DE1492803C

DE1492803C - Verfahren zum Trennen der Milchbe standteile Kasein, Milchzucker und gegebe nenfalls Albumin

Info

Publication number: DE1492803C
Authority: DE
Inventors: Arie 8094 Attel Kuipers
Original assignee: Molkerei Josef Anton Meggle, 8094 Reitmehnng
Publication date: 1971-07-01

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen anfallenden Molke (weniger Kasein pro Liter Total-

der Milchbestandteile Kasein, Milchzucker und ge- flüssigkeit).

gebenenfalls Albumin sowie die Verwendung so Aus diesem Grunde wurde eine Arbeitsweise enterhaltenen Molkenkonzentrats als Futtermittel. wickelt, welche diese Schwierigkeiten weitgehend

Für die Gewinnung der Kaseinfraktion der Milch 5 umgeht; die anfallende Molke — nach diesem Prozeß

als Säurekasein gibt es verschiedene Verfahren, die gewonnen — wird auf 60 bis 65 % eingedickt und zur

alle darin übereinstimmen, daß durch pH-Wert- Kristallisation gebracht. Der Milchzucker wird ab-

Erniedrigurig (auf 4,3 bis 4,5) die Kaseinfraktion getrennt und ein Teil der anfallenden entzuckerten

gefällt wird. Für die Fällung der Kaseinfraktion Molkepaste in einem Verhältnis von mindestens 1:2

werden verschiedene Säuren benutzt. io bis 1:4 mit normaler süßer Käsemolke verschnitten,

_Λ . ·.£,·· wodurch der pH-Wert sich auf etwa 4,3 bis 4,8 erhöht,

1. Anorganische Sauren _{und ansch}i_{ießend auf 90 bis 95}o_{C erhitzt}

Hierfür ,wird meistens Salz- oder Schwefelsäure ver- Wahlweise kann man aber auch diese entzuckerte

wendet. Paste mit Milchzucker-Waschwasser »verdünnen«, den

9 nrrankrhp «Jänrpn *5 pH-Wert mittels Kalkmilch auf 4,5 bis 4,8 erhöhen

L. urganiscne aauren und dann auf 90 bis 95°C erhitzen.

Als organische Säuren verwendet man Milchsäure, Hierdurch wird Molkealbumin gefällt, das durch

die entweder durch biologische Säuerung (Schicht Filtrieren- oder Zentrifugieren entfernt wird. Die

käse, Speisequark, Cottage Cheese, teilweise auch albuminfreie Flüssigkeit wird nach der Kühlung mit

Milchsäurekasein) oder mittels Rohmilchsäure, ge- 20 einem Kationenaustauscher im Η-Zyklus behandelt,

wonnen aus anfallender Kaseinmolke, hergestellt wird. wodurch eine stark saure Flüssigkeit entsteht, die für

die Gewinnung der Kaseinfraktion aus Milch ge-

3. Kohlensäure CO₂ eignet ist.

Versuche haben gezeigt, daß 9 bis 15% dieser

Man hat auch versucht, Kasein unter Druck mittels 35 Flüssigkeit — berechnet auf die Milchmenge — ausKohlensäure zu fällen. Dieses Verfahren ist jedoch reichen, um einen pH-Wert von 4,3 bis 4,5 zu erreichen, wahrscheinlich aus Kostengründen und wegen der Für die Regenerierung der Kationenaustauscher hierfür erforderlichen komplizierten Apparatur nie- kann sowohl Salz- als auch Schwefelsäure benutzt mais über das Versuchsstadium hinausgekommen. werden. Der Kationenaustausch kann mittels eines

Der Wert der Molke als Futtermittel oder für die 3° pH-Meters verfolgt werden. Die Erschöpfung der Herstellung von Milchzucker ist erst in den letzten Harze zeigt sich durch plötzlichen Anstieg des pH-Jahren erkannt worden und steigt noch. Unter diesem Wertes. . .
Gesichtspunkt sind die vorstehend geschilderten Ver- Das bei diesem Verfahren anfallende entzuckerte fahren nach 1. und 2. zur Verwendung der bei diesem Molkekonzentrat — soweit es rieht für die Säuerung Verfahren anfallenden Molke im Futtermittelsektor 35 wieder im Prozeß rückgeführt wird — (V₃ der Menge wertverringernd gegenüber normaler Labmolke. Eine wird etwa im Kreislauf rückgeführt) kann man durch Ausnahme bildet die nach Verfahren 3 (Kohlensäure- die stattgefundene-teilweise Entfernung der Kationen fällung) erhaltene Molke. vor der Trocknung im Kationengehalt modifizieren.

Aus den genannten Gründen wurde die Gewinnung Das heißt, man kann durch die Zufügung von Naeiner Molke angestrebt, die sowohl für die Herstellung 40 trium-, Calcium- und/oder Magnesium-Ionen in von Milchzucker geeignet ist als auch für den Futter- Form dementsprechender Karbonate oder Hydroxyde mittelsektor optimale Eigenschaften aufweist. Es eine gewünschte mineralische Zusammensetzung erwurde überraschend gefunden, daß durch indirekten . reichen. In Tierversuchen wurde festgestellt, daß Kationen-Entzug mittels Ionenaustausches eine Molke dieses Produkt für die Herstellung von sogenannten mit den hierfür notwendigen Eigenschaften anfällt. 45 Pre-Startern für Kälber und Schweine geeignet ist,

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trennen der was auf seinen relativ hohen Albumingehalt und seinen Milchbestandteile Kasein, Milchzucker und ge- modifizierten Mineralstoffgehalt zurückzuführen ist. gebenenfalls Albumin durch Säurefällung des Kaseins, Das beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Auskristallisieren des Milchzuckers und Hitzebehand- ersten Stufe ausgefällte Kasein eignet sich besonders lung der Molke ist dadurch gekennzeichnet, daß ein 5° zur Herstellung von Speisequark. In diesem Fall wird vorzugsweise entzückertes und gegebenenfalls ent- die Kaseinfraktion zweckmäßig von der Molkeeiweißtes, mit Kationenaustauscher in an sich be- fraktion kontinuierlich abzentrifugiert. Der so erhalkannter Weise gesäuertes Molkekonzentrat zum Aus- tene »Speisequark« wird durch Zusatz von Säurefällen der Milchbestandteile verwendet wird. wecker aromatisiert. Der beim Abzentrifugieren

Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung 55 erhaltene Quark liegt in der Trockenmasse etwas wird ein Teil der anfallenden Molke über einen höher wie auf natürliche Weise gesäuerter Quark. Kationen-Austauscher (Η-Zyklus) gefahren, wobei Durch den Säureweckerzusatz wird daher gleichzeitig der pH-Wert von 4,3 bis 4,5 auf 1,8 gesenkt wird. die Trockenmasse auf den gewünschten Wert ein-Für dieses Verfahren kann auch süße Käsemolke gestellt. Gegebenenfalls wird zu diesem Zweck vorverwendet werden. Allerdings muß man dann wegen 60 konzentrierter Säurewecker verwendet,
des geringeren P₂O₅-Gehalts der Käsemölke größere Da der Kationengehalt des so erhaltenen Speise-Mengen pro Liter Milch zufügen. quarks geringer ist als bei normalem Speisequark,

Die erforderlichen Molkemengen sind aber — be- wird zweckmäßig eine entsprechende Menge Calciumrechnet auf die zu verarbeitende Milchmenge — relativ citrat zugesetzt. Hierdurch wird es möglich, ein Prohoch. Pro 100 Teile Milch benötigt man 60 bis 70 Teile 65 dukt zu erhalten* welches einen höheren Calciumvorbehandelte Molke. Die Folge davon ist eine gehalt als normaler Speisequark aufweist. Vorzugswesentlich größere Belastung der vorhandenen Appa- weise wird mit Calciumcitrat versetzter Säurewecker ratur und die Gefahr erhöhter Staubverluste in der verwendet. Man erhält so ein Endprodukt, welches

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gegenüber normalem Speisequark im Gesamtbild der Austauscherbehandlung geeignet zu machen, wird

Ernährung Vorzüge aufweist. . der Trockenmassegehalt durch Zusatz: von Wasser

Die Verwendung von entzückertem und ent- (oder Molke) auf 16% Trockenmasse, d. h. 2,5fach eiweißtem Molkekonzentrat als Grundlage für den verdünnt. Man erhält so 162,5 kg einer Flüssigkeit Kationenaustausch im Η-Zyklus mit dem Zweck als 5 vom Säuregrad 177-0,4 = IH⁰SH. Der Milch-Säuerungsmedium hat große Vorteile. Zuckergehalt ist 6,4%. In bezug auf den SH-Wert

Normalerweise wird die Kaseinherstellung durch- der ursprünglich eingesetzten Molke ist diese Flüssiggeführt in mittelgroßen Betrieben, die gleichzeitig keit um das 111:18fache = 6,2fach konzentriert,
keine direkte Molkeverwertung haben. Diese Molke Wenn die entzuckerte Molke mit nativer Süßmolke wird dann meistens eingedickt nach zentralen Trock- io von etwa 6% Trockenmasse verdünnt wird, so muß nereien oder zentral gelegenen Milchzuckerfabriken etwas mehr Süßmolke zugesetzt werden, um auf den transportiert, um dort weiterbehandelt zu werden. gewünschten Trockenmassegehalt von 16 % zu

Bei der Verarbeitung von 1001 Magermilch/Tag kommen.

fallen bei der Kaseinherstellung etwa 80 bis 851 5. Die unter 4. beschriebene erhaltene 16%ige Molke an. Diese 1:5 eingedickt, sind 16 bis 171 15 Molke wird über einen Kationenaustauscher gegeben, Molkekonzentrat. Für die Säuerung von 1001 Mager- wobei der pH auf 1,8 absinkt und der SH-Wert von milch braucht man etwa 9 bis 15% dieser oben- 111 auf 28O⁰SH steigt, d. h. um 169°SH. Die Trockengenannten kationenbshandelten Flüssigkeit, was masse der resultierenden Flüssigkeit ist 15%, der etwa 9 bis 151 entspricht, so daß das Transportfahr- Milchzuckergehalt 6,9 %.

zeug sowohl bei der Hin- als auch Rückfahrt benutzt ao 6.1000 kg Magermilch werden analog 1. mit 118 kg

werden kann ohne Extrakosten. der gemäß 5. erhaltenen kationenausgetauschten

Die Zentrale würde dann für mehrere Kasein- Molke versetzt, wobei der isoelektrische Punkt des

fabriken diese Kationenbehandlung durchführen kön- Säurekaseins erreicht wird und dieses ausflockt

nen, so daß für den Kationenaustausch nur eine (30 kg). Gemäß 1. sind zur Ausfällung von Kasein aus

zentrale Anlage notwendig ist, was gleichzeitig be- as 100 g Magermilch 5 mal Säure = 2O⁰SH nötig. Mit

deutet, daß auch der Säürebedarf für die Regeneration der unter 5. erhaltenen Molke kann daher die

zentral anfällt. .. 169:20 = 8,5fache Magermilchmenge gefällt werden.

Auch wird hierdurch erreicht, daß das Albumin, Bei der Fällung resultieren 1088 kg Molke von der

das bei der Enteiweißung anfällt, in größerer Menge Trockenmasse 7,0% und Milchzuckergehalt 4,9 %.

zentral anfällt, so daß hier auch eine lohnende Neben- 30 7. 1000 kg der nach 6. erhaltenen Molke werden

verwertung aufgebaut werden kann. auf 60% Trockenmasse eingedickt, wobei 17 kg

Man kann also bei Ausnutzung des erfindungs- Konzentrat resultieren. Milchzuckergehalt 42%. Beim

gemäßen Verfahrens eine optimale Betriebsführung Abkühlen kristallisieren 35% der Gesamtmasse als

für die Verwertung von Magermilch als Kasein und Milchzucker aus, entsprechend einer Ausbeute von

Molke erreichen. , 35 83 % des vorhandenen Milchzuckers und mit einer

Weiter wurde festgestellt, daß bei der Herstellung Mehrausbeute von 5% gegenüber dem Verfahren

von Milchzucker aus dieser nach obigem Verfahren gemäß Absatz 3.

anfallenden Molke durch die Rücknahme eines Teiles 8. Die nach 7. erhaltene Milchzuckermutterlauge

der entzuckerten Molke (wie oben, beschrieben) eine wird anteilweise wieder in Verfahrensstufe 2 eingesetzt;

gegenüber dem bisherigen Standardverfahren wesent- 40 so daß sich ein Kreislaufverfahren ergibt, bei dem nur

lieh verbesserte Milchzucker-Ausbeute erreicht wird einmal beim Start Salzsäure zugegeben werden muß.

(und zwar um etwa 5 bis 6%). ....

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ^pi

weiter. . Das Beispiel zeigt die durch das erfindungsgemäße

n' · ■■ 1 1 45 Verfahren erhaltenen Vorteile, wenn das anfallende

^e ¹ ^s ?^{1 e} Kasein zur Speisequarkbereitung verwendet wird.

1. 1000 kg Magermilch vom Säuregrad 7°SH 1. Saure Quarkmolke vom SH 18°, Trockenmasse werden mit Salzsäure bis zum isoelektrischen Punkt 6%. konzentriert auf 15%, SH 45° C wird durch des Säurekaseins angesäuert (5 kg konzentrierte Salz- einen Kationenaustauscher in Η-Form gegeben und säure 37,4%ig ist 50 Mol). Man erhält eine Mischung 50 auf diese Weise auf pH 1,8 angesäuert. SH 110° aus Molke und gefälltem Kasein vom Säuregrad (SH-Werterhöhung also 65°).

27°SH und einem pH um 4,5 (= isoelektrischer 2. 100 kg Magermilch werden mit 30 kg dieser

Punkt des Säurekaseins). Die vom Kasein abgetrennte durch Kationenaustausch gesäuerten Molke versetzt.

Molke hat eine Trockenmasse von 6%, einen Milch- Durch Einhaltung einer Temperatur von 15°C oder

Zuckergehalt von 4,5% ^UQd einen SH von 18°. 55 darunter fällt das Kasein als weicher Bruch aus, der

2. 1000 kg der gemäß 1. erhaltenen Molke werden alle Konsistenzeigenschaften des natürlichen Quarks auf 60% Trockenmasse konzentriert. Man erhält so aufweist.

100 kg eingedickte Molke vom Säuregrad 180 und 3. Die erhaltene Mischung wird durch eine Quark-Milchzuckergehalt 45 %. zentrifuge abgeschleudert. Je nach Drehzahl und

3. Die erhaltene pastenartig eingedickte Molke wird 60 Düseneinstellung erhält man Quark mit einem abgekühlt, wobei 35% der Gesamtmasse als Milch- Trockenmassegehalt von 20 bis 25% ^URd einem zucker auskristallisieren. Das bedeutet eine Milch- Mineralgehalt von 4,7% in der Trockenmasse,
zuckerausbeute von 35:45 = 78% des vorhandenen 4. Dem so gewonnenen Quark werden 10% Säure-Milchzuckers. Nach dem Abtrennen des Kristallisats wecker zugesetzt. Der Mineralstoffgehalt steigt hiererhält man 65 kg entzuckerte Molke von 40% 65 durch auf 5,1% (natürlicher Quark 5,0%).
Trockenmasse, einen SH von 180 -100:65 = 277⁰SH Der so erhaltene Quark behält nach 8tägigem und einen Milchzuckergehalt von 16%. Stehen bei 8°C einen vorteilhaften abgerundeten

4. Um die so erhaltene entzuckerte Molke für die Geschmack bei.

5. Die nach der Abtrennung des Quarks verbleibende Molke wird wie im Beispiel 1 beschrieben zur Gewinnung des Milchzuckers weiterverarbeitet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trennen der Milchbestandteile Kasein, Milchzucker und gegebenenfalls Albumin durch Säurefällung des Kaseins, Auskristallisieren des Milchzuckers und Hitzebehandlung der Molke, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise entzückertes und gegebenenfalls enteiweißtes, mit Kationenaustauscher in an sich bekannter Weise gesäuertes Molkekonzentrat zum Ausfällen der Milchbestandteile verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in üblicher Weise entzuckerte und enteiweißte Molkekonzentrat durch die Kationenaustauscherbehandlung auf einen pH-Wert von 1,8 gesenkt wird.

3. Verwendung des im Trennverfahren nach Anspruch 1 erhaltenen entzuckerten Molkekonzentrates zusammen mit der Albuminfraktion und zusätzlichen Kationen in der Form von Carbonaten und/oder Hydroxyden als Futtermittel, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht für die Säuerung verwendete Anteil des Molkenkonzentrates ohne vorangehende Ionenaustauscherbehandlung verwendet wird.