RU2735304C1 - Способ производства молочного сахара - Google Patents
Способ производства молочного сахара Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735304C1 RU2735304C1 RU2019139888A RU2019139888A RU2735304C1 RU 2735304 C1 RU2735304 C1 RU 2735304C1 RU 2019139888 A RU2019139888 A RU 2019139888A RU 2019139888 A RU2019139888 A RU 2019139888A RU 2735304 C1 RU2735304 C1 RU 2735304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- milk sugar
- level
- lactose
- nanofiltration
- carried out
- Prior art date
Links
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
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/14—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
- A23C9/142—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by dialysis, reverse osmosis or ultrafiltration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dairy Products (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара. Способ производства молочного сахара предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию УФ-пермеата до уровня деминерализации 70-90% и содержания сухих веществ 23-25%. При этом для достижения требуемого уровня деминерализации используют диафильтрацию, которую начинают при величине фактора объемного сжатия сырья 2,5-3. Затем проводят сгущение на вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 59-61%, кристаллизацию лактозы с темпом охлаждения 2-5 °С/час до температуры 10-12 °С в течение 18-22 часов, отделение кристаллов от маточного раствора, промывку и сушку. Изобретение позволяет достичь уровня деминерализации сырья 70-90%, получить продукт высокой кондиции. 3 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара.
Предшествующий уровень техники
Известен способ производства молочного сахара из соленой сыворотки (патент РФ на изобретение №2360006, кл. С13K 5/00, А23С 21/00, опубл. 27.06.2009), предусматривающий нагревание соленой сыворотки до температуры 35-40°С, сепарирование при этой температуре, деминерализацию соленой сыворотки, на первой стадии которой проводят нанофильтрацию при давлении 2,0-2,5 МПа до степени деминерализации 20-25% и содержания сухих веществ 18-20%. На второй стадии проводят электродиализ фильтрованной сыворотки до достижения 0,5-0,6%. Ее осветляют термокислотной коагуляцией с подкислением до рН 4,4-4,6, выдерживают при температуре 90-95°С и отделяют белки при этой температуре. Проводят охлаждение и сгущение при температуре 55-60°С до содержания сухих веществ 60-65%. Кристаллизуют лактозу в сиропе в течение 20-22 часов при охлаждении до 8-10°С. Кристаллы отделяют центрифугированием при этой температуре и сушат при 120-140°С. Получают молочный сахар, имеющий доброкачественность 95-97%.
Известен также способ получения пористых таблеток молочного сахара (патент РФ на изобретение №2661200, кл. МПК А23С 1/00, С13К 5/00, А23С 21/00, опубл. 16.07.2018), который включает обезжиривание молочной сыворотки, отделение казеиновых частиц, ультрафильтрацию, нанофильтрацию для частичной деминерализации и концентрирования, электродиализное обессоливание до содержания минеральных веществ 0,04%, сгущение в вакуум-выпарном аппарате до 60-65% сухих веществ, кристаллизацию лактозы из пересыщенных сиропов, промывку водой с температурой 5-6°С, отделение кристаллов лактозы до влажности 7-10%, причем формование пористых таблеток в матрице осуществляют с использованием устройства для получения пористых таблеток молочного сахара в два этапа, на первом этапе формование идет за счет вибрации, на втором этапе происходит втирание верхнего слоя таблетки в матрицу, сушка и охлаждение пористых таблеток.
Недостатками данных способов является применение с целью достижения глубокой деминерализации электродиализа, который характеризуется высокой энергоемкостью и частыми остановками ЭД-оборудования вследствие воздействия на молочное сырье высокого электрического напряжения.
Наиболее близким техническим решением является способ производства молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы (патент РФ на изобретение №2658441, кл. А23С 23/00, С13К 5/00, опубл. 21.06.2018), 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, нанофильтрации и электродиализа проводят при температуре 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.
Недостатком этого способа также является наличие в технологической линии производства молочного сахара электродиализа, а также осуществление НФ-концентрирования до 18-20% сухих веществ, но т.к. после ЭД-обработки сухие вещества снижаются до 15-17%, следовательно, вырастают энергозатраты при дальнейшем вакуум выпаривании.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого способа является сохранении высокого конечного уровня деминерализации сырья, достигаемого без использования электродиализа.
Техническим результатом является полное исключение из технологической цепочки производства молочного сахара электродиализа, повышения уровня деминерализации лактозосодержащего сырья после его нанофильтрации до значений 70-90%.
Указанный технический результат достигается тем, что способ производства молочного сахара предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию, сгущение, кристаллизацию, отделение кристаллов от маточного раствора их промывку и сушку, нанофильтрацию осуществляют по периодической схеме с фиксированным объемом концентрированного сырья в питающем танке с добавлением чистой, например, обратноосмотической воды на стадии предварительного достижения объемного фактора сжатия сырья в питающем танке равном 2,5-3,0, со скоростью равной скорости отвода фильтрата, получаемого в процессе нанофильтрации.
Технологическую операцию подвода чистой воды к сырью в процессе его НФ-обработки, с целью повышения степени его очистки от низкомолекулярных примесей, называют диафильтрацией. Существует множество способов подачи воды в сырье в процессе его НФ-обработки. Нерациональная подача воды в сырье может привести к ее большому расходу. Например, если подавать воду в сырье без его предварительного концентрирования, то расход воды может превысить объем исходного сырья в 4-5 раз. Если, например, объем исходного сырья равен 100 т, то при заданном уровне деминерализации 90% объем чистой воды на проведение диафильтрации может составить 400-550 т.
Осуществление изобретения
Способ производства молочного сахара предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию и диафильтрацию УФ-пермеата до уровня деминерализации 70-90% и содержания массовой доли сухих веществ 23-25%, сгущение на вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 59-61%, кристаллизацию лактозы с темпом охлаждения 2-5°С/мин до температуры 10-12°С в течении 18-22 часов, отделение кристаллов лактозы от маточного раствора, их промывку и сушку.
Основным техническим результатом является полное исключение из технологической цепочки производства молочного сахара электродиализного оборудования при сохранении высокого конечного уровня деминерализации - 70-90%, что обеспечивает существенное повышение надежности работы технологической линии по производству молочного сахара, за счет исключения вынужденных остановок на обслуживание и ремонт ЭД-оборудования.
Еще одним техническим результатом является то, что диафильтрация приводит к повышению выведения из сырья не только солей, но и других низкомолекулярных соединений, например, молочной кислоты, а также небелкового азота в виде хлорида аммония и мочевины. Это приводит к дополнительной доброкачественности УФ-пермеатов на 1,2-1,8%, что имеет важное значение при получении сахара высоких кондиций.
Также дополнительным положительным техническим результатом является то, что процесс концентрирования и диафильтрации можно вести до достижения сухих веществ 23-25%, что обеспечивает значительную экономию энергоресурсов при последующем сгущении сырья на вакуум-выпарной установке.
Пример 1
Из 100 л УФ-пермета, с содержанием сухих веществ 5,1%, зольностью 0,64% и рН=5,65, 60 л направляли на нанофильтрационную обработку по периодической схеме с фиксированным объемом 20 л при Т=14±1°С и давлении на входе 3,0 МПа. Оставшиеся 40 л сырья смешивали с 40 л обратноосмотической воды. По окончании НФ-концентрирования 60-ти литров сырья в питающую емкость подавали смесь сырья и обратноосмотической воды. Процесс НФ-ДФ заканчивали при полном использовании водно-сырьевой смеси. Было получено 19,9 кг НФ-концентрата с массовой долей сухих веществ 24,1%, зольностью 0,19%. Уровень деминерализации составил
Д=1-0,19/0,64=0,71 (71%)
С целью получения молочного сахара, 4 кг из полученного деминерализованного НФ-концентрата с массовой долей сухих веществ 24,1% сгущали на лабораторной вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 60,5. Полученные 1,51 кг кристаллизата с температурой 72°С помещали в термостат и охлаждали с темпом 3°С/час до 12°С в течении 20 часов, надосадочную жидкость (мелассу) сливали, а кристаллы лактозы промывали 1,0 литром обратноосмотической воды с температурой 8°С. После отстоя, надосадочную жидкость сливали, а полученные кристаллы лактозы высушивали в сушильном шкафу при 70°С до постоянного веса. Было получено 0,80 кг лактозы доброкачественностью 96,2%.
Пример 2
Из 100 л УФ-пермеата с содержанием сухих веществ 5,04%, зольностью 0,63% и рН=5,62, 60 л направляли на нанофильтрационную обработку по периодической схеме с фиксированным объемом 20 л при Т=14±1°С и давлении на входе 3,0 МПа. Оставшиеся 40 л сырья смешивали с 60 литрами обратноосмотической воды. По окончании концентрирования 60-ти литров сырья в питающую емкость подавали смесь сырья и обратноосмотической воды. Процесс НФ-ДФ заканчивали при полном использовании водно-сырьевой смеси. Было получено 20 кг НФ-концентрата с массовой долей сухих веществ 23,6%, зольностью 0,12%. Уровень деминерализации составил
Д=1-0,12/0,63=0,80 (80%)
Как и в примере 1, для производства молочного сахара было взято 4 кг деминерализованного НФ-концентрата. Было получено 0,83 кг молочного сахара с доброкачественностью 97,5%. Значения всех параметров при производстве молочного сахара были взяты из примера 1.
Пример 3
Из 100 л УФ-пермеата с содержанием сухих веществ 5,18%, зольностью 0,62% и рН=5,64, 60 л направляли на нанофильтрационную обработку по периодической схеме с фиксированным объемом 20 л при Т=14±1°С и давлении на входе 3,0 МПа. Оставшиеся 40 л сырья смешивают с 80 л обратноосмотической воды. По окончании концентрирования 60-ти литров сырья в питающую емкость подавали смесь сырья и обратноосмотической воды. Процесс НФ-ДФ заканчивали при полном использовании водно-сырьевой смеси. Было получено 19,7 кг НФ-концентрата с массовой долей сухих веществ 24,3%, зольностью 0,09%. Уровень деминерализации составил
Д=1-0,09/0,62=0,90 (90%)
Как и в примере 1, для производства молочного сахара было взято 4 кг деминерализованного НФ-концентрата. Было получено 0,86 кг молочного сахара с доброкачественностью 98,6%. Значения всех параметров при производстве молочного сахара были взяты из примера 1.
Величина фактора объемного сжатия сырья 2,5-3, при котором начинают диафильтрацию была установлена экспериментальным путем. Именно эта величина позволяет добиться существенного уровня деминерализации 90% и снизить расход чистой воды.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Claims (1)
- Способ производства молочного сахара, предусматривающий ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию УФ-пермеата, сгущение, кристаллизацию лактозы, отделение кристаллов лактозы, сушку, отличающийся тем, что нанофильтрацию проводят до уровня деминерализации 70-90% и содержания сухих веществ 23-25%, причем для достижения требуемого уровня деминерализации используют диафильтрацию, которую начинают при величине фактора объемного сжатия сырья 2,5-3, сгущение проводят на вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 59-61%, кристаллизацию лактозы проводят с темпом охлаждения 2-5 °С/час до температуры 10-12 °С в течение 18-22 часов, отделяют кристаллы от маточного раствора, промывают и сушат.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139888A RU2735304C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ производства молочного сахара |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139888A RU2735304C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ производства молочного сахара |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2735304C1 true RU2735304C1 (ru) | 2020-10-29 |
Family
ID=73398417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139888A RU2735304C1 (ru) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Способ производства молочного сахара |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2735304C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810513C1 (ru) * | 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) | Способ получения молочного сахара |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555411C1 (ru) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Способ производства концентрированного раствора лактозы |
US20160040258A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-11 | Paul Stephenson | Lactose Recovery |
RU2658441C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-06-21 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Способ получения молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы |
RU2683868C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2019-04-02 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Способ производства молочного сахара |
-
2019
- 2019-12-05 RU RU2019139888A patent/RU2735304C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160040258A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-11 | Paul Stephenson | Lactose Recovery |
RU2555411C1 (ru) * | 2014-03-13 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Способ производства концентрированного раствора лактозы |
RU2658441C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-06-21 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Способ получения молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы |
RU2683868C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2019-04-02 | Акционерное общество "Молочный комбинат "Ставропольский" | Способ производства молочного сахара |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТИМКИН В.А., МАЗИНА О.А., ПИЩИКОВ Г.Б. "Разработка нанобиомембранной технологии производства лактозы как фактор производственной безопасности". Ж-л.: "Jornal of new economy", N3 (53), 2014, с.97-101. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810513C1 (ru) * | 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) | Способ получения молочного сахара |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3799806A (en) | Process for the purification and clarification of sugar juices,involving ultrafiltration | |
CN115624084A (zh) | 新颖β-乳球蛋白制剂的生产及相关方法、用途和食品产品 | |
EP2971191B1 (en) | Lactose recovery | |
US11685759B2 (en) | Method for obtaining crystalline 2′-fucosyllactose | |
WO2008134937A1 (fr) | Procédé de production de cristaux d'acide glutamique | |
FR2553293A1 (fr) | Procede pour empecher l'encrassement d'une membrane d'electrodialyse dans la desalinisation d'une solution aqueuse | |
US20160340750A1 (en) | Method and plant for producing lactose crystals | |
RU2735304C1 (ru) | Способ производства молочного сахара | |
KR102268784B1 (ko) | 베타-카제인 조성물의 제조 방법 및 관련 제품들 | |
RU2683868C1 (ru) | Способ производства молочного сахара | |
FR2671697A1 (fr) | Procede de fabrication d'une composition a teneur elevee en alpha-lactalbumine. | |
RU2658441C1 (ru) | Способ получения молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы | |
EP3302080B1 (en) | Second pass lactose crystallization | |
CN114097893B (zh) | 一种利用酸乳清制备乳清粉的方法及其制备的乳清粉和应用 | |
RU2360006C1 (ru) | Способ производства молочного сахара из соленой сыворотки | |
RU2810513C1 (ru) | Способ получения молочного сахара | |
US9476105B2 (en) | Method for increasing the yield in lactose production (I) | |
NL2025560B1 (en) | Process for the manufacture of thick juice | |
US270042A (en) | Office | |
SU249178A1 (ru) | СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА молочного САХАРА-ЛАКТОЗЫ | |
CN111909025B (zh) | 一种生产苹果酸氢钙的方法及其在生产苹果酸中的应用 | |
DK179509B1 (en) | Second pass lactose crystallization | |
US7311837B2 (en) | Process for the continuous recovery of free tartaric acid from raw materials containing potassium hydrogentartrate | |
RU2008359C1 (ru) | Способ производства молочного сахара | |
KR102544938B1 (ko) | 결정질 l-알라닌의 수득 방법 |