CN111935986A - 用于乳清脱盐的方法和由此获得的乳清 - Google Patents
用于乳清脱盐的方法和由此获得的乳清 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111935986A CN111935986A CN201980020325.7A CN201980020325A CN111935986A CN 111935986 A CN111935986 A CN 111935986A CN 201980020325 A CN201980020325 A CN 201980020325A CN 111935986 A CN111935986 A CN 111935986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- whey
- electrodialysis
- temperature
- conductivity
- desalted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/422—Electrodialysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C21/00—Whey; Whey preparations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
- A23C9/144—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by electrical means, e.g. electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/06—Energy recovery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/422—Electrodialysis
- B01D61/423—Electrodialysis comprising multiple electrodialysis steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/52—Accessories; Auxiliary operation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/10—Temperature control
- B01D2311/103—Heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/10—Temperature control
- B01D2311/103—Heating
- B01D2311/1032—Heating or reheating between serial separation steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/18—Details relating to membrane separation process operations and control pH control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/24—Quality control
- B01D2311/243—Electrical conductivity control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dairy Products (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及乳制品领域,特别涉及一种将乳清脱盐的方法。根据本发明的方法包括以下步骤:获得乳清,在30℃‑60℃的温度下将所述乳清电渗析,将乳清酸化至pH为2‑3.5,将酸化乳清巴氏灭菌,在30℃‑60℃的温度下将巴氏灭菌的酸化乳清电渗析,以及将脱盐乳清中和至pH为6.7‑7.2。根据本发明的方法使得可以仅使用电渗析方法来实现乳清脱盐,同时避免了该方法通常遇到的问题,即有限脱盐率、膜结垢和使用寿命不足。
Description
技术领域
本发明涉及乳制品领域,特别涉及一种用于乳清脱盐的方法。
背景技术
乳清是牛奶凝结产生的液体部分,所述凝结由牛奶中主要蛋白质酪蛋白的变性引起。存在两种凝结,每种凝结导致两种不同类型的乳清。取决于凝结是乳酸凝结或凝乳酵素凝结,获得的乳清分别称为酸乳清或甜乳清。乳清也称为奶酪乳清。
几十年来,发现乳清的用途已经引起了经济和生态问题。事实上,尽管该组合物令人关注,但乳清的化学需氧量(COD)为50g/L-70g/L,这使其成为无法释放到环境中且运输昂贵的有机污染物。
因此,随时间出现了回收方法,特别是通过允许获得脱盐乳清的脱盐方法。
目前,液体或粉末脱盐乳清是婴儿和饮食产品的主要成分,特别是母乳的乳替代品。脱盐乳清还具有其他应用,例如,作为糖果和巧克力中或再生乳的生产中脱脂乳的替代成分。
可以考虑多种技术来使乳清脱盐,特别是超滤、反渗透、电渗析和离子交换。由于前两种技术太具特异性,因此仅后两种技术具有实际工业应用。因此,当今最有效的乳清脱盐方法是电渗析和离子交换,它们单独或组合使用。
电渗析是一种电化学技术,其可以通过在电场的影响下通过可选择性渗透阳离子和阴离子的膜迁移而选择性地从溶液中去除离子化的盐。在该技术中,乳清中溶液中的离子化的盐在电场作用下通过可选择性渗透阳离子和阴离子的膜迁移,并以盐水形式去除。但是,电渗析造成几个问题。已知其操作是不规则的,乳清脱盐率有限,膜趋于堵塞并且其寿命相对有限。此外,还存在某些限制因素,例如阴离子移动的速度缓慢,以及所有盐的离解困难。
离子交换是基于存在于固相和液相之间的离子平衡原理的技术,并且涉及吸收和排斥现象。在该技术中,使用了作为固相的树脂与作为液相的待脱盐的乳清之间的离子平衡,在饱和阶段期间将离子吸收在相同性质的树脂上,然后使树脂再生。该技术的缺点之一在于以下事实:需要非常大量的水,并且必须大量使用再生试剂,所述试剂在使用后我们真不知如何处理。另外,在工业规模上,该技术需要庞大的系统尺寸,特别是取决于包含树脂的柱的高度,在一些情况下其可达到几米。最后,另一个缺点在于该技术的应用是不连续的,大约40%的时间专用于乳清脱盐,并且大约60%的时间用于洗涤树脂及其再生。
因此,为了增加脱盐产率,专利US 4,803,089描述了在两步法中结合这两种技术,电渗析提供约50-60%的第一脱盐,以及离子交换(优选多级连续使用弱阳离子和强阳离子树脂)实现约90-95%的最终脱盐。
从专利US 4,138,501中还已知一种通过电渗析、随后首先与H+形式的强阳离子交换树脂进行离子交换,然后与OH-形式的弱阴离子交换树脂进行离子交换来使澄清且脱脂的乳清脱盐的方法。在所述方法的变型中,可以任选在离子交换步骤之前在交换树脂上将乳清巴氏灭菌。
这些类型的方法的缺点在于离子交换步骤需要大量的化学再生剂,并且还消耗非常大量的水。另外,直到现在,电渗析在超过60%的脱盐率才被使用,这特别是由于对电能的高需求。
从专利EP 1 053 685中还已知一种用于其脱盐目的的处理乳清的方法,包括通过纳滤膜转移来分离盐的步骤,其特征在于,其在该分离步骤的上游并依次包括:至少一个用质子替代二价阳离子的步骤和至少一个用氯离子替代二价阴离子的步骤。
US 3,325,389描述了一种通过电渗析使乳清脱盐的方法,其中所述乳清进行130°F-145°F(54℃-63℃)的热处理步骤最多30小时,优选最多2小时,同时将pH保持为约4-5,以沉淀脱盐抑制剂并增加通过电渗析脱盐的速度。
但是,尽管已经提出了乳清脱盐方案,但是仍然需要开发特别能够满足对乳清回收的不断增长的需求的新的更有效的替代方案。
发明内容
发明人已能够成功开发一种用于乳清脱盐的方法,其克服上述一些或所有问题,同时获得在生产成本和工业设施的尺寸方面提供优势的定性产品。
因此,本发明的目的涉及一种用于将乳清脱盐的方法,包括以下步骤:
-获得乳清,
-在30℃-60℃的温度下将所述乳清电渗析,
-将乳清酸化至pH为2-3.5,
-将酸化乳清巴氏灭菌,
-在30℃-60℃的温度下将巴氏灭菌的酸化乳清电渗析,
-将脱盐乳清中和至pH为6.7-7.2。
令人惊讶地,发明人已经观察到,在脱盐方法中实施的特定条件使得可以免除离子交换步骤,同时减少电渗析的已知缺点。事实上,发明人特别观察到,在第一电渗析步骤之后实施酸化和巴氏灭菌步骤,然后可以通过第二电渗析步骤继续脱盐,而不会造成该方法通常遇到的问题,即有限的脱盐率、膜的结垢和不足的使用寿命。
方法的第一步是获得乳清。乳清可以是甜乳清或酸乳清。
在本发明的上下文中,酸乳清可以是通过由乳酸菌的代谢引起的酸化通过凝结牛奶而获得的液体。一般来说,酸乳清的组成如下:
乳糖:4.0-5.0%
蛋白:0.6-0.7%
矿物盐(主要是Na+、K+和Ca2+):0.7-0.8%
脂肪:0.05-0.1%
干物质含量(总干提取物):5.3-6.0%
酸度:pH 4.3-4.6
在本发明的上下文中,术语“甜乳清”是指奶酪生产过程中酪蛋白与凝乳酵素凝结后获得的液体。如前所述,甜乳清是奶酪行业的已知副产品。一般来说,甜乳清的组成如下:
乳糖:4.0-5.0%
蛋白:0.6-0.8%
矿物盐(主要是Na+、K+和Ca2+):0.4-0.6%
脂肪:0.2-0.4%
干物质含量(总干提取物):5.3-6.6%
酸度:pH 5.9-6.5
在一个优选实施方案中,提供的乳清是甜乳清。根据该实施方案,甜乳清可以是未加工形式或浓缩形式。类似地,其也可以是由乳清粉末重构乳清。
根据该优选实施方案的变体,甜乳清是浓缩甜乳清,有利地在适度加热的条件下热浓缩直到获得18-25%的干提取物。优选地,甜乳清具有18%-23%的干提取物,更特别地为约20%的干提取物。乳清还可以通过其电导率特性和其灰分含量来定义。根据该实施方案,提供的浓缩乳清在20℃下的电导率Ω为13.5-14.5mS/cm,并且灰分含量为7.8-8.4。
有利地,还可以在电渗析步骤之前将所提供的乳清脱脂并澄清。
根据本发明方法的第二步骤由乳清的电渗析组成。该第一电渗析在30℃-60℃的温度下,优选在35℃-55℃的温度下,更优选在40℃-50℃的温度下进行。例如,该电渗析步骤可以在约45℃的温度下进行。
进行电渗析步骤直至达到所需的脱盐率,即对于该步骤而言,脱盐率为至少30%,至少40%,并且更特别地为约50%的脱盐率。
表述“脱盐率”表示在相同的干物质百分比下,从乳清中去除的矿物盐量(换言之,初始乳清中矿物盐量与脱盐乳清中残余量之差)与初始乳清中矿物盐量之比。
本领域技术人员可以通过其电导率来评估乳清的脱盐率。另外,脱盐乳清的灰分含量也可以指示所达到的脱盐率。为了本发明的目的,术语“灰分”应理解为是指通过焚烧乳清的干物质得到的产物。在本发明中,灰分含量根据标准NF 04-208测定。
在根据本发明的方法的第二步骤中,进行电渗析以使得乳清的电导率为4.0-5.0mS/cm和/或灰分为3.3-3.9,这对应于约50%的脱盐率。
该方法的第三步由将乳清酸化至pH为2-3.5组成。实际上,发明人已经观察到乳清的酸化和在低pH下工作具有多个优点,特别是对于电渗析的效率。一方面,由于低pH值促进乳清中存在的二价和三价盐的离子化,因此例如增加了钙或镁的利用率,因此效率提高。另一方面,这降低了乳清的粘度并导致离子更好地通过电渗析膜。结果,减少了膜的结垢并增加了它们的使用寿命。
另外,将乳清的pH保持在2-3.5通过防止巴氏灭菌过程中血清蛋白的絮凝和变性而确保它们的热稳定性。这一点对于保持脱盐乳清的营养品质特别重要。有利地,酸性pH还防止在脱盐操作期间的任何细菌的生长。
最后,在脱盐方法中保持本发明的酸性条件也是有利的,因为它可以减少水和化学品的消耗。
以使乳清的pH降低并保持在2.0-3.5的值的方式进行酸化。优选地,将乳清的pH降低并保持在2.5-3.2的值,并且更优选地为约等于3的值。pH的降低可以通过本领域技术人员已知的方法进行,诸如例如使用盐酸(HCl)溶液。
根据本发明的方法的第四步骤由将酸化的乳清巴氏灭菌的步骤组成。这种巴氏灭菌可以显著减少乳清中存在的微生物数量,特别是消除抗性最强的细菌,例如形成孢子和耐热的细菌,但又不会改变蛋白质。该步骤还具有允许电渗析步骤在高于常规使用的温度下进行的优点。
该巴氏灭菌步骤在90℃-125℃的温度下进行5秒-30分钟的持续时间,优选5秒-15分钟的持续时间,更优选10秒-5分钟的持续时间,例如约5分钟。
根据一个具体实施方案,巴氏灭菌在90℃-100℃的温度下进行3-7分钟的持续时间,并且优选在约95℃的温度下进行约5分钟的持续时间。
根据另一个具体实施方案,巴氏灭菌在105℃-125℃的温度下进行5-20秒的持续时间,并且优选在110℃-120℃的温度下进行10-15秒的持续时间。
根据另一个具体实施方案,巴氏灭菌在80-120℃之间的温度下进行1-20分钟,优选在90-100℃之间的温度下进行1-10分钟,更优选在约95℃的温度下进行约5分钟。
通常,在乳清脱盐方法中,巴氏灭菌在温和的条件下进行,即在70℃-80℃的温度下进行10-15秒的持续时间,以消除用于制造奶酪和酵母的细菌培养物,而不会显著改变血清蛋白。但是,这些温和的条件具有不能消除耐热细菌的缺点。
如上所述,在根据本发明的巴氏灭菌过程中,由于将乳清保持在2-3.5的酸性pH下,所以血清蛋白不会絮凝并且不会变性。在保持脱盐乳清的营养品质方面,这一点特别重要。
根据本发明的方法的第五步骤由将酸化且巴氏灭菌的乳清电渗析的步骤组成。如前所述,在该步骤中,乳清中的溶液中的离子盐在电场的作用下通过选择性渗透阳离子和阴离子的膜迁移,并以盐水形式被消除。电渗析步骤在30℃-60℃的温度下,优选在35℃-55℃的温度下,更优选在40℃-50℃的温度下进行。例如,电渗析步骤可以在约45℃的温度下进行。
有利地,这些温度可以有助于降低乳清的粘度并有助于更好地分解矿物盐。另外,尽管电渗析中使用的温度高于常规使用的温度,但是先前酸化且巴氏灭菌的乳清保留了高的微生物稳定性,并且没有形成任何有害菌群。
进行电渗析步骤直到达到酸化乳清的所需脱盐率,即至少70%,至少75%,至少80%,至少85%或甚至至少90%的脱盐率。
优选地,根据该步骤,酸化乳清显示出约70%的脱盐率,更优选约90%的脱盐率。
因此,该第二电渗析步骤使得可以获得乳清的显著脱盐率,同时避免该技术通常遇到的问题。
因此,根据本发明方法使得可以仅通过电渗析获得脱盐乳清。因此,不同于现有技术中已知的,该脱盐方法不包括任何离子交换步骤,例如用质子替代二价阳离子的步骤和用氯离子替代二价阴离子的步骤。
如前所述,本领域技术人员可以通过脱盐乳清的电导率和灰分来评估酸化乳清的脱盐率。
根据一个具体实施方案,进行第二电渗析步骤以使乳清的电导率为2.0-3.0mS/cm,和/或灰分含量为0.8-1.5,其对应于约70%的脱盐率。
根据另一个具体实施方案,进行第二电渗析步骤以使乳清的电导率为1.0-1.5mS/cm,和/或灰分含量为0.8-1.5,其对应于约90%的脱盐率。
当电渗析步骤导致获得显示出目标脱盐率的乳清时,根据本发明的方法包括中和步骤。有利地,中和与第二电渗析步骤同时进行。
中和是本领域技术人员已知的技术,其包括使溶液或流出物的pH达到根据要求固定的值。在本发明中,在脱盐乳清上进行中和,以将pH值提高到6.5-7.4,优选6.7-7.2。
对于中和步骤,可以使用本领域技术人员已知的碱性溶液,例如氢氧化钾、氢氧化钠或其混合物的溶液。中和导致通过电渗析脱盐的乳清的电导率增加,而通过将所述乳清电渗析的温和的最终脱盐步骤可以使脱盐至70%的乳清的电导率为2.0-3.0mS/cm,或脱盐至90%的乳清的电导率为0.8-1.5mS/cm。
因此,在中和之后,根据本发明的脱盐乳清具有至少70%,至少75%,至少80%,至少85%或甚至至少90%的脱盐率。
根据一个具体实施方案,中和可以在第二电渗析步骤之前进行。在该实施方案中,中和在脱盐乳清上进行以使pH值升高至6.0-6.5,优选6.1-6.3。该具体实施方案有利地使得可以更好地考虑在根据本发明方法的第一步骤中供应的乳清的矿物质量的可变性。
本发明的脱盐乳清的灰分含量小于4%,优选小于2.7%,更特别地,灰分含量小于1.1%。
本发明的脱盐乳清在营养和饮食学领域,特别是在制备用于儿童营养的乳中发现具体应用。有利地,根据本发明方法的脱盐乳清可用于制备用于喂养婴儿的乳。
本发明的第二个目的涉及一种可以通过上述方法获得的脱盐乳清。
根据本发明方法获得的脱盐乳清具有特定的离子组成,因此特征可以在于非常特定量的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-和P。
因此,根据本发明的70%的脱盐乳清可以例如具有以下离子数量,所述数量以mg/100g脱盐乳清的干提取物表示:
-Na+:400-750,优选450-650,
-K+:75-200,优选85-180,更特别90-175,
-Ca2+:100-300,优选115-275,更特别130-250,
-Mg2+:45-95,优选55-85,更特别65-80,
-Cl-:10-130,优选20-120,更特别25-115,
-P:100-270,优选120-250,更特别135-235。
因此,根据本发明的90%的脱盐乳清可以例如具有以下离子数量,所述数量以mg/100g脱盐乳清的干提取物表示:
-Na+:81-105,优选86-100,更特别90-96,
-K+:156-186,优选161-181,更特别166-176,
-Ca2+:125-153,优选128-148,更特别133-143,
-Mg2+:58-76,优选62-72,更特别65-69,
-Cl-:15-35,优选21-31,更特别24-28,
-P:124-152,优选127-147,更特别132-142。
借助于以下实施例将更好地理解本发明,这些实施例仅是说明性的而绝不限制保护范围。
具体实施方式
灰分根据标准NF 04-208测定。
实施例1:制备根据本发明的脱盐乳清
测试1:对该测试,制备了3种溶液并将其置于槽中,其内容如下:
-槽1:干提取物为19.63%的20L浓缩的甜乳清溶液。溶液的温度为30.8℃,电导率为13.71mS/cm。将该溶液在95℃下巴氏灭菌5分钟。
-槽2:在40℃下用20L自来水配制并用几滴37%HCl酸化的盐水溶液。溶液的pH为2.89。
-槽3:在30℃下用18L自来水和几滴95%的H2SO4制备的电解液,以将电导率调节为15-18mS/cm(20℃下)。该溶液的电导率为16.37mS/cm(20℃下),pH等于1.43并且温度为27.6℃。
开始电渗析,并通过之前校准的探针连续检查pH和电导率。
当乳清的电导率达到4.52mS/cm时,停止电渗析。然后,除去15L盐水,并用通过加入HCl将pH值调节至2.79的自来水更换,并且重新开始电渗析。
最后,当酸化的脱盐乳清溶液的电导率为2.56mS/cm时,再次停止电渗析。
为了进行中和,将75mL 40%的NaOH添加至槽1以将pH调节至6.6;电导率为3.88mS/cm。除去15L盐水,并用40℃的pH调节为2.86的自来水更换。重新开始电渗析约30分钟,直到脱盐乳清溶液的电导率为2.74mS/cm。
方法结束时,在停止第一电渗析后收集样品(样品1),在停止第二电渗析后收集样品(样品2),以便对获得的脱盐乳清的特性进行分析。结果示于下表1。
表1
为了验证离子(钠、钾、钙、镁和氯)通过膜的迁移,评估了质量平衡。该评估证实在盐水溶液中发现了已经从乳清中消失的离子数量,数量之间的相对差小于15%。
根据本发明的方法脱盐的乳清具有73%的脱盐率,并且矿物组成符合规格。
测试2:该测试在与测试1相同的操作条件下进行,但起始溶液略不同。因此,制备了三种新溶液并将其置于槽中,其内容如下:
-槽1:干提取物为19.58%的20L浓缩的甜乳清溶液。溶液的温度为29.9℃,电导率为13.85mS/cm。将该溶液在95℃下巴氏灭菌5分钟。
-槽2:在29.5℃下用20L自来水配制并用几滴37%HCl酸化的盐水溶液。溶液的pH为3.09。
-槽3:在30℃下用18L自来水和几滴95%的H2SO4制备的电解液。该溶液的电导率为18.49mS/cm(20℃下),pH等于1.24并且温度为30.7℃。
将每个槽与具有与测试1相同特性的电渗析器连接。
开始电渗析,并通过之前校准的探针连续检查pH和电导率。
当乳清的电导率达到4.49mS/cm时,停止电渗析。然后,除去20L盐水,并用通过加入HCl将pH值调节至2.88的自来水更换,并且重新开始电渗析。
最后,当脱盐的酸化乳清溶液的电导率为2.77mS/cm时,再次停止电渗析。
为了进行中和,将86mL 40%的NaOH添加至槽1以将浆液的pH调节至6.65;浆液的电导率为4.33mS/cm。
除去20L盐水,并用40℃的pH调节为2.87的自来水更换。重新开始电渗析约30分钟,直到脱盐乳清溶液的电导率为3.02mS/cm并且pH为6.50。
方法结束时,在停止第一电渗析后收集样品(样品1),在停止第二电渗析后收集样品(样品2),以便对获得的脱盐乳清的特性进行分析。结果示于下表2。
表2
为了验证离子(钠、钾、钙、镁和氯)通过膜的迁移,评估了质量平衡。该评估证实在盐水溶液中发现了已经从乳清中消失的离子数量,数量之间的相对差小于15%。
根据本发明的方法脱盐的乳清具有70%的脱盐率,并且矿物组成符合规格。
为了增加该乳清的脱盐率。
测试3:该测试在与测试1和2相同的操作条件下进行,但起始溶液略不同。因此,制备了三种新溶液并将其置于槽中,其内容如下:
-槽1:干提取物为19.7%的20L浓缩的甜乳清溶液。溶液的温度为29.9℃,电导率为13.85mS/cm。将该溶液在95℃下巴氏灭菌5分钟。
-槽2:在33.5℃下用20L自来水配制并用几滴37%HCl酸化的盐水溶液。溶液的pH为3.01。
-槽3:在30℃下用18L自来水和几滴95%的H2SO4制备的电解液,以将电导率调节为15-18mS/cm(20℃下)。该溶液的电导率为17.28mS/cm(20℃下),pH等于1.23并且温度为36.1℃。
将每个槽与具有与测试1相同特性的电渗析器连接。
开始第一电渗析,并通过之前校准的探针连续检查pH和电导率。
当乳清的电导率达到4.51mS/cm时,停止电渗析。
然后,除去20L盐水,并用通过加入HCl将pH值调节至2.92的自来水更换,并且重新开始电渗析。
最后,当脱盐的酸化乳清溶液的电导率为2.26mS/cm时,再次停止电渗析。
为了进行中和,将84mL 40%的NaOH添加至槽1以将pH调节至6.8以及电导率为3.8mS/cm。除去20L盐水,并用40℃的pH调节为2.87的自来水更换。重新开始电渗析约30分钟,直到脱盐乳清溶液的电导率为2.78mS/cm并且pH为6.7。
方法结束时,在停止第一电渗析后收集样品(样品1),在停止第二电渗析后收集样品(样品2),以便对获得的脱盐乳清的特性进行分析。结果示于下表3。
表3
为了验证离子(钠、钾、钙、镁和氯)通过膜的迁移,评估了质量平衡。该评估证实在盐水溶液中发现了已经从乳清中消失的离子数量,数量之间的相对差小于15%。
根据本发明的方法脱盐的乳清具有69%的脱盐率,并且矿物组成符合规格。
实施例2:制备根据本发明的脱盐至约90%的乳清
使用与实施例1的测试1相同的操作条件并且在槽中使用相同的溶液,开始电渗析直到酸化乳清的电导率达到3.02mS/cm。
用氢氧化钠:氢氧化钾(1:3)的混合物进行中和以达到6.7的pH和5.37mS/cm的电导率。除去5L盐水,并用40℃的自来水更换。重新开始电渗析约2小时,然后在脱盐乳清溶液的电导率为1.04mS/cm和pH为6.5时再次停止。
方法结束时,在停止第一电渗析后收集样品(样品1),在停止第二电渗析后收集样品(样品2),以便对获得的脱盐乳清的特性进行分析。结果示于下表4。
表4
为了验证离子(钠、钾、钙、镁和氯)通过膜的迁移,评估了质量平衡。该评估证实在盐水溶液中发现了已经从乳清中消失的离子数量,数量之间的相对差小于20%。
根据本发明的方法脱盐的乳清具有89%的脱盐率,并且矿物组成符合规格。
Claims (10)
1.一种用于将乳清脱盐的方法,包括以下步骤:
-获得乳清,
-在30℃-60℃的温度下将所述乳清电渗析,
-将乳清酸化至pH为2-3.5,
-将酸化乳清巴氏灭菌,
-在30℃-60℃的温度下将巴氏灭菌的酸化乳清电渗析,
-将脱盐乳清中和至pH为6.7-7.2。
2.根据权利要求1所述的脱盐方法,其中第一步获得的乳清是干提取物为18%-25%的浓缩乳清。
3.根据权利要求1或2所述的脱盐方法,其中进行乳清的电渗析步骤以使所述乳清的电导率为4.0-5.0mS/cm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的脱盐方法,其中进行将巴氏灭菌且酸化的乳清电渗析的步骤以使所述巴氏灭菌且酸化的乳清的电导率为2.0-3.0mS/cm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的脱盐方法,其中进行将巴氏灭菌且酸化的乳清电渗析的步骤以使所述巴氏灭菌且酸化的乳清的电导率为1.0-1.5mS/cm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的脱盐方法,其中所述巴氏灭菌在80-120℃的温度下进行1-20分钟,优选在90-100℃的温度下进行1-10分钟,更优选在约95℃的温度下进行约5分钟。
7.根据权利要求1-6任一项所述的脱盐方法,其中所述电渗析步骤在35℃-55℃的温度下,更优选在40℃-50℃的温度下进行。
8.根据权利要求1-7任一项所述的脱盐方法,其中在巴氏灭菌的酸化乳清上同时进行所述中和步骤和电渗析步骤。
9.根据权利要求4所述的脱盐方法,其中其具有约70%的脱盐率。
10.根据权利要求5所述的脱盐方法,其中其具有约90%的脱盐率。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1852410 | 2018-03-21 | ||
FR1852410A FR3079112B1 (fr) | 2018-03-21 | 2018-03-21 | Procede de demineralisation de lactoserum |
PCT/FR2019/050652 WO2019180389A1 (fr) | 2018-03-21 | 2019-03-21 | Procede de demineralisation de lactoserum et lactoserum ainsi obtenu |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111935986A true CN111935986A (zh) | 2020-11-13 |
Family
ID=63014655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980020325.7A Pending CN111935986A (zh) | 2018-03-21 | 2019-03-21 | 用于乳清脱盐的方法和由此获得的乳清 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11406111B2 (zh) |
EP (1) | EP3768091A1 (zh) |
JP (1) | JP7308919B2 (zh) |
CN (1) | CN111935986A (zh) |
FR (1) | FR3079112B1 (zh) |
WO (1) | WO2019180389A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114097893A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-01 | 卡士乳业(深圳)有限公司 | 一种利用酸乳清制备乳清粉的方法及其制备的乳清粉和应用 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3094871B1 (fr) * | 2019-04-12 | 2022-09-09 | Eurodia Ind | Procédé de déminéralisation d’une composition protéique laitière, et composition protéique laitière susceptible d’être obtenue par ledit procédé |
EP3721715A1 (fr) * | 2019-04-12 | 2020-10-14 | Eurodia Industrie | Procede de demineralisation d'une composition proteique laitiere, et composition proteique laitiere susceptible d'etre obtenue par ledit procede |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4954568A (zh) * | 1972-08-17 | 1974-05-27 | ||
US4844923A (en) * | 1984-12-12 | 1989-07-04 | Martin Herrmann | Method for removing serum proteins from milk products |
US5260080A (en) * | 1990-01-19 | 1993-11-09 | Societe Vidaubanaise D'ingenierie | Method of processing skimmed milk |
EP0758922A1 (fr) * | 1994-05-09 | 1997-02-26 | Societe Anonyme Francaise D'ingenierie Et De Recherche | Procede de demineralisation d'un liquide contenant en solution des matieres organiques et des sels |
US5747647A (en) * | 1994-06-15 | 1998-05-05 | Dairygold Technologies Limited | Process for the fractionation of whey constituents |
US6383540B1 (en) * | 1999-05-17 | 2002-05-07 | Eurodia Industrie S.A. | Method of processing whey for demineralization purposes |
US20080171118A1 (en) * | 2004-04-16 | 2008-07-17 | Universite Laval | Method For Extracting Lipids From Biological Solutions |
CN104255943A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-07 | 黑龙江飞鹤乳业有限公司 | 使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3325389A (en) | 1963-02-28 | 1967-06-13 | Ionics | Process for pretreatment of whey to increase demineralization rate |
JPS5151548A (en) * | 1974-10-31 | 1976-05-07 | Asahi Chemical Ind | Nyu aruiha hoeenorenzokutekidatsuenhoho |
FR2391653A1 (fr) | 1977-05-23 | 1978-12-22 | Nestle Sa Soc Ass Tech Prod | Procede de traitement du lactoserum |
US4180451A (en) * | 1978-04-19 | 1979-12-25 | Ionics Inc. | Apparatus for treating whey |
US4227981A (en) * | 1979-08-31 | 1980-10-14 | Borden, Inc. | Electrodialysis of acid whey |
NZ202514A (en) * | 1981-11-24 | 1985-08-16 | J Czulak | Whey protein recovery process |
DE3470653D1 (en) | 1984-03-02 | 1988-06-01 | Nestle Sa | Process for treating milk by-products |
JP2623342B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1997-06-25 | 雪印乳業株式会社 | 脱塩乳類の製造方法 |
-
2018
- 2018-03-21 FR FR1852410A patent/FR3079112B1/fr active Active
-
2019
- 2019-03-21 CN CN201980020325.7A patent/CN111935986A/zh active Pending
- 2019-03-21 US US16/981,540 patent/US11406111B2/en active Active
- 2019-03-21 JP JP2021500359A patent/JP7308919B2/ja active Active
- 2019-03-21 EP EP19718787.5A patent/EP3768091A1/fr active Pending
- 2019-03-21 WO PCT/FR2019/050652 patent/WO2019180389A1/fr unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4954568A (zh) * | 1972-08-17 | 1974-05-27 | ||
US4844923A (en) * | 1984-12-12 | 1989-07-04 | Martin Herrmann | Method for removing serum proteins from milk products |
US5260080A (en) * | 1990-01-19 | 1993-11-09 | Societe Vidaubanaise D'ingenierie | Method of processing skimmed milk |
EP0758922A1 (fr) * | 1994-05-09 | 1997-02-26 | Societe Anonyme Francaise D'ingenierie Et De Recherche | Procede de demineralisation d'un liquide contenant en solution des matieres organiques et des sels |
US5747647A (en) * | 1994-06-15 | 1998-05-05 | Dairygold Technologies Limited | Process for the fractionation of whey constituents |
US6383540B1 (en) * | 1999-05-17 | 2002-05-07 | Eurodia Industrie S.A. | Method of processing whey for demineralization purposes |
US20080171118A1 (en) * | 2004-04-16 | 2008-07-17 | Universite Laval | Method For Extracting Lipids From Biological Solutions |
CN104255943A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-07 | 黑龙江飞鹤乳业有限公司 | 使用脱盐乳清液生产婴幼儿配方乳粉的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SIMOVA ET AL: "Demineralization of natural sweet whey by electrodialysis at pilot-plant scale", 《DESALINATION AND WATER TREATMENT》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114097893A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-03-01 | 卡士乳业(深圳)有限公司 | 一种利用酸乳清制备乳清粉的方法及其制备的乳清粉和应用 |
CN114097893B (zh) * | 2021-11-25 | 2024-01-30 | 卡士乳业(深圳)有限公司 | 一种利用酸乳清制备乳清粉的方法及其制备的乳清粉和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3768091A1 (fr) | 2021-01-27 |
JP2021518169A (ja) | 2021-08-02 |
US11406111B2 (en) | 2022-08-09 |
JP7308919B2 (ja) | 2023-07-14 |
WO2019180389A1 (fr) | 2019-09-26 |
FR3079112B1 (fr) | 2022-05-06 |
FR3079112A1 (fr) | 2019-09-27 |
US20210112821A1 (en) | 2021-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111935986A (zh) | 用于乳清脱盐的方法和由此获得的乳清 | |
MXPA02007996A (es) | Metodo de filtracion de una corriente de productos lacteos. | |
US6383540B1 (en) | Method of processing whey for demineralization purposes | |
JP2001299281A (ja) | 乳カルシウム組成物の製造方法 | |
Kravtsov et al. | Feasibility of using electrodialysis with bipolar membranes to deacidify acid whey | |
WO2011037155A1 (ja) | 低リンホエイの製造方法 | |
IE910170A1 (en) | A method of processing skimmed milk | |
WO2010011129A1 (en) | Method for filtering milk | |
JPH0131865B2 (zh) | ||
US20220072477A1 (en) | Method for treating whey demineralization effluents | |
US20220211060A1 (en) | Process for demineralizing a milk protein composition, and milk protein composition obtainable by said process | |
JP2009189260A (ja) | 加熱殺菌乳及びその製造方法 | |
WO2014153381A1 (en) | Alpha-lactalbumin enriched whey protein compositions and methods of making and using them | |
JP7372232B2 (ja) | κ-カゼイングリコマクロペプチドを含む組成物の製造方法 | |
JP5771520B2 (ja) | 脱塩ホエイの製造方法 | |
JP2013021990A (ja) | 脱塩処理乳及び脱塩脱脂粉乳、並びに、これらの製造方法 | |
JP2018523465A (ja) | フィッシュスティックウォーターから加水分解タンパク質含有量の多い乾燥食品を生産する方法 | |
US20220304324A1 (en) | Method for processing a dairy protein composition in order to produce a lactose-rich liquid composition | |
US20230116650A1 (en) | Process for demineralising a milk protein composition, milk protein composition obtainable by said process, and facility for implementing said process | |
GB2044771A (en) | The ultrafiltration of whey | |
CN114668048A (zh) | 一种绵羊脱盐乳清粉的生产方法 | |
AU2020271938A1 (en) | Process for demineralising a dairy-based protein composition, and dairy-based protein composition which can be obtained by the process | |
WO2009119646A1 (ja) | 脱塩ホエイの製造方法 | |
JPH02107156A (ja) | 乳ミネラル濃縮物の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |