CN103960636A - 乳来源的高钾盐和其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及一种乳来源的结晶盐，其组成具有的钾含量与钠含量的比率包含在3与6之间，并且其中大于50%的晶体具有大于100微米的平均直径。本发明还涉及一种生产此种盐的方法，该方法包括至少这些步骤：形成通过乳清的电渗析获得的一种具有高单价盐浓度的盐水溶液(1)，并且通过在该具有高单价盐浓度的溶液上进行至少一个结晶步骤(6)来形成一种乳来源的盐(2)。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种乳来源的高钾盐。
本发明还涉及一种用于生产此种盐的方法。
背景技术
就健康而言，钠的过度摄用被认为是作为对于某些疾病并且主要对于心血管疾病的主要风险因素之一。
营养方案建议减少每日盐摄入量以减少钠的有害影响。这些方案是基于如下研究：这些研究表明将每日盐摄入量减少一半，以达到约5g的建议水平，将显著减少一些心血管疾病的出现。
常用的盐，即基于钠的盐，存在于大多数食物中。因此，对于消费者来说减少并且控制他们的每日钠摄入量是困难的。据估计，20%的盐摄入量可以由消费者控制，主要通过减少食盐的摄用。尽管减少或甚至消除食盐意味着可以减少所吸取的钠量，但该消除将损害味道。
具有减少的钠含量和高钾含量的钾盐最近已经出现。这些盐提供替代传统钠盐的可能性，同时保持咸味，该咸味是钾的存在所提供的。
但这些钾盐常常保持高钠含量或者以一种粉末形式出现，该粉末形式并不激励消费者将它作为食盐的替代品来使用。
对于以两种不同形式出现的来说尤其是这种情况。Lactosalt具有8%钠含量并且以一种非结晶粉末的形式出现，而Lactosalt27M具有27%的高钠含量。
乳清是乳酪生产的一种副产品；它的固体中的无机盐含有约40%的钾、12%的钠和28%的氯化物。因此，乳清自然地是含钾高的并且氯化物的存在意味着它可以用于形成一种高钾盐。
从公开EP 1 061 811中尤其已知使用乳清来制备一种高钾盐，该公开提出一种用于生产一种乳清盐粉末的方法，该方法主要包括一个乳清纳米过滤步骤或一个乳清超滤渗透步骤，随后是一个纳米过滤渗透物浓缩步骤和一个干燥步骤。
从该方法可以制备一种盐粉末，它的外观实质上不同于传统食盐。对于先前所阐述的这些理由，消费者或工业用户因此不太可能用这种盐粉末代替食盐。
另一种乳来源的盐替代品在品牌下出售，其具有8%的钠含量，但同样以粉末形式出现。
发明内容
在此背景下，本发明涉及形成克服了先前所引用的缺点的一种乳来源的高钾盐。而且，本发明涉及一种用于形成此种盐的方法。
为此目的，本发明的乳来源的盐是结晶的，它的组成具有的钾含量与钠含量的比率包含在3与6之间，并且该盐的大于50%的晶体具有大于100微米的平均直径。
本发明的乳来源的盐还可以包括单独地考虑的或根据所有可能的技术组合的以下任选特征：
-该钾含量和钠含量的比率包含在4与6之间。
-该组成包括以下各项，这些含量以质量百分比表示：
35%≤K≤45%
7%≤Na≤11%
45%≤Cl≤55%
Ca≤0.4%
Mg≤0.1%
3≤pH≤5
无机物质≥95%
-该组成包括以下各项，这些含量以质量百分比表示：
39%≤K≤43%
8%≤Na≤10%
48%≤Cl≤52%
Ca≤0.3%
Mg≤0.01%
3.5≤pH≤4.5
无机物质≥97%
本发明还涉及用于形成先前所引用的乳来源的盐的一种方法，该方法的特征本质上在于，它包括至少以下步骤：
-形成由乳清的电渗析获得的一种具有高单价盐浓度的盐水溶液，并且
-通过在具有高单价盐浓度的溶液上进行至少一个结晶步骤来形成一种乳来源的盐。
本发明的方法还可以包括单独地考虑的或根据所有可能的技术组合的以下任选特征：
-形成该具有高单价盐浓度的盐水溶液包括一个纳米过滤步骤，从该纳米过滤步骤可以产生一种盐水纳米过滤渗透物。
-由乳清的电渗析获得的盐水纳米过滤渗透物经受至少一个浓缩步骤，以便产生一种浓缩的纳米过滤的盐水。
-由乳清的电渗析获得的盐水纳米过滤渗透物通过反渗透进行浓缩。
-该盐水纳米过滤渗透物经受一个减少该有机物质含量的步骤。
-该减少有机物质含量的步骤是在一种吸附性基质上进行吸附的一个步骤，形成一个脱臭步骤。
-形成一种具有高单价盐浓度的盐水溶液包括将来自该减少有机物质含量的步骤的溶液进行浓缩的一个步骤，随后是一个过滤步骤。
-该浓缩步骤是一个真空蒸发步骤。
-本发明的方法按顺序包括以下步骤：
-将由乳清的电渗析获得的盐水进行纳米过滤并且产生一种纳米过滤渗透物，
-通过反渗透将该纳米过滤渗透物进行浓缩并且产生一种渗余物，
-在一种吸附性基质上通过吸附进行脱臭并且产生一种具有低有机物质含量的溶液，
-将在之前步骤中获得的具有低有机物质含量的溶液进行浓缩，将所获得的溶液过滤并且产生一种具有高单价盐浓度的盐水溶液。
-形成该乳来源的盐的步骤包括至少一个具有高单价盐浓度的盐水溶液的强制循环结晶的步骤，以及一个干燥步骤。
-形成该乳来源的盐的步骤包括在该干燥步骤之前的一个离心步骤。
本发明最后涉及使用由乳清的电渗析获得的一种盐水来制备如先前所定义的一种乳来源的结晶盐。
附图说明
本发明的另外的特征和优点将清楚地从下文给出的描述中呈现，作为不以任何方式进行限制的一个指示，参考这些附图，在其中：
-图1是制备一种乳来源的盐的方法中的两个必要步骤的流程图，
-图2是根据一个实施例的本发明的方法的流程图，
-图3是本发明的乳来源的盐的晶体的显微照片，并且
-图4是在品牌Lactosalt下出售的盐的晶体的显微照片。
具体实施方式
生产一种去离子的乳清是控制婴儿乳粉中的血清蛋白和乳糖含量的一种已知方法。
用于乳清去离子的方法具体包括一个第一电渗析步骤，首先产生一种乳清，该乳清具有低水平的无机物质并旨在经受其他去离子步骤，并且其次产生具有高水平的无机物质的一种副产品，盐水。
以下表1示出了由乳清的电渗析获得的一种盐水的组成作为一个实例。这些盐水组分的含量被表示为固体的百分比：
| 组分%固体 |
| Na9.45 |
| K27.01 |
| K/Na2.86 |
| Ca2.33 |
| Mg0.37 |
| Cl31.8 |
| P3.39 |
| 乳酸盐5.73 |
| 柠檬酸盐11.03 |
| 无机物质74.78 |
表1
本申请人已发现使用盐水（该乳清去离子方法的一种副产品）以形成一种乳来源的高钾盐的可能性。
该电渗析步骤通过经受电场的交替的阴离子和阳离子膜、根据已知的技术来进行。
参考图1，该盐水经受制备一种具有高单价盐浓度的溶液的一个第一步骤1，以及根据常规的工业技术制备该盐的一个第二步骤2。
根据本发明，该制备一种具有高单价盐浓度的第一步骤1包括至少一个第一盐水纳米过滤步骤3，随后是至少一个第一浓缩步骤4a，通过保留有机物质的一个脱臭步骤5以及一个第二浓缩步骤4b。
应注意的是，该纳米过滤步骤3和该脱臭步骤5尤其由保留有机物质组成。因此，在本发明的方法中从盐水中提取这些有机物质以生产一种具有高钾和钠浓度的产品的需要，与生产一种不含臭味的产品（已知这些臭味来自存在的有机物质）的需要合并。
以一种更通用的方式，该制备一种具有高单价盐浓度的溶液的第一步骤1因此包括浓缩和有机物质提取的交替步骤，这些步骤包括或规划至少一个单价盐富集步骤。
用于制备来自该第一步骤1的具有高单价盐浓度的溶液的盐的第二步骤2包括一个第一结晶步骤6，随后是一个离心步骤7和一个干燥步骤8。该制备盐的第二步骤2产生一种乳来源的结晶盐，该结晶盐在织构上与常规的食盐类似但具有高钾含量和低钠含量，如将在以下所述的。
根据本发明的一个优选变体并且参考图2，由乳清的电渗析获得的盐水的纳米过滤步骤3是使用膜来进行的，该膜对于所施加的、包含在约20巴与25巴之间的压力具有约300道尔顿的截止阈值。
纳米过滤3将这些单价盐与该盐水中的其他组分分离，特别与有机物质和磷分离。除分离这些单价盐之外，由乳清的电渗析获得的盐水的纳米过滤步骤3使得能够在随后的结晶过程中防止形成一种不可用的糊状物。
从而，该纳米过滤渗透物10通过具有低有机物质含量和低二价盐含量而富含单价盐，该有机物质和二价盐进入该纳米过滤渗余物9中。纳米过滤3的渗透物10具有约1%的固体百分比。
然后，该渗透物10在包含在25巴与30巴之间的压力下经受一个反渗透浓缩步骤11。
来自该反渗透步骤11的渗透物12主要由水和痕量的盐组成。在该方法的剩余部分中使用的渗余物13具有高单价盐浓度并且具有约5%的固体百分比。此外，反渗透具有的能量浓度比其他浓缩技术（如例如蒸发器浓缩）更低。
来自该反渗透步骤11的渗余物13然后经受一个树脂吸附步骤14，通过该树脂吸附步骤将这些剩余的有机物质去除。所使用的树脂是对去除的有机分子具有一定程度的选择性的吸附性脱臭树脂。具体地，这些树脂去除造成臭味的主要的挥发性脂肪酸。所获得的溶液具有约5%的固体百分比。作为代替树脂的一个变体，可能使用活性碳或一种活性基质；这些都属于吸附性基质的种类下。
已经受纳米渗透并且从该脱臭步骤14进行脱臭的盐水然后在一个真空下流式蒸发器中通过真空蒸发15进行浓缩。该步骤增加了固体含量并且防止在最后的结晶步骤过程中能量过度消耗。在该浓缩步骤结束时该固体含量是约15%。
有利地，该浓缩步骤15在该树脂吸附步骤14之后以这样一种方式进行，以使得在该最后步骤中受益于一种可溶性固体，该可溶性固体防止树脂变脏以及改变脱臭能力。
已经受纳米渗透并且被脱臭并且被浓缩的盐水然后经受去除磷酸钙化合物的一个过滤步骤16，这些磷酸钙化合物来自该纳米过滤并且在该之前的浓缩步骤15的过程中通过沉淀将一直能够以约15%的固体含量形成。
已经受纳米渗透并且被脱臭、浓缩和从该过滤步骤中过滤的盐水因此构成具有高单价盐浓度的溶液1。该溶液因此根据常规技术来制备该盐。
为此目的并且仍参考图2，该具有高单价盐浓度的溶液经受使用一个强制循环结晶器的结晶步骤6。该步骤通过显著增加该固体含量（达到67%至70%）导致KCl和NaCl晶体形成。在该步骤的过程中，已经受纳米渗透的盐水的含盐浓度增加至高达这些盐的溶解极限。
将已经受纳米渗透并且被脱臭、浓缩、过滤并且结晶的盐水然后在一个离心步骤7过程中进行离心，分离这些液相和固相。因为该液相可能包括痕量的有机物质，该相是更加必要的。该固体含量在该步骤的过程中显著增加，达到约95%。
然后，将该产品在一个流化床干燥步骤8的过程中进行干燥。该步骤产生一种乳来源的结晶盐，其固体含量是大约99%。此外，该盐具有与常规钠盐类似的织构，而不具有结块问题。
另一种已知干燥技术包括雾化干燥。但该技术消耗太多的能量。
可以仅在其固体含量高的产品上实施流化床干燥8。因此，通过先前所定义的步骤，本发明的方法制备一种具有高固体含量（使得能够进行流化床干燥）的产品，产生具有结晶的和可操控的织构而无结块现象的一种产品。
表2示出了由本申请人测量的与Lactosalt的组成相比在该结晶结束时根据三种不同固体含量的本发明的乳来源的盐的组成。
观察到从4.19至5变化的K/Na比率，该比率可测地大于当盐水离开电渗析时盐水的2.86的K/Na比率（表1）。
在本发明的方法的过程中该比率上的可测量的增大增加了钾含量并且减少了钠含量，同时保持不可忽略的钠含量以防止由于太高钾含量导致的金属味。
此外，本发明的乳来源的盐是几乎不含有机物质的，因为它具有的无机物质含量包含在97.29%与98.5%之间。
表2
在本发明的乳来源的盐上进行显微分析和粒径研究。
图3示出本发明的盐的晶体。在该图中，已经测量到了两种直径的晶体：一种161微米的第一直径和一种306微米的第二直径；这些晶体尺寸是形成本发明的盐的晶体的代表。
这些结果由粒径分析来确证，并且对于表2中提及的三种固体含量已通过基伊埃凯斯特纳（GEA Kestner）进行晶体测试。
这些结果如下：
对于在结晶之后具有67%固体的盐，大于50%的晶体具有的平均直径包含在150微米与220微米之间。
对于在结晶之后具有70%固体的盐，大于50%的晶体具有的平均直径包含在155微米与175微米之间。
对于在结晶之后具有67%固体的盐，大于50%的晶体具有的平均直径包含在155微米与210微米之间。
本发明的结晶盐赋予了该盐一种类似于低钠盐的织构。
相比之下，如图4中所示的，Lactosalt晶体尺寸比100微米小得多，这使得对于Lactosalt以上已提及的织构与一种结晶盐相比而更类似于一种粉末。
Claims (16)
1.乳来源的结晶盐，其组成具有的钾含量与钠含量的比率包含在3与6之间，并且其中大于50%的晶体具有大于100微米的平均直径。
2.根据权利要求1所述的乳来源的盐，其特征在于，该钾含量与钠含量的比率包含在4与6之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的乳来源的盐，其特征在于，它的组成包括以下各项，这些含量以质量百分比表示：
35%≤K≤45%
7%≤Na≤11%
45%≤Cl≤55%
Ca≤0.4%
Mg≤0.1%
3≤pH≤5
无机物质≥95%。
4.根据前述权利要求中任一项所述的乳来源的盐，其特征在于，它的组成包括以下各项，这些含量以质量百分比表示：
39%≤K≤43%
8%≤Na≤10%
48%≤Cl≤52%
Ca≤0.3%
Mg≤0.01%
3.5≤pH≤4.5
无机物质≥97%。
5.用于制备根据权利要求1至4中任一项所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，该方法包括至少以下步骤：
-形成通过乳清的电渗析(1)获得的一种具有高单价盐浓度的盐水溶液，并且
-通过在具有高单价盐浓度的溶液上进行至少一个结晶步骤(6)来形成一种乳来源的盐(2)。
6.用于制备根据权利要求5所述的一种乳来源的盐的方法，其特征在于，形成具有高单价盐浓度的盐水溶液包括一个纳米过滤步骤(3)，从该纳米过滤步骤可以产生一种盐水纳米过滤渗透物。
7.用于制备根据权利要求6所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，由乳清的电渗析获得的盐水纳米过滤渗透物经受至少一个浓缩步骤(4a，4b)，以便产生一种浓缩的纳米过滤的盐水。
8.用于制备根据权利要求7所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，由乳清的电渗析获得的盐水纳米过滤渗透物通过反渗透(11)进行浓缩。
9.用于制备根据权利要求6至8中任一项所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，该盐水纳米过滤渗透物经受一个减少该有机物质含量的步骤(5，14)。
10.用于制备根据权利要求9所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，减少该有机物质含量的步骤(5，14)是在一种吸附性基质14上进行吸附的一个步骤，形成一个脱臭步骤。
11.用于制备根据权利要求9和10中任一项所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，形成一种具有高单价盐浓度的盐水溶液包括将来自该减少该有机物质含量的步骤(5，14)的溶液进行浓缩的一个步骤(15)，随后是一个过滤步骤。
12.用于制备根据权利要求11所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，该浓缩步骤(15)是一个真空蒸发步骤(15)。
13.用于制备根据权利要求5至12中任一项所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，该方法按顺序包括以下步骤：
-将由乳清的电渗析获得的盐水进行纳米过滤(3)并且产生一种纳米过滤渗透物，
-将该纳米过滤渗透物通过反渗透(11)进行浓缩(4)并且产生一种渗余物，
-在一种吸附性基质(14)上通过吸附进行脱臭并且产生一种具有低有机物质含量的溶液，
-将在前一步骤中获得的具有低有机物质含量的溶液进行浓缩(15)，将所获得的溶液过滤(16)并且产生一种具有高单价盐浓度的盐水溶液。
14.用于制备根据权利要求5至12中任一项所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，形成该乳来源的盐的步骤包括至少一个具有高单价盐浓度的盐水溶液的强制循环结晶的步骤(6)，以及一个干燥步骤(8)。
15.用于制备根据权利要求14所述的乳来源的盐的方法，其特征在于，形成该乳来源的盐的步骤包括在该干燥步骤(8)之前的一个离心步骤(7)。
16.一种由乳清的电渗析获得的盐水用于制备根据权利要求1至4中任一项所述的乳来源的盐的用途。
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