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WO1993012662A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von sahne zur fettgehaltseinstellung von kesselmilch, zur herstellung von kesselmilch und zur herstellung von käse - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von sahne zur fettgehaltseinstellung von kesselmilch, zur herstellung von kesselmilch und zur herstellung von käse Download PDF

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Publication number
WO1993012662A1
WO1993012662A1 PCT/EP1992/002936 EP9202936W WO9312662A1 WO 1993012662 A1 WO1993012662 A1 WO 1993012662A1 EP 9202936 W EP9202936 W EP 9202936W WO 9312662 A1 WO9312662 A1 WO 9312662A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
milk
mixture
protein
fat
cream
Prior art date
Application number
PCT/EP1992/002936
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Roiner
Klaus Kohrs
Original Assignee
Murax Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4142344A external-priority patent/DE4142344C1/de
Priority claimed from DE4226849A external-priority patent/DE4226849A1/de
Application filed by Murax Ag filed Critical Murax Ag
Priority to EP93901698A priority Critical patent/EP0617577A1/de
Publication of WO1993012662A1 publication Critical patent/WO1993012662A1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING OR TREATMENT THEREOF
    • A23C13/00—Cream; Cream preparations; Making thereof
    • A23C13/12—Cream preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J11/00—Apparatus for treating milk
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B11/00—Preservation of milk or dairy products
    • A23B11/10—Preservation of milk or milk preparations
    • A23B11/16—Preservation of milk or milk preparations by irradiation, e.g. by microwaves
    • A23B11/162—Preservation of milk or milk preparations by irradiation, e.g. by microwaves by sonic or ultrasonic waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING OR TREATMENT THEREOF
    • A23C19/00—Cheese; Cheese preparations; Making thereof
    • A23C19/02—Making cheese curd
    • A23C19/05—Treating milk before coagulation; Separating whey from curd
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING OR TREATMENT THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A23C9/1512—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins containing isolated milk or whey proteins, caseinates or cheese; Enrichment of milk products with milk proteins in isolated or concentrated form, e.g. ultrafiltration retentate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING OR TREATMENT THEREOF
    • A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/15—Reconstituted or recombined milk products containing neither non-milk fat nor non-milk proteins
    • A23C9/1516—Enrichment or recombination of milk (excepted whey) with milk fat, cream of butter without using isolated or concentrated milk proteins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/55—Mixing liquids with solids the mixture being submitted to electrical, sonic or similar energy
    • B01F23/551—Mixing liquids with solids the mixture being submitted to electrical, sonic or similar energy using vibrations

Definitions

  • the invention relates to a method for producing cream for fat content adjustment of Kess'jlmilch.
  • the invention further relates to a method for producing kettle milk and a method for producing cheese.
  • the invention also relates to an apparatus for performing these methods.
  • a method for producing cheese known in practice starts with raw milk.
  • the raw milk is first heated to the separation temperature.
  • the temperature usually used is 55 to 60 ° C.
  • the raw milk heated in this way is then separated.
  • This separation separates the raw milk into cream and skimmed milk.
  • the cream is then mixed again with the skimmed milk in order to set the desired fat content for the respective cheese.
  • the mixture which is referred to as kettle milk or cheese milk, is then processed into cheese by generally known methods.
  • a method for producing kettle milk in which a fat-containing milk emulsion, for example cream, is mixed with a protein-containing substrate, for example skimmed milk, is generally known in practice.
  • a method for continuous homogenization or emulsification of a liquid in which the untreated liquid is conveyed continuously via a feed line into an ultrasound chamber, in which the liquid in the ultrasound chamber is connected to one or more ultrasound generators. Surface is passed and is subjected to a kinematic, mechanical treatment, and in which the treated liquid is continuously conveyed out of the ultrasonic chamber. So that a large amount of liquid per unit time can be effectively treated with low energy consumption, at least one feed line is present. A circulating flow is generated in the ultrasonic chamber. The untreated liquid is guided as a thin flow layer over the ultrasonic generator surfaces during the continuous admixture to the circulating flow. The treated liquid emerges from the ultrasound chamber immediately after it has passed an ultrasound generator surface.
  • DE-OS 25 57 668 discloses a device for treating a liquid sample, in particular for its homogenization, in which ultrasonic energy is directed onto a small part of the liquid, in particular onto a sample flowing through the device.
  • a device for homogenizing emulsions and suspensions or their mixtures which consists of a vibrating body with a free end face, a device for generating ongitulinal vibrations of the vibrating body and a chamber receiving the suspension.
  • a flat piece is elastically connected to the free end face of the vibrating body and is connected at a distance from this end face with the interposition of an elastic ring which, in cooperation with both the vibrating body and also forms with the flat piece a sealed chamber bounded on one side by the end face in the plane of maximum vibration amplitude, into which an inlet and an outlet open for the liquid to be homogenized.
  • the object of the invention is to improve the yield in the production of cheese.
  • the invention further relates to an ion exchanger for a method for producing kettle milk, in which an ion exchange is carried out in a protein-containing substrate.
  • a fat-containing milk emulsion is treated with ultrasound for a certain time after the solution according to the invention.
  • the milk emulsion can be of animal or vegetable origin.
  • the ultrasound treatment can be carried out using an ultrasound source, which can also be referred to as a sonotrode.
  • a mechanical entry is brought about by the ultrasound treatment, which leads to fat globule sizes of 1.0 to 1.4 ⁇ m being produced.
  • the fat globules previously present are thus reduced in size, as a result of which an increase in surface area takes place. Protein can then be attached to this enlarged active surface, and to a greater extent than in previously known methods. This increases the yield in the production of cheese. Practical tests have shown that the increase in the yield is about 5 to 10%. Advantageous further developments are described in the subclaims.
  • the milk emulsion can contain 15 to 25% fat, preferably 20% fat.
  • the milk emulsion is preferably produced by separating less fatty liquids.
  • the fat-containing milk emulsion is treated with ultrasound for a time of 5 to 15 seconds, preferably 10 seconds.
  • the milk emulsion is heated before the ultrasound treatment, preferably to 35 to 45 ° C.
  • the optimal temperature is 40 ° C.
  • a cream produced according to the invention is mixed with a protein-containing substrate.
  • the protein-containing substrate is preferably largely fat-free.
  • Skimmed milk is preferably used as the protein-containing substrate.
  • This has the particular advantage that the process according to the invention can be used in one of the processes currently customary in dairies. This previously known method has been described at the beginning.
  • the cream separated during the separation is treated with ultrasound and the cream treated in this way is then admixed with the skimmed milk, which is also separated. In this way, the method according to the invention can be used without major changes in the conventional Procedure can be installed.
  • the protein-containing substrate is heated before mixing, preferably to 60 to 74 ° C.
  • the mixture of the cream produced according to the invention and the protein-containing substrate is heated, preferably to 60 to 74 ° C.
  • Mixing preferably takes place in turbulent flow. This ensures particularly good mixing and protein binding.
  • the cream produced according to the invention is cooled before being mixed with the protein-containing substrate, preferably to a temperature of 6 to 10 ° C.
  • the cooling can take place for the purpose of storage.
  • the cream can be reheated before mixing.
  • an ion exchange is carried out in the protein-containing substrate.
  • This ion exchange enables calcium ions to be enriched.
  • the removed ions are in particular potassium, sodium and (if present) hydrogen ions.
  • Calcium enrichment is caused by an ion exchange in the protein-containing substrate. So far, calcium enrichment has been carried out by adding calcium chloride, this calcium chloride being added to the kettle milk.
  • the chloride component of calcium chloride is disadvantageous. This disadvantage is avoided by the ion exchange described.
  • the cream produced according to the invention is heated before mixing with the protein-containing substrate, preferably to a temperature of 95 to 105 ° C. This measure also improves the protein binding to the fat globules treated by ultrasound ⁇ sert.
  • the method according to the invention makes it possible to produce a standardized kettle milk.
  • this kettle milk is generally only standardized with regard to its fat content.
  • the ingredients of milk fluctuate in terms of their quantity depending on the season, the procedural treatment, feeding, animal health and other factors.
  • the ingredients of milk consist of protein, lactose (milk sugar), dry matter, salts (partly in ion form) and other constituents.
  • a milk or kettle milk which is standardized.
  • the kettle milk for the production of cheese is already standardized in fat content.
  • it is also standardized in terms of protein content. This is done by adding protein, for example in powder form (protein powder, casein powder, skimmed milk powder).
  • protein powder, casein powder, skimmed milk powder is added to the kettle milk.
  • this procedure is very complex. Furthermore, it still only leads to a partial standardization of the kettle milk.
  • Another object of the invention is to provide a method for producing kettle milk with which the kettle milk can be adjusted precisely with regard to all of its components.
  • this object is achieved in that a fat-containing milk emulsion, for example cream, is mixed with a protein-containing substrate, for example skimmed milk, in a first mixture, that this first mixture is treated with ultrasound and that the mixture treated in this way is mixed with a protein-containing substrate, for example skimmed milk, in a second mixture.
  • the cream can be produced, for example, from the milk delivered to a dairy, namely by concentrating the fat content of this milk.
  • the other components decrease accordingly. They can be determined arithmetically from the initial analysis of the milk supplied and the fat content.
  • the cream is then mixed batchwise or continuously with a protein-containing, low-fat or non-fat substrate, for example skimmed milk, in a first mixture, which can also be referred to as a premix.
  • a protein-containing, low-fat or non-fat substrate for example skimmed milk
  • the skimmed milk used for the first mixture is preferably known with regard to its constituents.
  • the skimmed milk used for the first mixture was produced by dividing the milk originally delivered into two fractions, firstly into a cream fraction and secondly into a skim milk fraction. Then the constituents of the skimmed milk are also known from the initial analysis of the milk originally delivered.
  • the skimmed milk is mixed with enough cream to produce the desired fat content so that the kettle milk is standardized to this desired fat content.
  • the remaining cream is used for other purposes (with the other constituents contained therein).
  • the first mixture is treated with ultrasound, preferably for a certain time. It can also be subjected to a similar vibration treatment.
  • the mixture treated in this way is then mixed again with a low-fat or low-fat, protein-containing substrate, for example skimmed milk, in a second mixture.
  • This second mixing preferably takes place proportionally continuously in the case of turbulent flow.
  • the invention achieves the further advantages that the yield of cheese that can be achieved with the boiler milk produced according to the invention can be increased even further, that this cheese yield can therefore also be increased in particular compared to the method described at the outset, and that the fine water distribution in Cheese can be improved.
  • the kettle milk is used in its original state.
  • the fat globules have a size of 1 to 30 ⁇ m. They are provided with a membrane covering, which consists of lipoproteins and enzymes. Among these lipoproteins are casein and serum proteins, albeit with only a minimal amount.
  • the fat globules are reduced in size by the ultrasound treatment described at the beginning. They then have a size of 1 to 1.2 ⁇ m. This results in a considerable increase in surface area, for example five times or more. This frees up binding sites on the fat globules, to which mainly caseins and serum proteins can attach (other emulsifiers are generally no longer present in milk, since they have already accumulated).
  • emulsifier e.g. caseins and serum proteins, but also lipoproteins, enzymes, etc.
  • the fat globules are offered more membrane material, in particular more casein and serum protein. Ultimately, this means that the yield of cheese from the kettle milk according to the invention can be increased.
  • the invention is based on the knowledge that the best results are achieved in the process described at the outset if the fat content of the cream is not more than 20%. With a fat content of more than 20%, no improvement can be achieved by the ultrasound treatment. If a cream with 20% fat is treated according to the method described at the beginning, fat globules with a size of approximately 1 ⁇ m are formed (as already mentioned). If instead of the 20% cream, a cream with a higher fat content would be used, for example a cream with a fat content of 40%, and if this cream were then treated with ultrasound, there would be so much fat that the fat globules would reunite because the emulsifier material was insufficient. The end result would be larger, "worse" fat globules.
  • the cream is therefore mixed with skim milk in a first mixture (premixing) before the ultrasound treatment.
  • a first mixture premixing
  • more protein is introduced into the mixture, which is subsequently treated with ultrasound, so much so that the protein is sufficient as an emulsifier material for the subsequent ultrasound treatment.
  • the fat globules in particular the fat globules reduced by the ultrasound treatment, are offered more membrane material, in particular more casein and serum protein.
  • the advantage associated with this is that there is more casein bound to fat globules. This is advantageous for the subsequent cheese production. Another advantage is that a cream with a higher fat concentration can be used. As a result, the power of the ultrasound sources (ultrasound heads) can be better utilized.
  • the fine water distribution can be improved such that this is no longer necessary.
  • the improved fine water distribution means that late flatulence caused by microorganisms which previously lived in the poorly distributed water but which no longer have a livelihood in the finely divided water can no longer occur.
  • the metabolic activity of microorganisms depends on the water activity, which is much lower with smaller water droplets.
  • the protein-containing substrate is preferably concentrated or diluted before the first mixture (premixing).
  • the protein-containing substrate can therefore be set correctly as required.
  • the skimmed milk can be adjusted in all its components in such a way that the first mixture has a fat content suitable for the ultrasound treatment (optimally a fat content of 18 to 20%) and that all components of the finished kettle milk after the second mixture have the desired values.
  • the skimmed milk used for the second mixture can be the same as that used for the first mixture.
  • the skimmed milk used for the second mixture can also be the skimmed milk obtained from the original milk originally delivered to the dairy. However, any other skimmed milk can also be used instead.
  • the first mixture that is to say the product resulting from the first mixture
  • the first mixture that is to say the product formed in the first mixture, can but instead or additionally or after the ultrasound treatment, they are concentrated or diluted, that is to say adjusted in the manner described.
  • the protein-containing substrate is enriched with serum proteins. This enrichment can be done before the first mixing and / or before the ultrasound treatment (i.e. after the first mixing ) and / or after the ultrasound treatment.
  • the protein-containing substrate is enriched with polyvalent ions, preferably calcium ions. This can also be done before the first mixture and / or before the ultrasound treatment and / or after the ultrasound treatment.
  • the fat content of the first mixture is preferably at least 10% less than the fat content of the fat-containing milk emulsion (cream).
  • the cream is therefore "diluted" by at least 10% before the first mixture.
  • the protein-containing substrate is heated to at least 71 ° C. and then mixed with the fat-containing milk emulsion (to form the first mixture).
  • a further advantageous development is characterized in that the ultrasound treatment of the first mixture takes place at a temperature of 40 ° C. to 74 ° C., preferably 55 ° C.
  • the ultrasound treatment is preferably carried out for a period of 5 to 15 seconds.
  • a further advantageous development is that the temperature of the first mixture is lower than the temperature of the protein-containing substrate mixed in with the second mixture.
  • the protein-containing substrate mixed in with the second mixture can be enriched with multivalent cations, preferably calcium ions, before the second mixture.
  • the protein-containing substrate admixed in the second mixture can be enriched with hydrogen ions before the second mixture.
  • a kettle milk produced according to the invention is used.
  • the invention further relates to an ion exchanger for a method for producing kettle milk, in which a cream produced in accordance with the invention is mixed with a protein-containing substrate and in which an ion exchange is carried out in the protein-containing substrate. It is preferably an ion exchanger by means of which calcium ions are enriched.
  • a device for treating a fat-containing milk emulsion with ultrasound consists of a preferably cylindrical vessel with an inflow and an outflow and an ultrasound source (sonotrode) which projects into the vessel and into the milk emulsion.
  • the inflow is preferably arranged in the lower region of the vessel and the outflow in the upper region of the vessel.
  • the ultrasound source is then provided in the upper region of the vessel.
  • the inflow is arranged in the upper region of the vessel and the outflow in the lower region of the vessel.
  • the ultrasound source protrudes into the vessel.
  • the distance between the ultrasound source and the drain is preferably 60 to 80 mm.
  • ultrasound sources are provided, preferably on different sides of the vessel.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device for treating a fat-containing milk emulsion with ultrasound in a schematic representation
  • Fig. 2 shows a second embodiment of such a device
  • Fig. 3 shows a third embodiment of such a device.
  • the device shown in FIG. 1 for the treatment of a fatty milk emulsion with ultrasound consists of a cylindrical, upright vessel 1 with an inflow 2 and an outflow 3.
  • the inflow 2 is arranged in the lower region of the vessel 1, which Drain 3 in the upper region of the vessel 1.
  • an ultrasound source 4 is provided in the upper region of the vessel 1, which projects into the vessel and into the milk emulsion therein. In order to achieve an optimal effect of the ultrasound source, it must have a certain minimum immersion depth. Practical tests have shown that the optimum immersion depth is 1 mm.
  • the vessel 1 is continuously flowed through.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a device for treating a fat-containing milk emulsion with ultrasound.
  • the ultrasonic source 14 protrudes into the vessel "11 and into the therein milk emulsion in.
  • the inflow 12 is arranged ange ⁇ in the upper region of the vessel 11, the effluent 13 leads down and out from the vessel.
  • the Ge fäß 11 is in the lower region funnel-shaped 15.
  • the distance between the ultrasound source 14 and the inlet cross section 16 of the drain 13 is 60 to 80 mm
  • the device according to FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a device for treating a fat-containing milk emulsion with ultrasound.
  • the cylindrical vessel 21 has an inflow 22 and an outlet 23.
  • Two ultrasound sources 24, 25 are provided, which are located on different sides of the vessel 21 and which are also at a horizontal distance from one another.
  • the device according to FIG. 3 is also continuously flowed through. Depending on requirements, more than two ultrasound sources can also be provided.
  • the ultrasound source is flowed from below, because then the ultrasound intensity exerted by the ultrasound source and acting on the liquid increases as the liquid approaches the ultrasound source.
  • the same effect can be achieved in that the direction of radiation of the ultrasound source is in each case opposite to the direction of flow of the liquid.
  • a kettle milk should be produced, which should have the following standardized composition:
  • a cream with the following ingredients is first produced from the starting milk by concentrating the fat:
  • the desired kettle milk with a fat content of 3.6% was produced by using 10% of the cream for other purposes and mixing 90% of the cream with the skim milk. This then resulted in a kettle milk with the desired fat content of 3.6%. The content of all other substances was also reduced accordingly.
  • the invention makes it possible to set all other substances to desired values.

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Abstract

Ein Verfahren dient zur Herstellung von Sahne zur Fettgehaltseinstellung von Kesselmilch. Die Kesselmilch wird zur Herstellung von Käse verwendet. Um bei der Herstellung von Käse die Ausbeute zu verbessern, wird eine fetthaltige Milchemulsion für eine bestimmte Zeit mit Ultraschall behandelt. Dies geschieht in einer Vorrichtung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultraschall, bestehend aus einem vorzugsweise zylindrischen Gefäß (1) mit einem Zufluß (2) und einem Abfluß (3) und einer Ultraschallquelle (4), die in das Gefäß (1) und in die Milchemulsion hineinragt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Sahne zur Fettgehaltseinstellung von Kesselmilch, zur Herstellung von Kesselmilch und zur Herstellung von Käse
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sahne zur Fettgehaltseinstellunct von Kess'jlmilch. Die Erfindung be¬ trifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch sowie ein Verfahren zur Herstellung von Käse. Ferner betrifft dia Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren.
Bei einem in der Praxis bekannten Verfahren zur Herstellung von Käse wird von Rohmilch ausgegangen. Die Rohmilch wird zunächst auf Separiertemperatur erwärmt. Die üblicherweise angewandte Temperatur beträgt 55 bis 60° C. Anschließend wird die derart erwärmte Rohmilch separiert. Durch diese Separierung wird die Rohmilch in Sahne und Magermilch getrennt. Anschließend wird die Sahne wieder mit der Magermilch vermischt, um den gewünschten Fettgehalt für den jeweiligen Käse einzustellen. Anschließend wird die Mischung, die als Kesselmilch oder auch Käsereimilch bezeichnet wird, nach allgemein bekannten Verfahren zu Käse verarbeitet.
Ein Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch, bei dem eine fetthaltige Milchemulsion, beispielsweise, Sahne, mit einem eiweißhaltigem Substrat, beispielsweise Magermilch, vermischt wird, ist in der Praxis allgemein bekannt.
Aus der DE-OS 34 13 541 ist ein Verfahren zur Herstellung von Diätmilch und -sahne bekannt, bei dem eine fetthaltige Milch- emulsion mit Ultraschall behandelt wird. Diese mit Ultraschall behandelte fetthaltige Milchemulsion wird dann allerdings nicht zur Herstellung von Kesselmilch verwendet.
Aus der DE-PS 29 33 176 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Homogenisierung oder Emulgierung einer Flüssigkeit bekannt, bei dem die unbehandelte Flüssigkeit kontinuierlich über eine Zuführ¬ leitung in eine Ultraschallkammer gefördert wird, bei dem die Flüssigkeit in der Ultraschallkammer an einer oder mehreren Ultraschallgenerator-Oberflächen vorbeigeführt wird und dabei einer kinematischen, mechanischen Behandlung unterzogen wird, und bei dem die behandelte Flüssigkeit kontinuierlich aus der Ultraschallkammer gefördert wird. Damit wirksam eine große Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit bei geringem Energieverbrauch behandelt werden kann, ist mindestens eine Zuführleitung vorhan¬ den. In der Ultraschallkammer wird eine UmlaufStrömung erzeugt. Die unbehandelte Flüssigkeit wird während der kontinuierlichen Beimischung zu der UmlaufStrömung als dünne Fließschicht über die Ultraschallgenerator-Oberflächen geführt. Der Austritt der behandelten Flüssigkeit aus der Ultraschallkaπuner erfolgt unmit¬ telbar nach dem Passieren einer Ultraschallgenerator-Oberfläche.
Die DE-OS 25 57 668 offenbart eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeitsprobe, insbesondere zu deren Homogenisierung, bei der Ultraschallenergie auf einen kleinen Teil der Flüssig¬ keit, insbesondere auf eine durch die Vorrichtung strömende Probe, gerichtet wird.
Aus der DE-PS 15 57 075 ist eine Vorrichtung zum Homogenisieren von Emulsionen und Suspensionen oder deren Mischungen bekannt, die aus einem Schwingungskörper mit einer freien Stirnfläche, einer Einrichtung zur Erzeugung von ongitulinalschwingungen des Schwingkörpers und einer die Suspension aufnehmenden Kammer be¬ steht. Damit die mit der Stirnfläche des Schwingungskörpers erzeugten Schwingungen voll zur Wirkung gebracht werden können, so daß sichergestellt wird, daß unter Vermeidung sogenannter toter Räume die gesamte zu behandelnde Flüssigkeit in ständiger Berührung mit der Stirnfläche des Schwingungskörpers verbleibt, ist mit der freien Stirnfläche des Schwingungskörpers ein Flach¬ stück elastisch und im Abstand von dieser Stirnfläche unter Zwischenschaltung eines elastischen Rings verbunden, der im Zusammenwirken sowohl mit dem Schwingungskörper als auch mit dem Flachstück eine auf einer Seite durch die Stirnfläche begrenzte, abgedichtete Kammer in der Ebene maximaler Schwingungsamplitude bildet, in die für die zu homogenisierende Flüssigkeit ein Ein¬ laß und ein Auslaß einmünden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Käse die Ausbeute zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren durch die Merkmale der Ansprüche 1, 6, 13 und 26 gelöst. Bei einer Vor¬ richtung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 28 gelöst. Die Erfindung betrifft ferner einen Ionentauscher für ein Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch, bei dem in einem eiweißhaltigene Substrat ein Ionentausch durchgeführt wird.
Bei einem Verfahren zur Herstellung von Sahne zur Fettgehaltsein¬ stellung von Kesselmilch wird nach der erfindungsgemäßen Lösung eine fetthaltige Milchemulsion für eine bestimmte Zeit mit Ultra¬ schall behandelt. Die Milchemulsion kann tierischer oder pflanz¬ licher Herkunft sein. Die Ultraschallbehandlung kann durch eine Ultraschallquelle, die auch als Sonotrode bezeichnet werden kann, erfolgen. Durch die Ultraschallbehandlung wird ein mecha¬ nischer Eintrag bewirkt, der dazu führt, daß Fettkügelchengrößen von 1,0 bis 1,4 μm entstehen. Die vorher vorhandenen Fettkügel- chen werden also verkleinert, wodurch eine Oberflächenvergröße¬ rung stattfindet. An diese vergrößerte aktive Oberfläche kann dann Eiweiß angelagert werden, und zwar in einem größeren Umfang als bei vorbekannten Verfahren. Hierdurch wird bei der Herstel¬ lung von Käse die Ausbeute erhöht. Praktische Versuche haben er¬ geben, daß die Steigerung der Ausbeute etwa 5 bis 10 % beträgt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be¬ schrieben.
Die Milchemulsion kann 15 bis 25 % Fett, vorzugsweise 20 % Fett, enthalten. Vorzugsweise wird die Milchemulsion durch Separierung von weniger fetthaltigen Flüssigkeiten hergestellt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die fett¬ haltige Milchemulsion für eine Zeit von 5 bis 15 Sekunden, vorzugsweise 10 Sekunden, mit Ultraschall behandelt. Je größer die in der fetthaltigen Milchemulsion vorhandenen Fettkugeln sind, desto länger muß die Ultraschallbehandlung andauern.
Es ist vorteilhaft, wenn die Milchemulsion vor der Ultraschall¬ behandlung erhitzt wird, vorzugsweise auf 35 bis 45° C. Die optimale Temperatur beträgt 40° C.
Bei einem Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erfindungsgemäß hergestellte Sahne mit einem eiweißhaltigen Sub¬ strat vermischt wird. Das eiweißhaltige Substrat ist vorzugswei¬ se weitgehend fettfrei.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Vorzugsweise wird Magermilch als eiweißhaltiges Substrat verwen¬ det. Dies hat den besonderen Vorteil, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei einem der zur Zeit in Molkereien üblichen Verfah¬ ren angewendet werden kann. Dieses vorbekannte Verfahren ist eingangs beschrieben worden. Erfindungsgemäß wird die bei der Separierung abgetrennte Sahne mit Ultraschall behandelt und die derart behandelte Sahne dann der ebenfalls separierten Mager¬ milch wieder zugemischt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf diese Weise ohne größere Umstellungen in den herkömmlichen Verfahrensablauf eingebaut werden.
Vorteilhaft ist es, wenn das eiweißhaltige Substrat vor der Vermischung erhitzt wird, vorzugsweise auf 60 bis 74° C.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die Mischung aus der erfindungsgemäß hergestellten Sahne und dem eiweißhaltigen Substrat erhitzt, vorzugsweise auf 60 bis 74° C.
Die Vermischung findet vorzugsweise bei turbulenter Strömung statt. Hierdurch wird eine besonders gute Durchmischung und Eiweißanbindung erreicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die erfin¬ dungsgemäß hergestellte Sahne vor der Vermischung mit dem eiwei߬ haltigen Substrat abgekühlt, vorzugsweise auf eine Temperatur von 6 bis 10° C. Die Abkühlung kann zum Zwecke der Lagerung erfolgen. Die Sahne kann vor der Vermischung wieder erwärmt werden. Es ist aber auch möglich, die gekühlte Sahne mit dem eiweißhaltigen Substrat zu vermischen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird in dem ei¬ weißhaltigen Substrat ein Ionentausch durchgeführt. Durch diesen Ionentausch können Kalzium-Ionen angereichert werden. Die ent¬ fernten Ionen sind insbesondere Kalium-, Natrium- und (soweit vorhanden) Wasserstoff-Ionen. Hierdurch wird erreicht, daß die bei der Käseherstellung ohnehin erforderliche Kalzium-Anreiche¬ rung in einen anderem Verfahrensschritt und auf ernährungsphysio¬ logisch wertvollere Weise geschieht. Die Kalzium-Anreicherung wird durch einen Ionentausch in dem eiweißhaltigen Substrat bewirkt. Bisher hat man die Kalzium- Anreicherung durch Zugabe von Kalziumchlorid durchgeführt, wobei dieses Kalziumchlorid der Kesselmilch zugegeben worden ist. Der Chlorid-Bestandteil des Kalziumchlorids ist allerdings nachteilig. Dieser Nachteil wird durch den beschriebenen Ionenaustausch vermieden. Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die erfin¬ dungsgemäß hergestellte Sahne vor der Vermischung mit dem eiwei߬ haltigen Substrat erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur von 95 bis 105° C. Auch durch diese Maßnahme wird die Eiweißanbin- dung an die durch Ultraschall behandelten Fettkügelchen verbes¬ sert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, eine stan¬ dardisierte Kesselmilch herzustellen. Diese Kesselmilch ist jedoch im allgemeinen nur hinsichtlich ihres Fettgehaltes standardisiert. Es ist jedoch wünschenswert, die Kesselmilch auch hinsichtlich ihrer übrigen Bestandteile standardisieren zu können.
Die Inhaltsstoffe der Milch schwanken nämlich in ihrem mengen¬ mäßigen Anteil abhängig von der Jahreszeit, der verfahrenstech¬ nischen Behandlung, der Fütterung, der Tiergesundheit und an¬ deren Faktoren. Die Inhaltsstoffe der Milch bestehen bekanntlich aus Eiweiß, Laktose (Milchzucker), Trockenmasse, Salzen (teilwei¬ se in Ionenform) und sonstigen Bestandteilen.
Für die Käseherstellung ist es demgegenüber vorteilhaft, wenn eine Milch bzw. Kesselmilch verwendet wird, die standardisiert ist. Die Kesselmilch zur Herstellung von Käse wird bereits im Fettgehalt standardisiert. Sie wird teilweise darüber hinaus auch schon im Eiweißgehalt standardisiert. Dies erfolgt durch Zusatz von Eiweiß, beispielsweise in Pulverform (Eiweißpulver, Kaseinpulver, Magermilchpulver). Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr aufwendig. Sie führt darüber hinaus nach wie vor nur zu einer teilweisen Standardisierung der Kesselmilch.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch anzugeben, mit dem die Kessel¬ milch hinsichtlich aller ihrer Bestandteile exakt eingestellt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine fett¬ haltige Milchemulsion, beispielsweise Sahne, mit einem eiwei߬ haltigen Substrat, beispielsweise Magermilch, in einer ersten Mischung vermischt wird, daß diese erste Mischung mit Ultra¬ schall behandelt wird und daß die derart behandelte Mischung mit einem eiweißhaltigen Substrat, beispielsweise Magermilch, in einer zweiten Mischung vermischt wird.
Die Sahne kann beispielsweise aus der in einer Molkerei angelie¬ ferten Milch hergestellt werden, und zwar dadurch, daß der Fett¬ gehalt dieser Milch aufkonzentriert wird. Die übrigen Bestand¬ teile vermindern sich entsprechend. Sie können aus der Ausgangs¬ analyse der angelieferten Milch und dem Fettgehalt rechnerisch bestimmt werden.
Die Sahne wird anschließend mit einem eiweißhaltigen, fettarmen bzw. fettlosen Substrat, beispielsweise Magermilch, in einer ersten Mischung, die auch als Vormischung bezeichnet werden kann, chargenweise oder kontinuierlich vermischt. Diese für die erste Mischung verwendete Magermilch ist hinsichtlich ihrer Be¬ standteile vorzugsweise bekannt. Insbesondere ist die für die erste Mischung (Vormischung) verwendete Magermilch dadurch her¬ gestellt worden, daß die ursprünglich angelieferte Milch in zwei Fraktionen aufgeteilt worden ist, zum einen in eine Sahnefrak¬ tion, zum anderen in eine Magermilchfraktion. Dann sind die Be¬ standteile der Magermilch aus der Ausgangsanalyse der ursprüng¬ lich angelieferten Milch ebenfalls bekannt.
Bei der vorbekannten Herstellung von Kesselmilch wird die Mager¬ milch mit so viel Sahne vermischt, daß der gewünschte Fettgehalt entsteht, daß die Kesselmilch also auf diesen gewünschten Fett¬ gehalt standardisiert ist. Die übrigbleibende Sahne wird (mit den weiteren darin enthaltenen Bestandteilen) anderweitig ver¬ wendet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Kessel- milch hinsichtlich aller ihrer Bestandteile einzustellen, also zu standardisieren.
Die erste Mischung wird - vorzugsweise für eine bestimmte Zeit - mit Ultraschall behandelt. Sie kann auch einer ähnlichen Schwin¬ gungsbehandlung unterzogen werden. Die derart behandelte Mi¬ schung wird anschließend erneut mit einem fettarmen oder fettlo¬ sen, eiweißhaltigen Substrat, beispielsweise Magermilch, in ei¬ ner zweiten Mischung vermischt. Diese zweite Vermischung erfolgt vorzugsweise anteilsmäßig kontinuierlich bei turbulenter Strö¬ mung.
Durch die Erfindung werden die weiteren Vorteile erreicht, daß die mit der erfindungsgemäß hergestellten Kesselmilch erreichba¬ re Ausbeute an Käse noch zusätzlich gesteigert werden kann, daß diese Käseausbeute also insbesondere auch gegenüber dem eingangs beschriebenen Verfahren gesteigert werden kann, und daß die Was¬ serfeinverteilung im Käse verbessert werden kann. Nach den ur¬ sprünglich bekannten Verfahren, bei denen keine Ultraschallbe¬ handlung stattfindet, wird die Kesselmilch im originären Zustand verwendet. Die Fettkügelchen haben eine Größe von 1 bis 30 μm. Sie sind mit einer Membranhülle versehen, die aus Lipoproteinen und Enzymen besteht. Unter diesen Lipoproteinen sind auch - allerdings mit nur minimalem Anteil - Kaseine und Serumproteine.
Durch die eingangs beschriebene Ultraschallbehandlung werden die Fettkügelchen verkleinert. Sie haben dann eine Größe von 1 bis 1,2 μm. Hierdurch tritt eine erhebliche Oberflächenvergrößerung ein, beispielsweise auf das fünffache oder auch noch mehr. An den Fettkügelchen werden dadurch Bindungsplätze frei, an die sich vorwiegend Kaseine und Serumproteine anlagern können (sonstige Emulgatoren sind im allgemeinen in der Milch nicht mehr vorhanden, da sie sich bereits angelagert haben).
Durch diese Ultraschallbehandlung ist es also möglich, den An¬ teil von an Fettkügelchen angelagerten Kaseinen und Seru prote- _g_ inen erheblich zu erhöhen. Hierdurch ist es möglich, mehr Kase¬ ine in den später aus der Kesselmilch hergestellten Käse hinein¬ zubringen, wodurch die Käseausbeute gesteigert werden kann. Fer¬ ner ist es dadurch möglich, die Wasserfeinverteilung im Käse bzw. in der Gallerte, die später den Käse bildet, zu verbessern. Fett ist nämlich wasserabstoßend. Wenn die Fettkügelchen einfach nur verkleinert werden würden und hierdurch freie Fettkugelober¬ flächen entstehen würden, wäre die Wasserfeinverteilung schlech¬ ter. An die kleineren Fettkügelchen lagert sich jedoch Kasein und Serumprotein an, so daß keine freien Fettoberflächen entste¬ hen können. Hierdurch tritt eine ganze Reihe von Verbesserungen auf: Der Reifungsprozeß des Käses wird verbessert. Auch das End¬ produkt ist besser. Durch die vollständige Einkapselung des Fettes kann kein enzymatischer Fettabbau auftreten, der zu er¬ heblichen sensorischen Nachteilen führen würde (Fischgeschmack, metallischer Geschmack, Oxydationsgeschmack etc.).
Durch die Oberflächenvergrößerung, die durch die Ultraschall¬ behandlung entsteht, wird auch mehr Emulgator (z.B. Kaseine und Serumproteine, aber auch Lipoproteine, Enzyme usw. ) benötigt. Durch die Erfindung wird erreicht, daß den Fettkügelchen mehr Membranmaterial angeboten wird, insbesondere mehr Kasein und Serumprotein. Letztendlich führt dies dazu, daß die Ausbeute an Käse aus der erfindungsgemäßen Kesselmilch gesteigert werden kann.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß bei dem ein¬ gangs beschriebenen Verfahren die besten Ergebnisse erzielt wer¬ den, wenn der Fettgehalt der Sahne nicht mehr als 20 % beträgt. Bei einem Fettgehalt von mehr als 20 % kann durch die Ultra¬ schallbehandlung keine Verbesserung mehr erzielt werden. Wenn eine Sahne mit 20 % Fett nach dem eingangs beschriebenen Verfah¬ ren behandelt wird, entstehen (wie bereits erwähnt) Fettkügel¬ chen mit einer Größe von etwa 1 μm. Wenn anstelle der 20 %igen Sahne eine Sahne mit einem höheren Fettgehalt verwendet werden würde, beispielsweise eine Sahne mit einem Fettgehalt von 40 %, und wenn diese Sahne dann mit Ultraschall behandelt werden wür¬ de, wäre so viel Fett vorhanden, daß sich die Fettkügelchen wie¬ der vereinigen würden, weil das Emulgatormaterial nicht aus¬ reicht. Im Endergebnis würden damit größere, also "schlechtere" Fettkügelchen entstehen.
Erfindungsgemäß wird deshalb die Sahne vor der Ultraschallbe¬ handlung in einer ersten Mischung (Vormischung) mit Magermilch vermischt. Hierdurch wird in die Mischung, die anschließend mit Ultraschall behandelt wird, mehr Eiweiß hineingebracht, und zwar so viel, daß das Eiweiß für die danach folgende Ultraschallbe¬ handlung als Emulgatormaterial ausreicht. Durch die Erfindung wird demnach erreicht, daß den Fettkügelchen, insbesondere den durch die Ultraschallbehandlung verkleinerten Fettkügelchen, mehr Membranmaterial angeboten wird, insbesondere mehr Kasein und Serumprotein.
Der damit verbundene Vorteil besteht darin, das mehr an Fettkü¬ gelchen gebundenes Kasein vorhanden ist. Dies ist für die nach¬ folgende Käseherstellung von Vorteil. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß eine Sahne mit einer höheren Fettkonzentration ver¬ wendet werden kann. Hierdurch kann die Leistung der Ultraschall¬ quellen (Ultraschallköpfe) besser ausgenutzt werden.
Für die Schnittkäseherstellung und die Hartkäseherstellung war es bisher erforderlich, Salpetersalze zuzugeben, um sogenannte Spätblähungen des Käses zu vermeiden. Nach der Erfindung kann die Wasserfeinverteilung derart verbessert werden, daß dies nicht mehr erforderlich ist. Durch die verbesserte Wasserfein¬ verteilung können keine Spätblähungen mehr auftreten, die durch Mikroorganismen verursacht werden, die bisher in dem schlecht verteilten Wasser gelebt haben, die jetzt aber in dem fein ver¬ teilten Wasser keine Lebensgrundlage mehr haben. Die Stoffwech- selaktivität von Mikroorganismen hängt nämlich von der Wasser¬ aktivität ab, die bei verkleinerten Wassertröpfchen wesentlich geringer ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Vorzugsweise wird das eiweißhaltige Substrat vor der erste Mi¬ schung (Vormischung) konzentriert oder verdünnt. Das eiweißhal¬ tige Substrat kann also je nach Bedarf richtig eingestellt wer¬ den. Die Magermilch kann in allen Bestandteilen derart einge¬ stellt werden, daß die erste Mischung einen für die Ultraschall¬ behandlung geeigneten Fettgehalt hat (optimal ist ein Fettgehalt von 18 bis 20 %) und daß alle Bestandteile der fertigen Kessel¬ milch nach der zweiten Mischung die gewünschten Werte haben. Es ist aber auch möglich, irgendeine Magermilch für die erste Mi¬ schung zu verwenden und die exakte Einstellung auf die gewünsch¬ ten Werte der Bestandteile bei der zweiten Mischung vorzunehmen.
Die für die zweite Mischung verwendete Magermilch kann dieselbe sein wie diejenige, die für die erste Mischung verwendet wird. Die für die zweite Mischung verwendete Magermilch kann ferner die aus der ursprünglich in der Molkerei angelieferten Ausgangs- milch entstandene Magermilch sein. Statt dessen kann aber auch jede sonstige Magermilch verwendet werden.
" Die erste Mischung, also das bei der ersten Mischung entstehende Produkt, kann vor der Ultraschallbehandlung konzentriert oder verdünnt werden, also derart eingestellt werden, daß die oben bereits beschriebenen gewünschten Wirkungen eintreten. Die erste Mischung, also das bei der ersten Mischung entstandene Produkt kann aber auch statt dessen oder zusätzlich nach der Ultra¬ schallbehandlung konzentriert oder verdünnt werden, also in der beschriebenen Weise eingestellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeich¬ net, daß das eiweißhaltige Substrat mit Serumproteinen angerei¬ chert wird. Dies Anreicherung kann vor der ersten Mischung und/ oder vor der Ultraschallbehandlung (also nach der ersten Mi- schung) und/oder nach der Ultraschallbehandlung erfolgen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das eiwei߬ haltige Substrat mit mehrwertigen Ionen, vorzugsweise Calcium- ionen angereichert. Auch dies kann vor der ersten Mischung und/oder vor der Ultraschallbehandlung und/oder nach der Ultra¬ schallbehandlung geschehen.
Vorzugsweise ist der Fettgehalt der ersten Mischung mindestens 10 % geringer als der Fettgehalt der fetthaltigen Milchemulsion (Sahne). Die Sahne wird also vor der ersten Mischung um minde¬ stens 10 % "verdünnt".
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das eiwei߬ haltige Substrat auf mindestens 71° C erhitzt und dann mit der fetthaltigen Milchemulsion vermischt (zur Bildung der ersten Mi¬ schung).
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeich¬ net, daß die Ultraschallbehandlung der ersten Mischung bei einer Temperatur von 40° C bis 74° C, vorzugsweise 55° C, stattfindet. Vorzugsweise wird die Ultraschallbehandlung für eine Zeit von 5 bis 15 sec. durchgeführt.
Eine weitere Vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Temperatur der ersten Mischung niedriger ist als die Temperatur des bei der zweiten Mischung zugemischten eiweißhaltigen Sub¬ strat.
Das bei der zweiten Mischung zugemischte eiweißhaltige Substrat kann vor der zweiten Mischung mit mehrwertigen Kationen, vorzugs¬ weise Calciumionen, angereichert werden.
Ferner kann das bei der zweiten Mischung zugemischte eiweißhalti¬ ge Substrat vor der zweiten Mischung mit Wasserstoffionen ange¬ reichert werden. Bei einem Verfahren zur Herstellung von Käse werden die oben angegebenen Aufgaben dadurch gelöst, daß eine erfindungsgemäß hergestellte Kesselmilch verwendet wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Ionentauscher für ein Ver¬ fahren zur Herstellung von Kesselmilch, bei dem eine erfindungs- gemäß hergestellte Sahne mit einem eiweißhaltigen Substrat ver¬ mischt wird und bei dem in dem eiweißhaltigen Substrat ein Ionen¬ tausch durchgeführt wird. Vorzugsweise handelt es sich um einen Ionentauscher, durch den Kalzium- Ionen angereichert werden.
Eine Vorrichtung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultraschall besteht erfindungsgemäß aus einem vorzugsweise zylindrischen Gefäß mit einem Zufluß und einem Abfluß und aus einer Ultraschallquelle (Sonotrode), die in das Gefäß und in die Milchemulsion hineinragt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unter¬ ansprüche.
Vorzugsweise ist der Zufluß im unteren Bereich des Gefäßes und der Abfluß im oberen Bereich des Gefäßes angeordnet.. Die Ultra- schallquelle ist dann im oberen Bereich des Gefäßes vorgesehen.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Zufluß im oberen Bereich des Gefäßes und der Abfluß im unteren Bereich des Gefäßes angeordnet. Die Ultraschallquelle ragt in das Gefäß hin¬ ein. Hierbei beträgt der Abstand zwischen der Ultraschallquelle und dem Abfluß vorzugsweise 60 bis 80 mm.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind mehrere, vorzugsweise zwei Ultraschallquellen vorgesehen, vorzugsweise auf verschiedenen Seiten des Gefäßes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultraschall in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung und
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur Behandlung einer fetthal¬ tigen Milchemulsion mit Ultraschall besteht aus einem zylindri¬ schen, aufrechtstehenden Gefäß 1 mit einem Zufluß 2 und einem Abfluß 3. Der Zufluß 2 ist im unteren Bereich des Gefäßes 1 ange¬ ordnet, der Abfluß 3 im oberen Bereich des Gefäßes 1. Ferner ist im oberen Bereich des Gefäßes 1 eine Ultraschallquelle 4 vorge¬ sehen, die in das Gefäß und in die darin befindliche Milchemul¬ sion hineinragt. Um eine optimale Wirkung der Ultraschallquelle zu erreichen, muß diese eine gewisse Mindesteintauchtiefe haben. Praktische Versuche haben ergeben, daß die optimale Eintauchtie¬ fe bei 1 mm liegt. Das Gefäß 1 wird kontinuierlich durchströmt.
Die Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrich¬ tung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultra¬ schall. Auch dort ist ein zylindrisches Gefäß 11 mit einem Zu¬ fluß 12 und einem Abfluß 13 vorhanden. Die Ultraschallquelle 14 ragt in das Gefäß" 11 und in die darin befindliche Milchemulsion hinein. Der Zufluß 12 ist im oberen Bereich des Gefäßes 11 ange¬ ordnet, der Abfluß 13 führt unten aus dem Gefäß heraus. Das Ge¬ fäß 11 ist im unteren Bereich trichterförmig 15 ausgebildet. Der Abstand zwischen der Ultraschallquelle 14 und dem Eintrittsquer¬ schnitt 16 des Abflusses 13 beträgt 60 bis 80 mm. Auch die Vor¬ richtung gemäß Fig. 2 wird kontinuierlich durchströmt. Die Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrich¬ tung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultra¬ schall. Das zylindrische Gefäß 21 besitzt einen Zufluß 22 und einen Abfluß 23. Es sind zwei Ultraschallquellen 24, 25 vorge¬ sehen, die sich auf verschiedenen Seiten des Gefäßes 21 befinde und die auch einen horizontalen Abstand voneinander aufweisen. Auch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird kontinuierlich durch¬ strömt. Je nach Bedarf können auch mehr als zwei Ultraschall¬ quellen vorgesehen werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Ultraschallquelle von unten her angeströmt wird, weil dann die von der Ultraschallquelle ausge¬ übte, auf die Flüssigkeit einwirkende Ultraschall-Intensität mit zunehmender Annäherung der Flüssigkeit an die Ultraschallquelle ansteigt. Bei einer Anströ ung von oben her bzw. von der Seite her kann derselbe Effekt erreicht werden, indem die Abstrahl¬ richtung der Ultraschallquelle jeweils der Zuströmrichtung der Flüssigkeit entgegengesetzt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beschrieben:
Beispiel: Aus einer Ausgangsmilch mit
4 % Fett
3,4 % Eiweiß
4,85 % Lactose
0,85 % Salze, davon 0,12 % Ca
soll eine Kesselmilch hergestellt werden, die folgende standardisierte Zusammensetzung haben soll:
3,6 % Fett
4,0 % Eiweiß, davon 3 % Kasein und 1 % Serumproteine
4 % Lactose
0,16 % Ca (Kalzium)
Um dies zu erreichen, wird aus der Ausgangsmilch durch Aufkonzentration des Fettes zunächst eine Sahne mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
40 % Fett
2,04 % Eiweiß (60 % der ursprünglichen
3,4 %)
2,91 % Lactose
0,51 % Salze, davon 0,072 % Ca
Bei diesem Aufkonzentrationsvorgang zur Herstel¬ lung dieser Sahne entsteht folgende Magermilch (aus der restlichen Ausgangsmilch):
0,02 % Fett (praktisch vernachlässigbar)
3,55 % Eiweiß
4,95 % Lactose
0,95 % Salze, davon 0,125 % Ca
Nach den bisher bekannten Verfahren wurde die ge¬ wünschte Kesselmilch mit einem Fettanteil von 3,6 % dadurch hergestellt, daß 10 % der Sahne ander¬ weitig verwendet wurden und 90 % der Sahne mit der Magermilch vermischt wurden. Hierdurch ent¬ stand dann eine Kesselmilch mit dem gewünschten Fettgehalt von 3,6 %. Der Gehalt an allen anderen Stoffen war aber ebenfalls entsprechend vermin¬ dert.
Durch die Erfindung ist es möglich, auch alle anderen Stoffe auf gewünschte Werte einzustellen.

Claims

Λ -P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Herstellung von Sahne zur Fettgehaltsein¬ stellung von Kesselmilch,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine fetthaltige Milchemulsion für eine bestimmte Zeit mit Ultraschall behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchemulsion 15 bis 25 % Fett, vorzugsweise 20 % Fett, enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchemulsion durch Separierung von weniger fett¬ haltigen Flüssigkeiten hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fetthaltige Milchemulsion für eine Zeit von 5 bis 15 Sekunden, vorzugsweise 10 Sekunden, mit Ultraschall behandelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchemulsion vor der Ultraschall¬ behandlung erhitzt wird, vorzugsweise auf 35 bis 45° C, vorzugsweise auf 40° C.
6. Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch, dadurch gekennzeichnet,
daß eine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellte Sahne mit einem eiweißhaltigen Substrat, vorzugsweise Mager¬ milch, vermischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eiweißhaltige Substrat vor der Vermischung erhitzt wird, vorzugsweise auf 60 bis 74° C.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mischung erhitzt wird, vorzugsweise auf
60 bis 74° C.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Vermischung bei turbulenter Strömung stattfindet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellte Sahne vor der Vermischung abgekühlt wird, vorzugsweise auf 6 bis 10° C.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem eiweißhaltigen Substrat ein Ionentausch durchgeführt wird, wobei durch den Ionentausch vorzugsweise Kalzium-Ionen angereichert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Sahne vor der Vermischung mit dem eiwei߬ haltigen Substrat erhitzt wird, vorzugsweise auf 95 bis 105° C.
13. Verfahren zur Herstellung von Kesselmilch,
dadurch gekennzeichnet, A b
daß eine fetthaltige Milchemulsion, beispielsweise Sahne, mit einem eiweißhaltigen Substrat, beispielsweise Mager¬ milch, in einer ersten Mischung vermischt wird,
daß diese erste Mischung mit Ultraschall behandelt wird,
und daß die derart behandelte Mischung mit einem eiweißhal¬ tigen Substrat, beispielsweise Magermilch, in einer zweiten Mischung vermischt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das eiweißhaltige Substrat vor der ersten Mischung konzentriert oder verdünnt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mischung vor der Ultraschallbehandlung kon¬ zentriert oder verdünnt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mischung nach der Ultraschall¬ behandlung konzentriert oder verdünnt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das eiweißhaltige Substrat vor der er¬ sten Mischung und/oder vor der Ultraschallbehandlung und/oder nach der Ulraschallbehandlung mit Serumproteinen angereichert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das eiweißhaltige Substrat vor der ersten Mischung und/oder vor der Ultraschallbehandlung und/ oder nach der Ultraschallbehandlung mit mehrwertigen Ionen, vorzugsweise Calciumionen angereichert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettgehalt der ersten Mischung min¬ destens 10 % geringer ist als der Fettgehalt der fetthalti¬ gen Milchemulsion (Sahne).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das eiweißhaltige Substrat auf minde¬ stens 71° C erhitzt und dann mit der fetthaltigen Milch¬ emulsion vermischt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallbehandlung der ersten Mischung bei einer Temperatur von 40° C bis 74° C, vorzugs¬ weise 55° C, stattfindet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallbehandlung für eine Zeit von 5 bis 15 sec. durchgeführt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der ersten Mischung nie¬ driger ist als die Temperatur des bei der zweiten Mischung zugemischten eiweißhaltigen Substrats.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der zweiten Mischung zugemisch¬ te eiweißhaltige Substrat vor der zweiten Mischung mit mehrwertigen Kationen, vorzugsweise Calciumionen, angerei¬ chert wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der zweiten Mischung zugemisch¬ te eiweißhaltige Substrat vor der zweiten Mischung mit Was- serstoffionen angereichert wird.
26. Verfahren zur Herstellung von Käse, H dadurch gekennzeichnet,
daß eine nach einem der Ansprüche 6 bis 25 hergestellte Kesselmilch verwendet wird.
27. Ionentauscher für ein Verfahren nach Anspruch 11.
28. Vorrichtung zur Behandlung einer fetthaltigen Milchemulsion mit Ultraschall, bestehend aus
einem vorzugsweise zylindrischen Gefäß ( 1) mit einem Zufluß (2) und einem Abfluß (3)
und einer Ultraschallquelle (4), die in das Gefäß (1) und in die Milchemulsion hineinragt.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß (2) im unteren Bereich des Gefäßes (1) und der Abfluß (3) im oberen Bereich des Gefäßes (1) angeordnet ist und daß die Ultraschallquelle (4) im oberen Bereich des Gefäßes (1) vorgesehen ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß im oberen Bereich des Gefäßes und der Abfluß im unteren Bereich des Gefäßes angeordnet ist und daß die Ultraschallquelle in das Gefäß hineinragt (Fig. 2).
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Ultraschallquelle und dem Abfluß 60 bis 80 mm beträgt.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise zwei Ultra¬ schallquellen auf vorzugsweise verschiedenen Seiten des Gefäßes vorgesehen sind (Fig. 3).
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