Спосіб виробництва казеїну в потоці та лінія для його здійснення

Винахід стосується способу виробництва казеїну в потоці та лінії для його здійснення, який відноситься до молочної промисловості, де може бути використаний на молокопереробних підприємствах при переробці знежиреного молока. Відомий спосіб безперервного виробництва казеїну [1], який включає змішування знежиреного молока з коагулянтом у потоці, нагрівання суміші до температури коагуляції водяною парою, коагуляцію білка, постановку і обробку казеїнового зерна, відділення сироватки від зерна, зрошення зерна та його промивання водою, відділення води, зневоднення пресуванням. При цьому процес постановки й обробки казеїнового зерна проводять після зниження швидкості руху потоку, надавши йому обертовий рух щодо горизонтальної осі й підвищення кислотності на 5-10 градусів по Тернеру шляхом додаткового підведення коагулянту за температурою не вище 30°С, а промивання казеїнового зерна водою проводять відразу ж після відділення сироватки, температура води нижче 20°С, а потоку надають також обертовий рух щодо горизонтальної осі з наступним переливом його через поріг у вихідний штуцер. Недоліком цього способу є: недостатня питома продуктивність установки; велика кількість пилоподібного казеїну, що знижує вихід готового продукту та його якість внаслідок його високої кислотності; висока кислотність сироватки, що не дає змоги для подальшого її використання. Найбільш близьким безперервним способом виробництва казеїну є спосіб [2], який включає змішування охолодженого знежиреного молока з коагулянтом у потоці, нагрівання суміші до температури коагуляції, коагуляцію білка, формування казеїнового зерна, відділення сироватки від зерна на обертовому сітчастому барабані, промивання зерна водою, його зневоднення пресуванням, дроблення й сушіння, причому процес формування казеїнового зерна в потоці здійснюють у процесі відділення сироватки шляхом подачі згустку під кутом 25 - 65 градусів до обертової поверхні сітчастого барабана при співвідношенні швидкостей згустку й поверхні сітчастого барабана, рівному 1:1,1-1:1,9, а процес коагуляції казеїну в потоці ведуть при рН 4,55-4,65. Недоліком відомого способу є мала швидкість нагрівання суміші до температури коагуляції і формування зерна казеїну. Це приводить до подрібнення в пил зерна в процесі його формування і втрати пилоподібного казеїну разом з сироваткою, що знижує вихід готового продукту та його якість. В пропонуємому способі виробництва казеїну в потоці поставлена задача вдосконалення способу безперервного виробництва казеїну, який включає змішування охолодженого знежиреного молока з коагулянтом у потоці, нагрівання суміші до температури коагуляції, коагуляцію білка, формування казеїнового зерна, відділення сироватки від зерна, промивання зерна водою, його зневоднення пресуванням, дроблення й сушіння, при цьому коагуляцію проводять під тиском, який перевищує атмосферний тиск на 20-40кПа, а промивку білка здійснюють в потоці промивною водою з рН 4-4,5 за температури в межах 30-35°С. Це дозволяє усунути перераховані вище недоліки та значно інтенсифікувати теплообмін в процесі коагуляції, підвищити якість згустку, знизити втрати готового продукту. Відома установка для одержання казеїну [3], що складається зі сполучених між собою резервуара для коагулянту, насоса, пристрою для нагрівання коагулянту, резервуара для прийому знежиреного молока, насосадозатора, трубчастого змішувача компонентів, трубчастого коагулятора, відокремлювача сироватки, пристрою для промивки казеїну з відокремлювачем води та пристрою для транспортування готового продукту. Крім того, установка забезпечена пристроєм попереднього відокремлення сироватки і пристроєм для витримки казеїнового зерна, які зв'язані між собою і встановлені між трубчастим коагулятором і відокремлювачем сироватки, а також пристроєм для уловлювання казеїнового пилу з сироватки, розміщеним за останнім, при цьому діаметри труб змішувача та коагулятора зменшуються по ходу продукту. Недоліком відомої установки є її недостатня продуктивність та порівняно невисокі вихід і якість готового продукту. Найбільш близьким технічним рішенням лінії для виробництва казеїну є установка [4], яка складається з ємностей для коагулянту, та знежиреного молока, насосів, а також гідравлічно сполучених між собою змішувача компонентів, коагулятора, відокремлювача сироватки, пристроїв: витримування казеїнового зерна, промивки казеїну та очищення води від казеїнового пилу, вирівнювальних ємностей для знежиреного молока та для кислої молочної сироватки, лопатевих мішалок для дворазової промивки казеїну в промивній воді, змішувальної ємності та вирівнювальної ємності для підкисленої води, фільтра для очищення сироватки, відокремлювача води, фільтра для води, пристрою очищення води від казеїнового пилу, виконаного у вигляді гідроциклону, підігрівача промивної води, фільтра пари і відокремлювача конденсату, проміжної ємності промивної води, преса, сушарки, бункера готового продукту, шлюзового затвора, повітряного фільтра, нагнітального вентилятора, заслінки, калорифера та витяжного вентилятора. Недоліком установки є мала швидкість нагріву суміші молока і сироватки в коагуляторі та нестабільність співвідношення коагулянту (сироватки) і знежиреного молока, в результаті чого утворюється велика кількість білкового пилу і зменшується вихід готового продукту. Технічним результатом пропонуємого винаходу є інтенсифікація процесу коагуляції і підвищення продуктивності установки та збільшення виходу казеїну за рахунок зменшення втрат. Ознаками, загальними для відомого і нового технічного рішення, є наявність ємностей для коагулянту, та знежиреного молока, насосів, а також гідравлічно сполучених між собою змішувача компонентів, коагулятора, відокремлювача сироватки, пристроїв витримування казеїнового зерна, промивки казеїну та очищення води від казеїнового пилу, вирівнювальних ємностей для знежиреного молока та для кислої молочної сироватки, лопатевих мішалок для дворазової промивки казеїну в промивній воді, змішувальної ємності та вирівнювальну ємність для підкисленої води, пристрою для відокремлення сироватки, відокремлювач води, фільтр для води, пристрій очищення води від казеїнового пилу, виконаний у вигляді гідроциклону, підігрівач промивної води, фільтр пари і відокремлювач конденсату, проміжну ємність промивної води, прес, сушарку, бункер готового продукту, шлюзовий затвор, повітряний фільтр, нагнітальний вентилятор, заслінку (шибер-регулятор), калорифер та витяжний вентилятор. Для здійснення інтенсифікації процесу коагуляції, підвищення якості згустку, зниження втрат готового продукту витримувач встановлено над коагулятором на висоту 2-4м, при цьому вирівнювальна ємність коагулянту оснащена на виході дозуючим пристроєм, а лінія додатково містить уловлювач білка, який підключено до виходу з преса відпресованої води, яка запорошена білковим пилом, і з'єднано з проміжною ємністю трубопроводом для очищеної води. На фіг. зображена лінія для одержання казеїну у вигляді технологічної схеми. Лінія містить вирівнювальну ємність 1 для знежиреного молока, вирівнювальну ємність 2 для кислої молочної сироватки, оснащену дозуючим пристроєм (ємності 1 і 2 переважно поплавкового типу), коагулятор 3, витримувач 4, відокремлювач сироватки 5, першу мішалку 6, відокремлювач води 7, другу мішалку 8, гідроциклон 9, фільтр води 10, ємність для підкисленої води 11, вирівнювальну ємність 12, підігрівач 13, фільтр пари 14, проміжну ємність 15, прес 16, сушарку 17, бункер готового продукту 18, шлюзовий затвор 19, повітряний фільтр 20, вентилятор 21, шибер-регулятор 22, калорифер 23, витяжний вентилятор 24, уловлювач білка 25, ємності для знежиреного молока 26 та для сироватки 27, дозатор 28, насоси 29-32, які з'єднані трубопроводами і арматурою. Розглянемо спосіб виробництва казеїну на прикладі роботи лінії для виробництва казеїну. Спосіб включає наступні операції: знежирене молоко з ємності 26 надходить самопливом у вирівнювальну ємність 1 і одночасно кисла молочна сироватка з ємності 27 самопливом надходить в вирівнювальну ємність 3. Із вирівнювальних ємностей знежирене молоко та кисла молочна сироватка у заданому дозатором 28 співвідношенні подаються насосом 29 на коагулятор 3. Суміш нагрівається в коагуляторі 3 гострою парою, що конденсується під тиском, який перевищує атмосферний тиск на 20-40кПа і інтенсивно нагріває суміш до температури 40-55°С. З коагулятора 3 суміш згустків казеїну та сироватки надходить у витримувач 4, де закінчується процес коагуляції білка і відбувається постановка і формування зерна. З витримувача 4 суміш зерна та сироватки надходить на відокремлю-вач сироватки 5. Сироватку, що відділилася, подають насосом 30 у накопичувальні ємності для ферментації та повторного використання. Для приготування робочого розчину промивної води в ємність для підкисленої води 11 набирають мірну кількість води і додають сірчана кислота до отримання 1%-ного розчину кислоти у воді. Підкислену воду із ємності 11 дозують у вирівнювальну ємність 12, де вона розбавляється свіжою водою до рН води 4,0-4,5. Зерно казеїну з відокремлювача сироватки 5 подається на першу промивку у мішалку 6, до якої безперервно подають насосом 31 промивну воду з проміжної ємності 15, після чого через нижній патрубок разом з промивною водою самопливом надходить до відокремлювача води 7. Відокремлене від води зерно подають на другу промивку до мішалки 8, в яку безперервно подають промивну воду підігріту до температури 30-35°С. Нагрів промивної води здійснюється гострою парою в підігрівані 13, до якого її подають насосом 32 з ємності 12. У мішалці 8 здійснюється остаточна промивка казеїну. Промивна вода з відокремлювана води 7 надходить самопливом до гідроциклону 9, де очищається від білкового пилу. Казеїн разом з промивною водою з мішалки 8 надходить самопливом до пресу 16, де відбувається зневоднення згустку спочатку на ситі преса, потім в пресовому циліндрі. Промивна вода, що відділилася від казеїну на ситі самопливом подається до ємності 15, а відпресована вода з казеїновим пилом через уловлювач білка 25, де очищається від білка, направляється також в ємність 15. Застосована схема промивки дозволяє значно зменшити витрати води в порівнянні з промивкою у ваннах, а також максимально очистити відпресовану воду від білкового пилу. Для сушіння казеїн-сирець з преса подається до сушарки з псевдозрідженим шаром, де висушується до вологості 11-12% нагрітим атмосферним повітрям, яке засмоктується через фільтр 20 вентилятором 21 і подається до калорифера 23, де нагрівається до певної температури, стабільність якої підтримується шибером регулятором 22, і далі надходить до сушарки 17. Відпрацьоване повітря очищається від казеїнового пилу вбудованим в сушарку циклоном і видаляється вентилятором 24 через вихлопну трубу. Висушений продукт з сушарки безперервно вивантажується в бункер 18. Частки казеїну, уловлені циклоном, також безперервно відводяться з циклона до бункера 18. Вивантаження готового продукту в мішки з бункера 18 здійснюють через шлюзовий затвор 19 з пристроєм для затарювання. Технічне рішення, що пропонується, дозволяє досягти підвищення продуктивності установки для виробництва казеїну, збільшити вихід казеїну та значно поліпшити якість готового продукту. Джерела інформації: 1. UA №21369, кл. А 23 J1/20, 1997. 2. Авт. св. СРСР №664627, кл. А 23 J 1/20. 1979. 3. SU №822804, кл. А23 J1/20, 1981 4. UA №71944, А 23 J 1/20, 2005.