автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Тепловая коагуляция белков творожной сыворотки в проточном пароконтактном аппарате

РГБ ОД

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАфФ 2300

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи

СМИРНОВ ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ

ТЕПЛОВАЯ КОАГУЛЯЦИЯ БЕЛКОВ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ В ПРОТОЧНОМ ПАРОКОНТАКТНОМ АППАРАТЕ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-2000

Работа выполнена на кафедре "Технологическое оборудование II процессы отрасли" Московского Государственного Университета прикладной биотехнологии

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

Доктор технических наук, профессор Ю.В. Космодемьянский

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор К.И. Тарасов

Кандидат технических наук А.Ю. Золотин

Ведущая организация

(предприятие) ОАО "Очаковский молочный завод"

Защита состоится 15 мая 2000г в ......часов на заседании

диссертационного совета в Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ) по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина дЗЗ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ

Автореферат разослан . ,2000г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Г. Забашта

Л о ¡^г п О _ А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в мире остро ощущается дефицит животного белка, обладающего высокой биологической и пищевой ценностью. Это связано, прежде всего, с отставанием производства белковой пищевой продукции по сравнению с ростом численности населения во всем мире. В РФ дефицит отечественной белковой пищевой продукции обусловлен в первую очередь недостатком сырьевых ресурсов, что выдвигает актуальную проблему разработки ресурсосбережения. По этому показателю молочная промышленность уступает другим пищевым отраслям.

Однако при имеющемся дефиците белка в питании человека имеются дополнительные источники значительного количества животного белка, которые не используются рационально.

Одними из главных таких источников являются вторичные сырьевые ресурсы молочной промышленности, значительную долю среди которых занимает молочная сыворотка (МС), объемы которой увеличиваются с каждым годом. По данным Международной молочной Федерации, в настоящее время до 50 % молочной сыворотки не используется, создавая дополнительную проблему защиты окружающей среды.

Одним из перспективных путей использования этого сырья является производство сывороточно-белковых концентратов (СБК).

Во всем мире совершенствуются традиционные и создаются новые эффективные способы переработки МС, направленные на возможно более полное извлечение и использование ее белков. Выделение сывороточных белков (депротеинизация) является наиболее ответственным этапом безотходной переработки МС, поскольку на основе денротеинизированной МС может быть выработан ряд разнообразных пищевых продуктов. Изыскиваются новые пути применения выделенных белков в различных отраслях пищевой промышленности, что позволяет" улучшить биологические и вкусовые достоинства продуктов при одновременной экономии дефицитного пищевого сырья. Депротеинизация МС открывает разнообразные пути ее дальнейшей переработки.

В промышленности в настоящее время более широкое распространение получили способы выделения белков, основанные на их коагуляции, способы выделения с применением мембранной техники и сорбционные способы (в основном используются для получения отдельных фракций белков, обладающих высокой биологической активностью). Первые хотя и позволяют выделять белки только в денатурированном состоянии, но имеют ряд достоинств, определяющих их предпочтительное применение, т.к. они:

позволяют совместить тепловую коагуляцию белков с дезодорацией и пастеризацией (стерилизацией) МС, что упрощает последующую переработку депротеинизированной МС в пищевые продукты;

- получаемые концентраты сывороточно-белкового коагулята (КСБК) могут быть использованы в качестве полноценной белковой добавки к традиционным молочным продуктам и кормам;

- не требуют сложного и дорогостоящего оборудования и больших затрат на его обслуживание, что обусловливает низкие текущие затраты на выделение белка.

Среди способов, основанных на коагуляции белков, наиболее широко применяются способы основанные на тепловой коагуляции. Однако их техническая реализация неудовлетворительна, отсутствуют математические описания кинетики этих процессов. Эффективность процессов тепловой коагуляции МС существенно

возрастает при переходе на поточный метод тепловой обработки, который позволяет существенно снизить энергозатраты за счет рекуперации теплоты и стоимость оборудования за счет уменьшения его габаритов. Экспериментальные данные при исследовании процессов тепловой коагуляции в большинстве случаев получены в периодических условиях и могут применяться ограничено для описания процессов, протекающих непрерывно. Все это сдерживает разработку высокоэффективного оборудования для коагуляции сывороточных белков в МС.

Цель исследования состоит в повышении эффективности выработки концентратов из коагулятов белков творожной сыворотки (ТС) путем исследования процесса высокотемпературной тепловой коагуляции в проточном пароконтактном аппарате, изучения свойств коагулята и режима выделения белкового концентрата из тарельчатой центрифуги.

Для достижения поставленной цели с учетом анализа имеющейся информации необходимо:

- создать полупроизводственную экспериментальную пароконтактную установку для высокотемпературной тепловой коагуляции белков ТС;

- провести экспериментальные исследования процесса тепловой коагуляции ТС на проточной установке;

- на основе экспериментальных данных получить зависимости, описывающие кинетику процесса тепловой коагуляции белков ТС;

- изучить свойства коагулята белков ТС;

- провести теоретический анализ процесса тепловой коагуляции белков

ТС;

- , разработать методику расчета производственной установки;

- изучить режим центробежного осаждения сывороточно-белкового коагулята;

- изучить качественные характеристики выработанной молочной продукции с добавками КСБК;

- определить состав технологического оборудования участка переработки

ТС;

- произвести расчет экономической эффективности использования КСБК для выработки молочной продукции,

- определить пути использования КСБК.

Научная новизна. Получена опытная кинетическая закономерность полноты тепловой коагуляции белков ТС при изоэлектрическом значении рН в зависимости от интенсивности и продолжительности теплового воздействия в условиях проточного пароконтакгного нагрева. На основе математического анализа процесса с использованием фундаментальных законов физической и коллоидной химии, макро- и микрокинетики, балансовых соотношений разработана его математическая модель, с помощью которой может быть вычислена полнота коагуляции, а также дисперсный состав коагулята в зависимости от параметров тепловой обработки ТС, Обработкой данных опытов получены значения констант уравнений математической модели.

Установлен предпочтительный температурный режим тепловой обработки.

Практическая ценность работы состоит в разработке аппарата для проточной тепловой коагуляции белков, а также методики его расчета.

Получен, оптимальный режим выделения КСБК на тарельчатой центрифуге с периодической выгрузкой осадка.

Реализация результатов работы. На основе полученных результатов

разработана и изготовлена пилотная установка для проточной тепловой коагуляции белков ТС, которая входит в состав участка по депротеинизации ТС. Проведенные заводские испытания подтвердили основные результаты, полученные в лабораторных условиях. На основании полученных результатов апробирована опытно-технологическая участок по получению концентрата сывороточно-белкового коагулята (КСБК). Акты испытаний прилагаются.

Результаты исследования будут использованы б соответствии с планом реализации научно-технической программы ОАО "ОМЗ" по комплексной переработке ТС.

Брошюра "Выделение белков из молочной сыворотки" [1] используется в учебном процессе при изучении раздела "Процессы пищевой биотехнологии" курса "Процессы и аппараты пищевых производств". Математическая модель процесса тепловой коагуляции будет использована при разработке учебного пособия по данному разделу курса.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и опубликованы на третьей международной научно-технической конференции "Пища, экология, человек".

Диссертационная работа рассмотрена на расширенном заседании кафедры ТОПО.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста (98 страниц основного материала), содержит 20 рисунков, список литературы из 94 наименований и 8 приложений на 40 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования. Показана научная новизна и практическая значимость.

В первой главе диссертации рассмотрены опубликованные в научной литературе сведения об особенностях молекулярной структуры сывороточных белков (далее белков), их основных физических и химических свойствах.

Проанализированы известные способы коагуляции белков в МС (тепловая коагуляция, злектрокоагуляция, коагуляция электролитами,

комплексообразование).

Рассмотрено промышленное оборудование, применяемое для коагуляции и выделения скоагулированных белков из МС.

Сделан вывод о необходимости учета состава и свойств белков при выборе способов их выделения из МС и направлений их использования.

Отмечено недостаточное математическое описание процессов коагуляции.

Наиболее перспективными признаны такие виды оборудования, как установки для коагуляции белков МС в потоке, для выделения скоагулированных белков - специализированные сепараторы. Это оборудование позволяет по сравнению с другими интенсифицировать процессы коагуляции и выделения белков.

Во второй главе определены объекты исследования, порядок отбора проб, условия эксперимента, методы и приборы для анализа, описано устройство, принцип действия и подготовка экспериментальной установки.

В качестве объектов исследования выбрана творожная сыворотка, вырабатываемая на ОАО"ОМЗ" на линиях "Пасилак" и Я9-ОПТ,

Для исследования процесса тепловой коагуляции белков тссрожной сыворотки была изготовлена экспериментальная проточная пароконтактная установка, схема которой представлена на рис. 1.

Рис. 1. Экспериментальная проточная пароконтактная установка для тепловой коагуляции белков творожной сыворотки

1-вентиль для регулировки подачи пара; 2-регулятор давления; 3-конденсатоотводчик; 4-накопительная емкость; 5-плунжерный насос для подачи исходной сыворотки; 6-устройство изменения подачи сыворотки плунжерным насосом; 7-кран; 8-пароконтактный нагреватель; 9-коагулятор; 10-тепло изоляция коагулятора; 11-пробоотборники; 12-датчики температуры; 13-клапан для регулировки давления в коагуляторе; 14-самоиспаритель для отделения пара; 15-охладитель; 16-вентиль регулировки подачи хладоно-сителя, 17-шкаф управления

В работе использованы физические, химические и физико-химические методы анализа. Химический состав сыворотки определялся при помощи прибора "MilroSkanFtl20", в котором реализованы оптические методы анализа (ИК-спектр). Этот прибор определяет сухие вещества, жир, белок, лактозу. Определение плотности проводилось по ГОСТ 3625-84 (применительно к молоку), кислотности - по ГОСТ 3624-67 (применительно к молоку), массовой доли сухих веществ - по ГОСТ 3626-73 (применительно к молоку). Для анализа дисперсного состава ТС была использована система анализа изображений "LEITZ TAS PLUS", предназначенная для количественного и качественного описания исследуемых объектов.

Третья глава посвящена теоретическому анализу процесса тепловой коагуляции сывороточных белков.

Несмотря на известные достижения в изучении физико-химических основ тепловой коагуляции сывороточных белков, базирующиеся на них кинетические закономерности этих процессов в настоящее время пока не разработаны. Данное положение обусловлено сложностью, а также многофакторностью обоих основных составляющих процессов: тепловой денатурации и собственно коагуляции сывороточных белков.

б

Для синтеза математических моделей процессов используются различные методы, среди которых наиболее часто применяются статистический метод регрессионного анализа процесса и аналитический метод. Метод регрессионного анализа позволяет в результате обработки экспериментальных данных получить адекватную математическую модель процесса (уравнение регрессии), являющейся функциональной зависимостью основной технологической характеристики процесса от измеряемых параметров. Данный метод является предпочтительным для установления закономерных взаимосвязей между технологическими параметрами сложных нестационарных процессов, ввиду того, что детальный анализ механизма таких процессов значительно затруднен ввиду большого числа малоизученных факторов физического, физико-химического и структурного характера. Для данного метода присущи следующие недостатки: ограниченность применения полученных моделей; трудоемкость получения коэффициентов регрессии, особенно при обработке результатов многофакгорного эксперимента. Получение наиболее точных моделей, отражающих влияние нескольких параметров в широкой области изменения их значений на процесс, связано с необходимостью проведения значительного количества экспериментов, конечные уравнения получаются громоздкими.

Результаты регрессионного анализа мало что дают в отношении познания процесса и их научная ценность ограничена.

При высокой степени достоверности полученные математические модели не всегда имеют обобщающий характер и в таких случаях справедливы только для условий экспериментов, что увеличивает затраты на получение опытных данных, затрудняет масштабный переход от лабораторных процессов к производственным.

Сложность процесса тепловой коагуляции обусловлена различием скоростей обеих стадий для каждой белковой фракции, а также влиянием на них компонентного состава системы, температуры и кислотности. Для такого рода сложных систем обычно предпочитают статистические методы математического моделирования, основанные на обобщении данных измерений.

Для получения функциональных зависимостей были использованы экспериментальные данные, полученные на проточном экспериментальном пароконтактном аппарате и приведенные на рис. 2 и рис.3 с последующим их регрессионным анализом. В качестве средства выражения кинетической зависимости был выбран полином второй степени, который широко используется при обработке экспериментальных данных:

Kb=B0+BI -Т+ВГХ+ВЦ-Т-Т+ВИ -T' + Bjj-T2 (1) где Kb - полнота коагуляции всего растворимого белка ТС, %; Bi. Bij - коэффициенты регрессии; Т - температура теплового воздействия Т.С., °С; т - продолжительность воздействия температуры Т, с.

Для расчетов коэффициентов регрессии этих моделей была использована компьютерная программа EXCEL

Ниже приводятся полученные уравнения регрессии: Для сыворотки, вырабатываемой на линии Я9-ОПТ (рН=4.09-4.12, Т=70-145 °С, т=0-200 е.):

Кв= -180.23+3.4360-Т+0.0888-Т+0.0012'Т-т -0.0143 'Т2-0.0006-т2 . (2) Для сыворотки, вырабатываемой на линии "Пасилак"(рН=4.09-4.12,

Т=70-145 "С, т=0-200с): Кв= -191.5+3.7075-Т+0.050б-т+0.0015-Т--с-0.015б-Т 2-0.0005- х3 (3)

Время коагуляции (с)

Рис.2. Данные опытов по тепловой коагуляции белков творожной сыворотки, выработанной на линии Я9-ОПТ

145 °С

Время коагуляции (с)

Рис.3. Данные опытов по тепловой коагуляции белков творожной сыворотки, выработанной на линии "Пасилак"

Для научного познания процесса используют аналитический метод, основанный на теоретическом анализе влияния отдельных факторов, математическом выражении их частных закономерностей, проявляющихся на микро- и макроуровнях, с анализом их связей и последующим переходом к общей кинетической закономерности.

Для придания обобщающего характера математическим моделям применяют аналитический метод математического моделирования, базирующийся на теоретическом исследовании процесса. Такие модели могут распространяться на целый класс процессов.

Аналитический метод позволяет выразить закономерности макрокинетики через закономерности микрокинетики, в качестве которых могут быть использованы законы физики, физической химии, механики и других фундаментальных областей знаний.

В такой форме модель отражает высокий уровень познания процесса и поэтому представляет собой научную ценность.

При этом скорость процесса обычно выражают скоростью изменения рассматриваемого параметра обрабатываемого продукта сШЛк, которую ставят в зависимость от текущего отклонения системы от состояния равновесия (движущей силы).

Кинетическое уравнение имеет вид:

а0/с1г = А-Д0" (4)

где А - кинетический коэффициент, выражающий сопротивление системы протеканию в ней процесса; - движущая сила процесса, п - показатель степени, выражающий порядок реакции.

Лб = 0-0„ (5)

где в9 - равновесное значение в. Если = О, Л 6» = 9.

После интегрирования уравнения (4) с учетом начальных значений в получим зависимость бот продолжительности процесса т в общем виде:

9=т (б)

Зависимость (6) в конкретном виде используют для решения практических задач, в частности для определения продолжительности обработки тк до достижения заданного конечного значения 0К рассматриваемого параметра.

Процесс коагуляции термолабильных белков ТС протекает на следующих уровнях:

1. Молекулярный уровень. На этом уровне происходит тепловая денатурация термолабильных белков. Термолабильная фракция включает несколько видов белков, обладающих различной термолабильностью. Ввиду отсутствия изолятов этих белков, при

анализе процесса коагуляции рассматриваются осредненные параметры всей фракции,

2. Межмолекулярный уровень. На этом уровне, образуются центры коагуляции, увеличиваются частицы дисперсной фазы;

3. Структурный уровень. В результате взаимодействия между частицами дисперсной фазы образуется пространственная хлопьевидная структура твердой фазы. Ее характеристики зависят от гидродинамического режима коагуляции.

В коагуляторе процесс коагуляции обеспечивается другими вспомогательными процессами, определяющими подвод теплоты, транспортирование потока и обеспечивающими необходимые температуру, давление и гидромеханические условия коагуляции.

Первая стадия двухстадийного процесса коагуляции термолабильных сывороточных белков протекает на внутримолекулярном уровне. В общем случае при рассмотрении процесса с позиций макрокинегики полноту денатурации белков обычно выражают изменением значения наблюдаемого параметра. Кинетику денатурации белков выражают уравнением п-го порядка:

(ШЛ^-Ад-Н" (7)

где Н - текущее значение массовой доли нативного белка, х - время воздействия, вызвавшего денатурацию белка; Ад - коэффициент скорости денатурации, зависящий от температуры Т, кислотности и компонентного состава.

В частности, для выражения кинетики тепловой денатурации термолабильной фракции белков ТС используют уравнение (7) при п=1:

- ~~ = А„ • Н = Ад • (1 - Д) (8)

аг аг

где Н - текущее значение массовой доли нативного белка (Н = 1 - Д);

Д - доля массы термолабильной фракции сывороточных белков, приходящая на их денатурированную форму, образовавшуюся за время т тепловой об А. - коэффициент скорости тепловой денатурации, зависящий от температурь кислотности (°Т или рН) и компонентного состава, в частности содержан ионов некоторых электролитов (например, Са©).

После интегрирования уравнение (8) принимает вид:

Д = 1-е"А*'г (9)

Для отдельных фракций белков порядок реакции в уравнении (7) может быть более высоким. .

Основная часть массовой доли Д денатурированного к моменту времени т белка расходуется на образование дисперсной фазы, остальная часть образует центры агрегации денатурированных молекул.

Вторая стадия процесса коагуляции протекает на межмолекулярном уровне.

Согласно современной теории коагуляции коллоидных систем, на скорость этого процесса преобладающее влияние оказывают следующие общие факторы: 1. Изменение концентрации дисперсной фазы. Классическим выражением влияния этого фактора является уравнение макрокинетики второго порядка, предложенное Смолуховским:

= (10)

Ат

где С - численная обьемная концентрация частиц дисперсной фазы, ед/м3или м"1; А - коэффициент скорости коагуляции, зависящий от скорости броуновской диффузии частиц, которая в свою очередь зависит от температуры, вязкости дисперсионной фазы, размеров частиц, с", т - время, с.

Принимая во внимание практически линейную корелляцию между численной объемной концентрацией С и массовой долей дисперсной фазы, характерную для малоконцентрированных растворов (к которым относится МС) уравнение Смолуховского для коагуляции денатурированных сывороточных белков можно записать в форме:

— = • (Д - К)г (11)

йт

где К - текущее значение массовой доли коагулята (в нашем случае - скоагулированного сывороточного белка) от общей массы термолабильной фракции сывороточных белков;

Д - текущая массовая доля денатурированного белка от общей массы термолабильной фракции сывороточных белков;

Ак- коэффициент скорости коагуляции, зависящий от температуры, гидромеханической активности взаимодействия фаз, вязкости дисперсионной фазы, присутствия электролитов.

Уравнение (11) трудно поддается аналитическому преобразованию в интегральную форму.

2. Структура дисперсной фазы. Согласно Мюллеру, Дерягину, Кудрявцевой частицы разных размеров агрегируются быстрее, чем одинаковые, причем крупные агрегаты стабильнее мелких. Поэтому появление в системе агрегатов частиц, их рост и повышение неоднородности дисперсного состава способствуют увеличению скорости коагуляции. Неоднородность дисперсного состава белкового коагулята в МС обусловлена неодновременностью денатурации белковых молекул. С уменьшением дисперсности коллоидной системы снижается интенсивность их броуновского движения и скорость диффузии. Для повышения однородности дисперсного состава и предпочтительности сферической формы частиц, а не хлопьевидной (с точки

зрения последующего разделения фаз) коагуляцию следует проводить в условиях малоинтенсивного гидромеханического воздействия на систему.

Таким образом, уравнение скорости коагуляции по Смолуховскому и аналогичные ему отражают только начальную стадию процесса, когда происходит агрегация отдельных молекул. Дальнейшее развитие процесса сопровождается уменьшением дисперсности твердой фазы и увеличением неоднородности дисперсного состава в результате чего характер кинетической закономерности может существенно измениться.

3. Расстояние между частицами. В доступных информационных источниках не обсуждается фактор увеличения среднего расстояния между активными частицами в п3 раз при уменьшении их численной объемной концентрации Су,г, м"3 (или массовой доли С) в п раз. Действие данного фактора приводит к уменьшению значения показателя порядка реакции.

Анализ указанных факторов приводит к выводу, что для выражения кинетики тепловой коагуляции уравнение второго порядка вида (10) и (11) могут быть использованы лишь формально.

Поскольку математическое преобразование дифференциального уравнения в интегральную форму при значении показателя порядка реакции, отличающемся от единицы представляет собой трудную задачу, для аналитического выражения кинетики принят другой подход. С учетом фактора 3 для обобщения данных опытов принято уравнение тепловой коагуляции первого порядка:

^ = -Ак-(Д-К) (12)

Решение уравнения (12) совместно с уравнением (9) после интегрирования имеет вид:

К = 1--^--е"л,,'г+—^--е"А"" (13)

Ак - А„ Ак - Ад

Текущее число денатурированных молекул белка в 1 кг ТС может быть представлено следующим выражением:

гд=СбТ-В-Д-ММ (14)

где Сет - массовая доля сывороточных белков в ТС;

В - массовая доля термолабильных сывороточных белков от их общей массы;

N - число Авогадро, ед/кмоль;

М - молекулярная масса термолабильной фракции белка;

Д - текущее значениемассовой доли денатурированного белка.

Структура белкового коагулята определяется дисперсностью твердой фазы и ее дисперсным составом.

Скорость роста массы отдельной частицы коагулята выражена уравнением массоотдачи, в котором для выражения коэффициента массотдачи использован предельный закон Нуссельта (ввиду малых размеров частиц коагулята):

ам, _ 2 • р • рт ■ (Д - к) ■ ¿г а

где Мч - текущее значение массы одной частицы, кг; й - коэффициент диффузии,

б - эквивалентный размер частиц, форма которых принята

сферической, м; рт - плотность твердой фазы, кг/и3; 5, - текущее значение площади поверхности частицы, м2.

Мч к-рт

(16)

Движущая сила массотдачи, выраженная текущим значением разности Д-К, которая после подстановки Д по уравнению (9) и К по уравнению (13) принимает вид:

Д_К = —.(е^-е'*") (П)

Ак-А,

щГ6

Рт ,

(18)

После преобразования и интегрирования (15) в пределах времени 0+т (с) и изменения массы наибольшей частицы от Мнлч. до Мч, получим:

5.197- О • (рт)ш' • ( Дд )■ Ак - Ад

--(е~Акг -1)- — -(е"Ад'' -1)|+ 1.857-Ю'1

А* А.

09)

= 4.835

5.197 ■ Г> • (рт • (—) ■ ( — • (е"Л*' -1) - ■ (е"Ал'' -1) | +1.857 • 1О'"

/Рт (20)

йч = 4.835

Текущее значение общей массы дисперсной фазы определяется по формуле:

М= СбТ'ВК (21)

В результате тепловой денатурации молекулы термолабильной фракции сывороточных белков переходят в активное состояние в отношении коагуляции. После этого путем коагуляции часть активных денатурированных молекул включается в состав уже образовавшихся твердых частиц дисперсной фазы вследствие того, что вся поверхность дисперсной фазы активна для присоединения денатурированных молекул. Оставшаяся часть денатурированных молекул образует новые центры коагуляции. Справедливо полагать, что на одну денатурированную молекулу с площадью поверхности Б], образовавшей новый центр коагуляции, приходится Э/в] частиц, осевших на поверхности уже существующей дисперсной фазы.

Исходя из принятого соотношения используем уравнение (14) для выражения числа образовавшихся центров коагуляции (или числа частиц дисперсной фазы) в 1 кг ТС за время х:

(22)

¿г йт Б

где сйд/У х - число денатурированных молекул, образующихся в единицу времени, ед/с;

вг площадь поверхности молекулы белка, м2; 5 - площадь поверхности дисперсной фазы, образовавшейся за время коагуляции т.

51=тс-52 (23)

2 - размер молекулы белка (форма принята сферической), м

, И N

—^ = (24)

Ат йг М

Преобразуя уравнение (22) с учетом уравнений (8) и (9) имеем: а. - „ . -А™ -г N б,

с!г "" ~ М 8'

- = Сет ■ В • А3 • е'л"'' ■ где Б -осредненное по времени значение Б.

После интегрирования имеем:

гг=С„.В~А-П-е-АП (25)

М Б

Выражение для изменяющейся во времени общей площади поверхности дисперсной фазы Э найдем из уравнения, выражающего скорость роста этого параметра:

, , , (26) йт \ йт ), V ёт .

Выражение для скорости роста площади поверхности частицы Б, найдем из уравнения для массы (15), которое преобразуется через плотность и соотношение между массой и площадью поверхности частицы: сй„ _2-'0-р,-(Д-К).8,

йт й-рт ■ (0.167 •<!)

^- = 37.624-0 Г йт

(27)

ЧАК ^

Уравнение (25) принимает вид:

37.624 • V ■

йт '

Сст • В ■ N ■ Ад - е ' - Б, М • Б '

А„

\

■ (е~Ад" - е~А"')

или в интегральной форме:

= 175.248.( V 1(-!--'*д»-.Л--(28)

\ М ^Ак-Ад; Ак + Ад ^ > 2 ■ Ад V '

В результате обработки полученных опытных данных по дисперсному составу коагулята белков творожной сыворотки, на основе уравнения (19) получены численные значения коэффициентов скорости денатурации Ад и коагуляции Ак при разных температурах. Поскольку процесс коагуляции зависит от количества денатурированных молекул белка, гидромеханической активности взаимодействия фаз, присутствия электролитов в большей степени, чем от температуры, то коэффициент скорости коагуляции Ак принимался независящим от температуры. Численные значения Ад и Ак. полученные по этому методу представлены в табл. 1.

Табл.1

Температура теплового воздействия, "С Ад Ак

90 0,0075 0.06

120 0,014 0.06

145 0,03 0.06

На рис.4-9 изображены графики изменения во времени массы М, и площади поверхности отдельной частицы 5Ч, площади поверхности коагулята 8, скоагулированного белка К, частиц • дисперсной фазы Z¡s. и общей массы дисперсной фазы М в течение времени коагуляции белков ТС, построенные по полученным зависимостям (19), (20), (28), (13), (25) и (21) соответственно. Графики строились при следующих исходных данных: С5т=0.01; В=0.78; N=6.02-1026ед/кмоль; М=18000; 0=7.48'Ю"пмг/с; 51=4.2-10"им2; рт=1230 кг/м3; Ад и Ак-из табл.1.

т(с)

Рис.4. Зависимость площади одной частицы дисперсной фазы от времени теплового воздействия

0.05

S, °-038 (м2/кгсьв)

0.025 -

0.013

145 "С

120 °C

90 °C

О 45 90 135 180 т(с)

Рис.5. Зависимость общей площади дисперсной фазы от времени теплового воздействия

145 "С

-10

(кг )

7-10

5.25-Ю"10

3.5-10

ГЮ

1.75-Ю"10

0 45 90 135 180 т(с)

Рис.6. Зависимость массы одной частицы дисперсной фазы от времени теплового воздействия

т(с)

Рис.7. Зависимость общей массы дисперсной фазы от времени теплового воздействия

Т(с)

Рис.8. Зависимость количества частиц дисперсной фазы от времени теплового воздействия

т(с)

Рис.9 Зависимость массовой доли коагулята от времени теплового воздействия

Характер полученных кинетических зависимостей отражает противоположное влияние на процесс коагуляции двух основных факторов: увеличения площади контакта фаз и снижения концентрации активного белка в растворе.

На основе полученных закономерностей когуляции может быть вычислен дисперсный состав частиц скоагулированного белка. Для этого условно разделяют весь промежуток времени коагуляции на £ временных стадий. Для каждой стадии вычисляют прирост количества частиц А.Ъм (где 1< 1 < {) по уравнению (25), а также средний размер частиц с!ф|1 по уравнению (19) и (18). Строят график распределения АЪ^ =

Разработанный метод анализа процесса коагуляции может быть применен к отдельным белкам термолабильной фракции.

Полученные зависимости использованы для разработки методики расчета установки для тепловой коагуляции сывороточных белков, включающей следующие основные положения:

1. Из балансов массы и теплоты по заданным производительности установки и температуре тепловой обработки ТС находят расход пара, производительность по вырабатываемым продуктам;

2. При помощи уравнения (13) по заданному значению К вычисляют требуемую продолжительность тепловой обработки, дисперсный состав коагулята;

3. По вычисленным продолжительности тепловой обработки и производительности по обработанной ТС выычисляют объем и геометрические размеры выдерживателя;

4. Строют график дисперсного состава и на его основе определяют полноту выделения КСБК в зависимости от используемого способа.

В четвертой главе рассматривается выделение скоагулированного белка ТС. Анализ литературных источников показал, что наиболее перспективным способом выделения является центробежное осаждение.

Для выделения скоагулированного белка из ТС был использован промышленный сепаратор марки ОСН-С с периодической центробежной выгрузкой осадка производительностью 10000л/ч. Поскольку на степень выделения влияют размеры частиц дисперсной фазы, которые в свою очередь зависят от интенсивности механического воздействия на них, для подачи в сепаратор исходной термообработанной ТС был использован насос объемного типа (лопастной) марки В30РА10, снижающий интенсивность механического воздействия на дисперсную фазу (скоагулированный белок). Известно, что при использовании центробежных насосов степень выделения белка уменьшается на ¡0-15% по сравнению с шестеренными, что объясняется уменьшением размеров частиц дисперсной фазы в результате большей интенсивности механического воздействия. Так, при перекачивании термообработанной сыворотки центробежным насосом количество мелких частиц ^экв^ 8мкм) скоагулированного белка увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с перекачиванием ТС шестеренным насосом.

Дисперсность коагулята повышается в результате гидромеханического воздействия в устройстве для стабилизации давления в виде клапана на выходе из коагулятора-выдерживателя (рис.1), где происходит взрывное самоиспарение воды из ТС. Повышение дисперсности отрицательно влияет на полноту выделения КСБК при центрифугировании. Дтя снижения интенсивности гидромеханического воздействия при прохождении термообработанной ТС через клапан, а также при ее самоиспарении, разработано устройство для стабилизации давления, выполненное в виде центробежного насоса (рис.10).

А А-А

Рис.10. Устройство для стабилизации давления в коагуляторе-выдерживателе

1- корпус; 2 - рабочее колесо; 3 - вал; 4 - вращающийся осевой патрубок; 5 - уплотнение; б - тангенциальный канал насоса; 7 - неподвижная труба

Нагретая ТС га коагулятора-выдерживателя поступает в тангенциальный канал 6 центробежного насоса. Направление вращения рабочего колеса 2 насоса соответствует направлению подачи жидкого продукта в насос через тангенциальный канал б, что снижает потребление насосом энергии, а также гидромеханическое воздействие на продукт. Движение жидкости во вращающемся рабочем колесе 2 происходит от периферии к центру и сопровождается постепенным падением давления, выделением пара из кипящего продукта, а также охлаждением последнего. Поскольку это кипение не носит взрывного характера, как это происходит в клапане, снижается интенсивность механического воздействия на продукт. Смесь жидкого продукта и пара выводится из насоса через осевой патрубок 4 и попадает в камеру, где происходит отделение пара.

Предлагаемое устройство для стабилизации давления не требует сложной системы управления и может быть использовано при больших перепадах давления на входе и выходе.

С целью определения оптимальных условий центробежного разделения были проведены исследования процесса сепарирования. На рис.11 и рис.12 представлены результаты этих исследований.

О 5 10 15 20 25 Продолжительность сепарирования (мин)

Рис. 11. Зависимость содержания взвешенного скоагулированного белка в депротеинизированной сыворотке от продолжительности сепарирования

5 10 15 20 Е£ег,я мэщу вырузка™ (лмн)

25

Рис. 12. Содержание сухих веществ в КСБК в зависимости от времени между выгрузками сепаратора

Как видно из рис. 11 с увеличением продолжительности сепарирования термообработаной сыворотки в депротеинизированной увеличивается содержание взвешенного белка, при этом темп роста содержания сухих веществ в КСБК постепенно снижается. После 20 мин содержание белка в депротеинизированной сыворотке приближается к содержанию белка для исходной сыворотки, поступающей в сепаратор на очистку, что свидетельствует о заполнении барабана скоагулированным белком. С целью устранения этого недостатка необходимо сокращать время между выгрузками осадка. Исходя из этого графика наиболее предпочтительным является время между выгрузками равное 5-10 мин. Поскольку с практической точки зрения важна не только степень выделения взвешенного белка, но и содержание сухих веществ в белковом концентрате, то дополнительно было исследовано влияние промежутка времени между выгрузками на содержание сухих веществ в белковом концентрате. Результаты этих исследований изображены на рис.12, из которого видно, что увеличение времени между выгрузками до 20-25 мин не приводит к значительному увеличению содержания сухих веществ. При оптимальном времени, найденном из рис.8 содержание сухих веществ в концентрате достигает 14-15%, что вполне соответствует данному показателю для белковых концентратов, получаемых на промышленных сепараторах для использования в качестве добавок к молочной продукции.

Поскольку депротеинизированную при помощи сепаратора сыворотку (после последующего осветления) намечено использовать в качестве основы для прохладительных лечебно-профилактических напитков, а промышленные сепараторы, используемые для выделения скоагулированных белков, не

позволяют полностью их выделять, что будет отрицательно отражаться на потребительском качестве продукции, то депрогеинизацию предпочтительно проводить в две стадии; первая стадия - сепарирование, вторая стадия -микрофильтрация. Микрофильтрация позволяет выделять из частично депротеингаированнои сыворотки частицы скоагулированного белка, малые размеры которых не позволяют их выделять на промышленных сепараторах.

В пятой главе обоснованы направления использования полуфабрикатов, получаемых при переработке творожной сыворотки.

Приведена технологическая схема производственной пароконтактной установки для тепловой обработки сыворотки с регенерацией теплоты (рис. 13).

Рис.13. Пароконтактная установка для тепловой обработки молочной сыворотки

1 - насос; 2 - пароконтактный нагреватель молочной сыворотки, 3 - конденсатоотводчик; 4 - регулятор давления; 5 - выдерживатель (коагулятор), б - устройство для управления да в выдерживателе; 7 - испаритель; 8 - теплообменник для 'утилизации теплоты вторичного : 9 - теплообменник для утилизации теплоты вторичного пара.

исходная сыворотка термообработанная сыворотка конденсат вторичного пара

первичный пар вторичный пар конденсат первичного пара

Теплота вторичного пара утилизируется в теплообменнике 8, а теплота нагретой сыворотки - в теплообменнике 9. Помимо экономии теплоты, регенерация снижает разбавление сыворотки конденсатом первичного пара. Концентрация белка в ТС после тепловой обработки вычисляется по уравнению, получаемому на основе балансов массы и теплоты.

Разработан ряд продуктов с использованием КСБК: творожный крем, белковая масса, йогурт. Обоснованы технологические режимы процессов получения этих продуктов и осуществлен подбор промышленного оборудования, необходимого для их производства.

Расчетный головой экономический эффект от реализации результатов исследования для условий ОАСГОМЗ" составляет 427045 руб по ценам на май 1999г.

Основные результаты работы

1. Путем анализа имеющейся информации по депротеинизации ТС обоснована схема высокотемпературной пароконтактной тепловой коагуляции белков ТС с последующим ее сепарированием, соответствующая целям научно-технической программы ОАО"ОМЗ" "Комплексная переработка ТС";

2. Разработан и создан опытный образец полупромышленного проточного аппарата для пароконтактной тепловой обработки ТС;

3. Путем обобщения результатов экспериментов по тепловой коагуляции ТС получены кинетические зависимости процесса в форме уравнений регрессии;

4. В результате теоретического анализа совмещенных процессов денатурации белков и их коагуляции получены уравнения кинетики роста массы отдельных частиц, массы и площади поверхности коагулята уравнения кинетики в зависимости от интенсивности и продолжительности теплового воздействия;

5. Путем обработки данных дисперсного анализа коагулята сывороточных белков, полученного при разных режимах теплового воздействия определено значение кинетического коэффициента коагуляции, а также зависимость от температуры коэффициента скорости денатурации.

6. Разработана методика инженерного расчета проточной установки для пароконтактной высокотемпературной тепловой обработки ТС с рекуперацией теплоты;

7. Спроектирован и создан опытно-производственный участок, включающий установку для тепловой яароконтактной обработки ТС с теплообменным оборудованием для рекуперации теплоты, а также оборудование для получения концентрата сывороточно-белкового коагулята;

8. Проведены испытания выделения скоагулированного белка на сепараторе-сливкоотделителе. Получены данные по предпочтительному режиму работы сепаратора;

9. По результатам данных испытания оборудования опытно-производственного участка выполнен экономический расчет эффективности выработки КСБК из ТС путем ее высокотемпературной обработки в потоке (для условий ОАО "ОМЗ").

ПУБЛИКАЦИИ

1. Смирнов В.Ю., Юрин В.Н., Космодемьянский Ю.В. Выделение белков из молочной сыворотки. - М.: МГУПБ, 1999, 68 с.

2. Кулаков A.B., Смирнов В.Ю., Юрин В Н. Уравнение скорости тепловой коагуляции белков в растворе // Третья международная научно-техническая конференция "Пища, экология, человек": Тез.докладов. -М.: МГУПБ, 1999, 259 с.

3. Космодемьянский Ю.В., Смирнов В.Ю., Юрин ВН., Бредихин С.А. Проточная установка для нагрева молочной сыворотки // Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии: Сб. научных трудов. -М.: МГУПБ,1999,179 с.

4. Космодемьянский Ю.В., Кулаков А.В.,. Смирнов В.Ю., Бредихин С.А. Кинетика тепловой денатурации и коагуляции белков молочной сыворотки // Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии: Сб. научных трудов. - М.: МГУПБ, 1999,179 с.

5. Смирнов В.Ю., Юрин В.Н., Космодемьянский Ю.В. Линия для тепловой обработки жидких продуктов. Решение о выдаче патента на изобретение от 28.12.99 по заявке № 99113111/13 (014299) МПК 7А231-3/16

Введение

1 .Литературный обзор

1.1. Свойства сывороточных белков

1.1.1 Состав сывороточных белков

1.1.2 .Биологическая ценность

1.1.3. Денатурация сывороточных белков

1.1.4. Коагуляция сывороточных белков

1.2. Выделение сывороточных белков 33,

1.2.1. Способы получения сывороточных белковых концентратов

1.2.2. Выделение сывороточных белковых дисперсий

1.3. Оборудование для тепловой обработки молочных продуктов 36 1 ^.Оборудование для выделения белков из молочной сыворотки

Актуальность работы. В настоящее время в мире остро ощущается дефицит животного белка, обладающего высокой биологической и пищевой ценностью. Это связано, прежде всего, с отставанием производства белковой пищевой продукции по сравнению с ростом численности населения во всем мире. В РФ дефицит отечественной белковой пищевой продукции обусловлен в первую очередь недостатком сырьевых ресурсов, что выдвигает актуальную проблему разработки ресурсосбережения. По этому показателю молочная промышленность уступает другим пищевым отраслям.

Однако при имеющемся дефиците белка в питании человека имеются дополнительные источники значительного количества животного белка, которые не используются рационально.

Одними из главных таких источников являются вторичные сырьевые ресурсы молочной промышленности, значительную долю среди которых занимает молочная сыворотка (МС), объемы которой увеличиваются с каждым годом. По данным Международной молочной Федерации, в настоящее время до 50 % молочной сыворотки не используется, создавая дополнительную проблему защиты окружающей среды.

Одним из перспективных путей использования этого сырья является производство сывороточно-белковых концентратов (СБК).

Во всем мире совершенствуются традиционные и создаются новые эффективные способы переработки МС, направленные на возможно более полное извлечение и использование ее белков. Выделение сывороточных белков (депротеинизация) является наиболее ответственным этапом безотходной переработки МС, поскольку на основе депротеинизированной МС может быть выработан ряд разнообразных пищевых продуктов. Изыскиваются новые пути применения выделенных белков в различных отраслях пищевой промышленности, что позволяет улучшить биологические и вкусовые достоинства продуктов при одновременной экономии дефицитного пищевого сырья. Депротеинизация МС открывает разнообразные пути ее дальнейшей переработки.

В промышленности в настоящее время наиболее широкое распространение получили способы выделения белков, основанные на их коагуляции, способы выделения с применением мембранной техники и сорбционные способы (в основном используются для получения 5 отдельных фракций белков, обладающих высокой биологической активностью). Первые хотя и позволяют выделять белки только в денатурированном состоянии, но имеют ряд достоинств, определяющих их предпочтительное применение, т.к. они:

- позволяют совместить тепловую коагуляцию белков с дезодорацией и пастеризацией (стерилизацией) МС, что упрощает последующую переработку депротеинизированной МС в пищевые продукты;

- получаемые концентраты сывороточно-белкового коагулята (КСБК) могут быть использованы в качестве полноценной белковой добавки к традиционным молочным продуктам и кормам;

- не требуют сложного и дорогостоящего оборудования и больших затрат на его обслуживание, что обусловливает низкие текущие затраты на выделение белка.

Среди способов, основанных на коагуляции белков, наиболее широко применяются способы основанные на тепловой коагуляции. Однако их техническая реализация неудовлетворительна, отсутствуют математические описания кинетики этих процессов. Эффективность процессов тепловой коагуляции МС существенно возрастает при переходе на поточный метод тепловой обработки, который позволяет существенно снизить энергозатраты за счет рекуперации теплоты и стоимость оборудования за счет уменьшения его габаритов. Экспериментальные данные при исследовании процессов тепловой коагуляции в большинстве случаев получены в периодических условиях и могут применяться ограничено для описания процессов, протекающих непрерывно. Все это сдерживает разработку высокоэффективного оборудования для коагуляции сывороточных белков в МС.

Цель исследования состоит в повышении эффективности выработки концентратов из коагулятов белков творожной сыворотки (ТС) путем исследования процесса высокотемпературной тепловой коагуляции в проточном пароконтактном аппарате, изучения свойств коагулята и режима выделения белкового концентрата из тарельчатой центрифуги.

Для достижения поставленной цели с учетом анализа имеющейся информации необходимо: создать полупроизводственную экспериментальную пароконтактную установку для высокотемпературной тепловой коагуляции белков ТС; провести экспериментальные исследования процесса 6 тепловой коагуляции ТС на проточной установке;

- на основе экспериментальных данных получить зависимости, описывающие кинетику процесса тепловой коагуляции белков ТС;

- изучить свойства коагулята белков ТС; провести теоретический анализ процесса тепловой коагуляции белков ТС; разработать методику расчета производственной установки;

- изучить режим центробежного осаждения сывороточно-белкового коагулята; изучить качественные характеристики выработанной молочной продукции с добавками КСБК;

- определить состав технологического оборудования участка переработки ТС; произвести расчет экономической эффективности использования КСБК для выработки молочной продукции;

- определить пути использования КСБК.

Научная новизна. Получена опытная кинетическая закономерность полноты тепловой коагуляции белков ТС при изоэлектрическом значении рН в зависимости от интенсивности и продолжительности теплового воздействия в условиях проточного пароконтактного нагрева. На основе математического анализа процесса с использованием фундаментальных законов физической и коллоидной химии, макро- и микрокинетики, балансовых соотношений разработана его математическая модель, с помощью которой может быть вычислена полнота коагуляции, а также дисперсный состав коагулята в зависимости от параметров тепловой обработки ТС. Обработкой данных опытов получены значения констант уравнений математической модели.

Установлен предпочтительный температурный режим тепловой обработки.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, список литературы из 94 наименования и 8 приложений.

б.Основные результаты работы

1. Путем анализа имеющейся информации по депротеинизации ТС обоснована схема высокотемпературной пароконтактной тепловой коагуляции белков ТС с последующим ее сепарированием, соответствующая целям научно-технической программы ОАО"ОМЗ" "Комплексная переработка ТС";

2. Разработан и создан опытный образец полупромышленного проточного аппарата для пароконтактной тепловой обработки ТС;

3. Путем обобщения результатов экспериментов по тепловой коагуляции ТС получены кинетические зависимости процесса в форме уравнений регрессии;

4. В результате теоретического анализа совмещенных процессов денатурации белков и их коагуляции получены уравнения кинетики роста массы отдельных частиц, массы и площади поверхности коагулята уравнения кинетики в зависимости от интенсивности и продолжительности теплового воздействия;

5. Путем обработки данных дисперсного анализа коагулята сывороточных белков, полученного при разных режимах теплового воздействия определено значение кинетического коэффициента коагуляции, а также зависимость от температуры коэффициента скорости денатурации.

6. Разработана методика инженерного расчета проточной установки для пароконтактной высокотемпературной тепловой обработки ТС с рекуперацией теплоты;

7. Спроектирован и создан опытно-производственный участок, включающий установку для тепловой пароконтактной обработки ТС с теплообменным оборудованием для рекуперации теплоты, а также оборудование для получения концентрата сывороточно-белкового коагулята;

8. Проведены испытания выделения скоагулированного белка на сепараторе-сливкоотделителе. Получены данные по предпочтительному режиму работы сепаратора;

9. По результатам данных испытания оборудования опытно-производственного участка выполнен экономический расчет эффективности выработки КСБК из ТС путем ее высокотемпературной обработки в потоке (для условий ОАО "ОМЗ") [приложение 7 ].

90

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.-М. .Наука.-1976.-280с

2. Абрамович Г.Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов. -М.: Госэнергоиздат, 1948. -287 с.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматиздат, 1960.-716с.

4. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. -М.:Наука, 1969. -736 с. З.Алексеева Н.Ю., Павлова Ю.В., Шишкин Н.И. Современныедостижения в области химии белков молока: Обзорная информация,- М.: АгроНИИТЭИММП, 1988. 32 с.

5. А.С. 908305. Способ очистки творожной сыворотки от белковых веществ/ Храмцов А.Г., Холодов Г.И., Чеботарев А.И., Камышкова Т.А.-опубл. 28.02.82.

6. А.С. 1741719. Способ извлечения сывороточного белка из молочной сыворотки / Адеева Л.Н., Сизиков A.M.- опубл. 23.06.92.

7. Березовская A.A., Шмелева Л.И. Применение метода для оценки специфического запаха молочных продуктов // Молочная промышленность.-1978, №9.-С. 18-20.

8. Борисов А.Т. Извлечение белковых веществ из творожной сыворотки на сопловом сепараторе с рециркуляцией и параболическими тарелками. -Дисс. . на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М., 1982. -197 с.

9. Ю.Бражников A.M., Рогов И.А., Михайлов H.A., Сильченко М.Н. Возможные подходы к аналитическому проектированию комбинированных продуктов питания // Известия вузов СССР. Пищевая технология. -№3. -1985.-С.22.

10. П.Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1976. 512 с.

11. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -344 с.

12. Горбатова К.К. Химия и физика белков молока. М.: Колос, 1993,192с.

13. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. -М.: Госиздат физ. мат. лит-ры. -1962. -368 с.

14. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы. -М.Наука, 1985. 398 с.91

15. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. -М.:Наука, 1986. -204 с.

16. Дерягин Б.В. Духин С.С., Рулев H.H. Микрофлотация: водоочистка, обогащение. -М.: Химия, 1986. 112 с.

17. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред М.: Энергия, 1968. - 424 с.

18. Дьяченко П.Ф. Исследование белков молока // Тр. В НИМ И. М., 1959. Вып. 19 - 83 с.

19. Ересько Г.А., Кийс A.A., Маслов A.M., Николаев Л.К. Оборудование для высокотемпературной пастеризации, стерилизации и охлаждения пищевых жидкостей. Л.: Машиностроение, 1967. - 230 с.

20. Ересько Г.А. Контактные аппараты в молочной промышленности // Республ. межведом, научно-технич. сб. "Пищевая промышленность", №7. -Киев. -1968.

21. Каменев П.Н. Гидроэлеваторы в строительство. -М.: Стро йиздат, 1970. -415 с.

22. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -М.: Химия, 1985. 448 с.27 .Кириллов И.И., Яблоник P.M. Основы теории влажнопаровых турбин. -Л. Машиностроение, 1968. 264 с.

23. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра. М.: Пищевая промышленность. 1966. - 207 с.

24. Космодемьянский Ю.В. Процессы и аппараты пищевых производств. -М.: Колос, 1997.-208 с.

25. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. -M.-JI: Машгиз, 1952.- 321 с.31 .Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидравлика газожидкостных систем. -М.:Энергия, 1978. -296 с.92

26. Лемаринье К.П. Асептическое консервирование пищевых продуктов. М.: ЦИНТИпищепром, 1964. - 32 с.

27. Липатов H.H. Сепарирование в молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1971. - 400 с.

28. Матвеенко П.С., Стабников В.Н. Струйные аппараты в пищевой промышленности. -М.: Пищевая промышленность, 1980. -224 с.

29. Матов Б.М. Флотация в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1976. -168 с.

30. Мачулина Л.П., Гек В.И. Инжекционные водонагреватели // Сб. тр. ВНИИторгмаш, №8.-1962.

31. Мерке Я. Влияние природы суспензии на результаты сепарации. -М.: ЦИНТИпищепром, 1967. -20 с.

32. Мунхоев Л.И. Разработка бесприводного сепаратора для осветления творожной сыворотки от коагулированных сывороточных белков. Дисс. . на соиск. уч. степени канд. техн. наук. - M., 1985. -158 с.

33. Налимов В В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экспериментальных данных. -М.: Наука. -1965. -56 с.

34. Нестеренко. Нестеренко П.Г., Задорожная В.Н., Серов A.B. Производство и использование белков молочной сыворотки: Обзорная информация М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1983,- 33с.

35. Отраслевой каталог. Оборудование технологическое для молочной промышленности. М.: НПО "Мир", 1990.- 393 с.

36. Патент Р Ф. № 2025076. Способ очистки молочной сыворотки / Храмцов А.Г., Абдулина Е.Р., Евдокимов И.А. опубл. 30.12.94.

37. Перепелкин К.Е., Матвеев B.C. Газовые эмульсии. Л.: Химия, 1979,197 с.

38. Получение и использование белков подсырной сыворотки: Обзорная информация / П.Ф. Крашенинин, В.Н. Богданов, А.Г. Храмцов и др. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1973. - 32 с.

39. Производство молочнобелковых концентратов: Обзорная информация/ Б.С. Бедных, И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов и др.- М.: АгроНИИТЭИММП, 1994. 48 с.

40. Протопопов И И. Исследование пароконтактного способа тепловой обработки молока с целью оптимизации управления процессом стерилизации питьевого молока. . Дисс. . на соиск. уч. степени канд. техн. наук. - М., 1975.-199 с.93

41. Пыргару Ю.М. Интенсификация процессов электрокоагуляции сывороточных белков: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Кишинев, 1996. - 17 с.

42. Романков П.Г., Плюшкин С.А. Жидкостные сепараторы. Л.: Машиностроение, 1976. -256 с.

43. Россихина Г. А., Мастаков Н.Н, Селезнев В.И. Влияние высокотемпературной тепловой обработки на состав и свойства молока // Молочная промышленность. 1970. - № 9,- С. 19

44. Рудопашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980. - 240 с.

45. Румынский JI.3. Математическая обработка результатов экспериментов. -М.: Наука, 1973. 205 с.

46. Русанов А.И., Левичев С.А., Жаров В.Т. Поверхностное разделение веществ (Теория и методы). JL: Химия, 1981. - 183 с.

47. Семенов Е.В. Методы расчетов процессов обработки дисперсных систем в мясной и молочной промышленности: Моделирование и математический анализ. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. -232 с.

48. Сильченко М.Н. Разработка состава и режимов сушки "Оволакта" для энтерального питания. Дисс. . на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М., 1988. -165 с.

49. Скрылеев Л.Д., Пурич А.Н., Осоков В.К. и др.// ЖПХ,- Т50, 1977.-№6. -С.1410-1412.

50. Смирнов В.Ю., Юрии В Н., Космодемьянский Ю.В. Выделение белков из молочной сыворотки. М.: МГУПБ, 1999. - 68 с.

51. Смирнов В.Ю., Юрин В.Н., Космодемьянский Ю.В. Линия для тепловой обработки жидких продуктов. Решение о выдаче патента на изобретение от 28.12.99 по заявке № 99113111/13 (014299) МПК 7А 23L3/16

52. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. -М,: Госэнергоиздат, 1960. -208 с.5 9. Сурков В. Д., Золотин Ю.П., Фофанов Ю.Ф., Одерий Л.П. Исследование качества пара для пароконтактной стерилизации молока // Молочная промышленность, №6,1971,- С.32.

53. Сурков В.Д., Золотин Ю.П., Одерий Л.П. Инжекционные смесители пароконтактных стерилизаторов молока. -М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1969. -31 с.

54. Сэнкевич Т., Ридель К.Л. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе / Под ред. H.H. Липатова. М.: Агропромиздат, 1989,- 270 с.94

55. Тарасов Ф.М. Исследование работы пароструйных аппаратов в молочной промышленности. Дисс. . на соиск. уч. степени канд. техн. наук. -Л., 1947. 128 с.

56. Тарасов Ф.М. Пароструйные аппараты в молочной промышленности. Пищепромиздат, 1953. -294 с.

57. Тарасов Ф.М. Тонкослойные теплообменные аппараты. М.: Машиностроение, 1969. - 363 с.

58. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. -М.: Химия, 1975. -263 с.

59. Фридман Б.Э. Гидроэлеваторы. М.: ГНТИ машиностр. лит-ры, 1960. -323 с.

60. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия. -1974.352 с.

61. Химия пищи: Лаб. раб. (1-20) и метод, указ. к их выполнению для студ. спец. 25.06. / М.: МГУПБ, 1993. 68 с.

62. Храмцов А.Г., Жидков В.Е., Холодов Г.И. Биотехнология напитков из молочной сыворотки. Ставрополь: ЦНТИ, 1996. - 143 с.

63. Храмцов А.Г. Молочный сахар. М.: Агропромиздат, 1987. - 224 с.

64. Храмцов А.Г. Молочная сыворотка (Переработка и использование) -М.: Пищевая промышленность, 1979. 271с.

65. Черников М.П. О химических методах определения качества пищевых белков // Вопросы питания. -№1. -1986. -С.42-44.

66. Яминский В.В., Пчелин В.А., Амелина Е.А., Щукин В.Д. Коагуляционные контакты в дисперсных системах. М.: Химия. - 1982. -184 с.7 7.Ястржембский A.C. Техническая термодинамика. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 494 с.95

67. Burton H. Ultra-high-temperature processed milk. Dairy Sei. Abstr, 1969. - N 31. - P. 287-297.

68. Forss D.A. Mechanisms of formation of aroma compounds in milk and milk products. J. Dairy Res., 1979.- V. 46.- N 4. - P. 691-706.

69. Jeurnink Theo J.M., De Kruif Kees G. Changes in milk on heating: Viscosity measurements // J. Dairy Res. -1993. V.2. - P. 139-150.

70. Kaliba J., Kott J., Jirovsky A. Dairy Science Abstracts, 1960. V. 22. -N11. - P.3076.

71. Kessler H.G. Whey protein denaturation, aggregation and application. -// Brief Comunications and Abstracts of Posters of XXIII International Dairy Congress. -1998.-P. 28

72. Kirchmeiler O. Milchwissenschaft, 1969. J. 24,- H. 6,- S. 336-343.

73. Law Andrew J.R. Effect of Heat tream ment and acidification tiy dissocation of bovine casein micelles // Journal Dairy Research. 1996. - V.34. - N 6. - P. 329-332.

74. Marschall K.R., Harper W. J. Whe protein concentrates / Bulletin of IDF1988. №233. P.21-32.

75. McMahon D.J., Brown R.J. Composition, structure and integrity of casein micelles: a review // J. Dairy Sei. -1984. V.67. -N 3. -P.499-512.

76. Morgan A.I. J. Dairy Science, 1960. P.43.

77. Nakayama H., Matievic E., Shinoda K. e. a. // J. Coll. and Interf. Sei., 1977. V.61. - N 3. - P. 590-599.

78. Patent USA №2130644. Apparatus for treating lactic fluids / Hammer B.W. etal. 1938.

79. Pearce R. Termal denaturation of whey protein // Bulletin of the JDF.1989.-N238.

80. Pori J.W.G., Thompson S.V. Nutritional aspocts. IDF Seminar on UNT milk, inMalmö, 1971.

81. Shipe W.F. et al. Of flavour milk. Nomenclature, standards and bibliography. J. Dairy Sei., 1978. - V. 61. - N 7. - P. 855-869.93 .Wit J.N. Functional properties of whey proteins in food systems // IDF Symposium. -1983. P. 116-185.

82. Wit J.N. Structure and Functional behavior of whey proteins // Neth. Milk Dairy J. 1991.-V.35.-P.47.96