Способ получения концентрата молочного сырья

Способ получения концентрата молочного сырья

Реферат

 

Использование: молочная промышленность и касается переработки подсырной сыворотки, обезжиренного молока, пахты методом обратного осмоса. Сущность изобретения: подсырную сыворотку смешивают с обезжиренным молоком или пахтой в соотношении 1 : 1 - 1 : 19, подкисляют полученную смесь до pH 5,5 - 7,0, нагревают ее до температуры 65 - 90^oС, выдерживают, охлаждают и концентрируют обратным осмосом. 1 ил.

Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для использования при переработке подсырной сыворотки, обезжиренного молока, пахты мембранными методами, например методом обратного осмоса. Цель изобретения состоит в том, чтобы стабилизировать процесс мембранной фильтрации молочного сырья, увеличить производительность, снизить энергозатраты на его ведение, повысить биологическую ценность продукта. Это достигается тем, что к подсырной сыворотке с массовой долей сухих веществ не менее 5% плотностью не менее 1023 кг/м³ и кислотностью не более 20^оТ, полученной в результате сычужного свертывания молока, добавляют обезжиренное молоко плотностью не менее 1029 кг/м³ и кислотностью не более 20^оТ или пахту плотностью не менее 1026 кг/м³ и кислотностью не более 20^оТ, полученную при производстве несоленого сладкосливочного масла, затем полученную смесь нагревают, устанавливают рН смеси, выдерживают, охлаждают до температуры мембранной фильтрации и перерабатывают методом обратного осмоса. Величину рН смеси устанавливать можно и перед нагреванием. Концентрирование полученной смеси проводят до массовой доли сухих веществ в концентрате 12-24% При мембранной фильтрации используются неацетатцеллюлозные обратноосмотические мембраны, позволяющие задерживать практически все компоненты смеси, кроме растворителя (воды) или дополнительно кроме минеральных веществ молочного сырья. Для регулирования рН смеси используют растворы кислот (соляной, лимонной) или щелочей (NaOH, KOH). Добавление обезжиренного молока или пахты к сыворотке в соотношении масс сухих веществ 1: 19-1: 1, последующие нагрев до температуры 60-90^оС, установление величины рН смеси на уровне 5,5-7,0 и выдержка в течение до 60 мин позволяют максимально снизить влияние загрязняющих компонентов подсырной сыворотки на активный слой мембраны и увеличить производительность процесса мембранной фильтрации, стабилизировать его во времени, снизить энергозатраты на ведение, а также повысить биологическую ценность получаемого продукта за счет обогащения его белками и другими компонентами обезжиренного молока и пахты. Основными загрязняющими компонентами подсырной сыворотки являются: сычужные ферменты, гликомакропептид (остаток -казеина), соли кальция и др. Сычужный фермент переходит в сыворотку в количестве 75-80% гликомакропептид полностью. При нагревании подсырной сыворотки происходит смещение равновесия между истинно растворимым кальцием и коллоидной формой. Наличие в сыворотке казеина (добавление к сыворотке обезжиренного молока или пахты) приводит к осаждению на казеиновых мицеллах коллоидного фосфата кальция и уменьшению его отложения на поверхности мембран. Кроме того снижается влияние сычужного фермента, гликомакропептида, сывороточных белков на стабильность работы мембраны, так как названные компоненты при нагревании взаимодействуют с мицеллой казеина и образуют комплексные соединения. Таким образом, наличие в смеси казеина при нагревании и натуральных значений рН смеси (6,05-6,60) оказывает положительное влияние на процесс мембранной фильтрации. Добавление молока или пахты к сыворотке без температурной обработки не позволяет стабилизировать процесс мембранной фильтрации. Увеличение проницаемости мембран, стабилизация процесса наблюдаются при обработке смеси в области температур 60-90^оС. После нагрева смесь должна выдерживаться. Продолжительность выдерживания соответствует температуре нагрева (60^оС до 60 мин, 68^оС до 40 мин; 75^оС до 5 мин; 80^оС до 3 с; 90^оС охлаждение), а в виде математической зависимости; t е^5,562-4,98T111, с где Т₁=Т-75/15; Т значение температуры нагрева для диапазона от 60 до 90^оС. При уменьшении времени выдержки по сравнению с максимальным значением будет происходить уменьшение проницаемости и ухудшение стабильности процесса в сравнении с максимально возможным. При указанных режимах температурного воздействия денатурационные изменения -лактоглобулина не превышают 10% что позволяет получать концентраты заданного качества. Кроме температуры и выдержки, дополнительным фактором, влияющим на изменение загрязняющих компонентов сыворотки, является регулирование кислотности. Добавление кислоты вызывает изменение солевого равновесия смеси в сторону истинного раствора с последующим за нагревом и выдержкой (термизация) связыванием ионов солей кальция казеином и образованием казеинат-кальций-фосфатного комплекса и -казеина. Раскисление смеси добавлением NaOH приводит также к лучшему связыванию кальция казеином за счет изменения солевого равновесия между натрием и кальцием. На чертеже изображены графики изменения удельной проницаемости (G,) от массовой доли сухих веществ (СВ) сыворотки для разных режимов предварительной обработки: 1-М_с=100% Т=75^оС; рН=6,0, =5 мин; 2-М_с=75% М_м=25% Т=75^оС, рН=6,0, =5 мин; 3-М_с=100% Т=63^оС, рН=5,5, =50 мин; 4-М_с=50% М_м=50% Т=63^оС, рН=5,5, =50 мин; 5-М_с=100% Т=63^оС, рН=7,0, =50 мин; 6-М_с=50% М_м=50% Т=63^оС, рН=7,0, =50 мин; 7-М_с= 50% М_м=50% Т_с=75^оС, рН=6,0, =50 мин, где М_с массовая доля сухих веществ сыворотки, М_м массовая доля сухих веществ обезжиренного молока или пахты, Т температура, ^оС; - время выдержки, мин. П р и м е р 1. При мембранной фильтрации подсырной сыворотки методом обратного осмоса [используют полисульфоновые обратноосмотические мембраны датской фирмы "DDS" НR-95 (99) или аналогичные таковым по свойствам] подсырную сыворотку, полученную при производстве российского сыра, с массовой долей сухих веществ 5,0% смешивают с обезжиренным молоком или пахтой (массовая доля сухих веществ 8,0% плотность обезжиренного молока 1,029, а пахты 1,026) в соотношении масс сухих веществ 1:1 (100 л обезжиренного молока или пахты и 146 л сыворотки). Устанавливают величину рН смеси 5,5 добавлением соляной кислоты, нагревают до температуры 60^оС и выдерживают в течение 60 мин при температуре 60^оС. Затем молочную смесь (246 л) охлаждают до температуры 50^оС и подвергают мембранной фильтрации на обратноосмотической установке периодического типа с рабочей поверхностью мембран 4,5 м² при давлении процесса 3,5 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 12% Продолжительность процесса для прототипа составляет 2 ч 16 мин, для предлагаемого способа 2 ч 2 мин (добавление пахты) и 1 ч 55 мин (добавление обезжиренного молока). Производительность процесса по предлагаемому способу при добавлении пахты выше по сравнению с прототипом на 10% при добавлении обезжиренного молока на 15% За счет увеличения в сыворотке содержания белка увеличивается пищевая ценность продукта. П р и м е р 2. При мембранной фильтрации подсырной сыворотки (массовая доля сухих веществ 6,0%), полученной при производстве костромского сыра, на обратноосмотической установке непрерывного типа (используют полисульфоновые обратноосмотические мембраны, порог задержания веществ с молекулярной массой более 50 ед.) к подсырной сыворотке добавляют пахту или обезжиренное молоко с массовой долей сухих веществ 8,5% в соотношении масс сухих веществ 1:19 (поток сыворотки 5000 л/ч, поток обезжиренного молока или пахты 186 л/ч), устанавливают величину рН смеси 7,0 добавлением NaOH, нагревают до температуры 90^оС, сразу охлаждают до температуры 55^оС, перерабатывают (массовая доля сухих веществ концентрата 18% ) методом обратного осмоса при давлении 3,0 МПа. Производительность установки в начальный момент времени при добавлении пахты по предлагаемому способу выше в сравнении с прототипом на 7% а при добавлении обезжиренного молока на 9% Через 4 ч работы снижение производительности для предлагаемого способа и при добавлении обезжиренного молока меньше на 11% Процесс протекает стабильнее. П р и м е р 3. При концентрировании подсырной сыворотки с массовой долей сухих веществ 5,2% полученной при производстве советского сыра, на установке обратного осмоса непрерывного действия (используют обратноосмотические мембраны, аналогичные по свойствам мембранам НR-95, HR-99) к подсырной сыворотке добавляют обезжиренное молоко или пахту с массовой долей сухих веществ 8,3% в соотношении масс сухих веществ 1:3 (поток сыворотки 4000 л/ч, поток обезжиренного молока или пахты 980 л/ч), нагревают до 75^оС (величина рН смеси 6,3, соответствует натуральному значению), выдерживают в течение 5 мин, охлаждают до температуры фильтрации 50^оС и перерабатывают на обратноосмотической установке при давлении 4,0 МПа до массовой доли сухих веществ в концентрате 24% Производительность установки в начальный момент времени при добавлении обезжиренного молока по предлагаемому способу выше в сравнении с прототипом на 12% при добавлении пахты выше на 10% Снижение производительности через 4 ч работы для предлагаемого способа в сравнении с прототипом при добавлении обезжиренного молока на 17% меньше и при добавлении пахты на 14% меньше. Процесс протекает стабильнее. Использование предлагаемого способа получения концентрата молочного сырья позволяет пор сравнению с существующими способами получить следующие преимущества: увеличить производительность процесса мембранной фильтрации; стабилизировать процесс мембранной фильтрации во времени; снизить энергетические затраты на проведение процесса; повысить пищевую ценность продукта.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий регулирование pH молочной сыворотки, термообработку ее при температуре 60 - 90^oС, выдержку, охлаждение с последующим концентрированием обратным осмосом, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, стабилизации во времени, повышения пищевой ценности целевого продукта, перед термообработкой в сыворотку вводят обезжиренное молоко или пахту в соотношении 1 1 1 19.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000