RU2658441C1 - Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization - Google Patents
Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658441C1 RU2658441C1 RU2017146544A RU2017146544A RU2658441C1 RU 2658441 C1 RU2658441 C1 RU 2658441C1 RU 2017146544 A RU2017146544 A RU 2017146544A RU 2017146544 A RU2017146544 A RU 2017146544A RU 2658441 C1 RU2658441 C1 RU 2658441C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lactose
- crystallization
- temperature
- milk sugar
- permeate
- Prior art date
Links
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 239000008101 lactose Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 235000020183 skimmed milk Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims description 25
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims description 25
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 claims description 2
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 12
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 7
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 7
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 7
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 3
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 3
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000002129 Malva sylvestris Species 0.000 description 1
- 235000006770 Malva sylvestris Nutrition 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 235000020185 raw untreated milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000011497 sour milk drink Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C23/00—Other dairy products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K5/00—Lactose
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в технологии производства молочного сахара.The invention relates to the dairy industry and can be used in milk sugar production technology.
Известен способ получения молочного сахара с кристаллизацией лактозы, предусматривающий осветление молочной сыворотки, сгущение осветленной сыворотки до сиропа с содержанием 60-65% сухих веществ (СВ), нагревание сиропа до 70-80°С, охлаждение сиропа и кристаллизацию лактозы до достижения требуемых размеров кристаллов, центробежное отделение кристаллов лактозы от межкристальной жидкости (мелассы) и сушку кристаллов. Кристаллизация осуществляется путем охлаждения сиропа в кристаллизаторах-охладителях от температуры 70-75°С до 10-15°С. Продолжительность охлаждения составляет до 35 часов (см. Сборник технологических инструкций по производству молочного сахара. - М.: Минмясомолпром, 1980. - 38 с.).A known method of producing milk sugar with crystallization of lactose, which provides clarification of whey, thickening clarified whey to syrup with a content of 60-65% solids (HE), heating the syrup to 70-80 ° C, cooling the syrup and crystallization of lactose to achieve the desired crystal sizes centrifugal separation of lactose crystals from intercrystal fluid (molasses) and drying of crystals. Crystallization is carried out by cooling the syrup in crystallizer-coolers from a temperature of 70-75 ° C to 10-15 ° C. The cooling duration is up to 35 hours (see the Collection of technological instructions for the production of milk sugar. - M.: Minmyasomolprom, 1980. - 38 p.).
Недостатком известного способа является длительность процесса кристаллизации и недостаточно высокая его эффективность, обусловленная высокими потерями лактозы с жидкой фазой.The disadvantage of this method is the length of the crystallization process and its insufficiently high efficiency, due to the high losses of lactose with the liquid phase.
Известен способ производства молочного сахара (Патент РФ №2407803. - Опубл. 27.12.2010. Бюл. №36, авторы Червецов В.В. и др.), который осуществляется следующим образом. Сгущают осветленную молочную сыворотку до сиропа с массовой долей сухих веществ 60-65%. Проводят кристаллизацию в две ступени. На первой ступени сироп при температуре 75-80°С подают в вакуум-кристаллизатор, в котором создают разрежение 0,087-0,097 МПа, и распыляют сироп при помощи форсунки. В результате влага из капель сиропа интенсивно испаряется и при этом повышается содержание до 62-68% сухих веществ с одновременным охлаждением до 30-50°С для повышения коэффициента пересыщения и образования затравочных кристаллов лактозы размером 10-30 мкм. Проводят вторую ступень кристаллизации путем смешивания полученной затравки с исходным сиропом в соотношении 1:5-1:10 и последующего охлаждения кристалломассы до температуры 10-15°С в течение 15-20 часов для достижения заданных размеров кристаллов и обеспечения их высокого выхода. После завершения процесса кристаллизации кристаллы отделяют на центрифуге от мелассы и сушат.A known method for the production of milk sugar (RF Patent No. 2407803. - Published. 12/27/2010. Bull. No. 36, authors Chervetsov VV and others), which is carried out as follows. Thicken clarified whey to syrup with a mass fraction of solids of 60-65%. Crystallization is carried out in two stages. In the first stage, syrup at a temperature of 75-80 ° C is fed into a vacuum crystallizer, in which a vacuum of 0.087-0.097 MPa is created, and the syrup is sprayed using a nozzle. As a result, moisture from syrup drops intensively evaporates and at the same time the content of solids increases to 62-68% with simultaneous cooling to 30-50 ° C to increase the supersaturation coefficient and the formation of 10-30 micron lactose seed crystals. The second stage of crystallization is carried out by mixing the obtained seed with the original syrup in a ratio of 1: 5-1: 10 and subsequent cooling of the crystalline mass to a temperature of 10-15 ° C for 15-20 hours to achieve the desired crystal sizes and ensure their high yield. After completion of the crystallization process, the crystals are separated in a centrifuge from molasses and dried.
Основным недостатком в технологиях производства молочного сахара, получаемого методом кристаллизации лактозы из пересыщенных сиропов, являются потери лактозы с межкристальной жидкостью (мелассой), которые составляют 35-40% СВ, причем потери лактозы определяются по ее концентрации в мелассе, которая независимо от качества очистки исходного сырья имеет значение 18-22% (см. Сборник технологических инструкций по производству молочного сахара. - М.: Минмясомолпром, 1980. - 38 с). Основная причина потерь кроется в наличии несахаров (в основном минеральных и белковых веществ), которые повышают растворимость лактозы и, таким образом, препятствуют процессу кристаллизации. В качестве основного технологического показателя лактозосодержащего сырья (молочной сыворотки, пермеата, сгущенной сыворотки, мелассы и др.) используют доброкачественность, которая определяется как отношение содержания лактозы в сырье к общему содержанию сухих веществ сырья. На практике стремятся к минимальной доброкачественности мелассы молочного сахара, которая при конечных температурах кристаллизации 10-15°С составляет 30-31%.The main disadvantage in the technology for the production of milk sugar, obtained by crystallization of lactose from supersaturated syrups, is the loss of lactose with intercrystal liquid (molasses), which is 35-40% SV, and the loss of lactose is determined by its concentration in molasses, which is independent of the quality of purification of the original raw materials has a value of 18-22% (see. Collection of technological instructions for the production of milk sugar. - M .: Minmyasomolprom, 1980. - 38 s). The main reason for the losses lies in the presence of non-sugars (mainly mineral and protein substances), which increase the solubility of lactose and, thus, interfere with the crystallization process. As the main technological indicator of lactose-containing raw materials (whey, permeate, condensed whey, molasses, etc.), benignity, which is defined as the ratio of the lactose content in the raw material to the total dry matter content of the raw material, is used. In practice, they strive for minimal benignity of molasses of milk sugar, which at final crystallization temperatures of 10-15 ° C is 30-31%.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения молочного сахара путем сушки очищенных сиропов распылительным способом (см. Храмцов А.Г. и др. Производство высококачественного молочного сахара. Обзорная информация. Сер. Молочная промышленность. - М.: ЦНИИТЭИММП, 1985. - С. 10-11). По известному способу обезжиренную молочную сыворотку направляют в ультрафильтрационную установку, где из сыворотки выделяют белки, полученный пермеат сгущают на обратноосмотической установке до концентрации 18-20% СВ, подсгущенный пермеат подвергают электродиализу, в процессе которого происходит обессоливание раствора, деминерализованный раствор направляют на распылительную сушку. Полученный продукт расфасовывают в крафт-мешки с полиэтиленовыми вкладышами.The closest in technical essence is the method of producing milk sugar by spray drying of purified syrups (see A. Khramtsov et al. Production of high-quality milk sugar. Overview. Ser. Dairy industry. - M.: TSNIITEIMMP, 1985. - C . 10-11). According to the known method, skimmed milk whey is sent to an ultrafiltration unit, where proteins are isolated from whey, the permeate obtained is concentrated on a reverse osmosis unit to a concentration of 18-20% CB, the permeate that is sweetened is subjected to electrodialysis, during which the solution is desalted, the demineralized solution is sent to spray drying. The resulting product is packaged in kraft bags with polyethylene liners.
К недостаткам известного способа получения молочного сахара относится то, что продукт представляет собой аморфный порошок, который при сушке налипает на внутреннюю поверхность сушильной башни, обладает высокой гигроскопичностью и при хранении склонен к комкованию, что затрудняет в дальнейшем его использование как ингредиента в составе других продуктов. Энергетические затраты для получения молочного сахара по прототипу достаточно велики, т.к. сушка на порядок дороже концентрирования, а в технологии отсутствует сгущение и приходится сушить раствор с концентрацией около 20% СВ.The disadvantages of the known method for producing milk sugar include the fact that the product is an amorphous powder, which, when dried, adheres to the inner surface of the drying tower, has high hygroscopicity and is prone to clumping during storage, which complicates its further use as an ingredient in other products. The energy costs for producing milk sugar in the prototype are quite large, because drying is an order of magnitude more expensive than concentration, and in the technology there is no thickening and it is necessary to dry the solution with a concentration of about 20% CB.
Сущность предлагаемого способа получения молочного сахара заключается в глубокой очистке лактозосодержащего сырья мембранными методами при низких температурах до уровня доброкачественности, который соответствует молочному сахару-сырцу, молочному сахару пищевому или рафинированному (ГОСТ 33567-2015 «Сахар молочный. Технические условия». Издание официальное. - М., Стандартинформ, 2016), с использованием поточной кристаллизации лактозы и распылительной дисковой сушилки.The essence of the proposed method for producing milk sugar consists in deep purification of lactose-containing raw materials by membrane methods at low temperatures to a level of benignity, which corresponds to raw milk sugar, food or refined milk sugar (GOST 33567-2015 "Milk sugar. Technical conditions." Official publication. - M., Standartinform, 2016), using in-line crystallization of lactose and a spray disk dryer.
Технический результат изобретения заключается в получении молочного сахара с максимальным количеством кристаллизованной лактозы, с высокой однородностью кристаллов и минимальной гигроскопичностью сухого продукта. Для этого были отработаны оптимальные технологические параметры очистки лактозосодержащего сырья и сгущения сиропа на пилотной линии (в международной научно-исследовательской лаборатории «Электро- и баромембранных технологий» Северо-Кавказского федерального университета).The technical result of the invention is to obtain milk sugar with a maximum amount of crystallized lactose, with high uniformity of crystals and minimal hygroscopicity of the dry product. For this, the optimal technological parameters were worked out for purification of lactose-containing raw materials and thickening of syrup on a pilot line (in the international research laboratory “Electro and Baromembrane Technologies” of the North Caucasus Federal University).
Предлагается способ производства молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы, предусматривающий ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию пермеата обезжиренного молока до уровня обессоливания 25-30% и содержания сухих веществ 18-20%, электродиализ до уровня деминерализации 70-90%, сгущение, кристаллизацию лактозы до конечной температуры 10-12°С и сушку, при этом процессы ультрафильтрации, папофильтрации и электродиализа проводят при температурах 18-20°С до доброкачественности не ниже 0,977, сгущение осуществляют до коэффициента пересыщения сиропа 1,8-2,7, кристаллизацию лактозы проводят в потоке при темпе охлаждения 1,5-2,0°С/мин до достижения средних размеров кристаллов 8-30 мкм.A method is proposed for the production of milk sugar with continuous crystallization of lactose, which involves ultrafiltration of skim milk, nanofiltration of skim milk permeate to a desalination level of 25-30% and a solids content of 18-20%, electrodialysis to a demineralization level of 70-90%, thickening, crystallization of lactose to final temperatures of 10-12 ° C and drying, while the processes of ultrafiltration, papofiltration and electrodialysis are carried out at temperatures of 18-20 ° C until benignity is not lower than 0.977, thickening is carried out to a coefficient nta supersaturation of syrup 1.8-2.7, crystallization of lactose is carried out in a stream at a cooling rate of 1.5-2.0 ° C / min to achieve an average crystal size of 8-30 microns.
На предварительном этапе была определена доброкачественность пермеатов молочного сырья, полученных методом ультрафильтрации (таблица 1).At the preliminary stage, the benignity of milk raw material permeates obtained by ultrafiltration was determined (table 1).
На основании проведенных исследований установлено, что наиболее высокая доброкачественность у пермеата обезжиренного молока, который предпочтительно использовать в качестве исходного лактозосодержащего сырья. Ультрафильтрация важна для комплексной переработки молока на предприятиях молочной отрасли, т.к. она получила широкое распространение и позволяет нормализовать и обеспечить постоянное содержание белка в молоке в течение всего года, что дает возможность стабильно производить высококачественные сыры, творог, кисломолочные напитки.Based on the studies, it was found that the highest quality of skim milk permeate, which is preferably used as the source of lactose-containing raw materials. Ultrafiltration is important for the integrated processing of milk at dairy enterprises, as it has become widespread and allows you to normalize and ensure a constant protein content in milk throughout the year, which makes it possible to stably produce high-quality cheeses, cottage cheese, sour-milk drinks.
По предлагаемому изобретению в технологии используются мембранные методы очистки, поэтому было изучено изменение доброкачественности пермеата обезжиренного молока на каждой стадии обработки (таблица 2).According to the invention, the technology uses membrane cleaning methods, so the change in the benignity of skim milk permeate at each stage of processing was studied (table 2).
Известно, что с повышением чистоты лактозосодержащего раствора ускоряется не только рост кристаллов, но и увеличивается количество зародышей кристаллов, что подтверждает разница в размерах кристаллов рафинированного молочного сахара в сравнении с кристаллами сахара-сырца. Кроме этого, коэффициент пересыщения у очищенных сиропов может быть выше при сгущении, т.к. вязкость растворов ниже за счет того, отсутствуют белковые вещества, которые удалены ультрафильтрацией. Коэффициент пересыщения у очищенных сиропов, которые направляются на кристаллизацию, напрямую связаны со средним размеров образующихся кристаллов лактозы. Чем выше коэффициент пересыщения, тем меньше средний размер кристаллов. У аналогов процесс сгущения в вакуум-выпарном аппарате проводится при температуре 50-65°С, и в конце сгущения наступает пересыщение раствора (коэффициент пересыщения 1,7-1,8), которое приводит к спонтанной кристаллизации лактозы и может привести к прекращению циркуляции продукта и выходу из рабочего состояния аппарата. Учитывая, что у аналога степень очистки лактозосодержащего сырья невысокая (доброкачественность до 82%), повышение температуры нагрева в вакуум-выпарном аппарате выше 62-65°С приведет к реакции меланоединообразования, что повлияет на цвет продукта. Ниже приведены исследования по влиянию доброкачественности и коэффициента пересыщения сиропа на степень выкристаллизации лактозы и средний размер кристаллов, образующихся при поточной кристаллизации лактозы (таблица 3).It is known that with an increase in the purity of the lactose-containing solution, not only crystal growth accelerates, but also the number of crystal nuclei increases, which confirms the difference in the sizes of refined milk sugar crystals in comparison with raw sugar crystals. In addition, the coefficient of supersaturation in purified syrups may be higher when condensed, because the viscosity of the solutions is lower due to the fact that there are no protein substances that are removed by ultrafiltration. The supersaturation coefficient of purified syrups, which are sent for crystallization, is directly related to the average size of the formed lactose crystals. The higher the supersaturation coefficient, the smaller the average crystal size. For analogues, the thickening process in a vacuum evaporator is carried out at a temperature of 50-65 ° C, and at the end of the thickening, a supersaturation of the solution occurs (supersaturation coefficient 1.7-1.8), which leads to spontaneous crystallization of lactose and can lead to cessation of product circulation and exit from the operating state of the device. Considering that the analogue has a low degree of purification of lactose-containing raw materials (good quality up to 82%), an increase in the heating temperature in a vacuum evaporation apparatus above 62-65 ° C will lead to a melanoformation reaction, which will affect the color of the product. Below are studies on the effect of benignity and the coefficient of supersaturation of syrup on the degree of crystallization of lactose and the average size of crystals formed during in-line crystallization of lactose (table 3).
Установлено, что при коэффициенте пересыщения 1,8-2,7 средний размер кристаллов лактозы от 8,0 мкм до 29,8 мкм, а степень выкристаллизации лактозы составляет 57-74,0%. При коэффициенте пересыщения ниже 1,8 (1,76) степень выкристаллизации лактозы составляет 54,0%, при этом увеличивается неоднородность и средний размер кристаллов выше 50 мкм. При коэффициенте пересыщения выше 2,7 наблюдается спонтанное формирование кристаллов лактозы в вакуум-выпарном аппарате, они начинают оседать в трубках калоризатора и может прекратиться циркуляция раствора.It was found that with a supersaturation coefficient of 1.8-2.7, the average size of lactose crystals is from 8.0 μm to 29.8 μm, and the degree of crystallization of lactose is 57-74.0%. When the supersaturation coefficient is below 1.8 (1.76), the degree of lactose crystallization is 54.0%, while the heterogeneity and the average crystal size increase above 50 microns. When the supersaturation coefficient is above 2.7, spontaneous formation of lactose crystals in a vacuum evaporator is observed, they begin to settle in the tubes of the calorizer and the circulation of the solution may stop.
Одновременно на размеры и степень выкристаллизации лактозы влияют режимы поточной кристаллизации, заключающиеся в охлаждении пересыщенного раствора до 10-12°С в течение 30-40 минут, т.е. невысокий темп охлаждения 1,5-2,0°С /мин, поэтому не происходит выпадения кристаллов на теплопередающей поверхности теплообменника и не требуется очищать слой кристаллов с его поверхности. Такие режимы поточной кристаллизации позволяют создать гидродинамические условия для формирования большого количества мелких кристаллов, которые не успевают вырасти до крупных, которые не могут быть высушены па дисковой распылительной сушильной установке. Сушка молочного сахара по предлагаемому способу осуществлялась на пилотной дисковой сушильной установке «Ниро Атомайзер» (Дания), производительностью 10 кг испаренной влаги в час при температуре воздуха (сушильного агента): на входе - 165-170°С, на выходе - 75-80°С. Поточная кристаллизация позволила интенсифицировать процесс распылительной сушки суспензии (уменьшение энергозатрат на 7-8%) и исключить налипание продукта на стенки башни. Получаемый сухой молочный сахар имеет влажность до 1,5%.At the same time, the sizes and degree of lactose crystallization are affected by flow crystallization regimes consisting in cooling a supersaturated solution to 10-12 ° C for 30-40 minutes, i.e. low cooling rate of 1.5-2.0 ° C / min, so there is no precipitation of crystals on the heat transfer surface of the heat exchanger and it is not necessary to clean the layer of crystals from its surface. Such flow crystallization regimes allow creating hydrodynamic conditions for the formation of a large number of small crystals that do not have time to grow to large crystals that cannot be dried in a disk spray drying plant. Drying of milk sugar according to the proposed method was carried out on a pilot disk drying apparatus "Niro Atomizer" (Denmark), with a capacity of 10 kg of evaporated moisture per hour at air temperature (drying agent): at the inlet - 165-170 ° C, at the outlet - 75-80 ° C. In-line crystallization made it possible to intensify the process of spray drying the suspension (reduction of energy consumption by 7-8%) and to prevent sticking of the product to the tower walls. The resulting dry milk sugar has a moisture content of up to 1.5%.
Способ осуществляют следующим образом. Из обезжиренного молока методом ультрафильтрации при температуре 18-20°С получают пермеат (фильтрат) с содержанием 5,2-5,4% СВ. Пермеат направляют в установку нанофильтрации, где он при температуре 18-20°С обессоливается на 25-30% и концентрируется до 18-20% СВ. Пермеат после нанофильтрации поступает в электродиализпую установку, где при температуре 18-20°С из него удаляются минеральные вещества на 70-90%. После этого деминерализованный пермеат сгущается в вакуум-выпарной установке до содержания 62-65% СВ с определенным коэффициентом пересыщения. Сгущенный сироп направляется в охладитель-кристаллизатор при температуре 70-72°С, в качестве поточного кристаллизатора может быть использован теплообменник-выдерживатель «труба в трубе», где проходит процесс поточной кристаллизации лактозы до конечной температуры 10-12°С. Длина труб охладителя (или внутренняя поверхность теплообмена) зависит как от исходных технологических параметров сгущенного сиропа - коэффициента пересыщения 1,8-2,7 и доброкачественности 0,955-0,974, так и от режимов кристаллизации и темпа охлаждения (°С/мин). Кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке при температуре сушильного агента на входе 165-170°С, на выходе 75-80°С. Сухой молочный сахар расфасовывают в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем.The method is as follows. From skim milk by ultrafiltration at a temperature of 18-20 ° C receive permeate (filtrate) with a content of 5.2-5.4% SV. Permeate is sent to a nanofiltration unit, where it is desalted by 25-30% at a temperature of 18-20 ° C and concentrated to 18-20% CB. After nanofiltration, permeate enters the electrodialysis unit, where at a temperature of 18-20 ° C mineral substances are removed from it by 70-90%. After that, the demineralized permeate is concentrated in a vacuum evaporator to the content of 62-65% CB with a certain coefficient of supersaturation. Condensed syrup is sent to a cooler-crystallizer at a temperature of 70-72 ° С, a pipe-in-pipe heat exchanger-cooler can be used as a flow crystallizer, where the process of flow crystallization of lactose to a final temperature of 10-12 ° С takes place. The length of the cooler pipes (or the inner surface of the heat transfer) depends both on the initial technological parameters of the condensed syrup - a coefficient of supersaturation of 1.8-2.7 and good quality of 0.955-0.974, and on the crystallization regimes and the cooling rate (° C / min). The crystallizate is dried in a spray disk dryer at a drying agent temperature at the inlet of 165-170 ° C, at the outlet of 75-80 ° C. Dry milk sugar is packaged in kraft bags with a polyethylene liner.
Пример 1Example 1
Осуществляют процесс по предложенному способу. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 18°С, отбирают 1000 л пермеата с содержанием 5,2% СВ и направляют на нанофильтрацию при температуре 18°С, концентрируют до содержания 18% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 25%. Очищенный пермеат направляют на электродиализ, где деминерализуют до степени обессоливания 70% при температуре 18°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,977 сгущают в вакуум-выпарном аппарате при температуре 62°С. По достижении коэффициента пересыщения 1,8 сгущенный сироп подогревают в конце процесса до 70°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель. Процесс охлаждения сиропа ведут до температуры 12°С с темпом охлаждения 1,5°С /мин, получают средний размер кристаллов 21,4 мкм и степень выкристаллизации лактозы 60%. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке, на стенках которой визуально не наблюдается налипание продукта. Получают 42 кг молочного сахара, который легко пересыпается и не имеет комком и агломератов.Carry out the process according to the proposed method. Skim milk is subjected to ultrafiltration at a temperature of 18 ° C, 1000 l of permeate with a content of 5.2% CB are selected and sent to nanofiltration at a temperature of 18 ° C, concentrated to a content of 18% CB and demineralized to a degree of desalination of 25%. The purified permeate is sent to electrodialysis, where it is demineralized to a degree of desalination of 70% at a temperature of 18 ° C. Demineralized permeate with a benignity of 0.977 is concentrated in a vacuum evaporator at a temperature of 62 ° C. Upon reaching a supersaturation coefficient of 1.8, the condensed syrup is heated at the end of the process to 70 ° C and sent to crystallization in a flow cooler. The cooling process of the syrup is carried out to a temperature of 12 ° C with a cooling rate of 1.5 ° C / min, an average crystal size of 21.4 μm and a degree of lactose crystallization of 60% are obtained. The obtained crystallizate is dried in a spray disk dryer, on the walls of which no sticking of the product is visually observed. Get 42 kg of milk sugar, which is easily poured and does not have a lump and agglomerates.
Пример 2Example 2
Осуществляют процесс по предложенному способу. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 20°С, отбирают 1000 л пермеата с содержанием 5,4% СВ и направляют на нанофильтрацию при температуре 20°С, концентрируют до содержания 20% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 27%. Очищенный пермеат направляют на электродиализ, где деминерализуют до степени обессоливания 90% при температуре 20°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,995 сгущают в вакуум-выпарном аппарате при температуре 65°С. По достижении коэффициента пересыщения 2,7 сгущенный сироп подогревают в конце процесса до 70°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель. Процесс охлаждения сиропа ведут до температуры 10°С с темпом охлаждения 2,0°С /мин, получают средний размер кристаллов 8,0 мкм и степень выкристаллизации лактозы 74%. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке, на стенках которой визуально не наблюдается налипание продукта. Получают 46 кг молочного сахара, который легко пересыпается и не имеет комков и агломератов.Carry out the process according to the proposed method. Skim milk is subjected to ultrafiltration at a temperature of 20 ° C, 1000 l of permeate with a content of 5.4% CB are selected and sent to nanofiltration at a temperature of 20 ° C, concentrated to a content of 20% CB and demineralized to a degree of desalination of 27%. The purified permeate is sent to electrodialysis, where it is demineralized to a degree of desalination of 90% at a temperature of 20 ° C. Demineralized permeate with a purity of 0.995 is concentrated in a vacuum evaporator at a temperature of 65 ° C. Upon reaching a supersaturation coefficient of 2.7, the thickened syrup is heated at the end of the process to 70 ° C and sent to crystallization in a flow cooler. The cooling process of the syrup is carried out to a temperature of 10 ° C with a cooling rate of 2.0 ° C / min, an average crystal size of 8.0 μm and a degree of crystallization of lactose of 74% are obtained. The obtained crystallizate is dried in a spray disk dryer, on the walls of which no sticking of the product is visually observed. Get 46 kg of milk sugar, which is easy to pour and does not have lumps and agglomerates.
Пример 3Example 3
Осуществляют процесс по предложенному способу. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 19°С, отбирают 1000 л пермеата с содержанием 5,3% СВ и направляют на нанофильтрациюпри температуре 19°С, концентрируют до содержания 19% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 26%. Очищенный пермеат направляют на электродиализ, где деминерализуют до степени обессоливания 80% при температуре 19°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,976 сгущают в вакуум-выпарном аппарате при температуре 62°С. По достижении коэффициента пересыщения 1,76 сгущенный сироп подогревают в конце процесса до 70°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель. Процесс охлаждения сиропа ведут до температуры 12°С с темпом охлаждения 1,7°С /мин, получают средний размер кристаллов 61,0 мкм и степень выкристаллизации лактозы 54%. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке, на стенках которой визуально наблюдается небольшое налипание продукта.Carry out the process according to the proposed method. Skim milk is subjected to ultrafiltration at a temperature of 19 ° C, 1000 l of permeate with a content of 5.3% CB are taken and sent to nanofiltration at a temperature of 19 ° C, concentrated to a content of 19% CB and demineralized to a degree of desalination of 26%. The purified permeate is sent to electrodialysis, where it is demineralized to a degree of desalination of 80% at a temperature of 19 ° C. Demineralized permeate with a benignity of 0.976 is concentrated in a vacuum evaporator at a temperature of 62 ° C. Upon reaching a supersaturation coefficient of 1.76, the condensed syrup is heated at the end of the process to 70 ° C and sent to crystallization in a flow cooler. The cooling process of the syrup is carried out to a temperature of 12 ° C with a cooling rate of 1.7 ° C / min, an average crystal size of 61.0 μm and a degree of crystallization of lactose of 54% are obtained. The obtained crystallizate is dried in a spray disk dryer, on the walls of which a slight sticking of the product is visually observed.
Получают 43 кг молочного сахара, который имеет отдельные крупные кристаллы и комкуется в агломераты на открытом воздухе.43 kg of milk sugar are obtained, which has separate large crystals and crumbles into agglomerates in the open air.
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146544A RU2658441C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization |
| PCT/RU2018/050148 WO2019132734A1 (en) | 2017-12-27 | 2018-11-20 | Method of obtaining milk sugar having continuous lactose crystallization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146544A RU2658441C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658441C1 true RU2658441C1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62713636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146544A RU2658441C1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658441C1 (en) |
| WO (1) | WO2019132734A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020111980A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Lactose production method |
| RU2735304C1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-10-29 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Milk sugar production method |
| RU2810513C1 (en) * | 2023-05-24 | 2023-12-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Method of producing milk sugar |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1105506A1 (en) * | 1982-04-28 | 1984-07-30 | Ставропольский политехнический институт | Method of obtaining lactose |
| RU2128710C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-04-10 | Ставропольский государственный технический университет | Method of producing milk sugar |
| 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 |
| RU2555522C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-10 | Открытое акционерное общество "Вимм-Билль-Данн" | Complex milk salt, its production method and food products containing such salt |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1567148A1 (en) * | 1987-09-11 | 1990-05-30 | Истринское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Молочного Института | Method of obtaining mineral addition from milk raw materials for enriching foodstuffs |
| SI1958514T1 (en) * | 2007-02-07 | 2013-07-31 | Kraft Foods R & D, Inc. | Process for producing modified whey powder |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146544A patent/RU2658441C1/en active IP Right Revival
-
2018
- 2018-11-20 WO PCT/RU2018/050148 patent/WO2019132734A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1105506A1 (en) * | 1982-04-28 | 1984-07-30 | Ставропольский политехнический институт | Method of obtaining lactose |
| RU2128710C1 (en) * | 1997-02-03 | 1999-04-10 | Ставропольский государственный технический университет | Method of producing milk sugar |
| 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 |
| RU2555522C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-07-10 | Открытое акционерное общество "Вимм-Билль-Данн" | Complex milk salt, its production method and food products containing such salt |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020111980A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Lactose production method |
| RU2735304C1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-10-29 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Milk sugar production method |
| RU2810513C1 (en) * | 2023-05-24 | 2023-12-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина" (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА) | Method of producing milk sugar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019132734A1 (en) | 2019-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7222891B2 (en) | Production of novel beta-lactoglobulin preparations and related methods, uses and foods | |
| AU2008314446B2 (en) | Process and equipment for sugar crystallization by controlled cooling | |
| US9315533B2 (en) | Lactose crystallisation | |
| AU2003226901B2 (en) | Process and plant for evaporative concentration and crystallization of a viscous lactose-containing aqueous liquid | |
| WO2008134936A1 (en) | Method for extracting threonine from threonine fermentation liquor | |
| WO2008134937A1 (en) | A process for producing the ctystal of glutamic acid | |
| RU2658441C1 (en) | Method for obtaining milk sugar with lactose flow crystallization | |
| EP1581063B1 (en) | Method and device for producing whey powder | |
| CN114097893B (en) | Method for preparing whey powder by using acid whey, whey powder prepared by method and application of whey powder | |
| RU2683868C1 (en) | Milk sugar production method | |
| US9476105B2 (en) | Method for increasing the yield in lactose production (I) | |
| RU2735304C1 (en) | Milk sugar production method | |
| RU2810513C1 (en) | Method of producing milk sugar | |
| JPS60500041A (en) | Method and apparatus for continuous crystallization of Shiroshita | |
| RU2407803C1 (en) | Milk sugar production method | |
| RU2008359C1 (en) | Method of lactose production | |
| CN104230733B (en) | A kind of production method of Lysine hydrochloride crystal | |
| KR20230154024A (en) | Crystallization of Beta-Lactoglobulin Using Multiple Protein Feeds | |
| RU2385566C2 (en) | Procedure for making diary products | |
| EA040134B1 (en) | METHOD FOR OBTAINING FOOD COMPOSITION CONTAINING BETA-LACTOGLOBULIN IN CRYSTALIZED FORM | |
| NZ755082A (en) | Production of novel beta-lactoglobulin preparations and related methods, uses, and food products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191228 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210319 |