Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки

Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки

 Молочная сыворотка (побочный продукт при производстве сы­ров, творога и казеина) относится к ценному пищевому сырью, из которого можно получить различные молочные продукты и полу­фабрикаты. Полное использование всех компонентов молочной сыворотки позволяет вырабатывать продукты не толькодляне­посредственного потребления, но и для длительного хранения. Раздельное использование компонентов дает возможность извле­кать молочный жир, комплекс белков или их отдельные фракции, лактозу и минеральные соли. Существуют неограниченные воз­можности для реализации этого направления промышленной пе­реработки молочной сыворотки путем использования ультрафиль­трации, гельфильтрации, ионного обмена, электродиализа и сорб­ции. Оригинальное направление — физико-химическая и биоло­гическая обработка молочной сыворотки с целью получения производных компонентов: конверсия лактозы в лактулозу, полу­чение ангиогенина, таурина, гидролиз лактозы до моноз, протеолиз белков ферментами, микробный синтез белков, органических кислот, этилового спирта, антибиотиков, витаминов и жира.

Ассортимент продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно расширяется. Исходя из основных направлений промышленной переработки, можно при­вести следующий перечень: выделение жира из молочной сыво­ротки; производство белковых продуктов, напитков, сгущенной и сухой сыворотки; молочного сахара и его производных (лактулоза, этанол и др.)

 Использование жира молочной сыворотки

Подсырные сливки имеют солоноватый вкус, в них содержится на 3...4 % меньше СОМО, практически нет казеина. Эти сливки менее термостабильны, при хранении подвергаются порче. Пере­численные недостатки обусловили отношение к подсырным слив­кам как к менее ценным в сравнении с обычными, что привело к переработке их на полуфабрикат — подсырное масло с последую­щей перетопкой его или переработкой в плавленый сыр. В дей­ствительности молочный жир подсырных сливок практически идентичен обычным сливкам, а отличие этих продуктов обуслов­лено составом плазмы.

Период окисления молочного жира в подсырных сливках со­ставляет 6 ч, обычных — 8 ч. Количество свободного жира в подсырных сливках примерно на 10 % больше, чем в обычных. Поэтому для сохранения качества подсырных сливок их рекоменду­ется охлаждать до 3...5 °С.

Подсырные сливки можно использовать для производства ка­чественного масла путем смешивания с обычными сливками в со­отношении 1: 9 или разбавления обезжиренным молоком в соот­ношении 1: 10 с последующим сепарированием с целью замены плазмы. Имеется положительный опыт использования подсырных сливок для нормализации смеси при производстве натуральных сыров и сметаны. Извлечение и использование жира молочной сыворотки экономически весьма эффективно.

Казеиновую пыль, полученную при сепарировании молочной сыворотки в виде белковой массы, можно использовать в произ­водстве плавленых сыров и сырной массы для плавления, а также в рецептурах кормовых средств.

Из сывороточных белков можно производить альбуминный творог, альбуминные сырки. Сывороточные белки можно использовать в рецептурах детских продуктов. После высушивания получают сухой белковый сывороточный концентрат.

Обезжиренная осветленная сыворотка – сырьё для производства различных видов молочного сахара.

Из молочной сыворотки можно получать сыворотку сгущенную, сыворотку сгущенную сброженную, сыворотку молочную сухую.

Из осветленной и неосветленной молочной сыворотки можно вырабатывать различные напитки: с томатным соком, сахаром, ванилином, кориандром, различными соками. Можно вырабатывать сывороточный квас, напиток типа шампанского, кисели, желе и другое.

 

Лекции

Рис. Схема технологической линии производства рафинированного молочного сахара

1— емкость для растворения молочного сахара-сырца; 2— сепаратор с центробежной выгруз­кой осадка; 3 — емкость для рафинации очищенного сиропа; 4— фильтр-пресс; 5— насос; 6— контрольный фильтр; 7—кристаллизатор; 8— центрифуга; 9— сушилка; 10 — магнитный улавливатель

 

 Для производства рафинированного молочного сахара используют молочный сахар-сырец высшего сорта или улучшенный (пищевой категории качества) с содержанием лактозы не менее 95 %. Растворение сахара-сырца или кристаллического осадка осуществляют в реакторах с подогревом и мешалкой. Массовая доля сухих веществ в растворе составляет 65 %. Температура процесса на уровне 90 °С. После окончания растворения в раствор без ох­лаждения вносят рафинирующие средства: активный уголь (2 %), молотый диатомит (1,5 %) и гидросульфит натрия (0,005 %). Дозировку реагентов рассчитывают по лактозе. Раствор, непрерывно перемешивая, выдерживают в течение 10 мин и фильтруют через ткань типа «бельтинг» с намытым слоем диатомита. Кристаллиза­цию лактозы осуществляют охлаждением рафинированного сиропа в течение 7...10ч до 10...15°С при постоянном перемешивании массы. Кристаллический осадок промывается чистой водой. Сушку кристаллов, упаковывание и хранение рафинированного молочного сахара осуществляют при строгом соблюдении санитарного режима, принятого на молочных предприятиях, аналогично тому, как это делается при производстве пищевого молочного сахара.

При выработке рафинированного молочного сахара для продуктов детского питания в качестве сырья используют улучшенный сахар-сырец пищевой категории качества при строжайшем соблюдении санитарного режима. Обязательна установка магнитных фильтров после сушилки.

Фармакопейный молочный сахар получают при соблюдении требований, предъявляемых к производству рафинада для продуктов детского питания, с тщательной промывкой кристаллического осадка с целью удаления моноз — глюкозы и галактозы (на специ­ализированных производствах допускается промывка кристалли­ческого осадка этиловым спиртом пищевого качества с его последующим сбором и использованием).

Мелкокристаллический рафинированный молочный сахар для целевого использования (затравка при кристаллизации молочных консервов и мороженого) с размером частиц не более 10 мкм получают путем тонкого помола рафинированного молочного сахара на виброшаровых мельницах с последующим отбором частиц в классификаторах-циклонах.

Рис. Схема технологической линии производства этилового спирта из подсырной сыворотки:

1 — балансные емкости; 2 —насосы; 3 — теплообменники трубчатые; 4 — ванна для отварива­ния альбумина; 5— сепараторы-очистители с центробежной выгрузкой осадка; 6 — вакуум-вы­парной аппарат; 7— заквасочник для приготовления первичной закваски; 8 — ферментеры для приготовления производственной закваски; 9— бродильные чаны; 10 — перегонная колонка; 11 — дефлегматоры, конденсаторы; 12 — контрольные снаряды; 13 — емкость для бражки; 14— куб ректификационной колонки; 15 — ректификационная колонка

Для производства используют свежую подсырную сыворотку кислотностью не выше 20 °Т, очищенную от казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков способами, аналогичными используемым при производстве молочного сахара. Осветленную сыворотку охлаждают до 28...34 °С и вносят дрожжевую закваску. При работе с концентрированной сывороткой ее сгущают 3...5 раз в вакуум-выпарных аппаратах.

Вначале готовят лабораторную дрожжевую закваску, а затем производственную. Для активизации роста дрожжей в закваску рекомендуется вносить минеральные соли (сульфат аммония, соли калия и кальция). Рост биомассы происходит при температуре 28...30 ⁰ С, рН 4,5 и обязательном аэрировании воздухом с переме­шиванием смеси. Размножение дрожжей проводят до достижения их концентрации 1,5... 1,7 млрд в 1 см³. Полученную суспензию дрожжей «бродящего типа» используют в качестве посевного ма­териала (закваски). Доза закваски составляет 8...10 % объема ис­ходной сыворотки.

Брожение осуществляют в емкостях (бродильных чанах — ферментерах) с автоматическим поддержанием температуры на уровне 29±1 °С с аэрацией воздухом и перемешиванием. Конец брожения определяют по плотности (остается постоянной в течении 24 ч) и содержанию остаточной лактозы — не более 0,3 %. В питательной среде (бражке) накапливается этанол: при сбра­живании нативной сыворотки — 2...3 %, концентрированной — до 8%.

Для выделения, концентрирования до 96 % и очистки этанола используют брагоперегонные и ректификационные колонны. Пе­ред перегонкой бражки дрожжи рекомендуется отсепарировать и использовать вновь в качестве закваски. Получаемая от перегонки барда содержит азотистые соединения, 3...4 % минеральных солей, молочную кислоту и является ценным кормовым средством (до­бавкой) в жидком, сгущенном или сухом виде.

Практический опыт показывает, что из 1 т подсырной сыворотки на линии можно получить 25 дм³ этилового пищевого спирта крепостью 96 % с незначительным количеством сивушных масел, 30 кг альбуминного творога, подсырные сливки и белковую массу казеиновой пыли, а также до 40 кг кормовых дрожжей и до 60 кг диоксида углерода. По расчетам, при этом высвобождается для пищевых целей 117 кг зерна или 300 кг картофеля. Описанный выше процесс позволяет получать молочную сыворотку, практи­чески полностью освобожденную от лактозы. Спиртовое броже­ние при этом рассматривается как процесс, позволяющий полу­чать пищевую или кормовую дрожжевую массу (белок) и в каче­стве побочного продукта этиловый спирт.

Контрольные вопросы и задания

Сделать конспект в тетради, отправить ответы на вопросы:

1 Назовите виды молочного сахара.

2 Назовите состав, свойства различных видов молочного сахара.

3 Применение различных видов молочного сахара.

4 Составить технологическую схему производства молочного сахара-сырца

5 Каковы особенности технологии молочного сахара рафинированного.

6 Технология производных молочного сахара.

Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки

 Молочная сыворотка (побочный продукт при производстве сы­ров, творога и казеина) относится к ценному пищевому сырью, из которого можно получить различные молочные продукты и полу­фабрикаты. Полное использование всех компонентов молочной сыворотки позволяет вырабатывать продукты не толькодляне­посредственного потребления, но и для длительного хранения. Раздельное использование компонентов дает возможность извле­кать молочный жир, комплекс белков или их отдельные фракции, лактозу и минеральные соли. Существуют неограниченные воз­можности для реализации этого направления промышленной пе­реработки молочной сыворотки путем использования ультрафиль­трации, гельфильтрации, ионного обмена, электродиализа и сорб­ции. Оригинальное направление — физико-химическая и биоло­гическая обработка молочной сыворотки с целью получения производных компонентов: конверсия лактозы в лактулозу, полу­чение ангиогенина, таурина, гидролиз лактозы до моноз, протеолиз белков ферментами, микробный синтез белков, органических кислот, этилового спирта, антибиотиков, витаминов и жира.

Ассортимент продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно расширяется. Исходя из основных направлений промышленной переработки, можно при­вести следующий перечень: выделение жира из молочной сыво­ротки; производство белковых продуктов, напитков, сгущенной и сухой сыворотки; молочного сахара и его производных (лактулоза, этанол и др.)

 Использование жира молочной сыворотки

Подсырные сливки имеют солоноватый вкус, в них содержится на 3...4 % меньше СОМО, практически нет казеина. Эти сливки менее термостабильны, при хранении подвергаются порче. Пере­численные недостатки обусловили отношение к подсырным слив­кам как к менее ценным в сравнении с обычными, что привело к переработке их на полуфабрикат — подсырное масло с последую­щей перетопкой его или переработкой в плавленый сыр. В дей­ствительности молочный жир подсырных сливок практически идентичен обычным сливкам, а отличие этих продуктов обуслов­лено составом плазмы.

Период окисления молочного жира в подсырных сливках со­ставляет 6 ч, обычных — 8 ч. Количество свободного жира в подсырных сливках примерно на 10 % больше, чем в обычных. Поэтому для сохранения качества подсырных сливок их рекоменду­ется охлаждать до 3...5 °С.

Подсырные сливки можно использовать для производства ка­чественного масла путем смешивания с обычными сливками в со­отношении 1: 9 или разбавления обезжиренным молоком в соот­ношении 1: 10 с последующим сепарированием с целью замены плазмы. Имеется положительный опыт использования подсырных сливок для нормализации смеси при производстве натуральных сыров и сметаны. Извлечение и использование жира молочной сыворотки экономически весьма эффективно.

Казеиновую пыль, полученную при сепарировании молочной сыворотки в виде белковой массы, можно использовать в произ­водстве плавленых сыров и сырной массы для плавления, а также в рецептурах кормовых средств.

Из сывороточных белков можно производить альбуминный творог, альбуминные сырки. Сывороточные белки можно использовать в рецептурах детских продуктов. После высушивания получают сухой белковый сывороточный концентрат.

Обезжиренная осветленная сыворотка – сырьё для производства различных видов молочного сахара.

Из молочной сыворотки можно получать сыворотку сгущенную, сыворотку сгущенную сброженную, сыворотку молочную сухую.

Из осветленной и неосветленной молочной сыворотки можно вырабатывать различные напитки: с томатным соком, сахаром, ванилином, кориандром, различными соками. Можно вырабатывать сывороточный квас, напиток типа шампанского, кисели, желе и другое.