RU2555411C1 - Concentrated lactose solution production method - Google Patents

Concentrated lactose solution production method Download PDF

Info

Publication number
RU2555411C1
RU2555411C1 RU2014109815/13A RU2014109815A RU2555411C1 RU 2555411 C1 RU2555411 C1 RU 2555411C1 RU 2014109815/13 A RU2014109815/13 A RU 2014109815/13A RU 2014109815 A RU2014109815 A RU 2014109815A RU 2555411 C1 RU2555411 C1 RU 2555411C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
whey
lactose
temperature
mpa
ultrafiltration
Prior art date
Application number
RU2014109815/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Андреевич Тимкин
Оксана Анатольевна Мазина
Геннадий Борисович Пищиков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ")
Priority to RU2014109815/13A priority Critical patent/RU2555411C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555411C1 publication Critical patent/RU2555411C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: concentrated lactose water solution production method envisages whey ultrafiltration for the whey purification from protein substances and packing. Whey is not heated before ultrafiltration. Whey is purified from proteins by way of ultrafiltration. Before ultrafiltration one uses ceramic membranes with 0.02 mcm pores diameter at a temperature of 15°C under a pressure of 0.3 MPa. Then water solution of lactose and salts (permeate) is supplied for nanofiltration. In the process of nanofiltration one uses roll-type polymer membranes with 0.005 mcm pores diameter and carries out nanofiltration at a temperature of 15°C under a pressure of 2.7 MPa where a significant part of salts and water is removed. The obtained retentate is supplied for diafiltration. In the process of diafiltration one uses roll-type polymer membranes with 0.005 mcm pores diameter and carries out diafiltration at temperature of 15°C under a pressure of 2.7 MPa.
EFFECT: invention allows to reduce duration of concentrated lactose solution production, simplify the technological process and reduce energy expenditures.
1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной.The invention relates to the food industry, in particular to the dairy.

Известны способы получения лактозы, конечным продуктом которых является кристаллическая лактоза:Known methods for producing lactose, the final product of which is crystalline lactose:

1. Способ, предусматривающий сепарирование, деминерализацию сыворотки, осветление деминерализованной сыворотки, которая проводится в две стадии, сгущение, кристаллизацию лактозы в сиропе, выделение и сушку [1].1. The method of separation, demineralization of serum, clarification of demineralized serum, which is carried out in two stages, thickening, crystallization of lactose in syrup, isolation and drying [1].

2. Способ производства молочного сахара, предусматривающий нагревание молочной сыворотки, сепарирование, ее очистку, ультрафильтрацию, сгущение, кристаллизацию сиропа, центрифугирование, сушку кристаллов и расфасовку молочного сахара, в процессе сгущения сироп намагничивается в течение 0,5-1,5 ч постоянным магнитом напряженностью 150 мТл [3].2. A method for the production of milk sugar, which involves heating whey, separation, purification, ultrafiltration, thickening, crystallization of the syrup, centrifugation, drying of crystals and packaging of milk sugar, in the process of thickening the syrup is magnetized for 0.5-1.5 hours by a permanent magnet intensity of 150 MT [3].

3. Способ производства молочного сахара из молочной сыворотки, включающий очистку сыворотки от жира и белков, ее сгущение до 45-60% сухих веществ с последующей кристаллизацией лактозы путем трехкратной циклической температурной обработки кристаллизата, состоящей в последовательном ее нагревании и охлаждении в каждом цикле, с последующим отделением и сушкой кристаллов лактозы, при этом нагревание в каждом цикле производят до температуры 75-80°C, а охлаждение - до температуры 10°C [2].3. A method for the production of milk sugar from whey, including the purification of whey from fat and proteins, its thickening to 45-60% solids, followed by crystallization of lactose by three times cyclic heat treatment of the crystallizate, which consists in successive heating and cooling in each cycle, s subsequent separation and drying of lactose crystals, with heating in each cycle to a temperature of 75-80 ° C, and cooling to a temperature of 10 ° C [2].

Недостатками данных способов являются длинная технологическая цепочка, большие энергозатраты, необходимость предварительной подготовки сыворотки (нагревание, сепарирование, очистка), применение дополнительных устройств (магнит).The disadvantages of these methods are the long process chain, high energy consumption, the need for preliminary preparation of serum (heating, separation, cleaning), the use of additional devices (magnet).

Однако в некоторых отраслях молочной, кондитерской, хлебобулочной, микробиологической промышленности использование лактозы в виде раствора является более выгодным, т.к. раствор лактозы дешевле кристаллической лактозы и применение раствора лактозы более технологично.However, in some sectors of the dairy, confectionery, bakery, and microbiological industries, the use of lactose in the form of a solution is more advantageous, because lactose solution is cheaper than crystalline lactose and the use of lactose solution is more technologically advanced.

Наиболее близким техническим решением является способ производства молочного сахара [4], предусматривающий нагревание обезжиренной молочной сыворотки, очистку ее от белков, сгущение, кристаллизацию лактозы путем охлаждения и фасовку готового сиропа, причем очистку сыворотки от белков осуществляют ультрафильтрацией при температуре 50-60°C, при этом на сгущение направляют ультрафильтрат и его проводят при температуре 50-60°C до содержания сухих веществ 48-68%, а охлаждение в процессе кристаллизации проводят со скоростью 4-6 град./мин до температуры 10°C.The closest technical solution is a method for the production of milk sugar [4], which involves heating skim milk whey, purifying it from proteins, thickening, crystallizing lactose by cooling and packing the finished syrup, and whey is purified from proteins by ultrafiltration at a temperature of 50-60 ° C, while ultrafiltrate is sent to thickening and it is carried out at a temperature of 50-60 ° C until the solids content is 48-68%, and cooling during crystallization is carried out at a speed of 4-6 deg./min to temperatures ry 10 ° C.

Недостатками данного способа являются значительные энергозатраты, необходимость применения вакуум-выпарной установки.The disadvantages of this method are significant energy costs, the need for a vacuum evaporation plant.

Изобретение направлено на сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы, упрощение технологии процесса и снижение энергозатрат.The invention is aimed at reducing the production time of a concentrated lactose solution, simplifying the process technology and reducing energy consumption.

Это достигается тем, что применяют пастеризованную сыворотку без предварительной обработки (нагревания, сепарирования), которую пропускают через ультрафильтрационную установку с керамическими мембранами с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C, давлении 0,3 МПа. При этом отделяют жиры и белки. Далее водный раствор лактозы, солей (пермеат) подают на установку нанофильтрации с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. При этом процессе удаляется значительная часть солей и воды. Полученный ретентат подают на диафильтрацию на установку с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа, где дополнительным количеством воды вымываются остаточные соли. Схема получения концентрированного раствора лактозы - см. Фиг. 1.This is achieved by using pasteurized serum without preliminary treatment (heating, separation), which is passed through an ultrafiltration unit with ceramic membranes with a pore diameter of 0.02 μm at a temperature of 15 ° C and a pressure of 0.3 MPa. In this case, fats and proteins are separated. Next, an aqueous solution of lactose, salts (permeate) is fed to a nanofiltration unit with roll polymer membranes with a pore diameter of 0.005 μm at a temperature of 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa. This process removes a significant portion of the salts and water. The obtained retentate is fed for diafiltration to a plant with coiled polymer membranes with a pore diameter of 0.005 μm at a temperature of 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa, where residual salts are washed out with an additional amount of water. The scheme for obtaining a concentrated lactose solution - see Fig. one.

В итоге получают концентрированный раствор лактозы с содержанием сухих веществ лактозы 20%, который может использоваться как полуфабрикат в молочной промышленности или упаковываться и применяться в других отраслях промышленности. Органолептические и физико-химические показатели конечного продукта приведены в Таблице 1.The result is a concentrated lactose solution with a solids content of lactose of 20%, which can be used as a semi-finished product in the dairy industry or packaged and used in other industries. Organoleptic and physico-chemical characteristics of the final product are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 1.Example 1

Пастеризованную подсырную сыворотку пропускают через ультрафильтрационную установку с керамическими мембранами с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C, давлении 0,3 МПа, где происходит отделение жира и белков. Далее водный раствор лактозы и солей (пермеат) подают на установку нанофильтрации с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. В данном процессе удаляется значительная часть солей и воды. Полученный ретентат подают на диафильтрацию на установку с рулонными полимерными мембранами с диаметром пор 0,005 мкм, где дополнительным количеством воды вымывают остаточные соли. Процесс диафильтрации ведут при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. Полученный концентрированный раствор лактозы с содержанием 20% сухих веществ имеет однородную консистенцию. Далее готовый продукт упаковывают.Pasteurized cheese whey is passed through an ultrafiltration unit with ceramic membranes with a pore diameter of 0.02 μm at a temperature of 15 ° C, a pressure of 0.3 MPa, where fat and protein are separated. Next, an aqueous solution of lactose and salts (permeate) is fed to a nanofiltration unit with roll polymer membranes with a pore diameter of 0.005 μm at a temperature of 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa. In this process, a significant portion of the salts and water is removed. The obtained retentate is fed for diafiltration to a plant with coiled polymer membranes with a pore diameter of 0.005 μm, where residual salts are washed out with an additional amount of water. The diafiltration process is carried out at a temperature of 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa. The resulting concentrated lactose solution with a content of 20% solids has a uniform consistency. Next, the finished product is packaged.

Использование предложенного способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:Using the proposed method provides, in comparison with existing methods, the following advantages:

- сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы;- reduction in the production time of a concentrated lactose solution;

- упрощение технологического процесса;- simplification of the process;

- снижение энергозатрат;- reduction of energy costs;

- использование лактозы в виде раствора более выгодно, т.к. раствор лактозы дешевле кристаллической лактозы;- the use of lactose in the form of a solution is more profitable, because lactose solution is cheaper than crystalline lactose;

- использование лактозы в виде раствора более технологично.- the use of lactose in the form of a solution is more technological.

Источники информацииInformation sources

1. Патент 2360006 РФ C1, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара из соленой сыворотки / И.А. Евдокимов, Н.Я. Дыкало, A.В. Пермяков, Е.Р. Смирнов (Россия). Заявка 02.06.2008. Опубликовано 27.06.2009.1. Patent 2360006 of the Russian Federation C1, C13K 5/00, A23C 21/00. Method for the production of milk sugar from salted whey / I.A. Evdokimov, N.Ya. Dykalo, A.V. Permyakov, E.R. Smirnov (Russia). Application 02.06.2008. Published on June 27th, 2009.

2. Патент 2464321 РФ С2, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара / В.Г. Куленко, Е.А. Фиалкова, Е.М. Костюков, Е.А. Качалова, Д.А. Белозерова (Россия). Заявлено 20.12.2010. Опубликовано 20.10.2012.2. Patent 2464321 of the Russian Federation C2, C13K 5/00, A23C 21/00. Method for the production of milk sugar / V.G. Kulenko, E.A. Fialkova, E.M. Kostyukov, E.A. Kachalova, D.A. Belozerova (Russia). Declared December 20, 2010. Published on October 20, 2012.

3. Патент 2474622 РФ C1, С13К 5/00. Способ производства молочного сахара/ О.И. Топал, О.С. Башанов (Россия). Заявлено 07.07.2011. Опубликовано 10.02.2013.3. Patent 2474622 of the Russian Federation C1, C13K 5/00. Method for the production of milk sugar / O.I. Topal, O.S. Bashanov (Russia). Declared 07.07.2011. Published 02/10/2013.

4. Патент 2128710 РФ С1, С13К 5/00, А23С 21/00. Способ производства молочного сахара / И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов, И.К. Никульникова, B.Г. Папин, М.И. Евдокимова, А.В. Серов. Заявлено 03.02.1997. Опубликовано 10.04.1999 - Прототип.4. Patent 2128710 of the Russian Federation C1, C13K 5/00, A23C 21/00. Method for the production of milk sugar / I.A. Evdokimov A.G. Khramtsov, I.K. Nikulnikova, B.G. Papin, M.I. Evdokimova, A.V. Serov. Declared 02/03/1997. Published 10.04.1999 - Prototype.

Claims (1)

Способ производства концентрированного водного раствора лактозы, предусматривающий ультрафильтрацию сыворотки для очистки от белковых веществ, фасовку, отличающийся тем, что перед ультрафильтрацией сыворотку не подвергают нагреванию, а очистку сыворотки от белков осуществляют ультрафильтрацией, при которой используют керамические мембраны с диаметром пор 0,02 мкм при температуре 15°C и давлении 0,3 МПа, далее водный раствор лактозы и солей (пермеат) подают на нанофильтрацию, при которой используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм, и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа, где удаляют значительную часть солей и воды, полученный ретентат подают на диафильтрацию, при которой используют рулонные полимерные мембраны с диаметром пор 0,005 мкм, и ведут ее при температуре 15°C и давлении 2,7 МПа. A method for the production of a concentrated aqueous solution of lactose, comprising ultrafiltration of whey for purification of protein substances, packaging, characterized in that prior to ultrafiltration, whey is not subjected to heat, and whey is purified from proteins by ultrafiltration, in which ceramic membranes with a pore diameter of 0.02 μm are used at a temperature of 15 ° C and a pressure of 0.3 MPa, then an aqueous solution of lactose and salts (permeate) is fed to nanofiltration, in which roll polymer membranes with a diameter of pores of 0.005 μm, and conduct it at a temperature of 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa, where a significant portion of salts and water are removed, the obtained retentate is fed to diafiltration, in which roll polymer membranes with a pore diameter of 0.005 μm are used, and conduct it at a temperature 15 ° C and a pressure of 2.7 MPa.
RU2014109815/13A 2014-03-13 2014-03-13 Concentrated lactose solution production method RU2555411C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109815/13A RU2555411C1 (en) 2014-03-13 2014-03-13 Concentrated lactose solution production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109815/13A RU2555411C1 (en) 2014-03-13 2014-03-13 Concentrated lactose solution production method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555411C1 true RU2555411C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109815/13A RU2555411C1 (en) 2014-03-13 2014-03-13 Concentrated lactose solution production method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555411C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735304C1 (en) * 2019-12-05 2020-10-29 Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" Milk sugar production method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2001060171A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-23 Neose Technologies, Inc. Method of filtration of a dairy stream
RU2464321C2 (en) * 2010-12-20 2012-10-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина" Milk sugar production method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2001060171A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-23 Neose Technologies, Inc. Method of filtration of a dairy stream
RU2464321C2 (en) * 2010-12-20 2012-10-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина" Milk sugar production method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735304C1 (en) * 2019-12-05 2020-10-29 Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" Milk sugar production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014123698A (en) METHOD FOR PRODUCING DAIRY PRODUCT
RU2013142354A (en) CHEESE AND ITS PRODUCTION
NZ585594A (en) Methods for casein production
JP4734476B2 (en) Method for producing desalted milk, desalted milk
JP2014505486A5 (en)
RU2015146989A (en) METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING DRY MILK MIXTURES
FI3496543T3 (en) Process for producing infant formula products and dairy products
PH12019500262A1 (en) Process for producing infant formula products and acidic dairy products from milk
RU2016100916A (en) METHOD FOR PRODUCING A FERMENTED DAIRY PRODUCT WITH A LOWERED LACTOSE CONTENT AND IMPROVED NUTRITIOUS AND ORGANOLEPTIC PROPERTIES
RU2019118566A (en) METHOD FOR PRODUCING LACT-FREE MILK
MX2016008365A (en) Dairy salt, method for its production and food products containing it.
JP2014518084A5 (en)
CA2533033A1 (en) Process for preparing concentrated milk protein ingredient and processed cheese made therefrom
KR102268784B1 (en) Method of producing beta-casein compositions and related products
RU2555411C1 (en) Concentrated lactose solution production method
JP2014514929A (en) Method for producing a milk protein composition
RU2634859C1 (en) Method for lactoferrin isolation and purification from dairy raw materials
Marx et al. Manufacturing of demineralized whey concentrates with extended shelf life: Impact of the degree of demineralization on functional and microbial quality criteria
RU2018125939A (en) MODIFICATION OF THE MINERAL COMPOSITION OF MILK
JPH04330252A (en) Production of composition with high alpha-lactalbumin content
RU2016142358A (en) PROTEIN PRODUCTS AND METHODS FOR PRODUCING THEM
AU2010301762B2 (en) Method for separating sialyllactose material
Gesan-Guiziou Integrated membrane operations in whey processing
RU2018110798A (en) METHOD FOR PRODUCING A DAIRY PRODUCT WITH A REDUCED PLASMIN ACTIVITY
RU2604182C1 (en) Method of producing concentrated whey proteins by diafiltration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190314