用于对喂给仔畜的奶进行巴氏杀菌的装置和方法
【专利说明】用于对暇给仔畜的奶进行己氏杀菌的装置和方法
[0001] 本申请是中国发明申请（发明名称；用于对喂给仔畜的奶进行己氏杀菌的装置和 方法，申请日；2010年3月19日；申请号；201080018378. 4)的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明总体设及液体消毒系统，且更具体地设及用于对喂养仔畜的奶和初乳进行 己氏杀菌的装置和方法。
【背景技术】
[0003] 乳品采集工厂中的仔畜用从因医学或其它原因从主畜群剔除的母牛那里收集到 的不能销售的废品"）奶喂养仔畜。虽然给乳品厂仔畜喂养不能销售的奶看起来对乳品 厂经营者是经济的，但是存在该样的风险，即传染性病原体可直接从母牛的乳腺通过奶或 流出物（shed)传播。其它病原体可从粪便或污物沉积在奶中，或者可从未适当冷藏或储藏 的奶中的繁殖产生。
[0004] 为了降低该样的风险，优选在将奶或初乳在喂给仔畜之前奶进行己氏杀菌。在已 知工艺中的己氏杀菌包括；将奶加热至目标温度W杀灭目标微生物；和保持该温度一段时 间。己氏杀菌奶规范定义了两种不同的己氏杀菌方法；1)在145 了下30分钟的间歇式己氏 杀菌（低温长时间，即LTLT)，或者2)在161 了下15秒的高温短时间己氏杀菌化TST)(通 常使用连续流工艺）。加热并保持热度高于目标温度使得活细菌浓度成数量级的降低。但 是，一些耐热细菌可经受得住该工艺。此外，在具有非常高的细菌浓度的低品质奶中，一些 病原菌也可经受得住己氏杀菌工艺。
[0005] 对于杀灭对仔畜有害的细菌如大肠杆菌、蜡状芽抱杆菌和沙口氏菌来说，己氏杀 菌是合乎期望的且有时是必需的。如果奶在高于145 了保持至少30分钟，则加热至145 了 的己氏杀菌成功杀灭接近100%的该些细菌。一项研究表明，可使用120了的较低温度，但 是，该温度必须保持至少60分钟。
[0006] 一旦经过己氏杀菌，可将奶装瓶、冷冻、储藏，然后重新加热至100了?110了的喂 奶温度。无需储藏经己氏杀菌的奶，因为在奶经过热己氏杀菌并冷却至供给温度之后，其更 易于利用且可直接喂给仔畜。
[0007] 此外，在新生仔畜出生两小时内喂给初乳并再次在出生12小时内喂给。初乳收集 自产辖后不久的母牛，且初乳包含相对高浓度的碳水化合物、蛋白质和抗体。初乳还含有高 浓度的免疫球蛋白（如IgG)和生长因子。对初乳进行己氏杀菌可导致免疫球蛋白的凝结 和损失。初乳中的IgG浓度的约25%?30%在初乳和奶的热己氏杀菌中受到破坏。因此， 热己氏杀菌总的来说是有利的，但对奶和初乳具有不利影响。初乳通常在重新加热和喂奶 之前冷冻、装瓶和储藏。
[000引紫外线己氏杀菌器也可用于处理奶。Rix等人的美国专利6, 916, 452公开了：在 将奶输送至冷冻装置和散装奶储藏桶之前，可W在乳品厂使用一个或多个UV杀菌器单元 在将奶温保持高于82.4 了（28°C)的同时对奶进行杀菌。该样的己氏杀菌器在概念上是非 常合理的，但是，其不能单独用于乳品厂设备中，因为其缺乏用于制备用于奶分配和喂给仔 畜的奶和初乳所必需的关键功能。
[0009] 需要成功杀灭有害细菌但很少或不破坏用于优化仔畜健康的免疫球蛋白的改善 的己氏杀菌系统。
【发明内容】
[0010] 本发明设及用于对喂养仔畜的奶和/或初乳进行己氏杀菌的系统和方法。本文中 所用的术语"奶"应当理解为包括奶、初乳、其它仔畜饲料、W及任何相关添加物。本文中所 用的"仔畜"包括任何乳品厂动物例如奶牛、山羊和绵羊。
[0011] 该系统包括；用于储藏奶或初乳的桶；循环累和管道系统；用于调节和/或保持奶 温的热交换器；W及紫外光己氏杀菌单元（"UV反应器"）。控制器使累启动W将奶循环至 热交换器，从而将奶温升高至85 了?120了，然后将温热的奶W适当的速率和频率循环通 过UV反应器W杀灭有害细菌。然后，奶可被冷冻和储藏或者直接喂给仔畜。通过将奶温仅 升高至85 了?120了的范围，对免疫球蛋白的破坏少得多且奶仍通过来自UV反应器的UV 光安全地进行了己氏杀菌。
[001引不同于间歇式己氏杀菌器，UV反应器不依赖于奶的温度来杀灭细菌。实际上， 200?280纳米范围（即UVC范围（杀菌范围））内的单独的UV光杀灭细菌。然而，奶温是 重要的，因为冷奶被累和管道系统揽动（churn)，可形成难W通过UV光充分处理的奶油薄 片化utter flake)。将奶温升高至85 了或更高足W使所形成的奶油薄片融化或减小其尺 寸，从而由UV反应器对奶进行充分处理。优选地，将奶温升高至超过95 了、且更优选地至 超过100了 W确保在最低奶油浓度下的适当的奶粘度。另一方面，将奶加热至过高的温度 能够破坏有益的免疫球蛋白。使免疫球蛋白的破坏最小化的温度范围的上限为120 °F、优 选为115 °F、且更优选为110 °F。
[0013] 约85 了?约120了的温度范围包括约100了?约110了的喂养温度范围。如果 将奶直接喂给仔畜，则加热至约1〇〇了?11〇了的喂养温度范围，因为进行的己氏杀菌是适 当的。
[0014] 如果奶在己氏杀菌后被冷冻和储藏，则在85 了?120了范围的较低端的奶温将根 据本发明获得充分的结果并降低能量需要。注意，经处理的废奶可能需要输送给乳品厂中 仔畜呆着的地方。在该种情况下，将奶加热至高于喂养温度范围可W补偿奶在其输送时的 冷却。热损失随环境条件、己氏杀菌与喂料之间的时间、W及其它因素变化。因此，采用本 发明，可调节奶温W补偿在任何特定乳品厂情况中的该些因素W及其它因素。
[0015] 根据本发明的装置可包括；一个或多个UV奶己氏杀菌器反应器；流动控制器；温 度控制器；W及用于对离开本装置的奶的最佳奶温进行设定和调节W适应仔畜的需要、由 于时间造成的温度损失、将奶输送至仔畜的距离和方法的设备。
[0016] 本发明中所用的UV奶己氏杀菌器可W为Rix等人的美国专利6, 916, 452中所公 开类型的那些UV奶己氏杀菌器（该专利通过引用结合到本申请）。多个该样的己氏杀菌器 可串联使用W减少奶循环通过UV反应器的次数。
[0017] 优选地，本发明的控制器监测UV反应器组件并调整处理时间W适应有缺陷的UV 灯泡、镇流器、或相关组件。
[001引本发明中所用的流动控制器包括将奶W如下速率累送通过uv反应器的累和计量 器，所述速率确保奶和/或初乳的最佳消毒并防止在与UV反应器相关的管道、联接及控制 系统中的停滞。优选地，流速为约17加仑/分钟，但是，根据UV反应器的数量、尺寸和效率 的改变，可采用其它流速。
[0019] 本发明中所用的温度控制器可包括传感器和热交换器W将奶温热或冷却至用于 W下的最佳温度范围；用于冷冻和储藏；用于将来自己氏杀菌装置的奶直接喂给仔畜；或 者用于适应在奶管线、容器或位于本装置与仔畜之间的其它设备中的温度损失。己氏杀菌 温度可相应调整，因为在本发明中，奶温不对己氏杀菌起作用。
[0020] 本发明还可包括带有奶体积检测器的竖管，其用于测定桶中奶的量，并基于奶量 计算和控制处理时间。例如，100加仑的桶可装有100加仑奶或部分装有5加仑奶，本发明 将自动设定大致的处理时间。
[0021] 本发明的装置还可包括移动储藏桶，其用于将经己氏杀菌的奶输送至位于远距离 位置的仔畜。移动桶可为绝热的并包括用于清洗该移动桶的喷射球或装置。移动平台也可 仅用于输送在己氏杀菌期间储藏有奶的桶。
[0022] 本发明设及如下：
[0023] 1.奶处理系统，包括；
[0024] 具有入口和出口的紫外线奶处理装置；
[00巧]与该紫外线奶己氏杀菌装置流体连通的储藏桶；
[0026] 与储藏桶流体连通的累；
[0027] 奶热交换器讯
[002引与累和热交换器连通的控制器。
[0029] 2.条目1的奶处理系统，其中，所述紫外线奶处理装置包括：
[0030] 多个紫外线奶己氏杀菌反应器。
[0031] 3.条目1的奶处理系统，其进一步包括：
[0032] 承载所述储藏桶的移动平台。
[0033] 4.条目1的奶处理系统，其进一步包括：
[0034] 承载奶桶的移动平台；且
[0035] 所述控制器包括；奶温调节器。
[0036] 5.条目1的奶处理系统，其中，所述热交换器包括：
[0037] 围绕所述紫外线奶处理装置的至少一部分的水夹套。
[003引 6.条目1的奶处理系统，其中，所述紫外线奶处理装置至少部分地置于所述热交 换器中。
[0039] 7.条目1的奶处理系统，其中，所述控制器与所述紫外线奶处理装置监测地连通。
[0040] 8.条目1的奶处理系统，其进一步包括：
[0041] 与所述储藏桶和所述控制器流体连通的奶量传感器。
[0042] 9.条目1的奶处理系统，其中，所述控制器包括用于调节所述控制器的操作员界 面。
[0043] 10.条目1的奶处理系统，其中，所述控制器包括：
[0044] 己氏杀菌起始计时器。
[0045] 11.条目1的奶处理系统，其中，所述控制器将所述热交换器调节至约85 了?约 120 了的奶温。
[0046] 本发明的其它特征和益处将由本公开的详细描述和附图显见。
【附图说明】
[0047] 图1是根据本发明的奶处理系统的示意图；
[0048] 图2是根据本发明的奶处理系统的透视图；
[0049] 图3是去掉了控制器的图2的奶处理系统的透视图；
[0050] 图4是包括根据本发明的奶储藏桶的图2的奶处理系统的正视图；
[0051] 图5是根据本发明的具有用于输送储藏桶的移动平台的奶处理系统的示意图；
[0052] 图6是根据本发明的储藏桶和竖管的正视图和部分剖视图；和
[005引图7是图1中所示的奶处理系统的示意图，但具有UV反应器的剖视图。
【具体实施方式】
[0054] 在本发明的W下描述中，每个图中相同的附图标号将用于表示相同或相似的元 件。图1?5和图7说明了根据本发明的废奶处理系统20,其包括；控制器22 ;奶累24 ; 入口导管26 ;出口导管28 ;累入口导管29 ;紫外线奶处理装置30 (在本文中称为"UV反应 器"）；W及出口导管32。储藏桶34和移动平台36(图5)与奶处理系统20连接使用。 [0化5] 通常地，所示的奶处理系统20使用奶累24将奶累送通过入口导管26并进入UV 反应器30。当奶在UV反应器30中进行处理时，将奶在热交换器中加热或冷却至使细菌生 长最小化且不破坏对于仔畜健康而言重要的免疫球蛋白的温度范围。经处理的奶通过出口 导管28移动W进行温度调节并储藏在储藏桶34中。奶储藏桶34可承载在用于在经处理 的奶超出预定温度范围之前将奶输送至仔畜的移动平台36上。移动平台36还可包括用于 将奶通过输送管41累送至仔畜的奶分配累39。
[0化6] 更具体地，控制器22启动累24 W将奶循环至UV反应器30扣V反应器30优选围 绕有热交换器38 W将奶温升高至85 °F?120 °F，然后将温热的奶W适当的速率和频率循 环通过UV反应器30 W杀