автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Интенсификация технологии молочного сахара

ГОСУДАРСТВЕННАЯ НОМИССИЯ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ и ЗАКУПКАМ ' ВОЛОГОДСКИЙ МОЛОЧНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 637.345

БЕТРОЗОВ ОЛЕГ ИСМАШЮЕИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ МОЛОЧНОГО САХАРА

Специальность 05.18.04 - технологий мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Вологда - Молочное

Работа выполнена ао Веееоюансм наупно-иееладсяьтельском институте маслодельной и сыродельной яронкалвнности НПО "Углич

Научны* руководитель

Официальные оппоненты

Ведуц'гв предприятие

- кандидат •еехюгозскш: наук, етаргаи* научный сотрудник Э.«. КРАВЧЕНКО

- гаелуженный деятель науки и техники РС5СР, доктор уехни-пэских наук, профессор П.Ф.НРАШЕЖШН,

- кандидат технических наук, профессор Л.В.ЧЕШАБВА.

- Плавживотновсдпрзм Гссагропрома РСФСР

Защита еоетоитея

и&аЛ I990 р

• ••••••••»•«•••■а А J^ к О

а . /X.. час* на «аседакии Спепиалисированнаго совета К 120.02.01 Вологодского молочного института (160901, г.Ёоюгда - Молочное, Шмидта, 2, B1SI)

С диссертацией можно оянакомнгься в библиотеке WHCEHsyra

f v7

Автореферат разослан 1...1........7Т.......... 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, профессор

0.Г.К0Т08А

Ч ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

I

Актуальность проблемы. В "Основных направлениях экономичес-го и социального развития СССР на 1986-1990 года и на период до 00 года" определены пути ускорения научно-технического прогрес-в отраслях агропромышленного комплекса. При этом большое вни-ние уделено разработке и внедрению ресурсо- и энергосберегающих шологий, базирующихся на использовании принципиально новых фи-ческих и физико-химических методов обработки сырья.

Одной из важнейших задач молочной отрасли является максималь-е использование имеющихся ресурсов молока, более глубокая и мплексная его переработка.

При выработке из молока сыра получаются значительные объемы ночной сыворотки, в которую переходит около 50 % сухих веществ лока. Ресурсы подсырной сыворотки в настоящее Еремя в СССР сос-вляют 6,3 млн. т, а к 2000 году согласно прогнозной оценке воз-стут до 9,5 млн. т. Одним из основных направлений промышленной реработки сыворотки является производство молочного сахара, льзугощегося повышенным спросом в пищевой и медицинской цромыш-нности.

Традиционная технология молочного сахара, основанная на крис-ллизации лактозы в ее пересыщенных растворах, имеет ряд сущест-нных недостатков. К основным из них следует отнести длительность трудоемкость процессов кристаллизации лактозы, выделения и обра-тки кристаллов, обуславливающих также значительные потери целе-го компонента - лактозы (около 50 % от содержания в исходном рье). Кроме того, традиционные методы очистки сыворотки от неса-ров не позволяют направленно 'регулировать качественные' показате-конечного продукта. В зтой связи совершенствование технологии лочного сахара является актуальной задачей.

Рабочая гипотеза. На основании анализа литературной кнформа-и предложена рабочая гипотеза, в основу которой полонено предложение о зозмогности получения концентратов молочного сахара тре-«¿ых кондиций путем натравленного регулирования хкшгееского сос-ва перерабатываемого сырья, с помоцьп мембранных методов (ульт-фильтрации и электродиализа), исключая при этом основополагающий сцесс традиционной технологии - кристаллизации лаетозы.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы ляется изучение закономерностей глубокой очистки подсырной воротки от несахапов и последующей суЕкк полученных растворов

лактозы, для оптимизации данных процессов и разработки на этой основе интенсивной технологии молочного сахара.

Поставленную цель предполагалось достигнуть решением следую щих задач:

- выявить особенности состава и основных свойств ультрафиль рата подсырной сыворотки, полученного с использованием полупрони цаемых мембран Н-го поколения, как нового нетрадиционного сырья для молочного сахара;

- исследовать закономерности деминерализации ультрафильтрам методом электродиализа;

- выявить особенности перевода части гигроскопичных изомер! форм лактозы в негигроскопичную альфамоногидратную в концентрир< ванном ультрафильтрате перед его высушиванием;

- установить закономерности процесса сушки деминерализован' ного и концентрированного ультрафильтрата распылительным способ

- изучить состав и основные свойства молочного сахара, пел ченного новым способом и определить наиболее рациональные пути его использования;

- разработать технологию молочного сахара, основанную на н посредственной сушке деминерализованного ультрафильтрата.

Научная новизна. Исследованы закономерности деминерализащ ультрафильтрата подсырной сыворотки методом электродиализа. Еш лена возможность интенсификации процесса путем предварительной очистки ультрафильтрата от взвешенного осадка несахаров на ста; сгущения.

Изучены закономерности распылительной сушки растворов лак' зы высокой доброкачественности. Установлено, что предварительн. трансформация изомерных форм лактозы в негигроскопичную альфам ногидратную подаваемого на сушку материала интенсифицирует про и улучшает качество рухого продукта.

Новизна проведенных исследований подтверждена авторским с детельством СССР № 1454347.

Практическая ценность. Разработана технология молочного с ра на основе распылительной сушки деминерализованного ультрафи рата (ТУ 10-02-02-4-86). Воспроизводимость разработанной техне гии подтверждена результатами производственной проверки на ЛаС ском сыркомбинате Краснодарского крайагропрома и Угличском прс водственно-экспериментальном сырзаводе НПО "Углич". При цроиз! стве молочного сахара разработанным способом по сравнению с т] диционным выход проста повышается в 1,5-1,7 раза, продолзшт! ность технологического процесса сокращается н? 25-30 ? ча гис

точения длительных и трудоемких операций кристаллизации лакто-выделения и обработки кристаллов, экономический эффект от язводства I т молочного сахара, полученного способом распыли-ьной сушки, составляет 133 руб.

По результатам исследований разработаны исходные требования создание линии производительностью 150 кг продукта в час.

Объекты исследования: ультрафильтрат подсырной сыворотки, инерализованный ультрафильтрат с массовой долей сухих веществ 30 до 60 %, молочный сахар, полученный способом распылительной

1КИ.

Методы исследований. При выполнении работы применяли стальные и общепринятые методики определения химического состава и 1ик0-химических показателей объектов исследования, а также монтированную методику оценки массовой доли взвешенного осадка, шиз элементного состава осуществляли на атомно-абсорбционном жтрсфотометре CP-I9I фирмы "Pa* iUic»/n оtit/ * (Англия), ^сводный состав молочного сахара определяли методом газожидкост-■! хроматографии (ГШХ) с использованием хроматографа "Цвет-2".

Планирование эксперимента и обработку полученных данных осу-:твляли методами дисперсионного и регрессионного анализа с пользованием системы "Компас ПТП" на базе УБК СМ-4.

Повторность опытов 3-5 кратная.

Апробация работы. Научные результаты диссертационной работы лоясены и обсуждены на научно-технических конференциях: "Пробле-и пути рационального использования сырья в маслоделии и сыро-лии" (Каунас, 1986 г); "Мембраны и мембранная технология" (Киев, 87 г); "Проблемы безотходной технологии в молочной промьшленно-■и" (Ставрополь, 1988 г); "Современная технология сыроделия и :зотходная переработка молока" (Ерезан, 1988 г) и на заседании !кции Ученого совета ВНИИЙЗ НПО "Углич".

За разработку и внедрение в производство технологии молочно-э сахара, основанной на распылительной сушке деминерализованного яьтрафильтрата, автор диссертационной работы награжден серебря-эй медалью ВДНХ СССР.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных абот, в том числе одно авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, еета глаз, выводов, списка литературы и приложений. Основное со-,еряание работы изложено на 134 стр. машинописного текста, содер-

яит 22 таблицы, 25 иллюстраций и 13 приложений. Список литерат? вклычсет 160 наименований отечественных и зарубежных авторов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В первой главе дана оценка современного состояния техноло1 молочного сахара и выявлены основные пути ее совершенствования, На основе анализа преимуществ и недостатков известных решений г казано, в частности, что наиболее перспективной является техно! гия, "в основу которой положено непосредственное высушивание оод щенных до требуемого уровня доброкачественности растворов лактс Такая технология является интенсивной. Показано таете, что ссно пологаицим для реализации интенсивной технологии является глубо очистка исходного сырья от несахаров. Анализ известных способов концентрирования и фракционирования основных компонентов молочн сыворотки позволил выбрать наиболее перспективные и представляю практический интерес - ультрафильтрацию и электродиализ, компле ное использование которых позволяет направленно регулировать хи ческий состав перерабатываемого сырья. Изучение известных спосо сушки лактоэусодержащих систем позволило обосновать выбор ра пылительного способа, как наиболее приемлемого для высокодоброк чественных растворов лактозы.

На основании приведенных в обзоре материалов сформулирован: цель и задачи исследований.

Во второй главе описана организация работы и методы исследа ваний. Эксперименты проводили в отделах и лабораториях Всесоюзн( го научно-исследовательского института маслодельной и сыродельн< промышленности НПО "Углич". Производственную проверку окспериме! тально установленных режимов осуществляли на Лабинском сыркомби-нате Краснодарского крайагропрома и Угличском производственно-э! периментальном сырзаводе НПО "Углич".

Исследования с целью оценки возможности использования молот ного сахара, полученного способом распылительной сушки, проведе*

- во Всесоюзном научно-исследовательском институте кондитер ской промышленности (ВНИИКП, г.Москва);

- во Всесоюзном научно-исследовательском институте антибиотиков (ВНИИА, г.Москва), а также на предприятиях по выпуску ьнта биотиков в г.г. Красноярске, Курганз, Саранске;

- во Всесоюзном научно-исследовательском институте хлебопекарной промышленности (ВНИЙХП, г.Москва).

В третьей главе выявлены особенности состава и осповкну

ойств ультра$ильтрата подсырной сыворотки, полученного с исполь-ванием полупроницаемых мембран П поколения, как нетрадиционного рья для молочного сахара. Проведены исследования состава и ойств сыворотки, осветленной традиционным способом (на основе пловой и электролитической коагуляции белков) и ультрафильтрата, зультаты приведены в табл. I.

Таблица I

Сравнительная характеристика основных показателей освзтленной "сыворотки и ультрафильтрата

Показатели

Значение для Г """«ч- ,

сыворотки ¡сыворотки |ультраЛильтрата натуральной}осветленной!

:совак доля сухих ве-

;тв, % 6,6+0,3 5,7+0,3 5,3+0,2

в том числе:

стозы, £ 4,5+0,2 4,5+0,3 4,5+0,3

)тистых веществ, % 0,78+0,05 0,31+0,03 0,19+0,04

тральных солей, % 0,53+0,07 0,54+0,06 0,53+0,12

ючной кислоты, % 0,18+0,03 0,17^0,04 0,14+0,03

¡рокачественность, 1 Ь9,5+0,7 79,3+0,2 84,7+0,4

Ультрафильтрат подсырной сыворотки по основному показателю (оброкачественности превосходит осветленную сыворотку. Домини-щий балластный компонент ультрафильтрата - минеральные соли, гавная часть которых находится в диссоциированном состоянии, | предопределило использование электродиализного метода для деминерализации.

3 четвертой главе исследованы закономерности деминерализации трагбильтрата методом электродиализа. Для оптимизации режима ссоливания сырья, используя априорную информацию, были выделе-4 главных- Фактора:

- массовая доля сухих веществ в обрабатываемом сырье;

- температура процесса;

- начальная плотность тока;

- конечннй уровень деминерализации.

Одним из основных Факторов, определкшгих эффективность элек-цивлизного процесса, является, как известно, электрическая водимость системы. Электропроводность ультр&Бильтрата обуслов-а концентрацией конов ¡линерачьных веществ и их подвизностыэ. здя из этого, устатэлтаали зависимость удельной электропро-

водности ультрафильтрата от массовой доли сухих веществ. Анализ полученной зависимости показал, что ультрафильтрат с массовой дс лей сухюс веществ 30-2 % обладает наибольшей электропроводностьк в связи с чем указанный диапазон был принят, оптимальным.

ЕЬбор температуры процесса связан с некоторыми ограничениям обусловленными как- технической возможностью электродиалиэной усч новки, так и специфической особенностью технологических свойств самого сырья. Верхний предел температуры ограничивался опасност! тепловой деструкции ионообменных мембран и турбулизиругацих прок; док (при температуре бояее 50 °С). Нижний предел определялся из условия обеспечения стабильного состояния лактозы в обрабатываем растворе. Это условие было продиктовано возможностью кристаллияг ции лактозы в подегущенном ультрафильтрате при относительно низ! температура«. В этой связи определяли температуру фазового пере? да лактозы- в указанном сырье. Начало фазового перехода определяв по изменению электропроводности сырья при различных температура: термостатирования. С учетом изложенного и анализа полученных эк< периментальных данных установлено оптимальное значение температ; в процессе деминерализации сырья, равное 44^4 °С.

/дя выявления рабочей плотности тока устанавливали вольт-а» перные характеристики при циркуляции подегущенного ультрафильтр; в рабочих каналах электродиализной установки, Для предупреждена жесткой поляризации начальную плотность тока устанавливали окол 80 % от предельных ее значений, что составляло 230-10 А/м^.

для установления оптимального значения конечного уровня да нерализации сырья необходимо было изучить кинетику изменения хи ческого состава и основных свойств подегущенного ультрафильтрат при электродиализной обработке. В табл. 2 приведено изменение о ноаных показателей сырья при деминерализации. Как видно из табл состав и основные свойства ультрафильтрата в процессе электрода лизной обработки претерпевают существенные изменения. С повышен уровня деминерализации снижается массовая доля сухих веществ. И ж« только массовая доля лактозы на протяжении всего процесса о тагтея практически на одном и том же уровне. Массовая же доля н харов постепенно снижается, что приводет к поЕшгегата доброкачес венности.

Характерно, что при деминерализации сырья несахара удаляют

с разной интенсивностью в соответствии с яонстантой их днссоциа

ции в растворе. Это наглядно иллюстрируется поведениями кривых

на рис. 1. Анализ кшвых оистака I и данных таблицы 2 показызаэ

-У

Таблица 2

Основные физико-химические показатели ультрафильтрата при деминерализации

Показатели

50 ! 70 1 со

28,5±0,4 27,7¿0,5 26,6¿0,3

25,4±0,6 0,95±0,03 I,50±0,03 0,70±0,03 25,4^0,7 0,87±0,04 0,89±0,02 0,50±0,02 25,4±0,8 0,77^0,04 0,29±0,03 0,15*0,02

0,86^0,04 Ü,48±0,05 0,I7±0,I0

88,9¿0,6 9I,8±0,6 95,5±0,5

ссовая доля сухих ществ, %

з том числе: в

ктозы, %

отпетых веществ, %

неральных солей, %

лочной кислоты, %

.ельная электропро-дность, См/м

0 требуемое значение доброкачественности сырья обеспечивается 1И 75 %-ном уровне деминерализации. Расчетные показатели конечна продукта при этом соответствуют молочному сахару-сырцу I сор-

1 по ОСТ 49 63-85 "Сахар молочный". Более глубокая деминерализа-

К, % 3, %

А, %

0,96 • 3,0

0,60 • 2,5

0,54 • 2,0

0,48 • 1.5

0,32 1.0

0,16 0,5

1.2 I.I

1.0 0,9" 0,8" 0,7

О 20 40 60 80 100 120 140

Zj НЕН

1С. I. Кинетика удаления несахаров при электродаализной обработке ультрафильтрата:

I - зола (3); 2 - молочная кислота (К); 3 - азотиегке ве-цзстаа (A) -S-

ция ультрафильтрата для обеспечения более высоких кондиций 'про; та лимитирована слабой интенсивностью удаления азотистых вещест Учитывая это, а также повышенное содержание солей кальция и фос ра в ультрафильтрате, которые при повышении концентрации могут агрегироваться в комплексы (как друг с другом, так и с азотисть веществами) с образованием взваленного осадка, изучена возможно дополнительной очистки сырья от указанной группы соединений на стадии сгущения.

На рис. 2 представлены результаты дополнительной очистки л сгущенного перед электродиализом ультрафильтрата от взвешенного

1,2

1,0

0,8 0,6

0,4 0,2

Рис. 2. Влияние рзжимов обра ботки ультрайильтрат на накопление аморйн осадка (До): I, 2, 3 - температур обработки соответств но 75±1, 35±1, 95±Г

20 40 60 80- 100

%

мин

осадка, накелливеицегося при различных режимах тепловой обработ Наибольшее количество взвешенного осадка, как показывает анализ полученных данных, образуется при температуре обработки сырья Ы ) = 95±1 °С и экспозиции (~) = 70 мин. При указанных режима из обработанного сырья с осадком удаляется 26 *■> азотистых вещее 56 «? кальция и 44 % Босфора. Такая обработка ультра^ильтрата на стадии сгушения обеспечивает в процессе последующей 80 ^-ной де нерализации уровень его доброкачественности, соответствующий мо чному сахару-сырцу высшего сорта и интенсифицирует электредиали ный процесс (повышается производительность, снижаются затраты энергии) за счет удаления комплексов поливалентных элементов.

В пятой главе установлены закономерности распылительной су ки деминерализованного ультрасЬильтрата. С учетом литературно;" и Формации и проведенных рекогносцировочннх опытов были выделены

следующие главные факторы:

X]- - массовая доля сухих веществ в высушиваемом материале, 55; Х^ - титруемая кислотность, °Т; Х^ - температура высушиваемого материала, °С; Х4 - расход высушиваемого материала, кг/ч; Х5 - температура воздуха на входе в башню, °С. Учитывая, что при сушке лактозных систем одним из определявших интенсивность процесса и качество сухого продукта факторов является фазовое-состояние лактозы, были проведены две серии опытов. В первой серии досгущенный до исследуемого диапазона массовой доли сухих веществ деминерализованный ультрафильтрат подвергался непосредственной сушке, то есть без предварительной трансформации лактозы, а во второй - с предварительной трансформацией (путем перевода гигроскопичных изомерных форм лактозы в негигроскопичную <г'-моногидратную) по сформулированным оптимальным режимам. Функцией отклика (У) являлась влажность сухого продукта.

В- результате статистической обработки экспериментальных данных получены следующие уравнения регрессии: без трансформации лактозы

У = 4,114 + 2,965^+ 0,515'Х2- 0,309'Х3+ 0,981 *Х4- 0,053'Х5+ . + 1,781"Х^ + 0,307'Х| + 0,109-х| + 0,363*х| - 0,043'Х§ +

+ 0,025^*Х4- 0,06•Х1'Х5 . (I)

с трансформацией лактозы

У = 2,855 + 0,590^+ 0,4Ю-Х2- 0,19ГХ3+ 0,902'Х4+ 0,493'Х^+

+ 0,275'Х| + 0,658-х| - 0,082'Х4'Х5 (2)

Нормирующими соотношениями приведенных зависимостей являются: у - Х-50'. - _ Х-50 . у _ Х-45 . у - Х-Зб . у _ Х-185

Коэффициента множественной корреляции уравнений (I) и (2) разны соответственно 0,995 и 0,998, а уровень надежности по критерию Стыодента 0,52 и 0,91. Максимальное отклонение выходных параметров, рассчитанных по полученным уравнениям, от экспериментальных данных из превышает ¿5 %.

Анализ уравнений регрессии показал, что существует сложная взаимосвязь между выделенными факторами и выходным параметром. Влажность сухого продукта повышается, с повышением массовой доли сух*пс вещестз в засушиваемом материале, его титруеной кислотности и расхода, на что указывает знак' "плюс" перед коэффициентами соот-

ветствукхцих факторов - Х-;, Х2, Х4. С повышением температуры высуш ваемого материала и температуры воздуха на входе в сушильную башн влажность сухого продукта снижается, на что указывает знак "минус перед коэффициентами соответственно факторов Х3И Х^. Градационная оценка значимости влияния выделенных факторов на выходной парамет приведенных зависимостей показала, что наиболее полно эффективное процесса определяют массовая доля сухих веществ в высушиваемом ма териале и его расход. Для наглядного представления характера влия ния указанных факторов на эффективность процесса обезвоживания де минерализованного ультрафильтрата построены сечения поверхностей отклика. На рис.3 представлены зависимости влажности сухого продукта от массовой доли сухих веществ в высушиваемом материале и его расхода (как без, так и с трансформацией лактозы) при фиксирс ванных значениях титруемой кислотности и температуры материала, £ также температуры воздуха на входе в сушильную башню. Сравнение приведении сечений показывает, что они имеют общий вид. Это указывает на общность основных закономерностей исследуемого процесс? Однако, несмотря на общность основных закономерностей, процесс сушки деминерализованного ультрафильтрата с предварительной транс формацией лактозы протекал более эффективно. Об этом свидетельствуют гор'1здо меньшие значения дискретных величин изолиний одинакс вых значэний массовой доли сухих веществ в высушиваемом материал! с предварительной трансфордацией лактозц. Перевод части гигроскопичных изомерных форм лактозы в альфамоногидратную е подаваемом на сушку материале, повышает производительность сушилки за счет увеличения массовой доли сухих веществ в высушиваемом сырье. Крм того, повышается качество сухого продукта за счет снижения влаго-поглащагацих свойств. На рис.4 представлены результаты сравнитель ных исследований влагопоглащающих свойств молочного сахара, полу, ченыого способом распылительной сушки материала с различными изо мерными формами лактозы.

Как видно из рисунка, предварительная трансформация лактозы в высупиваемом материале резко снижает влагопоглащавдие свойства сухого продукта. Так, при относительной влажности воздуха 80 % и температуре 20 °С (наиболее распространенные условия хранения су хих молочных продуктов) предварительная трансформация лактозы снижает равновесную влажность молочного сахара в 1,7 раза.

.Анализ и обобщение закономерностей процесса распылительной сузки деминерализованного ультрафильтрата позволил выявить оптимальные значения изученных факторов как без предварительной тран

- /л-

52

48

44

""""

в?4

1 Г 1

24

40

46

Х4, кг/ч

40 48

Х4, кг/ч

Рис. 3. Зависимость слеркания влаги в продукте (У) от расхода высушиваемого материала (Х^) и массовой доли оухил веществ в нем (Х^):

А - без трансформации лактозы; Б - с трансформацией лактозы.

4. Изотермы сорбции молочногс сахара, полученного способом распылительной сушки:

1 - без предварительной трансформации лактозы;

2 - сгредварительной транс Формацией лактозы

О 20 40 60 80 100

с<£ормации лактозы {значение в числителе дроби), так и с трансформацией лактозы (значения в знаменателе дроби):

- массовая доля сухих веществ в высушиваемом материале, % ............

- титруемая кислотность, °Т, не более...

- тэмпература высушиваемого материала, °С.........................

- удельный расход высушиваемого материа-

• ла, кг/кг испаренной влаги, не более

- температура воздуха на входе в сушильную башню, °С...................

В тестой главе изложен в общем виде регламент технологического процесса производства молочного сахара способом распылите ль-ной сутки и приведены результаты опытно-промышленной проверки экспериментально установленных параметров. Схема технологического процесса приведена на рис. 5 и предусматривает два варианта способов производства молочного сахара. Первый вариант позволяет получить молочный сахар-сырец I сорта и включает следующие операции: г.одсгуцение ультрафильтрата, деминерализацию эл-ктродиализом, до-сгуценне и трансформацию лактозы, сушку распылительную. Второй вприант предусматривает получение молочного сахара-сырца высшего горта и дополнительно к вьпгеприведенным операциям вносится операция по предварительной очистке ультсafкльтрата от взвешенного

46*2 55*2

65 85

70*5 70*5 JLx90 2,36 185*5 180*5

I - емкость хранения; 2, - вакуум-вцпарной аппарат; 3 - насос центробежный; 4 - теплообменник; 5 - смкостноЙ аппарат; 6 - сепаратор; 7 - теплообменник; 8 - емкость хранении; О - ялрктродиалипная установка; ТО - насос ротационный; II - теплообменник; 12 - кристаллизатор; 13 - теплообменник; 14 - распылительная сушилка; 15 - р'асфасовочно-упаксвочныЧ автомат.

осадка несахаров на стадии сгущения (перед деминерализацией).

Проверка технологического процесса в опытно-промышленных условиях подтвердила полную воспроизводимость экспериментально уста новленных технологических параметров и высокую экономичность разработанного способа. Молочный сахар, подученный способом распылительной сушки, полностью соответствует по физико-химическим показателям предъявляемым требованиям.

Проведенные испытания полученного продукта показали целесооб разность его использования в рецептурах кондитерских и хлебо-було чных изделий, биосинтезе антибиотиков, а также в производстве рафинированного молочного сахара.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально подтверждено основное положение рабочей гипотезы о возможности получения концентратов молочного сахара требуемых кондиций путем глубокой очистки подсырной сыворотки от несахаров, исключая традиционный процесс кристаллизации лактозы. Предложен новый способ производства молочного сахара на основе распылительной сушки деминерализованного методом электродиализа ультрафильтрата подсырной сыворотки. Технические решения проведенных исследований защищены авторским свидетельством СССР

* 1454347.

2. Исследованы закономерности деминерализации ультрафильтрата методом электродиализа. Выявлены оптимальные значения основных параметров процесса: массовой доли сухих веществ б обрабатываемом сырье (с -- 28-32 %), температуры = 40-48 °С), начально!' плотности тока (/"= 220-240 А/м^). Выявлена следующая закономерность эффективности удаления несахаров данным способом: минеральные соли молочная кислота у азотистые вещества. Установлено, что 75 5&-НЫЙ уровень деминерализации ультрафильтрата обеспечиваем его доброкачественность, адекватную доброкачественности молочной сахара-сырца первого сорта. Дополнительная очистка ультрафильтра; от взвешенного осадка на стадии сгущения в сочетании с 80 %-ным уровнем деминерализации обеспечивает его доброкачественность, со< ответствующую молочному сахару-сырцу высшего сорта и интенсифици' рует электродиализный процесс за счет удаления комплексов полива лентных элементов.

3. Исследованы закономерности процесса распылительной сушки деминерализованного и концентрированного ультрафильтрата. Получе ны математические модели, описывающие характер влияния выделен^' факторов на основные технологические параметры процесса. Изучено

яние трансформации изсмертк форм лактозы в высушиваемом мате-ле на интенсивность процесса сушки и качество сухого продукта, ановлено, что перевод части ангидридных форм лактозы в альфа-сгидратную при выявленных оптимальных режимах позволяет повы-ь производительность сушилки на 24 %. Это достигается за счет ьгаения массовой доли сухих веществ в высуживаемом материале и | расхода. Равновесная влажность продукта, полученного с пред-, ттельной трансформацией лактозы, снижается с 12,0 до 7,1 %.

4. Изучены состав и свойства молочного сахара, полученного ¡работанным способом. Показана целесообразность его использо-шя в рецептурах кондитерских и хлебо-булочных изделий, биосин-зе антибиотиков, а также в производстве рафинированного молоч-го сахара.

5. На основании проведенных исследований разработана новая шология молочного сахара - ТУ 10-02-02-4-86. Осуществлена ггоо-водственная проверка разработанной технологии на Лабинском сыр-ибинате Краснодарского края и Угличском производственно-зкспе-ментальном сырзаводе НПО "Углич", которая показала полную вос-оизводимость экспериментально установленных технологических ла-метров. При производстве молочного сахара разработанным способом

сравнению с традиционным выход продукта повышается в 1,5-1,7 .за, продолжительность технологического процесса сокращается на >-30 % за счет исключения длительных и трудоемких операций крис-шлизации лактозы, выделения и обработки кристаллов. Экономический хфект от производства одной тонны сахара молочного способом рас-хлительной сушки составляет 133 руб. Для организации широкого эактического применения разработанного способа оформлены исходные эебования на создание линии производительностью 150 кг продукта час.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Переработка молочной сыворотки с применением мембранных етодов разделения / Н.Я.,Елкало, Э.Ф.Кравченко, А.В.Конаныхин, .В.Гаврилов, О.И.Бетрозов, Т.А.Волкова // Обзорная информация, ер. "Молочная промышленность". - М.: ЦНШГЭИмясомолпром, 1984. -

:1 С.

2. Дыкало Н.Я., Кравченко Э.Ф., Бетрозов О.И. Некоторые осо-¡енности деминерализации фильтрата молочной сыворотки методом »яектродиализа // Сб. каучн. тр. "Биохимические и физико-химичес-сие исследования в маслоделии и сыроделии" / ВНИИМС НПО "Углич". -

Углич, 1986. - С. 102-108.

3. Кравченко Э.Ф., Бетрозов О.И. Малоотходная технология молочного сахара // Проблемы и пути рационального использования сырья в маслоделии и сыроделии: Тез. докл. УП научн. техн. конф.-Каунас, 1986. - Ч. I. - С. 244.

4. Бетрозов О.И., Кравченко Э.Ф. Ультрафильтрация и электродиализ в производстве молочного сахара // Мембраны и мембранная технология: Тез. докл. I Республиканской конф. - Киев, 1987. -Т. 2. - Ч. I. - С. 43.

5. Беатрозов О.И., Терлоев Х.Ю., Кравченко Э.Ф. Способы очист ки молочной сыворотки от несахаров при производстве лактозы. -Углич, 1987. - 29 с. Деп. в АгроНИИГЭШМП 21.12.1987, № 538 ми.

6. Кравченко З.Ф., Бетрозов О.И. Некоторые особенности раст лительной сушки деминерализованного ультрафильтрата // Проблемы безотходной технологии в молочной промышленности: Тез. докл. Все-совзн. научн. технич. конф. - Ставрополь, 1988. - С. 118.

7. A.c. 1454347 СССР, А 23 С 21/00, С 13 К 5/00. Способ полз чения лактозы / А.Г.Храмцов, И.А.Евдокимов, В.В.Рохмистров, Э.Ф.Кравченко, О.И.Бетрозов, Н.Н.Липатов, В.А.Павлов, Г.А.Сакашп Г.С.Варданян. - Заявл. 10.07.86; Опубл. 30.01.89, Бюл. изобр. -№ 4, - С. 19.

Зак. J? УЗ О Тираж ¡л С ОШ Еолупрстат J~f - с б'з S" t