Способ производства концентрированного раствора лактозы
Владельцы патента RU 2555411:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства концентрированного водного раствора лактозы предусматривает ультрафильтрацию сыворотки для очистки от белковых веществ и фасовку. Причем перед ультрафильтрацией сыворотку не подвергают нагреванию. Очистку сыворотки от белков осуществляют ультрафильтрацией. При ультрафильтрации используют керамические мембраны с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C и давлении 0,3 МПа. Далее водный раствор лактозы и солей (пермеат) подают на нанофильтрацию. При нанофильтрации используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа, где удаляют значительную часть солей и воды. Полученный ретентат подают на диафильтрацию. При диафильтрации используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. Изобретение позволяет сократить время производства концентрированного раствора лактозы, упростить технологический процесс, снизить энергозатраты. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной.
Известны способы получения лактозы, конечным продуктом которых является кристаллическая лактоза:
1. Способ, предусматривающий сепарирование, деминерализацию сыворотки, осветление деминерализованной сыворотки, которая проводится в две стадии, сгущение, кристаллизацию лактозы в сиропе, выделение и сушку [1].
2. Способ производства молочного сахара, предусматривающий нагревание молочной сыворотки, сепарирование, ее очистку, ультрафильтрацию, сгущение, кристаллизацию сиропа, центрифугирование, сушку кристаллов и расфасовку молочного сахара, в процессе сгущения сироп намагничивается в течение 0,5-1,5 ч постоянным магнитом напряженностью 150 мТл [3].
3. Способ производства молочного сахара из молочной сыворотки, включающий очистку сыворотки от жира и белков, ее сгущение до 45-60% сухих веществ с последующей кристаллизацией лактозы путем трехкратной циклической температурной обработки кристаллизата, состоящей в последовательном ее нагревании и охлаждении в каждом цикле, с последующим отделением и сушкой кристаллов лактозы, при этом нагревание в каждом цикле производят до температуры 75-80°C, а охлаждение - до температуры 10°C [2].
Недостатками данных способов являются длинная технологическая цепочка, большие энергозатраты, необходимость предварительной подготовки сыворотки (нагревание, сепарирование, очистка), применение дополнительных устройств (магнит).
Однако в некоторых отраслях молочной, кондитерской, хлебобулочной, микробиологической промышленности использование лактозы в виде раствора является более выгодным, т.к. раствор лактозы дешевле кристаллической лактозы и применение раствора лактозы более технологично.
Наиболее близким техническим решением является способ производства молочного сахара [4], предусматривающий нагревание обезжиренной молочной сыворотки, очистку ее от белков, сгущение, кристаллизацию лактозы путем охлаждения и фасовку готового сиропа, причем очистку сыворотки от белков осуществляют ультрафильтрацией при температуре 50-60°C, при этом на сгущение направляют ультрафильтрат и его проводят при температуре 50-60°C до содержания сухих веществ 48-68%, а охлаждение в процессе кристаллизации проводят со скоростью 4-6 град./мин до температуры 10°C.
Недостатками данного способа являются значительные энергозатраты, необходимость применения вакуум-выпарной установки.
Изобретение направлено на сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы, упрощение технологии процесса и снижение энергозатрат.
Это достигается тем, что применяют пастеризованную сыворотку без предварительной обработки (нагревания, сепарирования), которую пропускают через ультрафильтрационную установку с керамическими мембранами с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C, давлении 0,3 МПа. При этом отделяют жиры и белки. Далее водный раствор лактозы, солей (пермеат) подают на установку нанофильтрации с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. При этом процессе удаляется значительная часть солей и воды. Полученный ретентат подают на диафильтрацию на установку с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа, где дополнительным количеством воды вымываются остаточные соли. Схема получения концентрированного раствора лактозы - см. Фиг. 1.
В итоге получают концентрированный раствор лактозы с содержанием сухих веществ лактозы 20%, который может использоваться как полуфабрикат в молочной промышленности или упаковываться и применяться в других отраслях промышленности. Органолептические и физико-химические показатели конечного продукта приведены в Таблице 1.
Пример 1.
Пастеризованную подсырную сыворотку пропускают через ультрафильтрационную установку с керамическими мембранами с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C, давлении 0,3 МПа, где происходит отделение жира и белков. Далее водный раствор лактозы и солей (пермеат) подают на установку нанофильтрации с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. В данном процессе удаляется значительная часть солей и воды. Полученный ретентат подают на диафильтрацию на установку с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм, где дополнительным количеством воды вымывают остаточные соли. Процесс диафильтрации ведут при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. Полученный концентрированный раствор лактозы с содержанием 20% сухих веществ имеет однородную консистенцию. Далее готовый продукт упаковывают.
Использование предложенного способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
- сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы;
- упрощение технологического процесса;
- снижение энергозатрат;
- использование лактозы в виде раствора более выгодно, т.к. раствор лактозы дешевле кристаллической лактозы;
- использование лактозы в виде раствора более технологично.
Источники информации
1. Патент 2360006 РФ C1, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара из соленой сыворотки / И.А. Евдокимов, Н.Я. Дыкало, A.В. Пермяков, Е.Р. Смирнов (Россия). Заявка 02.06.2008. Опубликовано 27.06.2009.
2. Патент 2464321 РФ С2, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара / В.Г. Куленко, Е.А. Фиалкова, Е.М. Костюков, Е.А. Качалова, Д.А. Белозерова (Россия). Заявлено 20.12.2010. Опубликовано 20.10.2012.
3. Патент 2474622 РФ C1, С13К 5/00. Способ производства молочного сахара/ О.И. Топал, О.С. Башанов (Россия). Заявлено 07.07.2011. Опубликовано 10.02.2013.
4. Патент 2128710 РФ С1, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара / И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов, И.К. Никульникова, B.Г. Папин, М.И. Евдокимова, А.В. Серов. Заявлено 03.02.1997. Опубликовано 10.04.1999 - Прототип.
Способ производства концентрированного водного раствора лактозы, предусматривающий ультрафильтрацию сыворотки для очистки от белковых веществ, фасовку, отличающийся тем, что перед ультрафильтрацией сыворотку не подвергают нагреванию, а очистку сыворотки от белков осуществляют ультрафильтрацией, при которой используют керамические мембраны с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C и давлении 0,3 МПа, далее водный раствор лактозы и солей (пермеат) подают на нанофильтрацию, при которой используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм, и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа, где удаляют значительную часть солей и воды, полученный ретентат подают на диафильтрацию, при которой используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм, и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа.
