RU2464321C2 - Milk sugar production method - Google Patents
Milk sugar production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464321C2 RU2464321C2 RU2010152191/13A RU2010152191A RU2464321C2 RU 2464321 C2 RU2464321 C2 RU 2464321C2 RU 2010152191/13 A RU2010152191/13 A RU 2010152191/13A RU 2010152191 A RU2010152191 A RU 2010152191A RU 2464321 C2 RU2464321 C2 RU 2464321C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lactose
- cooling
- crystals
- whey
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства молочного сахара - лактозы.The invention relates to a technology for the production of milk sugar - lactose.
Известен способ кристаллизации лактозы из молочной сыворотки, полученной при производстве творога или сыра, путем очистки от жира и белков тепловой и кислотно-щелочной коагуляцией, затем сыворотку направляют на сгущение в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 50-54% и подают на очистку от несахаров органического и минерального происхождения одним из известных способов. Очищенный сироп охлаждают сначала до 10-12°С в течение 8-10 часов, а затем выдерживают при этой температуре 10-12 часов [1].A known method of crystallization of lactose from whey obtained in the production of cottage cheese or cheese by purification of fat and proteins by thermal and acid-base coagulation, then the whey is sent to thicken in a vacuum evaporator to a mass fraction of solids of 50-54% and served purification from non-sugars of organic and mineral origin by one of the known methods. The purified syrup is first cooled to 10-12 ° C for 8-10 hours, and then kept at this temperature for 10-12 hours [1].
Недостатками известного способа по сравнению с заявленным являются низкий выход молочного сахара и большая продолжительность процесса кристаллизации лактозы.The disadvantages of this method compared with the claimed are the low yield of milk sugar and the long duration of the process of crystallization of lactose.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение времени на процесс и увеличение массы выхода продукта.The problem to which the invention is directed, is to reduce the time for the process and increase the mass yield of the product.
Поставленная задача решается за счет применения способа производства молочного сахара из молочной сыворотки, включающего очистку сыворотки от жира и белков и сгущение, с последующей кристаллизацией лактозы, отделением и сушкой кристаллов лактозы, отличающегося тем, что процесс кристаллизации лактозы из сгущенной до 45-60% сухих веществ сыворотки осуществляется путем циклической температурной обработки, состоящей в последовательном ее нагревании и охлаждении.The problem is solved through the application of a method for the production of milk sugar from whey, including purification of whey from fat and proteins and thickening, followed by crystallization of lactose, separation and drying of lactose crystals, characterized in that the process of crystallization of lactose from condensed to 45-60% dry serum substances is carried out by cyclic heat treatment, consisting in its sequential heating and cooling.
Подготовленную и сгущенную известным способом [1] молочную сыворотку подвергают циклической температурной обработке, состоящей в последовательном ее нагревании и охлаждении, причем в первом цикле сироп нагревают до температуры 75-80°С в течение 1 часа, а затем охлаждают до температуры 10°С в течение 3 часов. Затем следует второй цикл 3-часового нагревания от 10°С до 75-80°C с последующим 3-часовым охлаждением от 75-80°С до 10°С. Третий цикл повторяет второй.Prepared and condensed in a known manner [1] whey is subjected to cyclic heat treatment, consisting in its sequential heating and cooling, and in the first cycle, the syrup is heated to a temperature of 75-80 ° C for 1 hour, and then cooled to a temperature of 10 ° C within 3 hours. This is followed by a second cycle of 3-hour heating from 10 ° C to 75-80 ° C, followed by 3-hour cooling from 75-80 ° C to 10 ° C. The third cycle repeats the second.
Технический результат заключается в том, что за счет введения циклической температурной обработки молочной сыворотки достигается увеличение выхода кристалломассы в результате более интенсивного проведения процесса кристаллизации. При нагревании кристаллизата происходит растворение мелких кристаллов. Чем меньше размер кристалла, тем меньше время его растворения при нагревании. Более крупные кристаллы во время нагревания не успевают раствориться. При этом концентрация раствора растет, за счет чего увеличивается скорость роста крупных кристаллов, которые не успевают раствориться за время нагревания кристаллизата. Эффект достигается благодаря тому, что линейная скорость роста кристаллов лактозы увеличивается с ростом приведенного линейного размера кристалла d:The technical result consists in the fact that due to the introduction of cyclic heat treatment of whey, an increase in the yield of crystallomass is achieved as a result of a more intensive crystallization process. When the crystallizate is heated, small crystals dissolve. The smaller the size of the crystal, the less time it dissolves when heated. Larger crystals do not have time to dissolve during heating. In this case, the concentration of the solution increases, due to which the growth rate of large crystals increases, which do not have time to dissolve during the heating of the crystallizate. The effect is achieved due to the fact that the linear growth rate of lactose crystals increases with increasing reduced linear crystal size d:
где: d - усредненный приведенный линейный размер кристалла, м;where: d is the averaged reduced linear crystal size, m;
ρк - плотность кристалла, кг/м3;ρ to the density of the crystal, kg / m 3 ;
g - ускорение свободного падения, м/с2;g is the acceleration of gravity, m / s 2 ;
ρж - плотность межкристальной жидкости, кг/м3;ρ W - the density of intercrystal fluid, kg / m 3 ;
µ - динамическая вязкость, межкристальной жидкости, Па·с;µ - dynamic viscosity, intercrystal fluid, Pa · s;
ΔC=Cn-Cн - пересыщение кристаллизата, кг/м3;ΔC = C n -C n - supersaturation of the crystallizate, kg / m 3 ;
Сn и Сн - концентрации пересыщенного и насыщенного растворов соответственно, кг/м3 [2].With n and With n - the concentration of supersaturated and saturated solutions, respectively, kg / m 3 [2].
Из формулы (1) видно, что скорость роста кристалла лактозы W пропорциональна квадрату его линейного размера d. При нагревании кристаллизата растворение мелких кристаллов приводит к увеличению концентрации раствора Сn, а следовательно, к увеличению его пересыщения ΔС. Увеличение всех перечисленных параметров, а особенно линейного размера кристалла (из-за квадратичной зависимости скорости роста от линейного размера), повышает скорость роста кристаллов лактозы. Кроме того, растворившиеся мелкие кристаллы частично сохраняют свою структуру в растворенном состоянии, образуя кластеры, и создают благоприятные условия для процесса кристаллизации, а именно: легко присоединяются к крупным кристаллам, интенсифицируя их рост [3]. Все эти три фактора, а именно: растворение мелких кристаллов с образованием кластероподобных сгустков, увеличение концентрации раствора и увеличение размера кристаллов - позволяют интенсифицировать процесс кристаллизации. В результате получаются крупные однородные кристаллы молочного сахара. Увеличение размеров получаемых кристаллов и уменьшение неоднородности их гранулометрического состава обеспечивают улучшение условий центрифугирования кристаллизата. При этом снижаются потери лактозы в мелассе, обусловленные попаданием мелких кристаллов в межкристальный раствор при центрифугальном отделении осадка, так как количество мелких кристаллов в кристаллизаторе сокращается.From formula (1) it is seen that the growth rate of the lactose crystal W is proportional to the square of its linear size d. When the crystallizate is heated, the dissolution of small crystals leads to an increase in the concentration of the solution С n , and therefore to an increase in its supersaturation ΔС. An increase in all of the above parameters, and especially the linear crystal size (due to the quadratic dependence of the growth rate on the linear size), increases the growth rate of lactose crystals. In addition, the dissolved small crystals partially retain their structure in the dissolved state, forming clusters, and create favorable conditions for the crystallization process, namely: they easily attach to large crystals, intensifying their growth [3]. All these three factors, namely: the dissolution of small crystals with the formation of cluster-like clots, an increase in the concentration of the solution and an increase in the size of the crystals, make it possible to intensify the crystallization process. The result is large, homogeneous crystals of milk sugar. An increase in the size of the obtained crystals and a decrease in the heterogeneity of their particle size distribution provide an improvement in the centrifugation conditions of the crystallizate. This reduces the loss of lactose in molasses, due to the ingress of small crystals into the intercrystal solution during centrifugal separation of the precipitate, since the number of small crystals in the mold is reduced.
В результате выход молочного сахара на тонну исходной сыворотки увеличивается с 20 до 25 кг за счет увеличения среднего размера кристалла и количества выкристаллизовавшейся лактозы. Эффект достигается благодаря уменьшению количества центров кристаллизации, увеличению линейного размера растущих кристаллов, повышению концентрации пересыщенного раствора и образованию кластероподобных структур из мелких кристаллов лактозы при нагревании сиропа.As a result, the yield of milk sugar per ton of initial whey increases from 20 to 25 kg due to an increase in the average crystal size and the amount of crystallized lactose. The effect is achieved due to a decrease in the number of crystallization centers, an increase in the linear size of growing crystals, an increase in the concentration of a supersaturated solution, and the formation of cluster-like structures from small lactose crystals when the syrup is heated.
Пример. Очищенная от казеиновой пыли и жира сыворотка, прошедшая процедуру осаждения белков кислотно-щелочным способом в количестве 250 кг, сгущалась на циркуляционном вакуум-выпарном аппарате VIGAND при температуре 60°С до содержания сухих веществ 52%. Полученные 25 кг сгущенной сыворотки (кристаллизат) заливались в кристаллизатор с рубашкой нагревания и охлаждения и механическим перемешиванием, где за счет подачи в рубашку горячей воды (t=80°C) происходило нагревание в течение 1 часа до температуры 75°С. Затем кристаллизат охлаждался ледяной водой (t=2°C) в течение 3-х часов до температуры 10°С при постоянном перемешивании. Последующие циклы нагревания и охлаждения кристаллизата длились 3 часа с аналогичным варьированием температур 10-75°С. По окончании охлаждения в 3-м цикле, через 16 часов после начала процесса кристаллизации, средний размер кристалла составил 310 мкм. Количество полученного сахара-сырца после фильтрования и сушки составляет 6,25 кг.Example. Serum purified from casein dust and fat, which underwent the procedure of protein precipitation by the acid-base method in an amount of 250 kg, was condensed on a VIGAND circulation vacuum evaporator at a temperature of 60 ° C to a solids content of 52%. The obtained 25 kg of condensed whey (crystallizate) was poured into a crystallizer with a heating and cooling jacket and mechanical stirring, where, by supplying hot water to the jacket (t = 80 ° C), heating was carried out for 1 hour to a temperature of 75 ° C. Then the crystallizate was cooled with ice water (t = 2 ° C) for 3 hours to a temperature of 10 ° C with constant stirring. Subsequent heating and cooling cycles of the crystallizate lasted 3 hours with a similar temperature variation of 10-75 ° C. After cooling in the 3rd cycle, 16 hours after the start of the crystallization process, the average crystal size was 310 microns. The amount of raw sugar obtained after filtration and drying is 6.25 kg.
В результате использования предлагаемой технологии обработки молочной сыворотки увеличивается выход молочного сахара за счет усреднения гранулометрического состава кристаллов и увеличения среднего размера кристаллов. Кроме того, время проведения процесса кристаллизации сокращается.As a result of the use of the proposed technology for processing whey, the yield of milk sugar is increased by averaging the particle size distribution of crystals and increasing the average crystal size. In addition, the time of the crystallization process is reduced.
Источники информацииInformation sources
1. АС СССР №249178, кл. 53 е, МПК А23С, 1969 г.1. AS of the USSR No. 249178, cl. 53 e, IPC A23C, 1969
2. Фиалкова Е.А., Куленко В.Г., Качалова Е.А., Костюков Е.М. Теория роста кристаллов лактозы в зависимости от их размеров // Сб. материалов международного научно-технического семинара «Современные направления переработки сыворотки». Ставрополь: НОУ «Образовательный научно-технический центр молочной промышленности», 2006. - С.57-58.2. Fialkova EA, Kulenko VG, Kachalova EA, Kostyukov EM The theory of growth of lactose crystals depending on their size // Sat. materials of the international scientific and technical seminar "Modern directions of whey processing". Stavropol: Educational Institution “Educational Scientific and Technical Center of the Dairy Industry”, 2006. - P.57-58.
3. Кольцова Э.М., Аганина А.В., Гордеев Л.С. Кластерная модель кристаллизации, предсказывающая порядок и хаос // Журнал физической химии, ч.74, №5, с.888-895.3. Koltsova E.M., Aganina A.V., Gordeev L.S. A cluster crystallization model that predicts order and chaos // Journal of Physical Chemistry, p. 74, No. 5, p. 888-895.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152191/13A RU2464321C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Milk sugar production method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152191/13A RU2464321C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Milk sugar production method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010152191A RU2010152191A (en) | 2012-06-27 |
RU2464321C2 true RU2464321C2 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=46681565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152191/13A RU2464321C2 (en) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | Milk sugar production method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464321C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555411C1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Concentrated lactose solution production method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128710C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-04-10 | Ставропольский государственный технический университет | Method of producing milk sugar |
RU2314315C2 (en) * | 2002-04-23 | 2008-01-10 | Шеринг Акциенгезельшафт | Method for preparing crystals, crystals and pharmaceutical agent |
RU2360006C1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Production method of milk sugar out of salty whey |
UA42578U (en) * | 2009-02-24 | 2009-07-10 | Национальный Университет Пищевых Технологий | Method for production of lactose concentrate |
-
2010
- 2010-12-20 RU RU2010152191/13A patent/RU2464321C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2128710C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-04-10 | Ставропольский государственный технический университет | Method of producing milk sugar |
RU2314315C2 (en) * | 2002-04-23 | 2008-01-10 | Шеринг Акциенгезельшафт | Method for preparing crystals, crystals and pharmaceutical agent |
RU2360006C1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Production method of milk sugar out of salty whey |
UA42578U (en) * | 2009-02-24 | 2009-07-10 | Национальный Университет Пищевых Технологий | Method for production of lactose concentrate |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555411C1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Concentrated lactose solution production method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010152191A (en) | 2012-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2017380258B2 (en) | Production of novel beta-lactoglobulin preparations and related methods, uses, and food products | |
US9315533B2 (en) | Lactose crystallisation | |
US20160040258A1 (en) | Lactose Recovery | |
RU2464321C2 (en) | Milk sugar production method | |
Evdokimov et al. | Investigation of crystallization process of lactose in milk serum permeate | |
Pisponen et al. | Effect of cooling rates and low crystallization temperatures on morphology of lactose crystals obtained from Ricotta cheese whey | |
WO2019132734A1 (en) | Method of obtaining milk sugar having continuous lactose crystallization | |
RU2521510C1 (en) | Method of obtaining crystalline anhydride glucose | |
US9540703B2 (en) | Method for increasing the yield in lactose production (II) | |
Parimaladevi et al. | Achievement of favorable uniform crystal size distribution of alpha-lactose monohydrate (α-LM) through swift cooling process | |
US9079932B2 (en) | Method for increasing the yield in lactose production (III) | |
US9476105B2 (en) | Method for increasing the yield in lactose production (I) | |
RU2810513C1 (en) | Method of producing milk sugar | |
CN104230733B (en) | A kind of production method of Lysine hydrochloride crystal | |
NZ755082A (en) | Production of novel beta-lactoglobulin preparations and related methods, uses, and food products | |
US11174523B2 (en) | Recovery of lactose from an aqueous solution | |
JP2002315506A (en) | Method for producing whey mother liquid powder | |
RU2474622C1 (en) | Milk sugar production method | |
Wijayasinghe | Phase Behaviour of Lactose as Affected by Presence of Lactic Acid and Minerals | |
JPH06311844A (en) | Production of milk mineral powder | |
PL155140B2 (en) | Method of obtaining lactose from whey |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131221 |