RU2199874C2

RU2199874C2 - Method of purifying lactoserum in lactose production

Info

Publication number: RU2199874C2
Application number: RU2000128443A
Authority: RU
Inventors: И.А. Новаков; И.А. Евдокимов; С.С. Радченко; С.В. Василисин; Н.У. Быкадоров; Е.А. Чеботарев; М.А. Глейзер
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технический университет; Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: separated lactoserum is deoxidized to pH 8-9, heated to 45-50 C, and stirred with 50% aqueous solution of aluminum hydroxide in amounts 0.5-1.0% of the weight of serum. The total is further kept for 50-60 min, after which precipitate is separated. EFFECT: increased yield of separated protein substances, reduced power consumption, and improved quality of purified lactoserum. 2 ex

Description

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара, концентратов для комбикормовой промышленности. The invention relates to the dairy industry and can be used in the production of milk sugar, concentrates for the feed industry.

Известно множество способов выделения белков из молочной сыворотки: денатурацией, ультрафильтрацией, сорбцией-десорбцией, химическими реагентами. Наиболее распространенным методом выделения белковых веществ из молочной сыворотки является тепловая денатурация. Метод предусматривает нагрев сыворотки до температуры 85-100^oС в течение 15-30 мин при пониженном рН. При оптимальных значениях технологических параметров выход белковых веществ и минеральных солей достигает 60% (Т.Сенкевич, К-Л Ридель. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе. Перевод с нем. Н. А. Энштейна. М.: Агропромиздат, 1989). Однако в распространенных методах выделения белков из молочной сыворотки отмечается невысокий процент выхода белка (менее 60%). При этом выделяются только нетермоустойчивые фракции белков.There are many ways to isolate proteins from whey: denaturation, ultrafiltration, sorption-desorption, chemicals. The most common method of isolating protein substances from whey is thermal denaturation. The method involves heating the serum to a temperature of 85-100 ^o C for 15-30 minutes at low pH. With optimal process parameters, the yield of protein substances and mineral salts reaches 60% (T. Senkevich, KL Ridel. Whey: processing and use in the agricultural sector. Translation from German by N. A. Einstein. M.: Agropromizdat, 1989 ) However, in common methods for isolating proteins from whey, a low percentage of protein yield (less than 60%) is noted. In this case, only non-heat-resistant fractions of proteins are released.

Наиболее близким аналогом по назначению и совокупности существенных признаков является способ очистки молочной сыворотки, включающий сепарирование молочной сыворотки, раскисление гидроксидом натрия, внесение хлористого кальция, подогрев, выдержку, перекрещивание и отделение осадка на сепараторе (RU 2025076 С1, А 23 С 21/00, 30.12.1994). Недостатком данного способа является низкая степень выделения азотистых веществ, высокие энергетические затраты за счет высокотемпературной обработки смеси сыворотки с осадителем в течение 30-60 мин, низкие физико-химические показатели очищенной сыворотки - сыворотка непрозрачна с белым оттенком. The closest analogue to the purpose and combination of essential features is a method for the purification of whey, including the separation of whey, deoxidation with sodium hydroxide, the introduction of calcium chloride, heating, aging, crossing and separating the precipitate on a separator (RU 2025076 C1, A 23 C 21/00, 12/30/1994). The disadvantage of this method is the low degree of release of nitrogenous substances, high energy costs due to the high temperature treatment of the mixture of serum with precipitant for 30-60 minutes, low physico-chemical characteristics of the purified serum - the serum is opaque with a white tint.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение степени выделения белковых веществ, снижение энергетических затрат и повышение качества очищенной сыворотки. The task of the invention is to increase the degree of release of protein substances, reduce energy costs and improve the quality of purified whey.

Поставленная цель достигается целенаправленным использованием реагента - гидроксихлорида алюминия (ГОХА). Реагент, являясь водным раствором сложного состава, основным компонентом которого является гидроксихлорид алюминия, адсорбирует на себя как растворенные, так и диспергированные вещества сыворотки с получением плотного осадка. Реагент ГОХА (основной хлорид алюминия) относится к 4 классу опасности. Однако он рекомендован для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Вода, очищенная с использованием данного коагулянта, по органолептическим и физико-химическим показателям соответствовала требованиям, предъявляемым к питьевой воде (Заключение Минздрава. РФ N 77.99.1.515 П.1709.4.99 от 6 апреля 1999). The goal is achieved by the targeted use of the reagent - aluminum hydroxychloride (GOHA). The reagent, being an aqueous solution of a complex composition, the main component of which is aluminum hydroxychloride, adsorb both dissolved and dispersed serum substances on itself to obtain a dense precipitate. GOX reagent (basic aluminum chloride) belongs to the 4th hazard class. However, it is recommended for use in drinking water supply. The water purified using this coagulant, according to organoleptic and physico-chemical indicators, met the requirements for drinking water (Conclusion of the Ministry of Health. RF N 77.99.1.515 P.1709.4.99 of April 6, 1999).

Способ осуществляется следующим образом. Молочную сыворотку после сепарирования подают в резервуар, при необходимости раскисляют NаOH до рН 8-9 ед., подогревают до температуры 45-50^oС и составляют смесь, для чего в сыворотку вносят водный 50%-ный раствор (по сухому веществу) реагента, основным компонентом которого является гидроксихлорид алюминия. Количество раствора коагулянта отставляет 0,5-1,0% от массы сыворотки. Полученную смесь перемешивают и выдерживают в течение 50-60 мин. В период выдержки белковые вещества образуют большие глобулярные агрегаты, которые легко отфильтровываются или могут быть удалены центробежным способом. Оставшаяся после фильтрования жидкость представляет собой бесцветный прозрачный водный раствор составных частей молока и в первую очередь молочного сахара. Осветленная сыворотка может быть использована для выработки высококачественного молочного сахара.The method is as follows. After separation, the whey is fed to the tank, if necessary, NaOH is deoxidized to a pH of 8-9 units, heated to a temperature of 45-50 ^o C and a mixture is made, for which an aqueous 50% solution (by dry substance) of the reagent is added to the whey the main component of which is aluminum hydroxychloride. The amount of coagulant solution lags 0.5-1.0% by weight of serum. The resulting mixture was stirred and incubated for 50-60 minutes. During the exposure period, protein substances form large globular aggregates that are easily filtered off or can be removed by centrifugal method. The liquid remaining after filtration is a colorless transparent aqueous solution of the constituent parts of milk, primarily milk sugar. The clarified whey can be used to produce high-quality milk sugar.

Количество вносимого раствора коагулянта не должно превышать 1,0%, иначе в системе увеличивается вязкость и разделение смеси на две фазы не происходит. Кроме того, увеличение дозы коагулянта может привести к увеличению количества алюминия выше норм гигиенических требований. The amount of coagulant solution introduced must not exceed 1.0%, otherwise the viscosity in the system increases and the mixture is not divided into two phases. In addition, increasing the dose of coagulant can lead to an increase in the amount of aluminum above the standards of hygiene requirements.

Оптимальной температурой процесса обработки сыворотки реагентом ГОХА является температура 48-50^oС. При повышении температуры эффективность осветления сыворотки не увеличивалась.The optimal temperature of the process of treating serum with GOX reagent is a temperature of 48-50 ^o C. With increasing temperature, the efficiency of clarification of serum did not increase.

Установлено также, что при сдвиге рН среды в сторону щелочной реакции (рН>5,0) эффективность осаждения белковых соединений увеличивается. При этом появляется возможность выделить не только термочувствительные, но и термоустойчивые фракции белков. Для этого вполне достаточно выдержать полученную смесь при 50^oС в течение 50-60 мин.It was also established that with a shift in the pH of the medium towards the alkaline reaction (pH> 5.0), the efficiency of the deposition of protein compounds increases. In this case, it becomes possible to isolate not only heat-sensitive, but also heat-resistant protein fractions. To do this, it is quite sufficient to withstand the mixture at 50 ^o C for 50-60 minutes

Следует отметить улучшение физико-химических и органолептических показателей осветленной сыворотки: пониженное содержание азотистых соединений, отсутствие цветности, мутности, высокая степень прозрачности. It should be noted the improvement of physico-chemical and organoleptic indicators of clarified serum: a low content of nitrogen compounds, the absence of color, turbidity, a high degree of transparency.

Пример 1. В 1000 кг творожной сыворотки с активной кислотностью 5 ед. и массовой долей общего белка 0,73% после сепарирования вносят 10%-ный раствор едкого натра до установления рН 9,0 ед. Подготовленную сыворотку подогревают до температуры 48^oС и вносят 10 л 50%-ного раствора реагента - гидроксихлорида алюминия (ГОХА). Смесь тщательно перемешивают и выдерживают 60 мин. Выделившийся осадок отделяют одним из известных способов (фильтрация, центробежная очистка). В результате получают осветленную сыворотку, содержащую 0,114% общего белка, что составляет 15% от наличия его в исходной сыворотке. Полученный фильтрат прозрачный и бесцветный.Example 1. In 1000 kg of curd whey with active acidity of 5 units. and a mass fraction of total protein of 0.73% after separation make 10% sodium hydroxide solution until a pH of 9.0 units. The prepared serum is heated to a temperature of 48 ^o C and make 10 l of a 50% solution of the reagent - aluminum hydroxychloride (GOHA). The mixture is thoroughly mixed and held for 60 minutes. The precipitate formed is separated by one of the known methods (filtration, centrifugal treatment). The result is a clarified serum containing 0.114% of the total protein, which is 15% of its presence in the original serum. The resulting filtrate is clear and colorless.

Пример 2. В 1000 кг подсырной сыворотки с активной кислотностью 6,2 ед. и массовой долей общего белка 0,68% после сепарирования вносят 10%-ный раствор едкого натра до получения рН 8 ед. Подготовленную сыворотку подогревают до температуры 50^oС и смешивают с 5 л 50%-ного раствора реагента ГОХА. Полученную смесь перемешивают и выдерживают 50 мин, выделившийся осадок отфильтровывают. Степень выделения азотистых соединений составляет 78%. Полученный фильтрат прозрачный и бесцветный.Example 2. In 1000 kg of cheese whey with an active acidity of 6.2 units. and a mass fraction of total protein of 0.68% after separation contribute 10% sodium hydroxide solution to obtain a pH of 8 units. The prepared serum is heated to a temperature of 50 ^o C and mixed with 5 l of a 50% solution of GOX reagent. The resulting mixture was stirred and incubated for 50 minutes, the precipitate formed was filtered off. The degree of release of nitrogen compounds is 78%. The resulting filtrate is clear and colorless.

Использование коагулянта ГОХА позволяет существенно повысить степень очистки различных видов молочной сыворотки от азотистых соединений при значительном снижении энергетических затрат, что будет способствовать получению высококачественного молочного сахара. Белковый комплекс, получаемый при очистке сыворотки и содержащий ионы алюминия, может быть использован в комбикормовой промышленности. The use of the GOHA coagulant can significantly increase the degree of purification of various types of whey from nitrogen compounds with a significant reduction in energy costs, which will contribute to the production of high-quality milk sugar. The protein complex obtained by purification of whey and containing aluminum ions can be used in the feed industry.

Claims

A method of purification of whey in the production of lactose, including separation of whey, cleavage, heating, mixing, aging for 50-60 minutes and separating the precipitate, characterized in that the whey after separation is deoxidized to pH 8-9 units. , heated to 45-50 ^o C, and stirring is carried out with a 50% aqueous solution of the reagent - aluminum hydroxychloride in an amount of 0.5-1.0% by weight of serum.