Способ производства сухой лактулозы

 

Изобретение относится к молочной, мясной, пищевой и фармацевтической промышленности. Сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ не более 75% и вязкостью не более 14·10^-3 Па·с нагревают до температуры 60-90°С, доводя вязкость сиропа до (0,5-1,9)10^-3 Па·с. Затем его распыливают при линейной скорости выхода частиц 120-200 м/с, сушат и охлаждают полученный порошок до температуры не более 25°С осушенным воздухом с относительной влажностью не выше 40%. Готовый продукт (сухую лактулозу) расфасовывают в герметичную тару. Способ позволяет повысить выход продукта, сократить продолжительность процесса, снизить энергозатраты, получить продукт длительного срока хранения с высокой дисперсностью, с хорошей сыпучестью, а также организовать крупномасштабное производство с непрерывным циклом процесса сушки.

Изобретение относится к молочной, мясной и фармацевтической промышленности.

Известен способ производства порошка лактулозы, согласно которому раствор лактулозы, имеющий pH ниже 7, содержащий более 60% лактулозы в сухом веществе, смешивают со стабилизатором в количестве 0,3% к весу лактулозы, а затем подвергают сушке (US 3716408A 13.02.73).

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ получения лактулозы кристаллической формы, согласно которому сироп лактулозы с начальной концентрацией 65,3% упаривают при пониженном давлении 0,2 бар до концентрации сухих веществ примерно 85% с последующим внесением затравки в виде мелкокристаллической лактулозы и продолжением выпаривания при 65-75^oC до получения конечной концентрации 94-98% в течение 12-18 час. Для получения лактулозы в порошкообразном виде кристаллизованную лактозу размалывают (RU 2034931 C1 12.10.90 C 07 H 3/04).

Недостаток способа заключается в очень высоких энергетических затратах на выпаривание при низких давлениях за счет длительности процесса, в сложности управления режимами процесса, в низком выходе (менее 70%) готового продукта, а также в невозможности организации непрерывного процесса, что приводит к высокой стоимости готового продукта.

По известному способу трудно достичь однородности распределения затравочного материала в высоковязкой среде, что может привести к неполной кристаллизации лактулозы по всему объему продукта, а значит к снижению содержания чистой лактулозы в готовом продукте.

Технический результат заключается в повышении выхода продукта, в сокращении продолжительности процесса, в снижении энергозатрат, а также в получении продукта длительного срока хранения с высокой дисперсностью, с хорошей сыпучестью и возможности организации крупномасштабного производства с непрерывным циклом процесса сушки.

Сущность способа заключается в следующем.

Сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ не более 75% и вязкостью не более 14·10^-3 Па·с нагревают до температуры 60-90^oC, доводя вязкость сиропа до (0,5 - 1,9) · 10^-3 Па·с, затем его распыливают в сушильной башне с помощью центробежного диода или механической форсунки при давлении 150 МПа и линейной скорости выхода частиц 120-200 м/с. Распыленные частицы со средним размером 40-50 мкм сушат в потоке горячего воздуха с температурой на входе от 80 до 170^oC и выходе от 50 до 80^oC. Высушенный порошок лактулозы выгружают из сушилки и охлаждают в псевдоожиженном слое до температуре не более 25^oC осушенным воздухом с относительной влажностью не выше 40%. Готовый порошок лактулозы, имеющий высокую гигроскопичность, немедленно упаковывают в герметичную тару.

При распылительной сушке сиропа лактулозы с температурой воздуха на входе ниже 80^oC и выходной температурой ниже 50^oC продукт из-за высокой энергии связи влаги с материалом трудно сохнет, недосохшие частицы отлагаются на стенках сушильной башни, образуя влажные скопления. Это явление также наблюдается при сушке высококонцентированных сиропов лактулозы и малых линейных скоростях вылета частиц (менее 120 м/с) из распылителя. Установлена прямая зависимость дисперстности распыляемых частиц от концентрации сухих веществ сиропа лактулозы (вязкости растворов) и линейной скорости вылета частиц при распыливании, т.е. от числа оборотов диска или давлении при форсуночном распылении. Также установлено, что повышенная температура сушки более 170^oC приводит к расплавлению сухих частиц лактулозы, отложившихся на внутренней поверхности сушильной башни, и как следствие к их карамелизации.

Лактузола - пищевой продукт (препарат), обладающий ярко выраженными бифидогенными свойствами, относится к группе дисахаридов, ее молекула состоит из отстатков молекул глюкозы и фруктозы, соединенных глюкозидной связью. Лактулоза является ростостимулирующим фактором для развития бифидобактерий, находящихся в толстом кишечнике человека.

В медицине известны более сорока препаратов, созданных на базе лактулозы, которые с успехом применяются при лечении печени, поджелудочной железы, почечной недостаточности и многих других заболеваний, в т.ч. при восстановлении микрофлоры и деятельности желудочно-кишечного тракта.

В пищевой промышленности лактулоза используется в качестве лечебно-профилактической добавки к разнообразным продуктам питания, в том числе молочным, таким как детские смеси, диетические продукты, йогурты, молоко и т. д.

Сырьем для производства лактулозы является молочный сахар (лактоза), который в свою очередь получают из молочной сыворотки.

В настоящее время в основном лактулозу производят в виде концентрированных сиропов. Основными процессами получения сиропов лактулозы являются: высокотемпературная изомеризация, осветление, деминерализация, концентрирование и пастеризация.

Пример 1.

Сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ 30% и вязкостью 2,5·10^-3 Па·с нагревают до температуры 60^oC, выдерживают при этой температуре 5 минут, доводя вязкость до 0,5 · 10^-3 Па·с. Затем подают на центробежный диск, вращающийся с линейной скоростью 120 м/с.

Распыленные с помощью диска частицы лактулозы со средним размером 30-40 мкм высыхают в потоке горячего воздуха, имеющем на входе температуру 100^oC и на выходе - 55^oC. Высохший горячий порошок выгружают из сушилки и охлаждают до температуры 20^oC в псевдоожижженном слое осушенным воздухом с температурой 20^oC и относительной влажностью 30%. Готовый порошок лактулозы, имеющий высокую гигроскопичность немедленно упаковывают в герметичную тару.

Пример 2.

Сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ 45% и вязкостью 4,7·10^-3 Па·с нагревают до температуры 70^oC, выдерживают при этой температуре 6 минут, доводя вязкость до 1,3 · 10^-3 Па ·с, распыливают в сушильной башне с помощью механической форсунки при давлении 15 МПа, что соответствует скорости вылета частиц 170 м/с. Распыленные частицы со средним размером 40-50 мкм сушат в потоке горячего воздуха с температурой на входе 140^oC и выходе 65-70^oC.

Высушенный порошок лактулозы выгружают из сушилки и охлаждают до температуры 25^oC в псевдоожиженном слое осушенным воздухом с температурой 20^oC и относительной влажностью 35%.

Пример 3.

Сироп лактулозы с массовой долей сухих веществ 75% и вязкостью 14·10^-3 Па·с нагревают до температуры 90^oC, выдерживают при этой температуре 7-8 минут, доводя вязкость до 1,9 · 10^-3 Па·с, распыливают с помощью центробежного диска, вращающегося с линейной скоростью 200 м/с. Распыленные частицы со средним размером 30-50 мкм сушат горячим воздухом с температурой 160^oC и выходной температурой 75^oC. Высушенный порошок лактулозы выгружают из сушильной камеры и охлаждают до температуры 20^oC осушенным воздухом с температурой 20^oC и относительной влажностью 40%.

Формула изобретения

Способ производства сухой лактулозы, включающий нагрев сиропа лактулозы с массовой долей сухих веществ не более 75% и вязкостью не более 14 · 10^-3Па · с до температуры 60 - 90^oC, доводя вязкость сиропа до (0,5 - 1,9)10^-9Па · с, распыление его при линейной скорости выхода частиц 120 - 200 м/с, сушку при температуре воздуха на входе от 80 до 170^oC, а на выходе от 50 до 80^o, и охлаждение полученного порошка до температуры не более 25^oC осушенным воздухом с относительной влажностью не выше 40% с последующей расфасовкой в герметичную тару.