Разработка технологии молочного сахара из соленой сыворотки

• Автор: Пермяков, Анатолий Викторович
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Получение, состав и свойства соленой сыворотки
1.2 Существующие схемы переработки и использования соленой сыворотки
1.3 Обоснование необходимости переработки обессоленной
соленой сыворотки на молочный сахар
1.4 Цель и задачи исследований
Глава 2. Методология и организация выполнения работы
2.1 Организация проведения исследований
2.2 Методы и методики исследований
2.3 Математическая обработка результатов исследований
Глава 3. Исследование закономерностей процесса деминерализации солёной сыворотки методом электродиализа
3.1 Исследование компонентного состава соленой сыворотки
3.2 Изучение гидродинамических и электрохимических параметров процесса деминерализации при ЭД-обработке соленой сыворотки
3.3 Исследование закономерностей изменения состава и свойств солёной сыворотки при её деминерализации методом электродиализа
Глава 4. Исследование особенностей получения молочного
сахара из соленой сыворотки обессоленной методом
электродиализа
4.1 Теоретический анализ сопряжённых эффектов при ЭД-обессоливании солёной сыворотки

4.2 Исследование закономерностей термокоагуляционного метода
очистки частично обессоленной соленой сыворотки от белков
4.3 Изучение особенностей кристаллизации лактозы в частично обессоленной электродиализом соленой сыворотке
Глава 5. Разработка технологического процесса получения молочного сахара из соленой сыворотки обессоленной методом электродиализа
5.1 Разработка технологии молочного сахара из частично деминерализованной соленой молочной сыворотки
5.2 Изучение состава и свойств молочного сахара, полученного из деминерализованной соленой молочной сыворотки
5.3 Оценка экономической эффективности
5.4 Маркетинг лактозы, экологическая и социальная значимость разработанной технологии
Выводы
Список литературы
Приложения

Одной из наиболее важных проблем, порождаемых развитием современной цивилизации, является нарастающий дефицит продуктов питания. В настоящее время человечество потребляет в день около 4 млн. тонн пищевых продуктов, однако, ежегодный дефицит продуктов питания составляет 60 млн. тонн [108]. Основная причина дефицита - опережающий рост населения планеты при одновременном сокращении посевных площадей. Успешное решение вышеизложенной проблемы связывают, прежде всего, с достижениями современной науки, позволяющими резко увеличить эффективность животноводства и растениеводства. Особая роль отводится биотехнологическим методам интенсификации производства пищи с привлечением микробиального синтеза и генной инженерии [108]. Вместе с тем, наряду с перспективными, но еще не освоенными в полной мере технологиями интенсивного производства пищи, существуют достаточно простые подходы, связанные с максимально возможным использованием вторичных пищевых ресурсов, зачастую содержащих в своем составе наиболее ценные биологически активные нутриенты [19]. В молочной промышленности таким, не в полной мере использованным пищевым ресурсом, является молочная сыворотка. В настоящее время из 80 млн. тонн ежегодно производимой в Европе сыворотки на пищевые цели используется 40 млн. тонн, то есть 50 % - остальная часть или используется на корм скоту, или сливается в канализацию [32]. Это в значительной степени повышает напряженность работы очистных сооружений, так как по загрязняющей способности молочная сыворотка в 500-1000 раз превосходит бытовые сточные воды [122]. Фактором, препятствующим полной переработке сыворотки на пищевые цели, является ее относительно высокая зольность, обуславливающая невысокие органолептические показатели ее концентратов.
Исторически побудительным мотивом к переработке молочной сыворотки послужило стремление сыродельных компаний добиться
обращенная к обрабатываемому раствору, заряжается: для
анионоселективной мембраны положительно, для катионоселективной -отрицательно. В свою очередь, поверхность мембраны мгновенно “всасывает” за счет высокой локальной напряженности электрического поля недостающие носители тока из прилегающих слоев раствора, вследствие чего ток во всей цепи становится одинаковым. Однако, более высокая скорость удаления униполярных ионов с поверхности мембраны по сравнению с их притоком из глубины раствора за счет общего тока, обуславливает возникновение их дефицита в соответствующей примембранной области. А так как ионы противоположного знака под действием электрического тока мигрируют в противоположном направлении, и их убыль не восполняется, то в примембранной области камер обессоливания формируются тонкие слои раствора с пониженной концентрацией солей. Этот же механизм способствует формированию примембранных слоев с повышенной концентрацией солей в камерах концентрирования. Явление образования в примембранных слоях градиентов концентрации носит название концентрационной поляризации [58]. Формирование градиентов концентрации у поверхностей мембран приводит к тому, что в реальных процессах электродиализного обессоливания растворов нехватка униполярных ионов в фазе мембраны восполняется за счет диффузии молекул растворенных солей из глубины раствора в примембранные слои, где, распадаясь на ионы, они становятся дополнительным источником носителей тока. Ясно, что движущей силой диффузионного переноса является градиент концентрации.
Таким образом, в общем случае, электродиализный процесс контролируется диффузионной кинетикой. При небольших коэффициентах диффузии и незначительной исходной концентрации солей в обрабатываемом растворе, уже при относительно малых токах, концентрация ионизированных солей на границе мембрана-раствор может приблизиться к нулю. В этом случае омическое сопротивление мембранного пакета резко