Спосіб обробки молока

1 Спосіб обробки молока, що включає зниження кислотності і зміну його складу за допомогою мембранного електролізу молока і розчину електроліту, при якому молоко використовується як католіт, а розчин електроліту як аноліт, який відрізняється тим, що останній використовують у вигляді розчину одного з електролітів у дистильованій воді, а зміну складу молока в процесі електролізу контролюють по КІЛЬКОСТІ електрики, що протікає 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що при необхідності зміни складу молока по декількох елементах, електроліз проводять у кілька етапів за числом елементів, використовуючи розчини електролітів, ВІДПОВІДНИХ цим елементам, таким чином, щоб на кожному наступному етапі розчин містив катіони менш активного металу, ніж на попередньому Винахід відноситься до молочної промисловості, а саме до обробки молока, переважно електричним струмом, з метою підвищення його якості і підготовки для наступного одержання інших продуктів, наприклад різних казешатів, сиру і т д ВІДОМІ способи обробки молока в технології виробництва казеїну (Ростроса М К Довідник по суцільномолочному виробництву М Харчова промисловість 1976) і сиру (Д'яченко П Ф та ш Технологія молока і молочних продуктів М Харчова промисловість, 1974), що включають введення в молоко, поряд з ферментами, хлористого кальцію - СаСЬ, і інших хімікатів Хлористий кальцій дисоціює на іони - катіони кальцію й аніони хлору Частина катіонів кальцію з'єднується з негативно зарядженим казеїном утворюючи казешат кальцію, а приблизно половина ІОНІВ кальцію переходить у нерозчинний стан - колоїд Наявність цих з'єднань кальцію забезпечує надалі утворення високоякісного згустку Аніони хлору можуть з'єднуватися з різними органічними складовими частинами молока, руйнуючи захисний білковий шар жирових кульок і утворюючи хлорорганічні з'єднання з непередбаченими властивостями, у тому молока в результаті появи в його складі небажаних, у тому числі канцерогенних, наприклад хлорорганічних, з'єднань Прототипом винаходу є спосіб обробки молока (Ю Єгоров Відродження молока зі скислого - парне //Винахідник і раціоналізатор - 1992 - № 9, 10 -с 8) з метою підвищення його якості шляхом зниження кислотності Спосіб заснований на мембранному електролізі молока і буферного водяного розчину електролітів Спосіб реалізується в електроактиваторі - мембранному електролізері, що складається з анода і катода, розділених напівпроникною мембраною Через простір між катодом і мембраною, що утворює катодну камеру, пропускають молоко з підвищеною кислотністю (23° за Тернером), а через анодну камеру - водяний розчин попареної солі, що додають для збільшення електропровідності водопровідної води аноліту Пропущення постійного струму через камери викликає переміщення катіонів розчину ( в основному Н, Na, Mg, Са й ш) через мембрану в катодну камеру й аніонів молока (ОН, СІ і ш ) - в анодну камеру Зменшення концентрації в молоці ІОНІВ Н (виділяються у ВИДІ Нг на катоді) приводить до підвищення рН, іншим чином до зниження кислотності молока до рівня парного молока - до 16°Т Одночасно, найбільш активні катіони металів утворять у молоці ВІДПОВІДНІ казешати і солі В той же час, в анодній камері знижується рН розчину і ЧИСЛІ ШКІДЛИВИМИ ДЛЯ ЛЮДИНИ Ознакою способу-аналога, що збігає з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є зміна складу молока Недоліком способу-аналога є зниження якості (О о ю 50694 виділяються молекули хлору і кисню Ознаками способу-прототипу, що збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є наявність операції мембранного електролізу молока і розчину електроліту, при якому молоко є католітом, а розчин електроліту - анолітом Недоліком способу-прототипу є зниження якості молока в зв'язку з побічним (відносно розкислення) явищем зміни складу молока за рахунок проникаючих через мембрану з анолігу в молоко надлишкових катіонів Причому кількісне співвідношення між різними катіонами і, утвореними з їхньою участю, різновидами казешатів і солей, непередбачене і не пропорційне їхньому змісту у вихідному аноліту Це обумовлено розходженнями в рухливості (швидкості переміщення в електричному полі) І розмірах ІОНІВ, ЩО проникають через мембрану з аноліту в молоко Задачею винаходу, що заявляється, є удосконалення способу обробки молока, у якому, завдяки підбору розчинів окремих електролітів у дистильованій воді, а також їхньому почерговому використанню в електролізі з контролем КІЛЬКОСТІ електрики, досягається, поряд з розкисленням, наперед задана зміна складу молока Це дозволяє усунути недоліки способу-прототипу і, тим самим, підвищити якість молока і підготувати його до наступної переробки Сутність винаходу полягає в тім, що в способі обробки молока, що включає зниження кислотності і зміну його складу за допомогою мембранного електролізу молока і розчину електроліту, при якому молоко використовується в якості католіту, а розчин електроліту - у якості аноліту, останній використовують у вигляді розчину одного з електролітів у дистильованій воді, а зміну складу молока в процесі електролізу контролюють по КІЛЬКОСТІ електрики, що протікає При необхідності зміни складу молока по декількох елементах, електроліз проводять у кілька етапів - по числу елементів, використовуючи розчини електролітів, що відповідають цим елементам, так, щоб на кожному наступному етапі розчин містив катіони менш активного металу, чим на попередньому Пропоноване технічне рішення дозволяє підвищити якість молока і підготувати його до наступної переробки шляхом цілеспрямованої, КІЛЬКІСНО контрольованої, зміни його складу, що виключає утворення в молоці побічних, у тому числі канцерогенних, з'єднань Пропонований спосіб ілюструється наступними прикладами Його здійснення Приклад 1 Для одержання кальцієвого казеїну готують розчин хлористого кальцію - СаСЬ у дистильованій воді, який заливають в анодну камеру мембранного електролізеру 3 обліком відомої (Растроса М К Довідник по суцільномолочному виробництву -М Харчова промисловість, 1976) рецептури - 20г 40%-ного розчину СаСЬ на 100кг молока, необхідно перенести в молоко з аноліту кальцій масою m = 2,9г Необхідна для цього КІЛЬКІСТЬ електрики (з урахуванням витрати на перенос ІОНІВ хлору) визначається з вираження Q = [m/(q х Вт)] х (1 + Па/Пк), де q - електрохімічний еквівалент кальцію, рівний 0 747 г/А х ч, Вт - вихід по струму, рівний для кальцію 0 96, Па і Пк - числа переносу для аніонів і катіонів, рівні, ВІДПОВІДНО, 0,55 і 0,45 Q = (2,9/0,747 х 0,96) х (1 + 0,55/0,45) = 8,986 А х ч = 32349.6К У випадку обробки молока зі швидкістю не ЮОкг/год, а 1т/год необхідно пропустити КІЛЬКІСТЬ електрики 89,86 А х ч і т д Одночасно відбувається розкислення молока Питома витрата електрики для використовуваного мембранного електролізера, стосовно до розкислення молока з анолітом - розчином хлористого кальцію, складала 147 6К/Л х °Тр ВІДПОВІДНО ДО цього, при електролізі молока і розчину хлористого кальцію кислотність молока понизилася па 2,19 градусів за Тернером У випадку наступного використання обробленого молока для одержання сиру зниження кислотності не обов'язково, тому розчин хлористого кальцію може бути будь-якої концентрації, а КІЛЬКІСТЬ кальцію, одержуваного молоком, контролюється величиною струму і тривалістю процесу електролізу Пропонований спосіб, на відміну від традиційного, виключає появу надлишкового хлору в молоці і, як наслідок, - утворення хлорорганічних з'єднань І СОЛЯНОЇ КИСЛОТИ Крім підвищення якості молока, як сировини для готування сирів вищих сортів, воно (чи напої на його основі) здобуває нові ЦІЛЮЩІ властивості за рахунок підвищеного змісту кальцію Приклад 2 Для відновлення нормальної кислотності молока й одержання надалі високоякісного казешату натрію проводили мембранний електроліз підкисленого молока і розчину електроліту Н2О + NaCI Необхідна КІЛЬКІСТЬ натрію, з урахуванням попередньої рецептури (для кальцію) і різниці в атомних масах, склала - 1,67г на 100л молока КІЛЬКІСТЬ електрики, необхідної для переносу натрію в 1 л молока, дорівнює 366.86К Знаючи величину питомої витрати електрики для електролізеру, призначеного для розкислення молока з анолітом - розчином хлористого натрію (Оуд = 118,4К/л х °Тр), визначали кислотність молока в порівнянні з вихідною Вона знизилася на 3,1 °Тр При необхідності більшого зниження кислотності молока, без збільшення КІЛЬКОСТІ натрію в ньому вище прийнятої норми, аноліт готують ВІДПОВІДНО до цієї норми, а електроліз продовжують після переносу всього натрію доти, поки кислотність молока не досягне необхідної величини Наприклад вихідна кислотність молока складала 25°Тр, після переносу всього натрію вона склала 21,9°Тр Для зниження кислотності до 16°Тр, тобто на 5,9°Тр необхідно пропустити через електролізер додаткову КІЛЬКІСТЬ електрики, визначаєму в К чи А хс за формулою Qi = 118,4 х U х 5,9= 698,56 х V, де V - обсяг оброблюваного молока в літрах У традиційних технологіях у молоко додають NaOH, що поряд зі зниженням кислотності й утворенням казешагу натрію, приводить до деструкції жиру і виникненню гліцерину і солей жирної кислоти (Растроса М К Довідник по суцільномолочному виробництву - М Харчова промисловість, 1976, 50694 crop 11), що різко знижує якість молока На відміну від способу-прототипу при реалізації пропонованого способу досягається зниження кислотності до необхідної величини при дозованому включенні до складу молока металів, у даному випадку натрію Приклад 3 Готування молока зі зміненим складом, необхідного для ГОДІВЛІ дітей і для вживання в їжу в районах з регіональними патолопями, що виникають, наприклад, у результаті використання неякісної питної води У місцях поширення захворювання суглобів остеоартрозу необхідно збільшити зміст у їжі взаємодоповнюючих мікроелементів калію, натрію, магнію, кальцію, цинку, заліза і МІДІ Перелік елементів записаний у порядку зниження їхньої активності Визначивши КІЛЬКІСТЬ КОЖНОГО елемента, що включається додатково в їжу мешканця даної місцевості, готують ВІДПОВІДНІ концентрації розчинів електролітів (з'єднань зазначених металів) у дистильованій воді Молоко пропускають послідовно через катодні камери осередків електролізеру, анодні камери яких заповнені розчинами електролітів у порядку зниження активності катіонів зазначених металів Підбор концентрацій розчинів електролітів роблять таким чином, щоб, при однаковій швидкості потоку молока й однаковій величині напруги на осередках електролізеру, струми в осередках були пропорційні запланованої концентра ції цих елементів у молоці Чим вище концентрація електроліту, тим більше величина струму і КІЛЬКІСТЬ ІОНІВ, перехідних в одиницю об'єму молока Завдяки такій черговості етапів електролізу кожен наступний тип катіона не може зруйнувати зв'язок попереднього з казеїном і зайняти його місце Наступні катіони займають у казеїновому комплексі лише місця зайняті менш активними іонами, наприклад водню Приведені пище приклади показують, що підготовка аноліту шляхом розчинення одного з електролітів у дистильованій воді і контроль зміни складу молока в процесі електролізу по КІЛЬКОСТІ електрики, що протікає, забезпечують одержання екологічно чистого молока для використання безпосередньо в їжу, а також як сировину для одержання різних молочних продуктів (казеїнів, сирів, сиру, напоїв і т д ) Почерговий електроліз молока з розчинами окремих електролітів дозволяє змінювати склад молока по змісту різних елементів у наперед заданих концентраціях кожного з них Додаткові елементи виявляються зв'язаними з білками молока, що забезпечує їхню підвищену здатність до засвоєння організмом людини в порівнянні з розчиненими у волі електролітами Завдяки цій особливості молоко і молочні продукти зі зміненим мікроелементним складам мають ЦІЛЮЩІ властивості і можуть використовуватися як харчові добавки ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71