加工具有颗粒的流质或半流质食品的系统和方法与流程

本发明总的涉及流质食品加工领域。更特别地，本发明提供一种用于加工诸如具有果肉的橙汁之类的具有颗粒的流质或半流质食品的系统和方法。

背景技术：

如今，消费者对诸如包含果肉的果汁之类的包含颗粒的流质食品的关注日益增加。由于加工具有颗粒的流质食品比加工不具有颗粒的流质食品更为复杂，因此食品加工公司有时会发现它们处于需要对以下进行选择的情形：暗示有多种限制的同时处理所述食品和颗粒的系统，或者分别处理所述颗粒和所述食品然后将它们组合成最终产品的更昂贵的系统。

更详细地，可将可使用的系统分成两种主要的构思，在本文中被称为无菌单生产线设计和无菌双生产线设计。在所述无菌单生产线设计中，以果汁和果肉颗粒为例，将果汁和果肉颗粒混合，加热处理，储存并灌装入包装。

在无菌双生产线设计中，果汁和果肉颗粒分别混合，加热处理，储存，且随后组合，并传送至灌装步骤。

所述无菌单生产线设计的缺点是由于颗粒要与果汁一起加工，所以对粒径有限制。在开始时将果汁和果肉颗粒混合的进一步的缺点以及影响是在进行脱气和均质化时会对所述产品和颗粒产生不利的影响。还有一个缺点是在开始时将果汁和果肉颗粒组合，会增加保留时间，即，需要额外的时间，以确保在所述产品中不需要的微生物被减少至预定水平以下，使得放置在适当包装中的所述产品能安全使用直至预期的截止日期。对于所述双生产线设计，缺点主要是需要额外的设备，从而增加资本支出。

技术实现要素：

因此，本发明优选寻求减少、减轻或消除现有技术中的一或多个上述缺点和不足中的单个或其任意组合，并解决至少上述问题。

根据第一方面，提供用于加工流质或半流质食品的加工系统，所述食品是具有低浓度颗粒的第一亚组合物和具有高浓度颗粒的第二亚组合物的组合物，其中所述高浓度大于所述低浓度，所述加工系统包括用于混合所述第一亚组合物的第一混合罐，用于混合所述第二亚组合物的第二混合罐，以及被布置为接收所述第一亚组合物和所述第二亚组合物并加热处理所述第一亚组合物和所述第二亚组合物的热处理装置。

所述热处理装置可被分成多个区段，其中所述多个区段的第一组被布置为预加热所述第一亚组合物至预加热处理温度，以及所述多个区段的第二组被布置为在加热处理温度加热处理所述第一亚组合物和所述第二亚组合物，其中所述预加热处理温度低于所述加热处理温度。

所述加工系统可进一步包括被布置为对所述第一亚组合物进行脱气的脱气机。

所述第一亚组合物可在被传送至所述脱气机之前在所述热处理装置中被预加热。

所述加工系统可进一步包括被布置为均质化所述第一亚组合物的均质机。

所述第一亚组合物可在被传送至所述均质机之前在所述热处理装置中被预加热。

所述加工系统可进一步包括被布置为接收来自所述热处理装置的所述第一亚组合物和所述第二亚组合物的无菌储罐。

所述无菌储罐可配备有桨式搅拌器。

所述第二亚组合物可包含比例为约1:1的水和颗粒浆料。

所述第一亚组合物和所述第二亚组合物可以约5:1的比例组合。

所述第一亚组合物可包含80-95％的水。

所述第一亚组合物可包含6-18％的糖。

所述第二亚组合物可包含具有尺寸范围为1-10mm的颗粒。

根据第二方面，提供一种加工流质或半流质食品的方法，所述食品是具有低浓度颗粒的第一亚组合物和具有高浓度颗粒的第二亚组合物的组合物，其中所述高浓度大于所述低浓度，所述方法包括在第一混合罐中混合所述第一亚组合物，在第二混合罐中混合所述第二亚组合物，在被布置为接收所述第一亚组合物和所述第二亚组合物的热处理装置中加热处理所述第一亚组合物和所述第二亚组合物，从而形成最终产品。

所述方法可进一步包括在所述热处理装置的多个区段的第一组中预加热所述第一组合物至预加热处理温度，其中，加热处理所述第一亚组合物和所述第二亚组合物的所述步骤在所述多个区段的第二组中在加热处理温度下实施，其中所述预加热处理温度低于所述加热处理温度。

所述方法可进一步包括在室温将所述最终产品传送至灌装机。

根据第三方面，提供一种通过根据所述第二方面所述的方法获得的流质食品。

附图简要说明

参照附图，通过本发明的优选实施方式的下述图解说明和非限制性详细说明，将更好地理解本发明的上述内容以及额外目的、特征和优点；在附图中：

图1图示了用于加工包括果肉颗粒的果汁的无菌单生产线设计。

图2图示了用于加工包括果肉颗粒的果汁的无菌双生产线设计。

图3图示了具有用于果汁和果肉颗粒的分开的混合罐的无菌生产线设计。

图4是示意图3中所述无菌生产线设计的流程图。

具体实施方式

目前，有两种不同的通用生产线构思用于加工具有颗粒的流质食品，在本文中被称为无菌单生产线和无菌双生产线。

图1示意了用于加工具有果肉的果汁的所述无菌单生产线设计100的一个实例。在第一步中，颗粒102(在该实例中为果肉)与果汁104在一或若干个混合罐106中混合。在混合之后，将混合物传送至用于加热处理所述混合物以减少不需要的微生物的数量的热处理装置108。接着，在加热处理之后，将所述混合物放置入无菌储罐110，以确保其在最终被传送至灌装机112并灌装入包装或瓶之前不被再次污染。

使用这种类型的生产线设计的一个缺点是对颗粒尺寸有限制。另一个缺点是果汁在包含果肉颗粒时不能被脱气或均质化。

在图2中示意的所述无菌双生产线设计200中，在所述第一步骤中平行处理颗粒202和果汁204。更特别地，使用搅拌罐204搅拌所述颗粒202，随后传送至用于减少不需要的微生物数量的热处理装置206，并从该处传送至无菌储罐208。以类似方法在搅拌罐212中搅拌所述果汁204，在热处理装置214中加热处理，并储存在无菌储罐216中。

该方法的优点是有两组设备，使得颗粒和果汁两者都最优化是可能的。例如，用于混合所述果肉颗粒的所述混合罐可配备有被设置的与用于所述果汁的混合罐相比不同的搅拌器。进一步地，用于所述颗粒的热处理装置206可以是设置用于处理具有高含量纤维的产品的管式换热器，而用于所述果汁的所述热处理装置214可以是适于处理不具有纤维的流质食品的板式换热器。

通过分别处理所述果汁和所述颗粒，如果认为有必要获得符合设定期望的最终食品的话，所述果汁可从所述混合罐212被传送至脱气机218，以及如果还认为有必要的话，被进一步传送至均质机220。

在分别处理之后，在无菌储罐216中的所述颗粒和在所述无菌储罐208中的所述果汁被传送至制造用于容纳所述果汁和所述颗粒的无菌储罐222，且从该处被传送至灌装机224。

采用无菌双生产线，所述颗粒完整性相比于无菌单生产线得到改善。分别加工所述果汁和所述果肉颗粒的进一步的效果是可以最优化方法加热处理所述果汁，而无需考虑颗粒。这意味着更温和的热处理可应用于果汁，进而有可较少影响诸如口感之类的产品性质的效果。

所述无菌双生产线相比于所述无菌单生产线的缺点是需要更多的设备，其本身又增加了资本支出。

无菌加工生产线相比于非-无菌生产线的优点是热处理装置206、214的输出可在室温储存，从而不需要任何冷却系统。

然而，制造用于无菌生产线的设备通常比用于非-无菌生产线的设备更为昂贵。例如，所述无菌储罐208、216、222必须关闭，以确保所述产品不被再次污染。进一步地，在经过清洁之后，它们需要使用例如热水或蒸汽预先灭菌，以确保所述产品不被污染。

为了减少所述资本支出，但保留分别处理所述颗粒和所述果汁的积极效果，提供在图3中示意的食品加工生产线300。

如在所述无菌双生产线设计中，颗粒302在混合罐304中混合，同时，果汁306在混合罐308中混合。任选地，所述果汁可在混合之后被传送至脱气机310以减少空气含量和/或被传送至均质机312以处理所述果汁，以至于获得诸如纤维感(texture)之类的期望的性质。

然而，与图2中示出的所述无菌双生产线设计不同的是，所述颗粒在所述混合罐304中混合之后，与在所述混合罐308中混合且任选经过脱气和/或均质化的所述果汁306一起被传送至热处理装置314。在热处理之后，具有颗粒的所述果汁可被传送至无菌储罐316，并从该处被传送至灌装机318中。

与图2示出的所述双无菌生产线相比，可减少热处理装置的数量以及无菌储罐的数量。

虽然该实例涉及果汁和颗粒，但是该原理广泛适用于流质或半流质产品，所述流质或半流质产品是具有低浓度颗粒的第一亚组合物和具有高浓度颗粒的第二亚组合物的组合物。

进一步地，虽然在图1、2和3中图示的生产线设计都是指无菌加工生产线，但是所述原理也可应用于非-无菌加工生产线，即，例如，被布置为加工待储存在冷藏环境中的食品的食品加工生产线，从而仅需要较温和的热处理。

参考图4a和图4b，其图示了与图3中示出的食品加工生产线一致的食品加工生产线400的实例的示意流程图。

从图4a开始，为了制备所述第一亚组合物，在该示例果汁中，接收糖溶液402。已通过根据公知的方法将糖溶于水中制备所述糖溶液402。

还可接收水404。可将水添加至所述果汁，以在糖和水之间获得适当的平衡，但是水也可在清洁所述加工生产线或其部分之前和之后用于冲洗所述系统。

在该特定实例中，可使用两个混合罐406a、406b混合所述糖溶液与果汁浓缩混合物。所述果汁浓缩混合物通过以下操作形成：在混合器409(例如高剪切混合器，例如利乐公司销售的Tetra Almix)中将果汁浓缩物407和/或粉末408与水一起混合。利用混合器409制备所述果汁浓缩混合物的一个理由是这将提供在所述混合罐406a、406b中更有效的混合。

为了向促进所述果汁浓缩混合物和所述糖溶液的混合提供支持，可使用换热器410，以确保所述果汁浓缩混合物和所述糖溶液的温度在实现良好混合的温度范围内。

现在参考图4b，在颗粒制备区段412中，将水传送至配备有搅拌器的两个混合罐416a、416b。将颗粒通过两个颗粒容器417a、417b添加入所述混合罐416a、416b。当形成颗粒混合物时，即，具有高浓度颗粒的所述第二亚组合物(也称为颗粒浆料)，这被传送至热处理装置418。

在该实例中，所述热处理装置418包括一或若干个具有四个不同区段的管式换热器。在所述混合罐406a、406b中形成的第一亚组合物被传送至所述热处理装置418的第一区段419a，以进行预加热。在预加热之后，所述第一亚组合物被传送至脱气机420以及均质机422。

在进入所述热处理装置418的第二区段419b之前，将所述第一亚组合物和第二亚组合物组合。在所述第二区段419b中，所述温度升高至一定温度，在该温度下病原微生物和其它不需要的微生物仅能忍受短的时间段。为了确保所述温度保持的时间长于该短的时间段且从而杀死这些微生物，可使用保留池424。

在处于所述保留池424之后，将所述第一和第二亚组合物传送至第三区段419c，进行冷却，以及从该处被传送至第四区段419d，在第四区段419d中使用外部冷却水用于进一步的冷却。

在加热处理之后，所述第一和第二亚组合物转化成最终产品，并进料至无菌储罐425。从所述无菌储罐，所述最终产品进料至灌装机426，用于将所述最终产品包装入盒包、瓶或任意其它合适的用于容纳所述最终产品的容器。

如图解说明的，作为进料至所述灌装机426的替代的是，所述最终产品可进料返回至平衡罐，并从该处进料至所述热处理装置418。有这种可能性的原因是对于所述最终食品在不受到不利影响(例如再次污染)的情况下可在无菌储罐中保持多长时间是有时间上限的，因此，在例如灌装机426停止的情况下，所述最终产品可进料返回至所述热处理装置418，而不是在达到时间上限时被废弃。

上文已通过参考若干实施方式，描述了本发明。然而，如本领域技术人员所容易理解的，除上面公开的实施方式以外，在如所附权利要求书所限定的本发明范围内其它实施方式同样是可能的。