способ очистки молочной сыворотки при производстве лактозы

Формула изобретения

Способ очистки молочной сыворотки при производстве лактозы, включающий сепарирование молочной сыворотки, раскиление, подогрев, перемешивание, выдержку в течение 50-60 мин и отделение осадка, отличающийся тем, что молочную сыворотку после сепарирования раскисляют до рН 8-9 ед. , подогревают до 45-50^oС, а перемешивание проводят с 50%-ным водным раствором реагента - гидроксихлорида алюминия в количестве 0,5-1,0% от массы сыворотки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара, концентратов для комбикормовой промышленности.

Известно множество способов выделения белков из молочной сыворотки: денатурацией, ультрафильтрацией, сорбцией-десорбцией, химическими реагентами. Наиболее распространенным методом выделения белковых веществ из молочной сыворотки является тепловая денатурация. Метод предусматривает нагрев сыворотки до температуры 85-100^oС в течение 15-30 мин при пониженном рН. При оптимальных значениях технологических параметров выход белковых веществ и минеральных солей достигает 60% (Т.Сенкевич, К-Л Ридель. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе. Перевод с нем. Н. А. Энштейна. М.: Агропромиздат, 1989). Однако в распространенных методах выделения белков из молочной сыворотки отмечается невысокий процент выхода белка (менее 60%). При этом выделяются только нетермоустойчивые фракции белков.

Наиболее близким аналогом по назначению и совокупности существенных признаков является способ очистки молочной сыворотки, включающий сепарирование молочной сыворотки, раскисление гидроксидом натрия, внесение хлористого кальция, подогрев, выдержку, перекрещивание и отделение осадка на сепараторе (RU 2025076 С1, А 23 С 21/00, 30.12.1994). Недостатком данного способа является низкая степень выделения азотистых веществ, высокие энергетические затраты за счет высокотемпературной обработки смеси сыворотки с осадителем в течение 30-60 мин, низкие физико-химические показатели очищенной сыворотки - сыворотка непрозрачна с белым оттенком.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение степени выделения белковых веществ, снижение энергетических затрат и повышение качества очищенной сыворотки.

Поставленная цель достигается целенаправленным использованием реагента - гидроксихлорида алюминия (ГОХА). Реагент, являясь водным раствором сложного состава, основным компонентом которого является гидроксихлорид алюминия, адсорбирует на себя как растворенные, так и диспергированные вещества сыворотки с получением плотного осадка. Реагент ГОХА (основной хлорид алюминия) относится к 4 классу опасности. Однако он рекомендован для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Вода, очищенная с использованием данного коагулянта, по органолептическим и физико-химическим показателям соответствовала требованиям, предъявляемым к питьевой воде (Заключение Минздрава. РФ N 77.99.1.515 П.1709.4.99 от 6 апреля 1999).

Способ осуществляется следующим образом. Молочную сыворотку после сепарирования подают в резервуар, при необходимости раскисляют NаOH до рН 8-9 ед., подогревают до температуры 45-50^oС и составляют смесь, для чего в сыворотку вносят водный 50%-ный раствор (по сухому веществу) реагента, основным компонентом которого является гидроксихлорид алюминия. Количество раствора коагулянта отставляет 0,5-1,0% от массы сыворотки. Полученную смесь перемешивают и выдерживают в течение 50-60 мин. В период выдержки белковые вещества образуют большие глобулярные агрегаты, которые легко отфильтровываются или могут быть удалены центробежным способом. Оставшаяся после фильтрования жидкость представляет собой бесцветный прозрачный водный раствор составных частей молока и в первую очередь молочного сахара. Осветленная сыворотка может быть использована для выработки высококачественного молочного сахара.

Количество вносимого раствора коагулянта не должно превышать 1,0%, иначе в системе увеличивается вязкость и разделение смеси на две фазы не происходит. Кроме того, увеличение дозы коагулянта может привести к увеличению количества алюминия выше норм гигиенических требований.

Оптимальной температурой процесса обработки сыворотки реагентом ГОХА является температура 48-50^oС. При повышении температуры эффективность осветления сыворотки не увеличивалась.

Установлено также, что при сдвиге рН среды в сторону щелочной реакции (рН>5,0) эффективность осаждения белковых соединений увеличивается. При этом появляется возможность выделить не только термочувствительные, но и термоустойчивые фракции белков. Для этого вполне достаточно выдержать полученную смесь при 50^oС в течение 50-60 мин.

Следует отметить улучшение физико-химических и органолептических показателей осветленной сыворотки: пониженное содержание азотистых соединений, отсутствие цветности, мутности, высокая степень прозрачности.

Пример 1. В 1000 кг творожной сыворотки с активной кислотностью 5 ед. и массовой долей общего белка 0,73% после сепарирования вносят 10%-ный раствор едкого натра до установления рН 9,0 ед. Подготовленную сыворотку подогревают до температуры 48^oС и вносят 10 л 50%-ного раствора реагента - гидроксихлорида алюминия (ГОХА). Смесь тщательно перемешивают и выдерживают 60 мин. Выделившийся осадок отделяют одним из известных способов (фильтрация, центробежная очистка). В результате получают осветленную сыворотку, содержащую 0,114% общего белка, что составляет 15% от наличия его в исходной сыворотке. Полученный фильтрат прозрачный и бесцветный.

Пример 2. В 1000 кг подсырной сыворотки с активной кислотностью 6,2 ед. и массовой долей общего белка 0,68% после сепарирования вносят 10%-ный раствор едкого натра до получения рН 8 ед. Подготовленную сыворотку подогревают до температуры 50^oС и смешивают с 5 л 50%-ного раствора реагента ГОХА. Полученную смесь перемешивают и выдерживают 50 мин, выделившийся осадок отфильтровывают. Степень выделения азотистых соединений составляет 78%. Полученный фильтрат прозрачный и бесцветный.

Использование коагулянта ГОХА позволяет существенно повысить степень очистки различных видов молочной сыворотки от азотистых соединений при значительном снижении энергетических затрат, что будет способствовать получению высококачественного молочного сахара. Белковый комплекс, получаемый при очистке сыворотки и содержащий ионы алюминия, может быть использован в комбикормовой промышленности.