统公开在US-A-2859759中，其中混合有清洁 剂和水，并且混合物被输送给一封闭的容箱并发泡成一清洁剂-水(或 清洁剂-蒸汽)混合物，以便快速清洗一输送线上的一机动车。一水输 送管线包含一通常是闭合的电磁阀，该电磁阀由封闭的容箱内的混合 物的高度控制。从含有清洁剂的一容箱延伸的一清洁剂输送管线包含 一电动泵，其由水输送管线内的一流量计控制。水和清洁剂在一T形件 内混合，并且混合物然后流入封闭容箱内，发泡的混合物从容箱的顶 部经一混合物输送管线通向汽车清洗点。

US-A-3776252公开了一系统，其用于根据需要以一恒定的比率混 合两种或多种液体，其中一种液体用于将其它液体中的一种或多种泵 送到系统内。一个液压缸的活塞被驱动地连接到另一液压缸的活塞上， 第一个液压缸被连接到一加压的液体源上，例如水，以用作第二液压 缸的活塞的一驱动力，其中第二液压缸被连接到例如清洁剂的液体源 上，从而保持一恒定的液体比率。设有管道，以在两个液压缸的排出 液体输送到一最终使用腔例如用于清洗一织物网的清洗箱内之前，混 合这两个液压缸的排出液体。提供了一控制系统，以致动泵送系统， 从而在腔内维持混合液体的一恒定的高度。

WO94/04257公开了这样的设备，其用于从一容器向例如由一管路 供给的水的一载液输送一计量的添加液体，例如杀虫剂。该设备包括 由载液的液流驱动的一液压马达和由该液压马达驱动的一蠕动泵，以 与载液的液流成比例地将添加剂输送到在液压马达下游的一混合腔 内。混合物从混合腔输送给一最终使用容器，例如一羊用防腐浸液。

在US-A-3960295中，一液体配混系统包括两组正计量箱，每一组 包括至少两个容箱，其中每一容箱含有将被混合的输送液体并包括一 输出控制装置，以有选择地调节单位时间内流出容箱的液体量。来自 每一容箱的液体经一单个管道被一起输送给一混合器，混合器在液体 成分(分量)流动时连续地混合这些液体成分，并且混合了的液体被 输送给一贮存箱，液体再从贮存箱输送给取决于对液体的可变需要的 一使用点，该使用点可以是装瓶设备或其它装填设备，其中所需的液 体量可能随时变化。一组正计量箱以精确的比例向混合器输送液体成 分，直到这些容箱被排空，此时来自这些容箱的液流被自动切断，并 且第二组容箱开始向混合器输送配混的液体成分，同时第一组容箱被 再次填充。当使用点的需要降低时，传感器就通过增大在排空一组计 量箱与开始从另一组容箱输送之间的时间间隔来减慢向贮存箱的液体 输送。

US-A-4091834公开了一种设备，用于自动制备控制盐浓度的一溶 液，其包括一混合器容器，其中可在该容器内制备溶液，一调节器装 置，用于调节向混合器容器内输送的溶液成分，一高度检测器，用于 检测在一规定的初始高度附近的混合器容器内溶液的高度，和相连的 一控制装置，其接收从高度检测器和浓度探测器输送的电信号，以产 生一控制输出信号，控制调节器装置，从而容器内溶液的高度被保持 在规定的初始高度附近，并且溶液内盐的浓度保持在一预定值的范围。 调节器装置包括在各成分的各输送管路内的开关阀。

GB-A-2194218公开了一饮料配混设备，用于将至少两种液体(尤 其是水和一预先混合的果汁或浓缩液)按控制的预选的比例混合在一 起。该设备包括第一和第二贮存箱，经气动控制阀进行输送并且通过 传感器和与这些阀配合的控制装置保持恒定水头。一节流装置位于至 少一个来自于第一与第二贮存箱的输出管道上，以便与相连的贮存箱 内的液体高度一起来控制流体(液流)经输出管道的流速(流量)。 节流装置包括具有一可选择尺寸的孔的一板和用于将该板可拆卸地安 装在输出管道内的一装置，以将液流限制到一所需的流速，不同的孔 尺寸获得不同的流速。板可以安装在从一接头悬伸出的一杆上，所述 的接头覆盖贮存箱内的一小孔。液体在输出管道下游的一导管内混合， 并且经一搅拌器、一节流板和一可调阀通向一恒定水头的贮存箱，以 用一控制的方式将混合物输送到进一步位于下游的设备。在各个输出 管道中可设置进一步的液流控制阀。可以取下孔板来清洗设备。

US-A-4583453公开了用于制备和热处理食品的一方法和用于执行 该方法的设备。混合和热处理操作是通过将一浓缩液与至少部分组成 液体压力注射到一管状形腔内来同时完成的，其中浓缩液与组成液体 被加热到大约100℃以上的一温度，管状形腔被封闭，从而防止组成液 体的任何蒸发。用于执行该方法的设备包括一管状形混合腔，其一方 面连接到一计量泵上，该计量泵从至少一个存储箱中排出浓缩液；另 一方面连接到过分加热的组成液体的一发生器上。浓缩液可包括一粉 末，例如奶粉，和作为组成液体的另一部分，例如水。混合物从混合 腔经一保温线圈、一热交换器和一缓冲箱流向一消毒的包装单元，其 中所述的保温线圈用于对混合物进行连续的热处理，热交换器用于冷 却混合物，在该包装单元处将重新组成的制品直接包装到容器内。缓 冲箱具有一高度传感器，其可根据包装单元的输出，对一水过热器的 注射泵的调节起作用，并且可以停止两个泵地逐渐进行，其中两个泵 通过一连接装置相连，所述的连接装置被调节成浓缩液与水的各流量 能够形成包含有所希望的精确比例的一重新组成的制品。

US-A-3946113公开了一连续的标准和混合系统，其中具有已知组 份的整个牛奶被引入一分离器中，以将牛奶分离成各成分，例如一去 渣(脱脂)成分和一高脂成分如奶酪。牛奶通过一管道进入分离器， 所述管道具有设置于其内的一流量计，以提供与流经管道的流速相应 的一电子模拟信号。分离器具有被连接到一去渣管道上的一去渣出口， 和连接到一奶酪管道上的一奶酪出口。在奶酪管道内的一类似的流量 计产生对应于流经该管道的流速的一输出电子模拟信号。一编程的模 拟控制装置将来自于牛奶流量计的信号与来自于奶酪流量计的信号进 行比较，并且提供一控制信号，该控制信号调节在奶酪流量计上游的 一节流阀的设置。该设置控制奶酪流经奶酪管道的流速。通过控制在 进入分离器时未处理过的或整个牛奶流体与离开分离器时奶酪流体之 间的比率，系统就调节了奶酪的脂肪标准。去渣的牛奶与奶酪流体的 控制的配混可以在下游侧的一恒定高度的容箱内重新组配，以形成具 有所需脂肪含量的一奶制品，然后经系统的一混合部分从容箱泵送出 来。各种添加物也可以与标准的奶制品混合。据称采用该系统，人们 只需知道原始或整个牛奶的初始脂肪含量，而不需进行操作中的脂肪 分析。

在US-A-3983257中，要被标准(合格)化的牛奶被连续地输送给 一离心分离器中，该分离器排出分离的去渣牛奶和奶酪流体，并且分 离的奶酪的浓度通过连续测量该浓度并使用这些浓度测量值来控制分 离流体之一而保持大致恒定。从这些分离流体向一混合区引出的管线 分别设有测量去渣牛奶与奶酪的流速的仪表，并且可操作地连接到流 量计上的一商数(quotient)控制器控制流经管线之一的流体，以保 持各个流速的商数大致恒定。

WO-A-94/06303公开了生产消费品牛奶的一方法，该牛奶带有一定 的脂肪含量并包装在包装袋内。在该方法中，分别带有不同脂肪含量 的两种牛奶部分混合起来。一部分具有低于要生产的消费品牛奶的所 需脂肪含量的一脂肪含量，而另一部分则具有高于要生产的消费品牛 奶的所需脂肪含量的一脂肪含量。在将消费品牛奶填充到包装袋内之 前立即地、或者在填充的过程中进行混合。该文献中记载着，最好是 通过向包装袋供给预定量的两部分而在包装袋内进行两部分的混合， 尽管如果考虑合适的话，这两部分的混合也可在填充到包装袋内之前 在一独立的混合步骤中立即进行，其中填充是在填充机内进行的，而 混合步骤则是通过相应于包装袋的尺寸或多样性来混合预定量的两部 分而进行的。其还记载有也可以在一管线内进行两部分的混合，该管 线连接到填充机或者就在填充机内。

根据本发明的一方面，提供了用于生产一奶制品的方法，包括以 一所需比率混合所述制品的相应第一和第二成分的第一和第二连续液 流，暂时将制品存储在一填充机的一填充蓄积器内，从所述蓄积器填 充容器，检测所述蓄积器内所述制品的高度，并且利用所检测的高度 来控制所述第一和第二液流的至少一个。

根据本发明的一第二方面，提供了用于生产一奶制品的设备，包 括管道装置，其包括延伸到一混合位置的第一和第二管道，以向所述 混合位置输送所述制品的相应第一和第二成分的第一和第二连续液 流，从而按一所需比率混合所述第一和第二成分；阀装置，在所述管 道装置内并且被布置成控制经所述管道装置的流动；一填充机；所述 填充机的一填充蓄积器，在所述管道装置的下游，用于暂时存储所述 制品；检测装置，其被布置成检测所述蓄积器内所述制品的高度；和 控制装置，从而利用由所述检测装置所检测的高度来控制所述阀装置。

根据本发明，可以更经济地生产一奶制品，其具有实质上恒定的 所需成分的比率，因为可以使所需设备的成本最小。

为了更完整和清楚地公开本发明，现通过例子并结合附图来描述 本发明。图中：

图1是用于从两种成分生产一奶制品的设备的一示意图；

图2是包括图1的设备的一奶制品车间的一示意图；而

图3是类似于图1的一示意图，但该设备是用于从至少4种成分生产 一奶制品。

现参照图1，示出了为填充机的一容箱1形式的一蓄积器，其中填 充机例如是一成型罐装包装机，容箱1是直接连接到机器的往复填充器 的一平衡箱。奶制品的各成分被连续地输送到管道2A和2B内。成分可 以是作为消费品牛奶的全脂牛奶和去渣牛奶。管道2A和2B包含各自的 流量计3A和3B，和在流量计下游侧的各个流量调节阀4A和4B(即，不 是开关阀，而是调节连续流量的阀)，这些阀由相应的马达5A和5B驱 动。在调节阀4A和4B下游侧的管道2A与2B之间设有相应的单向阀6A和 6B。管道2A和2B在一汇合处7连接，其中两种成分在此处开始混合并且 公共管道8延伸到一混合器9，再延伸到容箱1。最好是，设备不包括任 何动态混合器，从而混合器9最好是一静态混合器，其最好采用金属板 的形式，该金属板被成形为在制品通过的过程中产生紊流。一高度传 感器10检测容箱1内制品的高度并且将该信息通过一电子线路11反馈给 一控制中心12，该控制中心具有一控制面板12’并包含用于自动控制马 达5A和5B所需的软件和硬件。类似地，作为流经流量计3A和3B的成分 流速的信息通过各电子线路13A和13B被输送给控制中心12，同时控制 中心12与马达5A和5B分别经电子线路14A和14B相连。

在图1的设备的使用中，容箱1内所需的制品高度和两种成分之间 的容积比在控制面板12’上进行设定。系统中具有2个控制环路，它们之 间具有主/从关系。主环路包括高度传感器10、控制中心12和一个调节 阀4。从环路包括两个流量计3、控制中心12和另一调节阀4。流经一个 阀4的流体主要用来在容箱1内保持一恒定高度，而另一阀4则在两种成 分之间保持一恒定的比率。当在控制中心12发出一制品将要变化的信 号时，即改变一消费品牛奶的不同脂肪含量的信号时，高度传感器10 就促使容箱1内的制品高度尽可能地降低，以使制品的损失最小。

在根据图2的奶制品车间中，填充机被标记为20，其填充箱1直接 连接到其往复填充器22上，以填充顶部开口的硬纸盒C，该硬纸盒位于 填充器22之下。未处理过的鲜牛奶、即全脂牛奶在入口24A和24B处输 送给各个巴氏灭菌器26A和26B，由此被灭菌的鲜牛奶分别通向一分离 器28内和一均质器30内。来自分离器28的多余的奶酪通过一出口32， 而去渣的牛奶经一出口34通向管道2A和阀4A，或者如果需要的话通向 管道2A内的一缓冲箱36A。如果提供了的话，则缓冲箱36A和36B能够使 通过阀4A和4B并因而供给机器20的液流持续而不中断，即使在保持过 程中，或者使得对物品26、28和30的任何维修最小化，而且能够使物 品26、28和30继续操作，即使在机器20被保持或调节时。在实践中， 通常有一个以上这样的机器由缓冲箱36A和36B供给。

可以用一预定容积关系混合2种以上的成分，同时保持容箱1内混 合的制品高度大致恒定。图3表示这样的设备，其中混合至少4种成分。 在该设备中，管道2、流量计3、调节阀4、马达5、单向阀6和关系13与 14被分别简单地复制成102A和102B、103A和102B、104A和104B、105A 和105B、106A和106B以及113A、113B、114A和114B。管道102A和102B 在一汇合处107连接，从该汇合处导出一公共管道108，其向汇合处7延 伸。一管道208表示一个或多个进一步的流量计/调节阀，并且马达/单 向阀装置可以被连接在管道108上游侧。

在该实施例中，主控制环路也包括高度传感器10’、控制中心12和 调节阀4与104之一，并且具有3个从环路，其中每一从环路包括与一个 调节阀相连的流量计3或103并且还包括与相应的另一个调节阀4或104 相连的相应的流量计3和103。这三个从环路也分别包括控制中心12和 一个调节阀4或104。三个从环路还包括相应的另外三个调节阀4和104。 同样，在容箱1内的制品P所需高度以及在4种成分中所需的容积比率在 控制面板12’上输入。

应当注意到，在混合装置7～9与填充箱1及因而与硬纸盒C之间， 没有用于处理混合物的布置或装置。此外，最好是将混合装置尽可能 靠近于填充箱1布置，其中填充箱1在混合装置下游侧。因此，当从一 种类型的消费品牛奶向另一种类型变化时，制品的损失可以最小。在 填充箱1上游侧混合装置的位置具有这样的优点，与缓冲箱36A或36B(数 千升)相比，即使容箱1的容积非常小(大约45升)，其也允许用一预 定容积的消费品牛奶可靠地填充每一硬纸盒，其中消费品牛奶具有预 定的脂肪含量，并且是采用一简单和廉价的操作和控制系统。使用调 节阀(例如4A和4B)而不是计量泵允许在成分液流之间一相对更大的 流速比率和一相对更快的响应时间(和因而更精确的填充)。

图1～3的设备可以随时清空(CIP)并且适于任何标准的卫生填充， 包括无菌填充。此外，采用可编程的逻辑控制(PLC)，可以全自动地 进行。