Способ получения концентрата молочной сыворотки

 

Область применения: в молочной промышленности при переработке молочной сыворотки. Сущность изобретения: молочную сыворотку нейтрализуют водным раствором аммика до рН 7 6,8, сгущают до массовой доли сухих веществ 35 38% нейтрализуют сгущенную сыворотку 20%-ным водным раствором карбоната кальция, в полученной нейтрализованной смеси кристаллизуют лактат кальция путем трехступенчатого охлаждения до температуры 10°С, отделяют кристаллы центрифугированием и центрифугат сушат. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к переработке молочной сыворотки.

Известны способы получения сухой молочной сыворотки, которые включают следующие операции: прием, сепарирование, охлаждение и резервирование исходного сырья (сыворотки, полученной в производстве сыра и творога). В зависимости от способа сушки сыворотку сгущают до различного содержания сухих веществ; при пленочном способе сушки на сушилках СДА 250 до массовой доли сухих веществ 19 ± 1% при кондуктивной сушке со специальными способами нанесения продукта на контактную поверхность (например, напылением) до массовой доли сухих веществ 34 ± 2% при распылительном способе без предварительной кристаллизации лактозы до массовой доли сухих веществ 39 ± 1% при распылительном способе с предварительной кристаллизацией лактозы сыворотку сгущают до массовой доли сухих веществ 52 ± 2% (для подсырной) и до массовой доли сухих веществ 48 ± 2% (для творожной).

В зависимости от способа производства сухой сыворотки сгущенная сыворотка поступает на кристаллизацию лактозы или на сушку. Для кристаллизации лактозы сгущенную сыворотку подвергают первичному охлаждению в потоке и подают в кристаллизаторы, куда вносят затравку мелкокристаллического молочного или свекловичного сахара. Кристаллизуют лактозу сгущенной сыворотки в специальных кристаллизаторах при циклическом перемешивании. Сушат сыворотку на вальцовых или распылительных сушилках (Храмцов А.Г. Павлов В.А. и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь М. Росагропромиздат, 1989, с.149-152).

Однако в результате сушки сгущенных концентратов сыворотки в готовом продукте концентрируется большое количество молочной кислоты. В результате сухая сыворотка обладает повышенной гигроскопичностью, а следовательно, продукт комкуется, теряет товарный вид и качество. Происходит это в результате энергично протекающей реакции этерификации образования лактида и отщепления воды.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, взятым в качестве прототипа, является способ производства концентрата лактатов. Концентрат вырабатывают из творожной сыворотки с добавлением раствора аммиака и гидроокиси кальция, последующим сгущением и сушкой на распылительной сушилке. Творожную сыворотку, полученную после выработки творога, подогревают до температуры 46 ± 2^оС и выдерживают в резервуарах до нарастания кислотности до 85 ± 5^оТ, рН 4,4 ± 0,1. Водный аммиак вводят поэтапно. Кислотность сыворотки после первой аммонизации составляет 55 ± 5^оТ, рН 6,4 ± 0,1. После достижения данной кислотности молочную сыворотку снова выдерживают до нарастания кислотности 115 ± 5^оТ и снова вводят водный аммиак 0,4% к массе сыворотки. При этом кислотность сыворотки должна быть 65 ± 5^о Т. Далее сыворотку выдерживают в резервуарах до нарастания кислотности 170 ± 10^оТ. После чего ее нагревают и сгущают до массовой доли сухих веществ 40 ± 1% Сгущенную сыворотку нейтрализуют гидроокисью кальция до рН 6,8 ± 0,1 и сразу подают на сушку [1] Однако при использовании поэтапного процесса аммонизации молочной сыворотки происходит удлинение технологического процесса за счет брожения молочного сахара и перехода его в молочную кислоту, что приводит к дополнительному расходу мела, аммиака. Кроме того, наличие солей кальция усложняет процесс сушки в результате осаждения их на поверхности оборудования.

Целью изобретения является улучшение качества готового продукта.

Сущность изобретения заключается в уменьшении количества молочной кислоты путем преобразования ее молекулы в лактат кальция в присутствии мела, кристаллизации лактата кальция, удалении полученных кристаллов из раствора и последующей сушке его.

Цель достигается тем, что пастеризованную сыворотку раскисляют водным аммиаком до активной кислотности рН 7-6,8, сгущают до массовой доли сухих веществ 35-38% смешивают с 20%-ным водным раствором карбоната кальция с последующей трехступенчатой кристаллизацией лактатов кальция, которая заключается в охлаждении смеси в 1-й ч до температуры 30-23^оС, в последующие 1,5 ч с 23^оС до 18^оС, при этом в данный момент темп охлаждения замедляют до 2^оС в 1 ч до достижения конечной температуры 10^оС. Для интенсификации процесса кристаллизации лактатов через 1,5-2 ч после начала кристаллизации вносят затравку в виде сырых кристаллов лактатов в количестве 0,01-0,015% к массе кристаллизующего раствора. Образующиеся кристаллы легко отделяются центрифугированием, и оставшийся раствор подают на сушку.

Чтобы получить кристаллы лактатов, необходимо в сыворотке иметь начальную концентрацию их 14,5-15,5% Эту концентрацию возможно получить при сгущении нейтрализованной до рН 7 сыворотки до массовой доли сухих веществ 35-38% При большей концентрации образование зародышей кристаллов ускоряется, но замедляется их рост вследствие увеличения вязкости. При меньшей концентрации сгущения количество лактатов кальция будет недостаточным для образования кристаллов. Однако кристаллы лактатов кальция при температуре сгущения находятся в растворенном состоянии. Для кристаллизации их смесь охлаждают до температуры 10^оС с помощью трехэтапного понижения температуры. В первый час температуру (период зарождения кристаллов) снижают до 23^оС, в последующие 1,5 ч до 18^оС. В это время начинается массовая кристаллизация лактата, и темп охлаждения замедляют до 2^оС в 1 ч до достижения конечной температуры 10^оС. Для интенсификации процесса кристаллизации лактатов через 1,5-2 ч. после начала кристаллизации вносят затравку в виде сырых кристаллов лактата в количестве 0,01-0,015% от массы кристаллизующегося раствора. Образовавшиеся кристаллы отделяют от смеси центрифугированием.

Полученный сухой молочный продукт характеризуется следующими физико-химическими показателями: Массовая доля сухих веществ, не менее 94 в т.ч. лактозы, не менее 43 Кислотность восстанов- ленной сыворотки до массовой доли сухих
веществ в 6,5% ^оТ, не более 40
Растворимость, мл сыро- го осадка, не более 0,7
Готовый продукт сухой мелко кристаллический негигроскопичный порошок с желтоватым оттенком.

П р и м е р 1. В творожную пастеризованную сыворотку в количестве 8000 кг с кислотностью 55^оТ, рН 6,2 в количестве, необходимом для доведения активной кислотности до 7 ед. рН и титруемой кислотности до 35^оТ, вносят водный аммиак. Сгущают сыворотку при температуре 55-60^оС, до массовой доли сухих веществ 36% В сгущенную сыворотку вносят 35 кг карбоната кальция в виде 20% -ного водного раствора, смесь тщательно перемешивают, одновременно охлаждая до 23^оС в течение 1 ч. Затем в последующие 1,5 ч охлаждение ведут до 18^оС и после достижения данной температуры смесь охлаждают до 10^оС со скоростью 2^оС в 1 ч. Окончательно смесь выдерживают при температуре 10^оС в течение 3 ч. Образовавшиеся кристаллы лактата кальция отделяют от смеси центрифугированием. Оставшийся раствор подают на сушку распылением при обычных способах сушки.

Состав полученного продукта следующий:
Массовая доля сухих веществ, 95 в т.ч. лактозы, 40
Кислотность восстанов- ленного до 6,5% сухих веществ продукта, ^оТ 38
Растворимость, мл сырого осадка 0,7
Готовый продукт это сухой мелко кристаллический негигроскопичный порошок с желтоватым оттенком.

П р и м е р 2. Творожную пастеризованную сыворотку в количестве 8000 кг с кислотностью 75^оТ, рН 5,9, без внесения водного раствора аммиака сгущают до массовой доли сухих веществ 40% В сгущенную сыворотку вносят 35 кг карбоната кальция в виде 25%-ного водного раствора. Смесь тщательно перемешивают, одновременно ее охлаждают до 10^оС. В результате зародыши кристаллов были очень мелкими и среди мелких кристаллов молочного сахара их просто не выделить. Соответственно эффект улучшения качества сухого продукта из сыворотки отсутствует.

Использование предлагаемого способа сушки молочной сыворотки по сравнению с известными позволяет
предотвратить комкование продукта, а также уменьшить гигроскопичность порошка;
уменьшить расход мела, аммиака;
уменьшить осаждение солей Са⁺⁺ на поверхности оборудования;
кроме основного продукта (сухой молочной сыворотки) получить кристаллы лактата кальция, которые могут быть использованы в фармацевтической промышленности;
упростить процесс сушки центрифугата.

Основной продукт предназначено использовать в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также в сельском хозяйстве.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ, предусматривающий нейтрализацию сыворотки водным раствором аммиака, сгущение, нейтрализацию и сушку, отличающийся тем, что нейтрализацию сыворотки ведут до рН 7,0 6,8, сгущение ведут до массовой доли сухих веществ 35 38% нейтрализацию сгущенной сыворотки проводят 20%-ным водным раствором карбоната кальция, в полученный нейтрализованной смеси кристаллизуют лактат кальция путем трехступенчатого охлаждения до 10^oС, отделяют кристаллы центрифугированием, а сушке подвергают центрифугат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нейтрализованную смесь через 1,5 2,0 ч после начала кристаллизации вносят затравку сырых кристаллов из предыдущей партии в количестве 0,01 0,015% к массе смеси.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что кристаллизацию лактата кальция осуществляют при начальной концентрации его в растворе 14,5 15,5%
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что трехступенчатое охлаждение осуществляют по схеме: в 1-й ч до температуры 30 23^oС, в следующие 1,5 ч до 18^oС, затем со скоростью 2^oС/ч до 10^oС.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонат кальция вносят в количестве 35 кг на 1 т сгущенной сыворотки.