[实用新型]一种基于正向渗透技术的牛奶浓缩系统

说明书

本实用新型公开了一种基于正向渗透技术的牛奶浓缩系统，所述系统包括连通的原乳罐、浓缩正向渗透膜单元、浓缩乳收集罐、稀释汲取液再生回用单元和原始汲取液罐。通过采用浓缩正向渗透膜单元，可以将牛奶中的有效成分进行浓缩，降低牛奶含水量，制成高浓度牛奶，提高产品质量；通过进行牛奶浓缩，可以得到约60％(30％‑70％)的固形物含量，固形物含量比其它低温浓缩技术更高。

技术领域

本实用新型涉及乳制品浓缩技术领域，具体涉及一种基于正向渗透技术的牛奶浓缩系统。

背景技术

乳制品营养丰富，易消化吸收，一直是大众首选的营养食品。其中，牛奶是最古老的天然饮料之一，被誉为“白色血液”，对人体的重要性可想而知。牛奶中富含各种丰富的矿物质，其中钙磷比例非常适当，利于钙的吸收；同时，还含有有丰富的人体所需的必需氨基酸。

随着生活水平的提高，国内消费者对乳制品的口味和品质要求越来越高，特别是对乳制品的质量和味觉要求的提高，使得生产厂家开始追求无蛋白质变性乳制品浓缩方法。而相对于部分国家地区的13.5％以上的乳固体，国内的牛奶乳固体含量通常在12％左右，不同地区不同季节原料奶乳固体的含量差异也较大。同时，奶源存在季节性，产奶季收集的奶源需要低温保存，目前需要大量的储存罐，占地大。

因而对牛奶进行适度浓缩对于生产高品质牛奶或酸奶等乳制品和保证产品质量指标的一致性都是有必要的。同时，通过浓缩技术去除乳制品中的水分，以减小乳制品的体积，增加保存性，以及方便运输。

常用的乳加工浓缩方式主要包括蒸发和反渗透浓缩等。传统蒸发是通过高温、高压的方式将水分气化而去除，该技术的缺点：一是能耗较高，需要大量的蒸汽；二是营养因素，蒸发时加热，强度过强，会导致部分牛奶中的活性物质遭到严重破坏；三是效率因素，比如通过闪蒸最多只能去除10％的水分，这在生产高乳固体乳产品时依然达不到生产要求。另外，牛奶是一种热敏性物质，热处理对牛奶的物理化学、微生物学及生物化学性质都有较大的影响；从浓缩角度，对牛奶的热处理程度越低对产品品质影响越小；过度热处理可能引起牛奶褐变、蛋白质的变性、维生素被破坏等。反渗透浓缩是膜分离技术的一种，通过高分子膜材料的选择透过性，以驱动压为动力将水脱除。该技术的缺点：一是能耗过高，因为牛奶中可溶性固含量高，为了克服渗透压差，必须高压运行，泵功率大，能耗高；二是受到高操作压力的限制，浓缩倍数低；三是由于高压操作，因此对于膜的污染更加严重，膜损耗更大，同时也造成有效成分的损失；四是为了提高反渗透的速度，有时必须对牛奶进行加热，影响牛奶品质。

因此，随着对食品安全的关注和产品品质提高的要求，为减少食品添加剂用量或者提高产品口感，牛奶浓缩倍数也不断提高，有效提高牛奶浓缩倍数，扩大使用范围，创造更显著的经济、社会效益，这是个急需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于正向渗透技术的牛奶浓缩系统，克服现有技术采用蒸发或反渗透技术中的不足，具有浓缩过程低温低压，热敏性物质损失少，保留牛奶原有风味的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种基于正向渗透技术的牛奶浓缩系统，包括连通的原乳罐、浓缩正向渗透膜单元、浓缩乳收集罐、稀释汲取液再生回用单元和原始汲取液罐；

所述浓缩正向渗透膜单元包括依次设置的原料侧、渗透膜层和汲取液侧；所述浓缩正向渗透膜单元可以为：中空式、卷式、平板式、管式等不同形式；

所述原乳罐通过供料单元与原料侧循环单元连通；所述原料侧循环单元与浓缩正向渗透膜单元的原料侧的入口连通；所述浓缩正向渗透膜单元的原料侧的出口通过管道一路与浓缩乳收集罐连通；所述原乳罐中还设置有温度计；

所述原始汲取液罐通过供汲取液单元与汲取液侧循环单元连通；所述浓缩正向渗透膜单元的汲取液侧的出口通过管道一路与稀释汲取液再生回用单元连通。