Спосіб виробництва концентрату лактози

Спосіб виробництва концентрату лактози, що включає нагрівання знежиреної сироватки, очистку від білка ультрафільтрацією, знесолення ультрафільтрату електродіалізом, згущення сиропу вакуум-випаровуванням, який відрізняється тим, що знежирення сироватки і видалення казеїнового пилу проводиться мікрофільтрацією, ультрафільтрат перед електродіалізом згущується нанофільтрацією, концентрування сиропу лактози до масової частки сухих речовин 40-50% проводиться методом мембранної дистиляції. (19) (21) u200713855 (22) 10.12.2007 (24) 25.02.2008 (72) УКРАЇНЕЦЬ АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, UA, МИРОНЧУК ВАЛЕРІЙ ГРИГОРОВИЧ, UA, КУЧЕРУК ДМИТРО ДМИТРОВИЧ, UA, ГРУШЕВСЬКА ІРИНА ОЛЕГІВНА, UA, ЗМІЄВСЬКИЙ ЮРІЙ ГРИГОРОВИЧ, UA (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ, UA (56) 3 різниці тисків не більше 0,1МПа. Очищена від вказаних сполук сироватка, після попереднього нагрівання до температури 40-55°С, подається на ультрафільтраційну установку, де відділяється білок від інших компонентів. На стадії ультрафільтрації рекомендується застосовувати мембрани з затримуючою здатністю по молекулярній масі (cut-off) в межах 1000067000Да. Мембрани з більшим показником cut-off мають низьку затримуючу здатність по білку, з меншим показником cut-off мають підвищену селективність по лактозі, що порушує технологічний процес переробки вторинної молочної сировини. Процес проводять при робочій різниці тисків 0,3-0,75МПа. Отриманий високоякісний білковий концентрат (15-24% сухих речовин) йде на подальшу переробку. Ультрафільтрат (з вмістом лактози 3,55%) концентрується в 3-5 рази, застосовуючи нанофільтраційні мембрани з показником cut-off менше 5000Да при робочій різниці тисків 2-4МПа, температурі 35-55°С. Отриманий концентрат з вмістом лактози 9-15%, концентрацією мінеральних речовин 10-20г/дм3 направляється на електродіалізну обробку. На стадії електродіалізу при густині струму 200-500А/м2 відбувається знесолення розчину лактози до концентрації 0,3-0,5г/дм3. Очищений водний розчин лактози нагрівається до температури 45-85°С і концентрується за допомогою мембранної дистиляції до вмісту масової частки сухих речовин 40-50%. Температура води, що циркулює з приймаючого боку мембрани не повинна перевищувати 25°С. На даній стадії рекомендується застосовувати полімерні гідрофобні мембрани на основі поліпропілену, поліорганосиліксану, політетрафторетилену, полівінілхлориду з діаметром пор 0,2-0,6мкм. Така схема переробки молочної сироватки дає можливість отримати високоякісний білковий концентрат (15-24% сухих речовин), глибокоочищений високоякісний концентрат лактози (40-50% сухих речовин). Завдяки тому, що передбачений спосіб виробництва концентрату лактози виключає згущення сиропу вакуумвипаровуванням, суттєво зменшуються енергетичні і капітальні витрати, до того ж ефективно використовуються сироваточні білки. Приклади здійснення способу. Приклад 1 1000кг творожної молочної сироватки пропускається через патронний фільтр з середнім діаметром пор 5мкм. Знежирена сироватка підігрівається на пластинчатому теплообміннику до температури 55°С і подається на ультрафільтраційну обробку для очистки від білку при робочій різниці тиску 0,5МПа. Ультрафільтрат в кількості 750кг концентрується в 3 рази на нанофільтраційній установці при робочій різниці тисків 3МПа. Отриманий концентрат у кількості 250кг з вмістом лактози 9,7%, концентрацією мінеральних речовин 13,1г/дм3 направляється на електродіаліз. Знесолення відбувається при густині струму 300А/м2. Кінцева концентрація 30555 4 мінеральних речовин 0,35г/дм3. Очищений сироп нагрівається до температури 75°С і подається на установку мембранної дистиляції. Вода з приймаючої сторони має температуру 20°С. Отримуємо 74,3кг концентрату лактози з масовою часткою сухих речовин 40%. Отриманий сироп містить лактози - 19,8кг, мінеральних речовин 1,16г/дм3. Сироп має відмінну якість, продуктивність установки мембранної дистиляції в кінці процесу добра, але в разі подальшого висушування сиропу або транспортування на значні відстані, зростають витрати на виробництво кінцевого продукту. Тому дану концентрацію масової частки сухих речовин рекомендується використовувати як нижню межу. Приклад 2 1000кг творожної молочної сироватки пропускається через патронний фільтр з середнім діаметром пор 5мкм. Знежирена сироватка підігрівається на пластинчатому теплообміннику до температури 55°С і подається на ультрафільтраційну обробку для очистки від білку при робочій різниці тиску 0,5МПа. Ультрафільтрат в кількості 750кг концентрується в 3 рази на нанофільтраційній установці при робочій різниці тисків 3МПа. Отриманий концентрат у кількості 250кг з вмістом лактози 9,6%, концентрацією мінеральних речовин 12,2г/дм3 направляється на електродіаліз. Знесолення відбувається при густині струму 300А/м2. Кінцева концентрація мінеральних речовин 0,35г/дм3. Очищений сироп нагрівається до температури 75°С і подається на установку мембранної дистиляції. Вода з приймаючої сторони має температуру 20°С. Отримуємо 60кг концентрату лактози з масовою часткою сухих речовин 49%. Отриманий сироп містить лактози - 20,04кг, мінеральних речовин 1,45г/дм3. Сироп має відмінну якість, продуктивність установки мембранної дистиляції в кінці процесу задовільна. Приклад 3 1000кг творожної молочної сироватки пропускається через патронний фільтр з середнім діаметром пор 5мкм. Знежирена сироватка підігрівається на пластинчатому теплообміннику до температури 55°С і подається на ультрафільтраційну обробку для очистки від білку при робочій різниці тиску 0,5МПа. Ультрафільтрат в кількості 750кг концентрується в 4 рази на нанофільтраційній установці при робочій різниці тисків 3,5МПа. Отриманий концентрат у кількості 190кг з вмістом лактози 12,3%, концентрацією мінеральних речовин 16,4г/дм3 направляється на електродіаліз. Знесолення відбувається при густині струму 300А/м2. Кінцева концентрація мінеральних речовин 0,35г/дм3. Очищений сироп нагрівається до температури 75°С і подається на установку мембранної дистиляції. Вода з приймаючої сторони має температуру 20°С. Отримуємо 53,5кг концентрату лактози з масовою часткою сухих речовин 55%. Отриманий сироп містить лактози - 20,06кг, мінеральних речовин 1,63г/дм3. Сироп має відмінну якість, але за рахунок різкого зниження продуктивності установки для мембранної дистиляції, що 5 обумовлене збільшенням в'язкості сиропу, зростають витрати і час на виробництво. Тому концентрацію масової частки сухих речовин 50% рекомендується використовувати як верхню межу. Таким чином, запропонований спосіб виробництва концентрату лактози дає можливість раціонально використовувати вторинну молочну сировину, унеможливлюючи потрапляння її компонентів в стічні води, отримати високоякісний білковий концентрат (15-24% сухих речовин) у нативному стані, отримати високоякісну сировину (концентрат лактози) для виробництва молочного цукру, концентратів лактулози, глюкозогалактозних сиропів, різних продуктів оздоровчого і функціонального призначення, значно скоротивши витрати на виробництво. 30555 6