Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ЛАКТОЗЫ

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной.

Известны способы получения лактозы, конечным продуктом которых является кристаллическая лактоза:

1. Способ, предусматривающий сепарирование, деминерализацию сыворотки, осветление деминерализованной сыворотки, которая проводится в две стадии, сгущение, кристаллизацию лактозы в сиропе, выделение и сушку [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].

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].

Недостатками данных способов являются длинная технологическая цепочка, большие энергозатраты, необходимость предварительной подготовки сыворотки (нагревание, сепарирование, очистка), применение дополнительных устройств (магнит).

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.

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.

Недостатками данного способа являются значительные энергозатраты, необходимость применения вакуум-выпарной установки.

Изобретение направлено на сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы, упрощение технологии процесса и снижение энергозатрат.

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.

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.

Пример 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.

Использование предложенного способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

- сокращение времени производства концентрированного раствора лактозы;

- упрощение технологического процесса;

- снижение энергозатрат;

- использование лактозы в виде раствора более выгодно, т.к. раствор лактозы дешевле кристаллической лактозы;

- использование лактозы в виде раствора более технологично.

Источники информации

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.

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.

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.

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.