RU2052944C1

RU2052944C1 - Method of producing salt - melting agent for cheese

Info

Publication number: RU2052944C1
Application number: RU93053000A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Курбатов; В.С. Лабазюк; А.Л. Олифсон; С.В. Пашков; В.И. Химченко; Б.П. Соболев; М.В. Лыков; К.С. Зотова; Е.В. Паниди; А.А. Долгов
Original assignee: Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им.Я.В.Самойлова; Лермонтовское производственное объединение "Алмаз"
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: ammonium ortho-phosphate is mixed with sodium hydroxide or soda up to evolving 70-95% ammonia from the mixture of quantity added with the raw. Then product is dehydrated by drying and thermal dehydration is carried out for a single stage at 220-320 C. Drying and thermal dehydration can be carried out for two stages. At the first stage dehydration is carried out up to complete free moisture removal and at the second stage - product is kept at 220-230 C for 30-120 min. EFFECT: improved method of salt producing. 3 cl

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения солей, использующихся в производстве плавленого сыра. The invention relates to the food industry and can be used to obtain salts used in the production of processed cheese.

Известен способ получения соли-плавителя для сыра, предусматривающий нейтрализацию фосфорной кислоты до образования раствора фосфатов натрия и обезвоживание полученного раствора. A known method of producing a melting salt for cheese, which provides for the neutralization of phosphoric acid to form a solution of sodium phosphates and dehydration of the resulting solution.

Недостатком известного способа является то, что смесь фосфатов получают с высоким значением рН продукта. Использование таких фосфатов приводит к щелочному (мыльному) вкусу плавленого сыра и без дополнительной добавки такая смесь не может быть использована [1]
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения соли-плавителя, включающий смешивание фосфорсодержащего компонента с едким натром или содой с образованием раствора натрия с мольным соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55-1,63 с последующим обезвоживанием сушкой и термической дегидратацией продукта при повышенной температуре. По этому способу в качестве фосфорсодержащего компонента берут термическую или предварительно очищенную экстракционную фосфорную кислоту, а обезвоживание и термическую дегидратацию осуществляют в две стадии: на первой до влажности 0,5-5% при температуре отходящих газов 130-180^оС, а на второй при температуре материала 190-240^оС. В результате получают продукт следующего состава, мас.The disadvantage of this method is that a mixture of phosphates is obtained with a high pH value of the product. The use of such phosphates leads to the alkaline (soapy) taste of processed cheese, and without an additional additive such a mixture cannot be used [1]
The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a known method of producing a salt-melter, comprising mixing a phosphorus-containing component with caustic soda or soda with the formation of a sodium solution with a molar ratio of Na ₂ O / P ₂ O ₅ = 1.55-1.63 followed by dehydration by drying and thermal dehydration of the product at elevated temperature. In this method, as the phosphorus component taking heat or pre-purified phosphoric acid, and the dehydration and the thermal dehydration is carried out in two stages: the first to a moisture content of 0.5-5% at a temperature of the exhaust gases of 130-180 ^{° C} and the second at the temperature of the material 190-240 ^about C. The result is a product of the following composition, wt.

Триполифосфаты натрия 50-85
Пирофосфат натрия 10-40
Ортофосфат натрия 1-40
Триметафосфат натрия 0,5-5,0
Полифосфаты натрия с чис-
лом атомов фосфора Р≥4 Остальное
Полученная соль представляет однородный неразделяемый состав с оптимальным соотношением различных фосфатов натрия. С добавкой указанной соли получен плавленый сыр с общей оценкой [2]
Однако, данный способ предусматривает получение продукта или из термической фосфорной кислоты или из хорошо очищенной экстракционной фосфорной кислоты. Термическая кислота является остродефицитным сырьем, а глубокая очистка экстракционной фосфорной кислоты процесс сложный в технологическом плане и довольно дорогостоящий и промышленно неосвоенный.Sodium tripolyphosphates 50-85
Sodium Pyrophosphate 10-40
Sodium Orthophosphate 1-40
Sodium trimetaphosphate 0.5-5.0
Sodium polyphosphates with
scrap of phosphorus atoms P≥4
The resulting salt is a homogeneous indivisible composition with an optimal ratio of various sodium phosphates. With the addition of the indicated salt, processed cheese was obtained with an overall rating of [2]
However, this method involves the preparation of a product from either thermal phosphoric acid or a well-purified extraction phosphoric acid. Thermal acid is an extremely deficient raw material, and deep purification of extraction phosphoric acid is a technologically complicated process and quite expensive and undeveloped.

Задача изобретения получение соли-плавителя, не уступающей по качеству продукту, производимому по способу-прототипу, но при этом использовать общедоступное сырье по упрощенной технологической схеме. The objective of the invention is the production of a salt-melter, not inferior in quality to the product produced by the prototype method, but at the same time to use publicly available raw materials according to the simplified technological scheme.

Задача решена тем, что в качестве фосфорсодержащего сырья использованы ортофосфаты аммония, выработанные из экстракционной фосфорной кислоты методом кристаллизации. The problem was solved in that ammonium orthophosphates, produced from extraction phosphoric acid by crystallization, were used as phosphorus-containing raw materials.

Предлагаемый способ получения соли-плавителя предусматривает смешивание фосфорсодержащего компонента с едким натром или содой до образования раствора фосфатов натрия с мольным соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55-1,63 с последующим обезвоживанием и сушкой и термической дегидратацией продукта при повышенной температуре, в котором в качестве фосфорсодержащего компонента используют ортофосфат аммония и смешивание его с едким натром или содой ведут до выделения из смеси 70-95% аммиака до введенного количества с сырьем.The proposed method for producing a melting salt involves mixing a phosphorus-containing component with sodium hydroxide or soda to form a sodium phosphate solution with a molar ratio of Na ₂ O / P ₂ O ₅ = 1.55-1.63, followed by dehydration and drying and thermal dehydration of the product with increased the temperature at which ammonium orthophosphate is used as the phosphorus-containing component and mixing it with caustic soda or soda is carried out until 70-95% ammonia is isolated from the mixture to the amount introduced with the raw material.

Возможно обезвоживание сушкой и термическую дегидратацию проводить в одну стадию при 220-320^оС.It is possible dehydration by drying and thermal dehydration to be carried out in one stage at 220-320 ^o C.

Возможно также сушку и термическую дегидратацию проводить в две стадии. На первой стадии обезвоживание осуществлять до полного удаления свободной влаги, на второй выдерживать продукт при 220-320^оС в течение 30-120 мин.It is also possible to carry out drying and thermal dehydration in two stages. The first step to carry out dewatering until complete removal of free water, the second product to withstand at 220-320 ^C for 30-120 min.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

При замене термической фосфорной кислоты на ортофосфаты аммония возникает проблема с выделяющимся аммиаком. В данном случае очень важно провести первую стадию процесса (взаимодействие реагентов) с выделением определенного количества аммиака, так как оставшийся аммиак будет влиять на проведение последующих стадий процесса. На первой стадии необходимо вести смешение до тех пор, пока выделится 70-95% аммиака от введенного с ортофосфатом аммония. При отделении менее 70% аммиака на стадии смешения компонентов, большое количество его будет содержаться в отходящих газах от сушильно-прокалочных аппаратов. В этих газах аммиак сильно разбавлен, что не позволяет использовать его в производстве ортофосфатов аммония, но содержание его достаточно высокое, что создает необходимость многоступенчатой очистки отходящих газов. Кроме того, при очистке газов будет образовываться раствор ортофосфатов натрия и аммония, который возвращается на первую стадию смешение компонентов, содержание большого количества аммиака в этом растворе будет сдвигать равновесие реакции и потребует дополнительных энергетических затрат для снижения содержания аммиака до заданного уровня. Сам процесс смешения и количество отделяемого аммиака зависит от многих факторов, которые определяются в каждом конкретном случае: от качества и состава используемого сырья, температуры и продолжительности процесса. Ортофосфаты аммония могут быть получены и в самом производстве, так как выделяющийся аммиак со стадии сушки направляется на нейтрализацию технической экстракционной фосфорной кислоты. Для получения соли-плавителя необходимого качества большое значение имеет режим проведения и последующих стадий обезвоживания и термической дегидратации продукта. Обезвоживание и термическую дегидратацию можно проводить в одну или в две стадии. When replacing thermal phosphoric acid with ammonium orthophosphates, a problem arises with the liberated ammonia. In this case, it is very important to carry out the first stage of the process (interaction of reagents) with the release of a certain amount of ammonia, since the remaining ammonia will affect the subsequent stages of the process. At the first stage, it is necessary to mix until 70-95% of ammonia from ammonium introduced with orthophosphate is released. When separating less than 70% of ammonia at the stage of mixing the components, a large amount of it will be contained in the exhaust gases from the drying and calcining apparatus. Ammonia is highly diluted in these gases, which does not allow its use in the production of ammonium orthophosphates, but its content is quite high, which creates the need for multi-stage purification of exhaust gases. In addition, during gas purification, a solution of sodium and ammonium orthophosphates will be formed, which will return to the first stage of mixing the components, the high amount of ammonia in this solution will shift the reaction equilibrium and require additional energy costs to reduce the ammonia content to a predetermined level. The mixing process and the amount of ammonia separated depends on many factors that are determined in each case: on the quality and composition of the raw materials used, temperature and duration of the process. Ammonium orthophosphates can also be obtained in the production itself, since the ammonia released from the drying stage is sent to neutralize technical extraction phosphoric acid. To obtain a melting salt of the required quality, the mode of conducting and subsequent stages of dehydration and thermal dehydration of the product is of great importance. Dehydration and thermal dehydration can be carried out in one or two stages.

Температура материала должна составлять 220-320^оС. При температуре ниже 220^оС невозможно получить соль-плавитель с содержанием триполифосфата натрия в необходимом интервале (50-85%), а при увеличении температуры выше 320^оС, во-первых, возрастают энергозатраты, во-вторых, несколько увеличивается содержание триполифосфата натрия, что ухудшает качество конечного продукта.Material temperature should be 220-320 ° ^C. At temperatures below 220 ^{° C} can not receive the melter-salt of sodium tripolyphosphate with a content in the desired range (50-85%), while increasing the temperature above 320 ^{° C,} firstly, increasing energy secondly, the content of sodium tripolyphosphate increases slightly, which affects the quality of the final product.

При проведении процесса в две стадии сначала быстро высушивают продукт до полного выделения свободной влаги, а затем выдерживают его в течение 30-120 мин при 220-320^оС для выделения конституционной влаги. Если выдерживать менее 30 мин, то в продукте остаются ортофосфаты в количестве большем, чем 1-10% а при выдержке в течение более 120 мин в продукте образуется нерастворимая соль Мадрелла, в то время как требованием к готовому продукту является наличие в нем только растворимых солей.By proceeding in two stages, first rapidly dried product to complete release of free moisture, then it was kept for 30-120 minutes at 220-320 ^C for isolation constitutional moisture. If it is held for less than 30 minutes, orthophosphates remain in the product in an amount greater than 1-10%, and upon holding for more than 120 minutes the product forms insoluble Madrell salt, while the requirement for the finished product is the presence of only soluble salts in it .

Процесс обезвоживания и термической дегидратации может проводиться как в одном, так и в разных аппаратах. Для компановки технологических схем могут быть использованы аппараты кипящего слоя, вальцовые сушилки, сушилки-грануляторы, а также различные кондуктивные и конвективные аппараты. The process of dehydration and thermal dehydration can be carried out both in one and in different devices. Fluid bed apparatuses, roller dryers, granulator dryers, as well as various conductive and convective apparatuses can be used to compose technological schemes.

П р и м е р 1. В нейтрализатор подают 1649 кг 50%-ного раствора диаммонийфосфата, содержащего 205,6 кг аммиака, 153 кг подскрубберной жидкости и 535 кг сухой кальцинированной соды. При интенсивном перемешивании в течение 45 мин при 85-90^оС выделяется 70% от введенного аммиака. После фильтрации раствор в количестве 1922 кг с соотношением Na₂О/Р₂О₅=1,55 подается в распылительную сушилку. В одностадийном процессе при 270^оС получается 740 кг соли-плавителя со следующим содержанием, ортофосфат 5; пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат натрия 5.PRI me R 1. In the Converter serves 1649 kg of a 50% solution of diammonium phosphate containing 205.6 kg of ammonia, 153 kg of scrubbing liquid and 535 kg of dry soda ash. With vigorous stirring for 45 minutes at 85-90 ^{° C} released 70% of the injected ammonia. After filtration, a solution in an amount of 1922 kg with a ratio of Na ₂ O / P ₂ O ₅ = 1.55 is fed to a spray dryer. In the one-step process at 270 ^{° C} is obtained 740 kg of salt-melter comprising the following orthophosphate 5; pyrophosphate 30; tripolyphosphate 60; sodium trimetaphosphate 5.

П р и м е р 2. В нейтрализатор подают 1649 кг 50% диаммонийфосфата, содержащего 205,6 кг аммиака, 153 кг подскрубберной жидкости и 540 кг кальцинированной соды. При интенсивном перемешивании в течение 90 мин при 85-90^оС выделяется 82% от введенного аммиака. После фильтрации раствор в количестве 1903 кг с соотношением Nа₂О/Р₂О₅=1,61 подается в сушильно-прокалочный аппарат (распылительная сушилка с прокалочными тарелками). В верхней части аппарата происходит полное обезвоживание с получением смеси ортофосфатов натрия (первая стадия), а на прокалочных тарелках продукт дегидратируется при 320^оС в течение 30 мин (вторая стадия). Получается 743 кг соли-плавителя со следующим содержанием, ортофосфат 1; пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат натрия 3; полифосфат натрия 6 с числом атомов Р≥4.PRI me R 2. In the Converter serves 1649 kg of 50% diammonium phosphate containing 205.6 kg of ammonia, 153 kg of scrubbing liquid and 540 kg of soda ash. With vigorous stirring for 90 minutes at 85-90 ^{° C} released 82% of the injected ammonia. After filtration, a solution in an amount of 1903 kg with a ratio of Na ₂ O / P ₂ O ₅ = 1.61 is fed to a drying and calcining apparatus (spray dryer with calcining plates). At the top of the machine there is a complete dehydration to yield a mixture of sodium orthophosphate (first stage) and product dehydrated in the trays calcining at 320 ^{° C} for 30 minutes (second stage). It turns out 743 kg of salt-melter with the following content, orthophosphate 1; pyrophosphate 30; tripolyphosphate 60; sodium trimetaphosphate 3; sodium polyphosphate 6 with the number of atoms P≥4.

П р и м е р 3. В нейтрализатор подают 1649 кг 50%-ного раствора диаммонийфосфата и 1605 кг 30%-ного раствора соды. При интенсивном перемешивании при 105^оС за 90 мин выделяется 95% введенного аммиака. Отфильтрованный раствор подается в распылительную сушилку, а затем высушенные ортофосфаты дегидратируются в турбокальционаторе в течение 120 мин при 220^оС. Получают 740 кг соли-плавителя, содержащей, ортофосфат 8; пирофосфат 35; триполифосфат 50; триметафосфат натрия 2; полифосфат натрия 7 с числом атомов Р 4. Если прокалку проводить при 240^оС в течение 80 мин, то продукт содержит, ортофосфат 1, пирофосфат 30; триполифосфат 60; триметафосфат 2; полифосфат натрия 7 с числом атомов Р 4.PRI me R 3. In the Converter serves 1649 kg of a 50% solution of diammonium phosphate and 1605 kg of a 30% solution of soda. With vigorous stirring at 105 ^about C for 90 min, 95% of the introduced ammonia is released. The filtered solution is fed into the spray dryer, and then dried in turbokaltsionatore orthophosphate dehydrate for 120 minutes at 220 ^C. The obtained 740 kg of salt-melter comprising orthophosphate 8; pyrophosphate 35; tripolyphosphate 50; sodium trimetaphosphate 2; Sodium polyphosphate 7 atoms with R 4. If the calcination carried out at 240 ^{° C} for 80 min, the product comprises 1 orthophosphate, pyrophosphate 30; tripolyphosphate 60; trimethaphosphate 2; sodium polyphosphate 7 with the number of atoms P 4.

Использование предлагаемого способа позволит заменить дефицитное сырье на общедоступное без снижения качества получаемого продукта. Производство может быть полностью безотходным, так как возможно использовать уловленный выделившийся аммиак, а также сточные воды в производственном цикле для получения ортофосфатов аммония. Кроме того, способ позволяет использовать широкий спектр оборудования, т.е. легко осуществляется в конкретных условиях. Using the proposed method will replace the scarce raw materials with generally available without compromising the quality of the resulting product. The production can be completely waste-free, since it is possible to use the captured released ammonia, as well as waste water in the production cycle to produce ammonium orthophosphates. In addition, the method allows the use of a wide range of equipment, i.e. easily carried out in specific conditions.

Claims

1. A METHOD FOR PRODUCING A SALT MELTER FOR CHEESE, comprising mixing a phosphorus-containing component with caustic soda or soda to form a sodium solution with a ratio of Na ₂ O / P ₂ O ₅ = 1.55 - 1.63, followed by dehydration, drying and thermal dehydration with elevated temperature, characterized in that ammonium orthophosphate is used as the phosphorus-containing component, and its mixing with caustic soda or soda is carried out until 70 - 95% of ammonia from the introduced amount with the feed is separated from the mixture.

2. The method according to p. 1, characterized in that dehydration by drying and thermal dehydration is carried out in one stage at 220 - 320 ^o C.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the drying and thermal dehydration are carried out in two stages: in the first stage, dehydration is carried out until the free moisture is completely removed, and in the second stage, the product is kept at 220-230 ^° C for 30-120 minutes.