Разработка и исследование ультрафильтрационного аппарата для концентрирования молочных продуктов с применением промежуточной очистки мембраны

• Автор: Силков, Даниил Михайлович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение и постановка задач исследования.

ГЛАВА 1 Обзор литературы.

1.1 Способы получения концентратов молока и молочных продуктов.

1.2 Использование ультрафильтрации при концентрировании молока и молочных продуктов

1.3 Состояние мембранного оборудования в настоящее время

Выводы по главе.

ГЛАВА 2 Разработка математической модели процесса ультрафильтрации

2.1 Методы математического описания процесса мембранной фильтрации, рассматривающие образование осадка на поверхности мембраны

2.2 Разработка математической модели процесса ультрафильтрации с учетом

образования осадка в условиях периодической очистки мембраны

Выводы по главе.
ГЛАВА 3 Разработка мембранного аппарата с промежуточной очисткой и его экспериментальные исследования
3.1 Разработка конструкции мембранного аппарата.
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Методика проведения эксперимента
3.4 Экспериментальные исследования аппарата с отводом диффузионного слоя
концентрата и промежуточной очисткой мембраны.
3.4 Расчет сопротивления и толщины слоя осадка, образующегося
на мембране.
Выводы по главе.
ГЛАВА 4 Использование ультраконцентрата сывороточных белков при производстве йогу рта.
4.1 Использование сыворотки для производства продуктов питания
4.2 Использование сывороточного концентрата для приготовления йогурта
Выводы по главе
Выводы и основные результаты работы
Литература


Физиологическая ценность молочного жира обусловлена содержанием жирорастворимых витаминов (А, Д, Е) и значительного количества незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Сопутствующие молочному жиру липоиды (фосфатиды, цереброзины, стерины, воски) играют важную роль в клеточном обмене веществ, интенсивности всасывания жиров, в образовании коры надпочечников. С) и нахождение его в форме мелких жировых шариков. Приятный вкус молочного жира облагораживает вкус молочных продуктов, обуславливает гомогенность и пластичность их структуры и консистенции. Молочный сахар (лактоза) является источником энергии для биохимических процессов в организме, способствует усвоению Са, Р, М& Ва. Обладая меньшей растворимостью, чем сахароза, вызывает меньшее раздражение желудка, пищеварительного тракта, а вследствие замедленного гидролиза достигает тонкого кишечника, где способствует развитию полезной молочнокислой микрофлоры, которая, образуя молочную кислоту, подавляет гнилостную микрофлору. Обладая в 5 раз менее сладким вкусом, чем сахароза, лактоза снижает аппетит[ ,,,]. Молоко является исключительно важным источником минеральных веществ, особенно Са и Р, которые находятся в благоприятном соотношении для их усвоения организмом. В молоке содержатся важные микроэлементы: К, №, Mg и др. Биологическая ценность молока дополняется наличием почти всего комплекса известных и необходимых для организма человека витаминов (В|, В2 В3| В 6 , С, РР, Н, А, Д, Е), ферментов, иммунных тел, гормонов, пигментов, органических кислот. Молоко и молочные продукты обладают высокой энергетической ценностью. Так, энергетическая ценность 1 кг молока - кДж, творога жирного - кДж, масла сливочного - 0 кДж, сыра голландского 0 кДж, в то время как 1 кг говядины - кДж, телятины - кДж. Исключительное значение молоко имеет в питании детей, особенно в первый период их жизни. В оболочечном белке жировых шариков содержится значительное количество фосфолипидов, аргинина и треонина - аминокислот, нормализующих процессы роста и развития организма. Молоко является основным источником легкоусвояемых Р и Са для построения костных тканей [1]. В настоящее время в отечественной и зарубежной практике накоплен значительный опыт извлечения из различных молочных продуктов (молока, молочной сыворотки) ценных компонентов с применением как традиционных методов (выпаривание, сушка, сепарирование) так и новых (ультрафильтрация, криоконцентрирование) [2]. Молоко и молочные продукты при технологической переработке очень часто концентрируются для продолжительного хранения или при выделении из них наиболее ценных составных частей. Наиболее распространённым в настоящее время является концентрирование сгущением. В промышленном производстве молока и молочных продуктов из возможных способов удаления растворителя при концентрировании наиболее распространённым способом является выпаривание. Вне зависимости от вида продукта сгущение выпариванием не должно сопровождаться необратимыми изменениями состава и свойств исходного молока и другого молочного сырья. Для некоторых продуктов только концентрирование сгущением традиционно является способом обработки с целью снижения показателя активности (доступности) воды для микроорганизмов. Из известных способов удаления свободной влаги при концентрировании сгущением пока в молочной промышленности наиболее распространено выпаривание под вакуумом. В основе сгущения лежит парообразование кипением. При атмосферном давлении молоко кипит при температуре 0,5°С. При этом происходят необратимые изменения составных частей молока. Только парообразование кипением при °С не сопровождается такими изменениями. При такой температуре нагревания не изменяются даже такие свойства молока и другого молочного сырья как вязкость, электропроводность, поверхностное натяжение. Изменения различных свойств молочных продуктов наблюдаются лишь при нагревании до температуры выше °С. Таким образом, для молока оптимальной для парообразования кипением является температура от °С до °С. Обеспечить такие температуры возможно в разрежённом пространстве в специальных вакуум-аппаратах.