способ получения соли-плавителя для сыра

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛИ-ПЛАВИТЕЛЯ ДЛЯ СЫРА, предусматривающий смешивание фосфорсодержащего компонента с едким натром или содой до образования раствора натрия с соотношением Na₂O/P₂O₅ = 1,55 - 1,63 с последующим обезвоживанием, сушкой и термической дегидратацией при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего компонента используют ортофосфат аммония, а смешивание его с едким натром или содой ведут до выделения из смеси 70 - 95% аммиака от введенного количества с сырьем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обезвоживание сушкой и термическую дегидратацию проводят в одну стадию при 220 - 320^oС.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что сушку и термическую дегидратацию ведут в две стадии: на первой стадии обезвоживание осуществляют до полного удаления свободной влаги, а на второй - продукт выдерживают при 220 - 230^oС в течение 30 - 120 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения солей, использующихся в производстве плавленого сыра.

Известен способ получения соли-плавителя для сыра, предусматривающий нейтрализацию фосфорной кислоты до образования раствора фосфатов натрия и обезвоживание полученного раствора.

Недостатком известного способа является то, что смесь фосфатов получают с высоким значением рН продукта. Использование таких фосфатов приводит к щелочному (мыльному) вкусу плавленого сыра и без дополнительной добавки такая смесь не может быть использована [1]

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения соли-плавителя, включающий смешивание фосфорсодержащего компонента с едким натром или содой с образованием раствора натрия с мольным соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55-1,63 с последующим обезвоживанием сушкой и термической дегидратацией продукта при повышенной температуре. По этому способу в качестве фосфорсодержащего компонента берут термическую или предварительно очищенную экстракционную фосфорную кислоту, а обезвоживание и термическую дегидратацию осуществляют в две стадии: на первой до влажности 0,5-5% при температуре отходящих газов 130-180^оС, а на второй при температуре материала 190-240^оС. В результате получают продукт следующего состава, мас.

Триполифосфаты натрия 50-85

Пирофосфат натрия 10-40

Ортофосфат натрия 1-40

Триметафосфат натрия 0,5-5,0

Полифосфаты натрия с чис-

лом атомов фосфора Р4 Остальное

Полученная соль представляет однородный неразделяемый состав с оптимальным соотношением различных фосфатов натрия. С добавкой указанной соли получен плавленый сыр с общей оценкой [2]

Однако, данный способ предусматривает получение продукта или из термической фосфорной кислоты или из хорошо очищенной экстракционной фосфорной кислоты. Термическая кислота является остродефицитным сырьем, а глубокая очистка экстракционной фосфорной кислоты процесс сложный в технологическом плане и довольно дорогостоящий и промышленно неосвоенный.

Задача изобретения получение соли-плавителя, не уступающей по качеству продукту, производимому по способу-прототипу, но при этом использовать общедоступное сырье по упрощенной технологической схеме.

Задача решена тем, что в качестве фосфорсодержащего сырья использованы ортофосфаты аммония, выработанные из экстракционной фосфорной кислоты методом кристаллизации.

Предлагаемый способ получения соли-плавителя предусматривает смешивание фосфорсодержащего компонента с едким натром или содой до образования раствора фосфатов натрия с мольным соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55-1,63 с последующим обезвоживанием и сушкой и термической дегидратацией продукта при повышенной температуре, в котором в качестве фосфорсодержащего компонента используют ортофосфат аммония и смешивание его с едким натром или содой ведут до выделения из смеси 70-95% аммиака до введенного количества с сырьем.

Возможно обезвоживание сушкой и термическую дегидратацию проводить в одну стадию при 220-320^оС.

Возможно также сушку и термическую дегидратацию проводить в две стадии. На первой стадии обезвоживание осуществлять до полного удаления свободной влаги, на второй выдерживать продукт при 220-320^оС в течение 30-120 мин.

Сущность способа заключается в следующем.

При замене термической фосфорной кислоты на ортофосфаты аммония возникает проблема с выделяющимся аммиаком. В данном случае очень важно провести первую стадию процесса (взаимодействие реагентов) с выделением определенного количества аммиака, так как оставшийся аммиак будет влиять на проведение последующих стадий процесса. На первой стадии необходимо вести смешение до тех пор, пока выделится 70-95% аммиака от введенного с ортофосфатом аммония. При отделении менее 70% аммиака на стадии смешения компонентов, большое количество его будет содержаться в отходящих газах от сушильно-прокалочных аппаратов. В этих газах аммиак сильно разбавлен, что не позволяет использовать его в производстве ортофосфатов аммония, но содержание его достаточно высокое, что создает необходимость многоступенчатой очистки отходящих газов. Кроме того, при очистке газов будет образовываться раствор ортофосфатов натрия и аммония, который возвращается на первую стадию смешение компонентов, содержание большого количества аммиака в этом растворе будет сдвигать равновесие реакции и потребует дополнительных энергетических затрат для снижения содержания аммиака до заданного уровня. Сам процесс смешения и количество отделяемого аммиака зависит от многих факторов, которые определяются в каждом конкретном случае: от качества и состава используемого сырья, температуры и продолжительности процесса. Ортофосфаты аммония могут быть получены и в самом производстве, так как выделяющийся аммиак со стадии сушки направляется на нейтрализацию технической экстракционной фосфорной кислоты. Для получения соли-плавителя необходимого качества большое значение имеет режим проведения и последующих стадий обезвоживания и термической дегидратации продукта. Обезвоживание и термическую дегидратацию можно проводить в одну или в две стадии.

Температура материала должна составлять 220-320^оС. При температуре ниже 220^оС невозможно получить соль-плавитель с содержанием триполифосфата натрия в необходимом интервале (50-85%), а при увеличении температуры выше 320^оС, во-первых, возрастают энергозатраты, во-вторых, несколько увеличивается содержание триполифосфата натрия, что ухудшает качество конечного продукта.

При проведении процесса в две стадии сначала быстро высушивают продукт до полного выделения свободной влаги, а затем выдерживают его в течение 30-120 мин при 220-320^оС для выделения конституционной влаги. Если выдерживать менее 30 мин, то в продукте остаются ортофосфаты в количестве большем, чем 1-10% а при выдержке в течение более 120 мин в продукте образуется нерастворимая соль Мадрелла, в то время как требованием к готовому продукту является наличие в нем только растворимых солей.

Процесс обезвоживания и термической дегидратации может проводиться как в одном, так и в разных аппаратах. Для компановки технологических схем могут быть использованы аппараты кипящего слоя, вальцовые сушилки, сушилки-грануляторы, а также различные кондуктивные и конвективные аппараты.

П р и м е р 1. В нейтрализатор подают 1649 кг 50%-ного раствора диаммонийфосфата, содержащего 205,6 кг аммиака, 153 кг подскрубберной жидкости и 535 кг сухой кальцинированной соды. При интенсивном перемешивании в течение 45 мин при 85-90^оС выделяется 70% от введенного аммиака. После фильтрации раствор в количестве 1922 кг с соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55 подается в распылительную сушилку. В одностадийном процессе при 270^оС получается 740 кг соли-плавителя со следующим содержанием, ортофосфат 5; пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат натрия 5.

П р и м е р 2. В нейтрализатор подают 1649 кг 50% диаммонийфосфата, содержащего 205,6 кг аммиака, 153 кг подскрубберной жидкости и 540 кг кальцинированной соды. При интенсивном перемешивании в течение 90 мин при 85-90^оС выделяется 82% от введенного аммиака. После фильтрации раствор в количестве 1903 кг с соотношением Nа₂О/Р₂О₅=1,61 подается в сушильно-прокалочный аппарат (распылительная сушилка с прокалочными тарелками). В верхней части аппарата происходит полное обезвоживание с получением смеси ортофосфатов натрия (первая стадия), а на прокалочных тарелках продукт дегидратируется при 320^оС в течение 30 мин (вторая стадия). Получается 743 кг соли-плавителя со следующим содержанием, ортофосфат 1; пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат натрия 3; полифосфат натрия 6 с числом атомов Р4.

П р и м е р 3. В нейтрализатор подают 1649 кг 50%-ного раствора диаммонийфосфата и 1605 кг 30%-ного раствора соды. При интенсивном перемешивании при 105^оС за 90 мин выделяется 95% введенного аммиака. Отфильтрованный раствор подается в распылительную сушилку, а затем высушенные ортофосфаты дегидратируются в турбокальционаторе в течение 120 мин при 220^оС. Получают 740 кг соли-плавителя, содержащей, ортофосфат 8; пирофосфат 35; триполифосфат 50; триметафосфат натрия 2; полифосфат натрия 7 с числом атомов Р 4. Если прокалку проводить при 240^оС в течение 80 мин, то продукт содержит, ортофосфат 1, пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат 2; полифосфат натрия 7 с числом атомов Р 4.

Использование предлагаемого способа позволит заменить дефицитное сырье на общедоступное без снижения качества получаемого продукта. Производство может быть полностью безотходным, так как возможно использовать уловленный выделившийся аммиак, а также сточные воды в производственном цикле для получения ортофосфатов аммония. Кроме того, способ позволяет использовать широкий спектр оборудования, т.е. легко осуществляется в конкретных условиях.