减少用于处理液体或半液体食品的系统的耗水量的方法与流程

本发明总体涉及在液体或半液体食品处理中断之后减少用于这种处理的系统的耗水量的方法。

背景技术：

为了满足日益增长的减少食品加工中耗水量和能源效率的需求，食品加工企业一直在寻找减少食品加工所需的耗水量和能源的新途径。

食品加工系统当然需要清洁，不含有害细菌，以符合食品安全规定。因此，需要定期停止食品加工系统以便进行清洁和灭菌。这通常是通过清空系统，用水冲洗系统并用与清洗化学品混合的水循环来完成。然后用干净水将通常具有强侵蚀性的清洗水冲洗出系统。然后将干净水加热以对系统进行灭菌。然后在系统再次投入使用以继续进行食品加工之前，将灭菌水从系统排空。

此外，当食品加工机停止以将生产改为不同的产品时，系统必须用水冲洗以避免产品混合。

在这些方法中，食品加工系统用水冲洗至少两次，并且由于食品加工系统的体积相当大，所以每次冲洗会使用几立方米的淡水。在世界许多地方，淡水是稀缺的宝贵自然资源。使用过的水还被排到污水系统，造成人们不得不处理的污水量增加。

因此，需要改进现有技术，并提供减少食品加工系统中的耗水量的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是改进现有技术的现状，以解决上述问题，并且提供一种用于减少食品加工系统中的耗水量的改进方法。这些和其它目的通过在处理液体或半液体食品中断之后减少用于所述处理的系统的耗水量的方法来实现。这样的中断可以例如包括系统的维护或当新的食品要被处理时的第二亚组分的更换。食品是具有低浓度的第一亚组分和具有高浓度的第二亚组分的组合物，其中所述高浓度大于所述低浓度。该方法包括以下步骤：使用水将所述第一亚组分、所述第二亚组分和所述食品冲出所述系统，直到所述系统基本上仅含有水，通过加热所述系统中存在的水对所述系统进行灭菌，以及通过向无菌水添加新的第二亚组分，从而使用所述无菌水作为所述第一亚组分来形成新的食品。这种方法的优点对于本领域技术人员是显而易见的。这不仅是在维护或更换亚组分的过程中处理清洁系统的问题的简便而省时的方式，而且是在加工食品过程中节省大量的水的出色的方式。在常规加工方法中，用于冲洗和清洁系统的水在清洁过程之后总是被丢弃或排出，而本方法将确保清洁的所有水被再次用于待处理的下一次食品。

对系统进行灭菌的步骤可以包括将系统中存在的水加热到高于100℃并使水在系统中循环。这是对系统进行灭菌的有时间和成本效益的方法。

在对系统进行灭菌的步骤之前，该方法可以进一步包括通过向水中添加化学品并且通过使用干净水将含有清洁化学品的水冲出系统直到系统基本上仅含有水来清洁系统的步骤。因此，进一步增强了系统的清洁处理。当系统再次仅填充干净水时，可以重新开始食品加工，或者开始加工新的食品。清洁化学品通常可以由酸和/或碱液组成。为了进一步提高清洁过程的效率，清洁系统的步骤可进一步包括使清洁化学品在系统中循环。

基本上可以使用本方法在这种类型的系统中处理任何食品。然而，第二亚组分通常选自由以下组成的组：果汁浓缩物，乳浓缩物或其它预混物，其包括例如香料、浓缩物、豆浆、基于米的乳、基于谷物的乳和基于坚果的乳。

该方法还可以包括当所述无菌水消耗时添加新的第一亚组分的步骤。也就是说，当无菌水被消耗时，淡水将被泵入系统并用作第一亚组分。然而，如果在所有的无菌水已经用尽之前停止或中断食品的加工，则该方法还可以包括缓冲处理任何过量的无菌水的步骤。当然这个步骤是为了避免无菌水的处理或排放而被使用。

通常，权利要求书中使用的所有术语都应根据技术领域的通常含义进行解释，除非本文另有明确定义。所有涉及的冠词“一(a/an)/所述(the)[元件、装置、部件、方法、步骤等]”将被开放地解释为指代所述元件、装置、部件、方法、步骤等中的至少一个实例，除非另有明确说明。

附图说明

当结合附图时，通过参考本发明的优选实施方式的以下说明性和非限制性的详细描述，将更充分地理解本发明的上述目的以及附加的目的、特征和优点，其中：

图1是用于减少用于处理液体或半液体食品的系统的耗水量的方法的方框图。

图2是根据本发明的连接到无菌饮料系统的用于处理液体或半液体食品的系统的示意图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于减少用于处理液体或半液体食品的系统的耗水量的方法。

图2是用于处理液体或半液体食品的系统1的示意图。食品通过具有低浓度的第一亚组分和具有高浓度的第二亚组分混合。第一亚组分是通过管道3来自水供应源(未示出)的最简单形式的预处理水。第二亚组分，其通常是食品的浓缩物(例如，浓缩果汁)，经由管道4从食物浓缩物供应源(未示出)供应。水供应源和食物浓缩物供应源两者可以通过分别关闭阀13和14而关闭。食物浓缩物和水在管道5中混合，通向缓冲罐6，在缓冲罐6中将混合物搅拌至混合均匀的最终食品。可以使用所谓的白利度(浓度)仪12或实现相同目的的任何其它装置(例如密度计或ir(红外)光谱仪)，以确保正确量的来自管道3的水和来自管道4的食品浓缩物混合。然后，食品通过管道7从系统1引出。还存在反馈回路8，如果阀17和18打开，则反馈回路8可以将管道7连接到供水管道3。如果阀19打开，则反馈回路的内容物也可以通过管道9排出。

为了使来自水供应源的水不影响食品的性质，可以以不同的方式对水进行预处理。例如，为了除去不溶性固体，可以使用砂过滤；为了去除色彩，可以使用活性炭过滤；以及为了减少溶解盐，可以使用膜过滤。

食品的浓缩物通常被输送到罐中的管道4。为了防止细菌生长，可以将罐冷却，例如通过装备冷却夹套或在冷藏室中进行冷却。

在图2中，系统1的出口管道7和反馈回路8连接到无菌热处理系统，其能自动控制加工参数以确保在无菌条件下的生产。无菌热处理系统包含另外的缓冲罐25。管道21从另外的缓冲罐25连接到系统1的反馈回路8，管道20从系统1的出口管道7连接到无菌热处理系统的另外的缓冲罐25。阀23控制可以打开和关闭从另外的缓冲罐25到反馈回路8的连通。管道22用作另外的缓冲罐25的出口。出口22可以通过关闭阀24来关闭。无菌热处理系统2还包括用于预处理水的淡水入口管道26，其具有用于打开和关闭管道26的阀27。

当清空系统以便进行清洁时，关闭阀14，从而切断浓缩物。并且用阀13切断供水。然后，使缓冲罐6能够在通过再次打开阀13用水冲洗系统之前被排空。如果仅旨在清洁系统1，则打开阀17并关闭阀11以断开无菌饮料系统并将使出口7从缓冲罐6连接到反馈回路8，以使水可以在系统中1循环。当系统仅含有水时，清洁化学品通过淡水进水口被引入系统。含有清洁化学品的水在预定时间段内在系统中循环，以清洁暴露于食品中的所有部件。清洁周期结束后，通过用淡水将所有含化学品的水冲出系统1来冲洗系统。当只有淡水存在于系统中时，使水再循环并将其加热至约95-140℃以对系统1灭菌持续第二预定时间段。当系统无菌时，可以再次用于食品生产。然而，系统中的无菌水不排出，而是用作具有低浓度的第一亚组分，以便重新使用用于对系统1进行灭菌的清洁无菌水。如果无菌量水太大，则可以从阀19收集水以进行临时储存。当无菌水全部用作食品的第一亚组分时，用于预处理水的进水口阀13再次打开，反馈回路8的阀18关闭。

在本发明的另一方面，系统的反馈循环也通过循环无菌热处理系统2来实现。阀23打开以允许管道21供料给反馈回路管道8。代替使用来自管道3的用于从系统中冲出食品或清洁水的水，可以通过打开阀27来使用经由无菌热处理系统2的管道26引入的淡水。

当中断后重新开始食品生产时，生产的新食品会将推动在其前面的水。然后所生产的食品的第一部分将与其前面的水混合，使得生产的食品的第一部分将是稀释的产品。直到所生产的食品到达阀17或如果附接了无菌饮料系统则到达阀23，阀17或23将分别保持打开(同时阀11或24分别保持关闭)，使得在食物前面被推动的水被重新用作根据本发明的第一亚组分。此外，稀释的产物被排斥到反馈回路8中，因为其被稀释而不能用作最终食品。当所有稀释的产品分别通过阀17或23时，阀17或23被关闭，并且分别打开阀11或24以将未稀释的食品供给到出口，例如管道22。由于白利度计12将感测存在于经由反馈回路8作为第一亚组分反馈的水中的食品的任何浓度，所以系统将通过简单地减少添加的浓缩物的量而能够处理一些已经含有低浓度的食品的第一亚组分。

应当理解，本发明中的其它变化是可以预期的，并且在一些情况下，可以使用本发明的一些特征而不用相应地使用其他特征。因此，所附权利要求以与本发明的范围一致的方式广义地解释是适当的。