Способ производства казеина и установка для производства казеина

 

Союз Советския

Социалистичвсчих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ о1>880239 (б1) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 01. 03. 79 (21) 2733598/23-13 (53)М. Кл.з

A 23 Х 1/20 (23) Приоритет (32) 02. 03. 78 (33) Франция

Государствеииый комитет

СССР по делам изобре1еиий и открытий (31) 7806006

Опубликовано 071181.Бюллетень Й2 41

Дата опубликования описания 071181 (53) УДК 637.147. 2 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Жан Шарль Мишель Салмон (Франция ) Иностранная фирма

"Лэтри Юбер Трибалла" (Франция ) Pl) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАЗЕИНА И УСТАНОВКА

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЗЕИНА

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу, предусматривающему введение в обезжиренное молоко рвагента-коагулянта, например соляной кислоты, до рН 4,24,6, осаждение казвина, его отделение от сыворотки и последующую обработку, перед введеьием в молоко реагента-коагулянта вго предварительно подкисляют до рН 4,9-5, 0 путем контактирования с грануламы катионообменной смолы размером от 0,4 до

1,0 мм в Н+ фОрмв при относительном

С применением сильной кислоты для коагуляции белков молока в казеиновом сгустке и в сыворотке имеется повы- N шенное содержание минеральных веществ. Для дальнейшего использования образующейся при производстве каэеина известным способом сыворотки не- . обходимо осуществить ее деминарали- 25 зацию и удалить избыточные минеральные вещества. Это связано с тем, что солянокислотная молочная сыворотка содержит от 12 до 14% по. весу минеральных веществ и примерно от 7 30

Изобретение относится к молочной прокышпенности и касается производства каэеина.

Каэенн-белковый комплекс, который .осаждается из молока при рН 4,6. Его также называют.иэоэлвктрическим.

Известен способ производства казеина из обезжиренного молока путем введения в него реагента-коагулянта, например соляной кислоты, до установления рН на уровне 4,2-4,6, осаждв« ния каэеина, отделения каэеинового сгустка от сыворотки и его обработку с получением при этом свежеосажден,ного. казвина (1 1. В случае необходимости казвин-сырец сушат. до 8Ъ н даже больше хлоридов (в пересчете на сухие вещества) .

Кроме того, обработка сильной ки,слотой молока может привести к денат урации ряда ценных его веществ и поп@данию в продукт-казвин ненужных минеральных веществ, которые желательно из него удалить.

B случае применения в качестве реагента-коагулянта.кислой сыворотки при производстве казвина по известному способу появляется необходимость в емкостях для ее сквашивания, что усложнлет производство.

Целью предлагаемого способа является улучшеняе качества казвина.

880239 перемещивании молока и гранул с последующим отделением его от гранул.

При контакте молока со смолой последняя обменивает свои катионы Н+ на катионы металлов молока. Таким образом, в молоко при такой обработке анионы не попадают., Для того, чтобы рН части молока, контактирующей со смолой, не понижашась слишком быстро в месте контак та и не коагулировалась на смоле с одной стороны рН снижают не ниже

4, 7 < 4, 9-5, 0 ), а с другой стороны устраняют длительный контакт между молоком и смолой путем поддержания их в относительном движении и образования суспензии из молока и смолы, взятой в виде гранул (шариков).

В качестве смолы можно применять классические катионообменные смолы, например "амберляйт" фирмы "Рем-Хаас", "дуолит" фирюзы "Даймонд алкали", 20

"кастель" фирмы "Кузе" (сополимер стирола и дивинилбензола с функциональными обменными группами), "левагит", "релит", "перлит" и т.д.

Учитывая механические напряжения, которым подвергаются смолы, предпочтительно применять макропористые и более прочные смолы, чем смолы типа геля.("леватит 5 100" или "дуолит С 20).

Для получения суспенэии надо чтобы плотность смолы была близкой к плотности молока, например около

1,035. Размер шариков заключен предпочтительно между 0,5 и 1 мм. Важно, чтобы размер гранул был однообразным, что позволяет обеспечить равномерное распределение шариков в обезжиренном молоке и устранить всякую местную коагуляцию на слишком тяжелом шарике или на слишком легком шарике, которые трудно перемещать при, 40 перемешивании суспенэии. Слишком легкий шарик окажется на поверхности суспенэии. Так как затем следует отделять шарики от молока, то предпочтительно, чтобы шарики имели доста- 45 точный размер для их отделения с помощью сита.

Отношение веса обезжиренного молока к весу шариков может значительно изменяться в зависимости от. длительности обработки и перемешивания суспензии. Это отношение тем. меньше, чем короче длительность обра ботки и чем меньше перемешивание. Обычно это отношение заключено между 1/б и 1/20.

Получают хорошие результаты при отношении от 80 до 100 мл на 1 л молока, перемешивая от 3 до 5 мин с помощью магнитной мешалки. В случае необходимости мож:но дополнить перемешивание прерывистой подачей возду- 60 ха на поверхность суспензии, чтобы устранить всяк.ое пенообразование, особенно в ре зервуаре большой емкости. Обычно длительность от 1 до

30 мин являезтся достаточной. 65

Получают удовлетворительныЕ результаты, проводя операции между 4 о и 50 С. Лабораторные испытания, проведенные при 4, 10, 20, 40, 50 и 70 С оказываются положительными но при о

Ф температуре свыше 50 С может произойти денатурация ряда хрупких белков.

Известна также установка для производства каэеина, содержащая емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройство для осаждения каэеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка и последующей его обработки (2).

При работе на этой установке в качестве реагента-коагулянта исполь. эуют соляную кислоту или кислую сыворотку. Это з первом случае приводит к получению казеина и сыворотки с избыточным количеством минеральных веществ, а во втором — к необходимости в болыаом количестве емкостей для сквашивания сыворотки реагента-коагулянта).

Целью предлагаемой установки является улучшение качества казенка.

Для; достижения этой цели в предлагаемой установке, содержащей емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройства для осаждения казеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка и последующей его обработки, имеется емкость для гранул катионообменной смолы, емкость для предварительного подкисления обезжиренного молока путем его контактирования с гранулами катионообменной смолы, снабженную мешалкой, рН-метром и разгрузочным приспособлением для выборочного удаления молока или гранул по окончании процесса предварительного подкисления. молока.

Целесообразно предлагаемую установку снабдить дополнительной емкостью для гранул катионообменной смолы, причем установить их параллельно с возможностью поочередного сообщения с с разгрузочным приспособлением. Последнее следует выполнить в виде сет- чатого ковша для гранул, разместить в в емкости для предварительного подкисления обезжиренного молока и снабдить подъемником. Кроме того, устройство для отделения от сыворотки казеинового сгустка со стороны выхода сыворотки подсоединено к емкостям для гранул.

На фиг.1 схематично изображена предлагаемая установка для производства казеина на фиг.2 — емкость для предварительного подкисления обезжиренного молока, снабженная сетчатым ковшом для гранул, на фиг.3 - то же, с мешалкой.

Предлагаемая установка для производства казеина содержит емкости 1 и 2 для гранул катионообменной смолы и емкость 3 для предварительного под880239 кисления исходного обезжиренного мо лока, снабженную мешалкой 4 для поддержания молока и гранул катионообменной смолы в относительном движении, рН-метром 5 (см.фиг.3 ) и разгрузочным приспособлением. Последнее служит для выборочного удаления подкисленного молока или гранул после окончания процесса подкисления и может быть выполнено различным образом. Согласно одному из вариантов это приспособление представляет собой сетчатый ковш ь для гранул, установленный в емкости 3 и снабженный подъемником 7 (см.фиг.2). Согласно другому варианту приспособление состоит из наклонного сита 8, установленного под <5 емкостью 3 и .ограничивающего сверху камеру 9 для подкисленного молока с боковой и нижней стенками 10 и 11 (см.фиг.1) .

В установку входят также емкость 3Q

12 для сбора подкисленного молока, которая через систему трубопроводов

13,14 и насос 15 сообщается с камерой 9 для подкисленного молока, устройство для осаждения казеина, включающее ванну 16, теплообменник

17, деаэратор 18, коагуляционную колонну 19 с патрубком 20 для подачи реагента-коагулянта,сообщенным с емкостью для последнего (на чертеже не изображено); устройство для отделения от сыворотки казеинового сгустка, состоящее из наклонного сита

21 и ванны 22 для казеина-сырца, устройство для последующей обработки казеинового сгустка, содержащее промывочную колонну 23, и сушильный агрегат (на чертеже не изображен).

Устройство для отделения от сыворотки казеинового сгустка со стороны выхода сыворотки через трубопровод 40

24, сепаратор 25, систему трубопроводов 26, концентратор 27 для сгущения сыворотки и двухходовой кран 28 подсоединено к емкостям 1 и 2 для гранул катионообменной смолы. От кон- 45 центратора 27 отходит обводный трубопровод 29, который соединен с коагуляционной колонной 19.

Описываемый способ осуществляют на

Установке следующим образом. Загружают обезжиренное молоко в емкость 3.

При этом емкость 1 заполнена смолой в форме Н, а емкость 2 заполнена смолой, насыщенной металлическими ионами. Размеры гранул смолы от 0,4 до 1,0 мм. Соединяют емкость 3 с 55 емкостью 1, открывая кран 30 так, чтобы смола в форме Н+ поступала по трубопроводам 31 и 32 в емкость 3, при этом работает мешалка 4. Спустя некоторое время рН молока в емкости 60

3 становится близким к 5,0 (4,9-5, О).

Открывают клапан 33, и смесь молока (при рН близком к 5 0 ) и смолы, находящейся в суспензии в молоке, вытекает по трубопроводу 34 и поступает на сито 8. из смолы на сите образуется остаток, который отсасывают насосом 35 по трубопроводу 36 и ответвлению 37 или 38 ее возвращают . в емкость 1 или 2.

Через сито 8 молоко поступает в камеру 9, проходит по трубопроводу

14, всасывается насосом 15 и поступает по трубопроводу 13 в .емкость

12, а затем по трубопроводу 39 в ванну 16, откуда по трубопроводу 40 но направляется для нагрева s тепообменник 17, дегазируется в деаэрагоре 18,и казеин осаждается в коагу-. ляционной колонне 19. Смесь казеинового сгустка и сыворотки по трубопроводу 41 поступает на сито 21, где сыворотка отделяется и попадает в трубопровод 24, а казеин-сырец поступает в ванну 22. Из нее каэеин проходит через провмвочную колонну 23 и . попадает в горизонтальный депантатор 42, а затем по трубопроводу 43 н на сушку. Сыворотка проходит трубо-. провод 24, сепаратор 25, трубопровод

26 и поступает в емкость 2 со смолой, подлежащей регенерации. При этом кран

28 находится в таком положении, что в емкость 1 она не попадает.

После окончания процесса регенерации смолы в емкости 2 меняется положение крана 28 таким образом, что, кислая сыворотка начинает поступать в емкость 1.

В предлагаемой установке промывочная колонна 23 может иметь меньшие размеры при той же производительности.

Пример 1. Помещают 1 л обезжиренного молока, и. еющего рН 6,6 в .стеклянный химический стакан, снабженный магнитной мешалкой и рН-метром. Постепенно добавляют при 4 С о

10 мл смолы "леватит S 100", имеющей гранулы размером от 0,4 до

0,98 мм, до тех пор, пока рН молока не понизится до 5,0, что происходит за 2-3 мин. Затем отделяют подкисленное молоко от смолы и подкисляют его с помощью разбавленной НСЯ до осаждения казеинового сгустка.

Далее приготовление казеина ведут классическим способом. Степень щелочности золы сыворотки равна 480 мг

На СО на 1 r золы.

tI p и м е р 2. Повторяют по прио меру 1, но процесс ведут при 50 С.

Понижают рН молока до 5,0 за 4 мин.

Пример 3. В резервуаре емкостью 1000 л обезжиренное молоко перемешивают мешалкой, вращающейся со скоростью 5-6 об/мин. Подают воз. дух прерывистым образом, направляя его на поверхность молока и вводят

50 л смолы "доулит С 20". Гранулы смолы имеют размер от 0,5 до 1,0 мм.

Длительность снижения рН молока до

4,9 составляет от 4 до 5 мин.

880239

Формула изобретения

1. Способ производства каэеина иэ обезжиренного молока, включающий введение в него реагента до рН 4,24,6, осаждение каэеина, его отделение от сыворотки и последующую обработку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества каэеина, перед введением в молоко реагента-коагулянта его предварительно подкисляют до рН 4,9-5 0 путем контактирования с гранулами катионообменнрй смолы размером от 0,4 до

1,0 мм в Н+-форме при относительном перемещении молока и гранул с последующим отделением его от гранул.

2. Установка для производства каэеина, содержащая емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройства для осаждения казеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка, а также устройство для последующей обработки сгустка, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества каэеина, она снабжена емкостью для гранул катионообменной смолы, емкостью для предварительного подкисления обезжиренного молока путем его контактирования с гранулами катионообменной смолы, выполненную с мешалкой для поддержания молока и гранул в относительном движении, рН-метром и разгрузочным приспособлением для выборочного удаления молока или гранул по окончании процесса предварительного подкисления молока.

3. Установка по п.2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительной емкостью для гранул, причем основная и дополнительная емкости выполнены с возможностью поочередного сообщения с разгрузочным приспособлением, последнее представляет собой сетчатый ковш для гранул, размещенный в емкости для предварительного подкисления обезжиренного молока и снабженный подъемником, а устройство для отделения от сыэоротки каэеинового сгуст11 -14 30

40 40

4,2-4,4

Молочная сыворотка, образующаяся при производстве казеина по предлагаемому способу, отличается от молочной сыворотки, полученной по известному способу, меньшим общим содержанием минеральных веществ (от 8 до 9% вместо от 11 до 14%) и содержанием хлоридов (выраженных в КаСС) ниже 3,5% вместо от 6 до 8%, н меньшим содержанием натрия, калия, и кальция.

Натрия и калия содержится меньше

1% и 3% соответственно, а кальция от

1,5 до 2%. Таким образом, совокупность натрия, калия и кальция в сы» воротке ниже 5%, что не имеет места в солянокислотной молочной сыворотке.

Ниже приведены для сравнения результаты анализов некоторых сывороток, полученных при осуществлении способа получения казеина солянокислотным путем и способом с подкислением обезжиренного Молока катионо- 20 обменной смолой.

1. Свойства молочной сыворотки при получении каэеина по известному способу: о

Кислотность, 25

Дорника 40-50 рн 4-4, 4

Минеральные вещества (в пересчете ыа су:сие вещества), %

Щелочность золы, мг йа СО9 300

Хлориды (выраженные в МСЕ),% 6-.8 Натрий, % О, 7-1 2 35

Калий, % 2,4-3

Кальций,% 1 7-2,2

2. Свойства молочной сыворотки при при получении казеина по предлагае-мому способу

Кислотность, Дорника рН

Минеральные вещества, % 8-9

Щелочность золы, мг На СО q 300

Хлориды (выраженные в НаСЕ),% 3,5

Натрий,% 1,0

Калий,% 30

Кальций,% 1,5-2 5Р

Для модока, имеющего данный солевой состав, подкисление смолами позволяет получить молочную сыворотку, имеющую намного меньшее общее содержание минеральных веществ, более сла. бую кислотность, намного меньшее содержание хлоридов, более слабое со« держание Йа, К и Са, так как во время обмена НоНоВ Н+ при иодкислении молоко теряет натрий, калий и каль" ций, которые переходят к смоле.

Об улучшении качества казеинау полученного по предлагаемому способу, в сравнении с казеинбм (С), приготовленным по известной технологии с использованием соляной кислоты, е5 можно сделать вывод на основании следующих данных. При изучении раство- римости для каэеина (R) было обнаружено 15% растворенных азотированных материалов, а для казеина (С ) 9%, т. е. казеин (R) более растворимый, чем каэеин (С ). В результате проведения ферментативного протеолиза казеина (R) и каэеина (С) установлено, что первый из них более подвержен ферментативному протеолизу.

При изучении вязкости казеина (R) и казеина (C ) первый имел большую вязкость, чем второй. Так при рН 10 вязкость каэеина (R) 31, казеина

{С ) 23.

ВВ02З9

10 ка со стороны выхода сыворотки подсоединено к емкостям для гранул. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новое в технологии пищевого казеина и каэеинатов. Обзорная информация, Серия: Молочная проьншпенность, М., ЦНИИТЭИмясомолпром, 1971, с.5-10.

2. Соколов А.A. Конева О.И., Хейнтштейи Г.Ш., Перенечко А.В., Янпунас В.A. Создание линии непрерывного действия для производства каэеина-сырца на основе коагуляции и промывки в потоке. Молочная промаапенность, 9 1, 1975, с.10.

880239

Составитель М.Андреева

Редактор П.Горькова Техред Т.Иaтоvка Корректор Е.Рошко

Заказ 9750/32 Тирвк 567 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, й-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óçòîðîä, ул.Проектная,4