Разработка технологии переработки творожной сыворотки с ультрафильтрацией на аппаратах рулонного типа

• Автор: Сергеев, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.18.04, 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
Постоянное наращивание объемов и ассортимента выпускаемых продуктов питания не может в полной мере решить глобальную проблему обеспечения продовольственной безопасности человеческой цивилизации, поскольку современное производство рационально использует только около природного сырья. Остальная часть в лучшем случае перерабатывается на различные виды кормов или удобрения. Так называемые отходы производства, особенно молочного, очень часто попадая в окружающую среду, оказывают на нес самое негативное воздействие. Между тем основная их часть, например творожная сыворотка, является ценным вторичным сырьем . Однако более полное его использование сдерживается с одной стороны недостаточным развитием материальной базой перерабатывающих производств, а другой практически полным отсутствием новейших серийных образцов отечественного оборудования, изготовлет того на основе последних достижений науки.
Развитие нанотехнологий, в частности мембранной, позволяет значительно увеличить степень переработки вторичного сырья пищевой промышленности и одновременно способствовать снижению доли выбросов в окружающую среду. Особенно это актуально для дальнейшего формирования системы комплексной переработки творожной сыворотки 4.
Многочисленные данные, как литературных источников ,,,,,, так опыт промышленного использования баромембранной техники в России , показывают, что основными отличительными особенностями мембранных процессов являются низкая температу ра, небольшие габариты оборудования, малая его энергоемкость.
Таким образом, наиболее перспективными технологиями XXI века с точки зрения экономики и экологии являются технологии, использующие мембранные методы обработки сырья.

Актуальность

Между тем сывороточные белки, содержащиеся в молочной сыворотке таблица 1. Таблица 1. Более общего состава сывороточных белков в коровьем молоке приходится на р лактоглобулин, которого нет в женском молоке. Еще одним важнейшим белком можно назвать алактоглобулин, который входит в состав лактозосинтезирующей системы и участвует в биосинтезе лактозы. Некоторые различия в литературных данных по функциональным свойствам сывороточных белковых продуктов можно объяснить отличительными особенностями способов их получения. Например, степенью отделения лактозы, минерального комплекса и других небелковых компонентов. Кроме того, большинство технологических систем производства сывороточных белковых концентратов допускают в той или иной степени денатурацию белков и присутствие остатков осаждающих реагентов 1,6,,. При термокислотном способе осаждения белки теряют, в сравнении с нативными, ряд ценных свойств в частности хорошую растворимость и способность к гелеобразованию. Полученные этим способом концентраты находят сво дальнейшее применение, как правило, в качестве наполнителей при производстве некоторых сортов сыра и мясных полуфабрикатов. Питательная ценность таких продуктов очевидна, а вот биологическая, наверное, всетаки может быть оспорена ,,0. С этой точки зрения дальнейшая разработка технологий, позволяющих в максимальной степени сохранить нативную форму сывороточных белков, являются актуальной задачей . Анализ литературных данных 1,6,,,8,9 позволяет сделать вывод о наличии достаточно большого количества методов получения концентратов, с сохраненными в той или иной степени свойствами нативных белков. В настоящее время объективно существует два основных барьера на пути широкого использования сывороточных молочных концентратов в пищевых целях. Первый например повышенная кислотность творожной сыворотки, что обусловлено технологией получения основного продукта. По этой причине сывороточные концентраты, полученные из творожной сыворотки, обладают горькосоленым вкусом. Второй барьер это низкое содержание в сыворотке сухих веществ, примерно в два раза ниже, чем у молока. Именно поэтому получение сывороточных концентратов путем выпаривания на традиционных вакуумных установках характеризуется высокими энергетическими потерями. Мембранные методы позволяют эффективно преодолеть эти барьеры. Например, электродиализ позволяет удалять из сыворотки от до золы с энергетическими затратами от 5 до 8 квтчт . Полученные деминерализованные сывороточные концентраты обладают чистым сладковатым вкусом. Сгущение сыворотки с помощью обратного осмоса с исходных 6 сухих веществ до в 8 раз менее энергоемко в сравнении с вакуумвыпариванием . В целом, электро и баромембранные методы позволяют получать сывороточные концентраты с высокими органолептическими показателями ,,9 и низкой себестоимостью, что должно обеспечить значительный коммерческий интерес отечественных молочных предприятий имеющих сыворотку, с одной стороны, и сделать экономически не выгодным ее сброс в окружающую среду. Следует отмстить, что молочная промышленность была одной из первых отраслей пищевой промышленности, в которой в начале еще х годов прошлого века появились первые ультрафильтрационные установки ,. Применение процесса ультрафильтрации для переработки молочной сыворотки развивалось быстрыми темпами. Ультрафильтрация использовалась, в основном, для выделения белков из подсырной сыворотки для повышения выхода сыра и сокращения производственных затрат , . В наиболее развитых странах в середине х годов для молочной промышленности было продано ультрафильтрационных установок с суммарной поверхностью фильтрации около м2, в том числе для сыворотки 0 м2 0. Через десять лет на том же рынке для ультрафильтрации в молочной промышленности в год уже продавалось около 0 0 м2 мембран 0. В настоящее время только в Дании и Франции вырабатывается около общего объема сычужных сыров с использованием концентратов сывороточных белков. Однако первые успехи на этих предприятиях при эксплуатации ультрафильтрационных были сопряжены и с определенными трудностями.