автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Технология молочного сахара из ультрафильтрата подсырной сыворотки

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

Г6 ОД мшной промышленности

3 '

На правах рукописи Уда 637.145:637.344:66.067.38

КОСТИНА ВАЛЕНТИНА ВЯЧЕСЛАВОВНА

ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНОГО САХАРА ИЗ УЛЬТРАФИЛЫРАТА ГОДСЫРНОЙ СЫЕОРОШ

-Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных

и рыбны:. продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой отапени кандидата технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Ставропольском политехнической института

о

Научный руководитель - академик Россельхозакадеыии,

доктор технических иаун, профессор

A.Г. ХРАМЦОВ

Научный консультант - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

И.А. ЕВДОШЮВ

Официальные оппоненты - член-корреспондоат Россельхозакаде-

шш, доктор технических наук, профессор

B.Д. ХАРИТОНОВ

- кандидат технических нагч(, старший научный сотрудник H.A. тахожовА

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

детского питания

Защита состоится " 1994 г. в_.часов

на зададиши специализированного Совета К O-jO.в2.LI при Всероссийское науно-исслвдовательском институте мясной промышленности.

Ваш отзыв в 2-х акзашлярах, заверенный печатью, просим направлять в Совет по адресу:

I093I6, Москва, ул. Талалихина, 26, Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "<=£0" J9S<± г#

Учений секретарь специализированного Совета,

кандидат технических наук,

старший аау\ишй сотрудник А.Н. ЗАХАРОВ

О Б ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность В последние гсдн в странах с развитой га-

лочной промышленностью вое большая роль в реаеипи проблемы переработки сыворотки отводится мембранной технологии. 3 результате ультрафильтрашонной обработки молочной сыворотки получают концентрат нативных сывороточных белков, который используют для производства пичевнх продуктов с повышенной биологической ценностью, •• ультраФил^трат. В условиях ручочпо!: экономики и усиления вшшэяпл к экологии особое значение приобретает проблема рационального использования ультрагёильтрата. Многие отечественные и зарубежные специалисты подчеркивают целесообразность переработки ультрафильтрата для получения молочного сахара - лактозы. Спрос на молочную сахар постоянно растет. 3 1992 г. в Российской Федерации било выработало 5672 т полочного сахара-сырца и 757 т рафинированного молочного сахара, что удовлетворяет спрос на этот продукт только на 70%. К 1955 г. потребность в молочном сахара возрастет в 1,5 -2,0 раза.

Первые попытки промышленного получения кристаллического молочного сахара из ультрафильтрата сыворотки по традиционной технологии не дали положительных результатов.

3 связи с вышеизложенным, актуальной является проблема создания технологии кристаллического молочного сахара из ультрафильтрата подсырной сывгротки.

Рабочая гипотеза. оЗ основе рабочей гипотезы лежит положение о том, что изучение особенностей состава и свойств ультрафильтрата подсырной сыворотки как сырья для производства молочного сахара и разработка эффективных способов его очистки от веществ, препятствующих кристаллизации лактозы, обеспечит получение качественного кристаллического молочного сахара.

Цель и задача исследований. Целью настоящей работы является разработка безотходной технологии кристаллического молочного сахара из ультрафильтрата подсырной сыворотки, позволяющей получать продукт различного качества в зависимости от требований потребителей.

Л соответствии с поставленной целью и рабочей гипотезой при проведении исследований решались следующие задачи:

изучить состав и свойства ультрагмьтрата подсырной сыворотки как сырья для производства молочного сахара;

исслсдова-гь зздиктишюсть различных способов очистки лакто-^одсря&цяго сырья от песахарог.;

разработать безотходную технологию кристаллического молочпо-.'о сахара разного ./ровня качества из ультри.;[пльтрзта подснрноН сыворотки;

провести оцапку аигмимической и экологической эффективности технологии молочного сгохпра из ультра^лльтрата подсырной сыЕОрст-ки.

Научная попчэна. Исследовано влияние основнгх параметров улътраЛмльтркции на состав ультрафилътрата подси^нон сыворотки как сырья для производства молочного сахара, ¿нервно предложен способ совместного виделошш азотистых и минеральных вецеств из ультрафилътрата подсирноь сыворотки, разработана математическая модель процесса .очистки ц шцядслшш его оптимшыши параметра. . Установлена эффективность дептробекний очистки ультрафплътрата от нссахаров па стадо' сг/лешш. Определены закономерности очистки 'ультра^ильтрата иодсырнин сыворотки от нссахаров с иомодьа природного сорбента - бентонита, предложена матеыатачоская модель процесса и установлены g го оптимальные параметры. Разрпиотан безотходный способ переработка мелассы молочного сахара, составлена штематичоскал модель процесса очноf кп мелассы бентонитом и определены оптимальные условия процесса в зависимости от содержания сухих всуоств в мелассе. Ношача технических рсаышш подтверждена авторским свидетельством J? I6c7ti21 и иолегаителышм решением № ■ibbs'jcfj.

Чшутпчрг.рш; i-.on.toct'-. Па иоаоьатш проиедеиных исследовании разработана технология кристаллического молочного сахара из улът-рафильтрата подсыреои cuwpovKii u у ты ранена тохнологичеекал инструкция (Госагропром К>;СР, 20.i1.80 г.). Технология молочного сахара из ультрафильтрами иоденрной сишротки иро:ила производит-вэнпую проверку па Александровском ыослоснрзшюдо Ставропольского края и Богучарсио»! молочном заводе Воронежекои области. Jkohoi.ei-ческая эффективность производства ! v молочного сахара-сырца шс-ыегэ оерта из ультрафильтрата подсырно;. сыворотки, при уровне цен яа 01.02.93 г., составляет 750-1,4 руб.

Апробация работы. Основные положения хюботи и результаты исследований доклад;,¡вались и о^у.вдалпсь па научно-технических кон-.;зрашдох CïaBpOâioxbcKovo нсллтехпического института (Е966 -1993 гг.), 2-й Всесоюзной паучпо-тех/шчве^г";'конференции "Пробде-

ми индустриализации общественного питания страны" (Харьков, 1989 г.), 6-й Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов л сельскохозяйственного сырья" (Москва, 1989 г.), "атональной совещании "Химические проблемы пищевой технологии" (Краснодар, 1990 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы влияния тепловой обработки на пищевую ценность продуктов питания" (Харьков, 1990 г.), ХМЛ Международном молочной конгрессе (Канада, 1990 г.), У1 Семинаре по :.„;мбранам и мембранной технологии (Одесса, 1990 г.), Всесоюзном коллоквиуме "Процессы и аппараты пищевых производств" в Московском институте народного хозяйства им. Г.В. Плеханова (1990г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано II печатных работ, получено авторское свидетельство на изобретение и положительное решение Ш11Ш1Э о ¿цдаче авторского свидетельства на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит йз введения, пяти глап, выводов, списка литерстуры 230 наименований, семи приложений. Основное содержание работы изложено на 138 страница): 'текста, включая 26 рисунков и 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

¡Зо введении обоснованы актуальность теш исследований и сформулировала цель работы.

В первой главе проведен анализ литературных данных.о составе и свойствах ультрафильтратов различных видов молочного сырья и о влиянии на состаг: ультрафильтрата различных факторов. Рассмотрены существующие способы и технологии производства молочного сахара и выявлены их преимущества и недостатки.

ч Системный анажхз позволил сформулировать рабочую гипотезу, обосновать направление и задачи исследований.

Во второй главе представлены методы исследований и организация,работы. 33 качества объектов исследований использовались: ^од-сырная сыворотка, ее ультрагфддьтраты и меласса молочного сахара. Эксперименты проводились в лабораториях Ставропольского политехнического института, Отраслевой научно-исследовательской лаборатории "Углеводы молока" и НИИ комплексного использования молочного сырья. Схема проведения исследований представлена на рис. I.

I/процессе выполнения работы использовались специальны.} экс-

Рис. I. Схема проведения исследований.

перимепталы'иа установки. Физико-химические показатели и сое.л.* объектов исследований определялись с использованием стац.:гртни>: методик. Углеводный состав сыворотки и улътрафилмрата лпределя-ли методом гаэоъчлдкостной хроматографии ("Цвет-[00") по специальной методике; макро- и микроолемсптикй состав объектов послодова-нип - методом химико-спектрального анализа Цк 6- 3580); фракци-отшй состав белков сыворинш г. ультрафнлътрата - методом электрофореза в полиакриламидном галс ( (^5 - 200[-001).

Обработка результатов экспериментов осуществлялась па основа общепринятых математических методов с использованием специальных прикладных программ и "£игска" на персональном компьютера

1&М РС.

В таотъей глава изучен состав и свойства ультрафильтрата педецрной сыворотки как онрья для производства молочного сахара. Исследована зфоектпшюстъ ультрафильтров ЮИНО:4. очистки сыворотки от носахаров с применением различных полупроницаемых мембран ь* сравнош"1 с традиционными методами и изучено влияние технологических параметров (данаешш и температуры) на состав ультра^лльтра--та.

0ух|с.;'л!в11ость уль^жцлшл'рсцкошюи очистки сыворотки от сохарив изучалась с использованном различных 'ишов отечественны;: ультрао'пльтрационннх .¿вкброи: УШ-П, УП.1-20, У.Ы-50, УШ-67, УП.Л-11А), ЛД-50, КС-60, ЛЦ-300 - с цслш подбора мембран., обзепе-чиващнх получение ультра:'нльтрата с наибольшей доброкачественностью. Применительно к технологии молочного сахара из улт-тро^яльт-рата предпочтите льны мембран; УШ-Л, УШ-50 и ПА—50, ейяадшцпо высокой щюншюс::оотш ((35,8-36,6) л/(У'ч) и сблоктивиоетка по оЛцему (('/■!,5-7С',7)11) п белковому ((92,0-93,0)#) азоту сыворотки, а так:;:е' низкой селективность:: но лактозз ((&,0-9,1)$').

, С цольи определения услошй ультралильтрещюиного процесса, обеспечиБам.'дих получению ультрафг-льтрата с максимально:; доброкачественностью при высокой скорости фильтрации, исследовало влия-пио .технологических параметров ультрафильтрами - давления и уем-пературп - на состав получаемого ультрафильтрата и проницаемость мембран. Установлено, что для получения ультра/фильтрата с высокой доброкачественностью и минимальным содерданием^белка и обеспечения высокой проницаемости мембран ультра^ильтрацвы псдсирной сыворотки следует проводить при давлении (0,36^0,05) 1Ша и температура (1зз^2) °С (что соответствует регшш, применяемым в прэмш-

ленности), либо при температуре (05н5) °С, осла предусмотрено получение сывороточных белков в денатурированном состоянии. Высокотемпературная ультрасТшьтрация подсырной сыворотки позволяет повысить'производительность продосса в 2,4 раза по сравнению с традиционными температурными режимами (53+2) °С, снизить содержание белка в ультрафильтрате в 2,8 раза, кальция - на (33+2К, уменьшить содержание магния и фосфора. Это имеет положительное значение с точки зрения производства из ультрафильтрата мольного сахара. Концентрат денатурированных сывороточных белков используется в производстве альбуминного творога и других белковых продуктов.

В соответствии с задачами исследований был проведен сравнительный анализ состава и свойств ультрафильтрата и подсырной сыворотки, очищенной от белка традиционными .методами. Данные о содержании в них основных компонентов и макроэлементов приведены в табл. I.

Таблица I

Состав подсырной сыворотки натуральной, осветленной и ультрафяльтрата

!

Подснрная сыворотка !Ультрафиль-

Нашленовашш показателя

натураль-! очищенная! очищенная!тр?}т подсы-

!

лая

кислотным, кпелотно-способом ' щелочным

!рной сыво-

! способом ! ротки

Массовая доля, %г сухих вещеотв,в т. лактозн

азотистых веществ, т.ч. небелковых, в т.ч.,

кальция магния калия натрия фосфора Доброкачественность, ед.

золы,

6,12+0,10 4,62+0,20 0,78+0¿06 0,25+0,05 0,62+0,0? 96,1+9,1 9 »5+2,1 145,0+25,0 42,7+7,3 35,0+6,0

5,65+0,09 4,53+0,19 0,42+0,04 0,21+0,03 0,61+0,06 55,6+8,7 8,1+2,4 130,8+31,1 ■ 48,7+8,1 30,8+4,9

5,63+0,09 4,55+0,17 0,36+0,05 ■ 0,23+0,05 0,6710,09 52,5+7,9 9,2+1,9 140,8+27,9 М7,(Ы2,0 31,9+5,5

5,38+0,07 4,6110,18 0,21+0,04 .0,17+0,03 0,53+0,06 . 92,9+8,3 9,4^2,2 139,4+29,3 45,1+7,8 32,6+5,5

75,5+2,7 80,2+2,3 80,8+2,3 85,7+1,8

в

Установлено, что эффективность очистки сыворотки от носаха-

ров метолом ультрпф.ильтрации ишо, чем традиционными способами иоагуляцип. Однако в ультра^мльтрато остается (и,2110,1)4)? езо-. тис тих веществ, из которых на долп бс нового аьота приходится (25-30)5. Электрофорез в '-олиакрилшпдпоч геле показал, что фракционный состав белков ультрафильтрата характеризуется преобладанием термоллбильннх франций в натичнем состоянии, в то время как в осветленной сыворотке присутствуюр, главным образом, тормоста-бильнис белки. И результате анализа минерального состава установлено, что содержание кальция в ультрафмльтра.те на 50;.'? больше, чем в осветленной сыворотке. Массовая доля микроэлементов отличается незначительно. Незначительны различия и в углеводном составе ультрафильтрата и осветленной сыворотки. Исследования показали, что основными особенностями состава ультрафильтрата являются няли чпе в нем нативннх белковых веществ иного фракционного состава, чем в осветленной сыворотке, а такме большое количество кальция, что затрудняет процесс кристаллизации ла.ктозы и сшшаот качество молочного сахара. Поэтому для получения высококачественного кристаллического молочного сахара ультрафпльтрат необходимо подвергать дополнительной очистке от этих групп несахяров.

В четвертой главе изучена эффективность различных методов очистки ультрафпльтрата поденрной сыворотки от несахаров, а также мелассы и осветленной сыворотки, при производстве кристаллического молочного сахара.

Известно, что растворимость фосфатов кальция в значительной степени зависит от активной кислотности и температуры раствора. Эти ;;со факторы оказывают основное влияние и на коагуляцию сыворо* точных белков. Мы исследовали возможность г-: совместного выделения путем регулирования актинон кислотности ультрафильтрата прй нагревании (рис. 2). Выяснено, что путем регулирования активной кислотности с температуры ультрафильтрата можно добиться высокой степени выделения из него как азотистых, так и минеральных веществ.

Для определения'оптимальных параметров процесса очистки был спланирован и реализован 3-х факторный эксперимент по Д-оптималь-иомг плану. Интервалы варьирования факторов (Х| - активная кислотность, У^ - температура, Х3 - время) были выбраны на основе априорной информации и предварительных исследований. Б качестве выходных параметров приняты степень вцптл'лшя азотистых веществ (У1) и суммарная массовая доля кальция, магния и фосфора (Ур). И

I = 95 °С, ¿Г:= 20 мин р1! := 8,0 ед. , 'С- 20 мин

Рас. 2. шш'-щн! активно!; кислотности (рП) и ,'емш-;рптури (/.) на содержат»: в ультра.апьтрате: 1 - пзотцотих вс-щссть, 2 - белка, 3 - кальция, магнг.я и ^осгора. результате матоматпчоско;. обработки экспериментальных данных получены адекватные уравнения р.'И'р.чсспи:

}'-£ = у.бп.}^ ч 3,413.x., I ы. - ^/ио.::^' ~ з.з?!}.;:,,2 .

I,з£9.ло3 1 24,I I ,-',1,7.::^ I 1,150.:-: г.. .

£,342Д2х3 I и,0.9.л.,; У2 =-301,430.л1- 1!)!М20.:^- 723Х^. ЙЬЙ.ЗЬО.Х^. 77,СМ;. У-,2! .

346,491._ 141,1;;<:.х13 . 2ЬЗ,;],:!").л33 з5,059.пх2 -

96,650.х2х;з - г.^.гагз.^х., 26,032.;^:^;;., ;

1)ти математические модели оыдп оптимизирован!: максимальной степени выделении азотистых ве цг.птп п минимально!', массово:! доле солей па персональном компьютере и целью определении оптимальных условий процесса очистки. Луюм ожгли за полученш;;: данш.гх установлены параметры процесса, иозволише.с с максимальной огррштнвпос-тью решить обо задачи: активная кислотность (7,5^0,5) сд., температура (90±5) °С, время выдержки ([0^.2) млн. Такая ооработка позволяет удалить из ультрлфильтрата (34,5а.),4)^ азотистых веществ, в том числе белка (03^2),1, (СОД)* кальцля, магния, (46^_

2)% фосфора. Углеводный состав ультр.чфильтратг;: п результате обработки раскислением и нагреванием практически не измепл.'тся, доброкачественность возрастает па (3,3а),2) с.д.

Лльтврнативпш способом с намести о го ь», • -;.сиая из ультрафиль-

трата азотистых и минеральных веществ мопст быVI. .и.:'!

очистка на стадии сгудения. В результате псследовшш.'! у»; \:,г,вг иы оптимальные парамотры процесса очистки: массовая до..; с./хнл ■неств в ультрафшльтрате ("(>2);', температура (ЬСи_5) °С. '1а.<ая работка ультрафильтрата позволяет повысить его доброкачсствапнс-^т. на (3,0]_0,1) ед. за счет удаления (.1Ь\_2)'/' азотистых веществ и (221.2);-' минеральных солей^»

Нами исследована возможность прикопопня природного сорбента бен1.опита для выделения несахаров из ультрафильтрата и осветленной подсырнон сыворотки. Эффективность очистки бентонитом изучалась в зависимости от количества сорбента, температуры процесса и ого продолжительности, исследования показала (рис. 3), что стп-

о о,г, 1 ,о Ь, ПО °0, Г.-= -¿и мин

¡И) Иг

-С"'

20 40 60 ео 1, С, = 0,71у;5, т- 20 пин

Рис. 3. линяние количества сорбента (Сс) и температуры (£) на слепень выделения из ультрафильтрата (Э£): I -небелковых азотистых веществ, 2 - азотистых веществ, 3 - белка.

пси г. и целения различных (форм азотистых веществ из ультрафнльтра-та ];0яристаот с увеличением количества вносимого сорбента и уменьшается при повышении температуры процесса. Адсорбция бентонитом азотистых веществ ультрафильтрата практически заканчивается 3 течение (ХЗ^Й) мин. о

При изучении процесса очистки ультрафильтрата бентонитом был поставлен 3-х фочторшн! эксперимент, по Д-оптимальнои» плаь;/ -количество сорбента, ^ - температура, Хд - время). Математическая цедель процесса очистки ультрафильтрата с помощко бентонита имеет вид:

у _ ,,-2,809.^0,355.^-0,177.^ ,1

51

У - степень выделения .из ультрафильтрата авотистнх веществ.

. Путем максимизации полученной модели определены значения оптимальных параметров процесса очистк" ультт-зфилвтрэта бентонитом: количество сорбента 0,73$,'температура 20 °С, время выдержки 15 мин. Такая обработка позволяет выделить из ультрафильтрэта (78,5+ 1,5)% азотистых веществ, в том числе белка (95+5)$, и повысить доброкачсствонпость ультраднльтрата на (3,9+0,1) ед. ^леводний состав ультрафильтрата при этом практически не изменяется, в уль-трафильтрзте снижается содержание калия, кальция, магния и фосфора. Значительное снижение оптической плотности и интенсивности желто-зеленой окраски ультрафильтра.та,,уменьшение его титруемой кислотности и возрастание.рН (рис. 4) свидетельствует о сорбции

К,

16

14

12

сП,

.10

) к I ед, 6,1 ■ 6,0 • 5,9 - 5,0

,2

\ К

оп,

од. 0,3

0,2

0,1 О .

Рис. 4. Влияние количества сорбента (Сс) на изменение свойств ультрафильтрата при обработке бентонитом:

1-активная кислотность (рН),

2-титруемая кислотность (К).

3-онтическая плотность (ОП).

Ь = 20 °С, Г= 15 мин

О 0,5 1,0 1,5

бентонитом красящих вещ-сгв и молочной кислоты и имеет положите-лтнор. значение с точки зрения технологии моточного сахара.

Получаемый белково-шшералъньШ осадок можно рекомендовать как добавку в рационы сельскохозяйственных животных.

Одной из важнейших проблем при производстве кристаллического молочного сахара является очистка мелассы от несахаров и исполЬ-гпяание ое для дополнительного получения лактозы. Наш предложен безотходны:: способ переработки мелассы, предусматривавший ее очи-г а,у от н.есахпров с помоп;ью природного сорбента бентонита, возв-

м очшцс.аюИ молассы в цикл основного производства па стадию - 'уир'.г.-я ;-дц для подкислшпш сыворотки при отваривании и исполь-■ 1 гю-бзитонп^тюго осадка в кордовых целях. Эффектов-

"ость очистки мелассы бентонитом изучалась н зависимости от количества сорбента, температуры процесса, его продолжительности и содержания сухих вп'цсств в мелассп. "'рл э*ом объектами исследований слуяили мелассы молочного сахара из ультршТпльтрата и-традиционная, полученные с использованном центрифуг различных типов, рэзбаплениге промывной водой и неразбавленные.. На рис. 5, 6 представлены данные об изменении состэьа п свойств меласс с различнцм содержанием сухих веместв при обработке бентонитом.

80

60

40 20

О

3 . У 1-1

у 2

у \\

I

г -1

рн.

0д. 5,9

5.6 5,3

5,0

4.7

\

2

^ 3

О 1,0 2,0 70 °С, Г= 20 мин

4,0 С0,% О

1,0 2,0 3,0

ОП, к,

од. °т

3,2- 160

2,4- 120

1,6- 00

0,8- 40

9 п

о'*"'

-Ь= 70 °С, СО = 20,0$, 20 мин

Рис. 6. Изменение свойств мелассы при обработка бентонитом: I -активная кислотность (рН), 2 -титруемая кислотность (К), 3 -оптическая плотность (ОП).

Рис^ 5. Влияние количества сорбента (Сс) на степень выделения азотистых веществ (5£) из мсла-ссн с содержанием сухих веществ I - 10»5#, И - 20,3 - 40,5^

На основании результатов исследований и априорной информация Определены ¿¿акторы, влияющие .на процесс очистки мелассы бентонитом: Х^ - количество сорбента, - температура, Х3 - время, Х^ -содержание с; тх веществ в мелассе, - и интервалы их варьирова-ийя. По .Д-оптиглалыюму плану был спланирован и реализован 4-х факторный эксперимент, по результатам которого разработана математическая модель процесса очистки мелассн бентонитом, позволяющая

оценить ого эфЬеятивностх>:

у = ^,509.^0,538.^-0,898.^0,144.^0,261 .

У - степень выделения из мелассы азотистых веществ. Путем максимизации полученной модели по' степени выделения азотистых веществ определены условия очистки оптпмолышз, позволь-

•...¡ir гЧ'-лнть из мелассы (7t)i_i5);j азотистых веществ и повысить оо дьор:^ач: стваш1ость na (У|_5) од.:' темиоратура (73,iJ) °С, время тавр««* Ubj_2) мин, количество сорбента (1,20*0,20) Я и (1,7oj_ üs25)£ для меласс с содержанием сухих веществ, соответственно, (I&l5)%* и (3ÜJ.0);".

н пятой главе на основании проведенных исследований разработана безотходная технология молочного сахара из ультрафпльтрата подсырной сыворотки. Технология является гибкой и включает шесть способов производства кристаллического молочного сахара из '.ультрафильтрата: с очисткой раскислением; с очисткой ¡.а стадии сгущения; с очисткой бентонитом; высокотемпературной фильтрации ; в смеси с осветленной сывороткой; без дополнительной обработка. Разработана блок-схема илгирмтма управления технологическим процессом производства молочного сахара из ультрафильтр, ¿та подсырной оЫВОрОТКИ.

Технология 0]:иентн;юшша на различный уровень т; ебований потребителей К качеству молочного сахара и предусматривает выпуск продукта различного уровня качества - от сырца высшого сорта до пищевого. По гранулометрическому составу молочный сахар из ульт-рафлльтрата аналогичен традиционному продукту.

Как видно из технологической ех^мы, ирнведенной на рис. 7, для производства молочного сахара из ультрафильтрата используется оборудование типовых цехов лактозы. Технология позволяет быстро реагировать hl изменение рыночного спроса и выпускать продукт необходимого качества без дополштшлшх капитальных вложений.

Тихнико-экономическал оцок, . разработанной технологии показала, что производство молочного сахара из ультра?,иль 'рата подсырной сыворотки, в сравнении с традиционной технологией, экономически выгодно. ГодовоИ экономически:? эффект от производства молочного сахара-сырца высшего сорта, рассчитанный в ценах и нормативах на ÜI.U2.93 г. применительно к сыродельному заводу мощностью :iii т переработки молока на сыр в сшну, составляет l7V2,i тыс.руб.

Экологическое значение работы заключается в предотвращении -загрязнения окружающей среды за счет ре^шзации принципов безотходной технологии и повышении чпетиты получаемого молочного сахара.

Возможность использования молочного сахара из ультрафяльтра-1.1. в производства пищевых продуктов повышенной биологической дан-кости определяет социальную значимость прс*,п,г;снных исследований.

сыворотка сливка

I-накопительная емкость, 2-насос, 3-сепаратор, 4-пас-теразационно-охладлтельная установка, 5-подогреватель, б-удьтрафилътрацаонная установка, 7-вакуум-выпаркой аппарат, 8-сепаратор, Э-ыонзш для кислоты, Ю-ванна для отваривания альбумина, II-емкость душ щелочи, 12-емкость для бентонита, 13-н_.сос, 14-кристаллизатор, 15-центрафуга, 16-емкостъ д;.л мелассы, 17-сушилка, 18-реа"тор, 1Э-фзльтр-драсс, 20-ешость для очищенной колассн.

?ьс. 7. Схема технологического процесса производства молочного сахара аз улътрафальтрата подснрной сыворотка.

14

ВЫВОДЫ

1. Экспериментально подтверждены основные положения рабочей

■ ,л;о юзы о наличии в ультрафильтрате подсирной сыворотки веществ, препятствующих кри^галлнзации лактозы, о возможности их удаления в получения из ультрафильтрата молочного сахара различного уровня качества.

2. Изучен ультрафильтрат подсырной сыворотки как сырье для производства молочного сахара. Особенностями состава ультрафильтрата являются повышенное содержание минеральных веществ, в частности кальция, и наличие термолабнлышх фракций сывороточных белков в нативном состоянии.

3. Исследована эффективность ультрафильтрациошюп очистки сыворотки с помощью различных типов отечествонных мембран. Применительно к техно-оиш молочного сахара предпочтительны мембраны У1Ш-Л, УШ.1-50 и ПА-50.

4. Определены резкими процесса высокотемпературны! ультрафи-дътрации для получения фильтрата высокой доброкачественности: узжсратура (85+5) °С, давление (0,35+0,05) Ша. Ультрафильтрит зодержит на (33+2)$ меньше кальция, в (2,7-2,8) раза меньше белая, чем традиционный. Производительность процесса в (2,2.1.0,2) paita выше, чем при (53+2) °С.

5. Разработан способ очистки ультрафильтрата подсырной сыворотки от несахаров путем раскисления и нагревания при пронзводст--^е молочного сахара (а.с. !¡ I68762I). Способ позволяет выделить 23 ультрафильтрата (34,5+0,4)$ азотистых веществ и (78_¿2)$ солей

(; альция, магния и фосфора. •

6. Разработан способ .очистки ультрафильтрэта подсырной сыворотки от несахаров с помощью природного сорбента бентонита. Способ позволяет удалить из ультрафильтрата (76+2)Г» азотистых веществ, в том числе белка - до 100$. • .

7. На основании проведенных исследований разработано шесть альтернативных вариантов технологии молочного сахара различного •'ачоства из ультрафильтрата подсырной сыворотки; пищевого - ^ :лиоткой бентонитом и с очисткой раскислением; сырца улучшенного-

очисткой на стадии сгущэшш и из высокотемпературного ультрафи-~íтрата; сырца высшего сорта - без дополнительной обработки и в а<'9си о осветленной сывороткой'. Технология позволяет бистро раа-л.ровать на изменение рыночного спроса и выпускать продукт требу-о уровня качества без дополнительных к5гл1алышх влоыений./

В. Предложен безотхидшй способ нер-лшооткп малагу . • -

шщяиващцй во очистку от несахаров с ноисщьв ириродпог t ;:.'vбо:г бентонита, возврат очищенной молассц в производство Jia.i'ivusj и ix-пользовапие белково-минерпльного осадка в кормовых целях (поло,-телыюо решение BHiitlfllJ по заявке 4ВБь980).

У. Результаты исследований использованы при разработке технологической инструкции ил производству молочного сахара-сырца из ультра^шьтрата подсырной сыворотки. Осуществлена производственная проверка разработанной технологии на Александровском i,IÜ3 Ставропольского края а ъогучарском молочном заводе Воронежской области. Экономический! эйгрскт от производства Т т молочного сахара из улътра;Тлльтрата поденрлой сыворотки для енрзаводов мощностью ¿;> т переработки молока па сыр в сиену, ь ценах и нормативах на. 0.1..02. УЗ г., ссспшпнвт УгЗЫ,-. руб. Окономичаская оценка прадотвращел.'С-T'tj экологического ущерба при внедрении оизотходкой технологии молочного сахара из ультрафшьтрата подсырной сыворотки, в цена' и норпатш-ах па uI.Uki.93 г., составляет 231)4, бтис. руб. Экологический мониторинг показал, что разработанная технология улучшзит экологическую чистоту полу чао ¡лого молочного сахара.

OiiliCOü ОШВлйШ^ПП^ РАБОТ НО mw AÄOjäPTAitöH

1. Сравнительный анализ различных способов очистка сииоротли при производстве молочного сахара / С.В. Анисимов, И.Л. Кздоки-мов, Горшколепова, Д.И. Лодыгин // достпшшня наук \ и техники в комплексном использовании .'¡елочного сырья: Сб. тр. ШАМЫ -Ставрополь, lÜdO. - С. 107-110.

2. Исследование возможности комплексной переработки молочной CHBOpü'JKU с использованием ультра,¡ильтрации / А.Г, Хргилцов, Ii.Л. Кщпкнмоь, Д.Г1. Ллдипш, B.B. Горшколепова // Проблемы индустриализации общественного питания страны: Тез. докл. 2-й ШТи. - Харьков, 1089. - С. 179.

, 3. Ресурсосберегающая технология молочного сахара на осцоеь эле«тродналпзной обработки ультрафильтрата лодсирноЯ сыворотки / Л.Г. Хршлцов, И.Л. Евдокимов, Д.Н. Лодыгин, В.В. Горшколепова, В.А. Павлов // ЗлектрсАизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья:- Тоз. доил, ß-il Ш1'и. - .'Л,, 19о9. - 0. 352-353.

'f. О^октивнпсть очистки сыворотки При производство колочно-

го сахара / Л.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, В.В. Костина, В.Л. Павлов // Известия вузов. Пищевая технология.-1989.-Я- 6. - С. 22-23.

5.. Переработка подсырней сыворотки с применением ультрафильтрации / H.A. Евдокимов, Д.П. Лодыгин, В.В. Костина, В.М. Босов, П.А. Бессмертный// Инф. листок .'5 55-91). - Ставрополь, 1990. -3 с.

6. Евдокимов H.A., Костина В.В., Суюнбаев К.Д. Примонение природных адсорбентов при производстве молочного сахара из ультрафильтрата подеирной сыворотки // Химические проблемы пищевой технологии : Тез. регионального совещания. - Краснодар, 1990. -0. 103-104.

7. Комплексная переработка подсырной сыворотки с использованием ультрафильтрации / А.Г. Храмцов, H.A. Евдокимов, В.В. Костина, Д.Н. Лодыгин, И.А. Бессмертный // Научно-технический информационный сборник: передовой епыт, рекомендуемый для внодрония. -М., АгроШИТЭИшсомолпром, I99Ü. - В 4. - С. 13-15.

6. 1.5ilk sugur making by msrabi-ane teclmolocy / Chramtsov A.P. , ' Hochmistrov V.V. , Evdokir.iov I.A., Uoetinn V.V. , Abdulinc. b.R. , I'nvlov V.A. // Brief communications find ;nbstracts of poaters of tho XXIII International Dairy Congress. - Monreal, 1990. - v.2. -p. 393.

9. A.c. № 1687621 СССР, МШ С 13 К 5/00, A 23 С 21/00.,Спо-соб получения молочного сахара / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, В.В. Горшколспова. - заявл. 02.02.В9, опубл. 30.10.91, бюл. J& 40.

10. 'Технологические особенности переработки ультрафильтрата на молочный сахар / А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов, В.В. Костина,

B.А. Павлов // Обзорная информация. Сер. Молочная промышлен-пооть. - М., АгроШИТЗИмясомолпром, 1991. - 45 с.

11. Тепловая обработка молочной своротки при ультрафильтрации / 1-1.А. Евдокимов, В.В. Рохмистров, С.И. Бабынышев, В.В. Костина, А.И. Терновой // Проблемы влияния тепловой обработки на пищевую ценность продуктов питания : Тез. ВНТК. - Харьков, 1990. -

C. II6-II7. ,

12. Заявка J5 4886980 СССР, МШ'С 13 К 5/00, А 23 С 21/00. Способ производства молочного сахара / А.Г. Храмцов, Г.С. Варданян, H.A. Евдокимов, А.И. Терновой, В.В. Костина, Н.Я. Дыкало, В.А. Павлов. Положительное решение от 29.10.91 г.

13. Рохмистров В.В., Бабонышев С.П., Костина В.В. .Высокотемпературная ультрафильтрация // Мат. XIX научн. конф-и СтГК. -Ставрополь, 1990. - ч. 2. - С. 54.

Q&fö