Исследование и разработка низкотемпературной технологии получения белковых и углеводных концентратов из молочной сыворотки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат наук Гущин Алексей Алексеевич

• Гущин Алексей Алексеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Гущин Алексей Алексеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Ресурсосберегающие технологии в промышленном производстве

1.2 Физико-химические свойства и биологическая ценность молочной 19 сыворотки

1.3 Экологическая безопасность молочного производства

1.4 Технологии переработки молочной сыворотки

1.4.1. Мембранное разделение

1.4.2. Электродиализ

1.4.3. Криоконцентрирование

1.5 Применение разделительного вымораживания в пищевой 35 промышленности

1.6 Заключение по обзору литературы, цель и задачи исследований 39 ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Организация экспериментальных исследований

2.2 Описание экспериментальных установок

2.3 Объекты и методы исследований 50 ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ

3.1 Исследование свойств молочной сыворотки как объекта криоконцентрирования

3.2 Исследование режимных параметров криоконцентрирования молочной сыворотки

3.2.1 Влияние температуры поверхности кристаллизатора на эффективность криоконцентрирования

3.2.2 Влияние концентрации сухих веществ на эффективность криоконцентрирования

3.3 Математическое моделирование разделительного вымораживания

молочной сыворотки

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Разработка технологии получения белковых концентратов

методом разделительного вымораживания молочной сыворотки

4.2 Разработка технологии получения концентрата лактозы методом разделительного вымораживания молочной сыворотки

4.3 Разработка технологии утилизации неорганических компонентов, органических кислот и их солей

4.4 Определение физико-химических показателей концентратов

белков и лактозы, полученных разделительным вымораживанием

4.5 Анализ показателей безопасности концентратов, полученных из молочной сыворотки

4.6 Определение технико-экономических показателей получения белкового концентрата и концентрата лактозы 108 ВЫВОДЫ 114 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 116 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка низкотемпературной технологии получения белковых и углеводных концентратов из молочной сыворотки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Одной из важнейших задач народного хозяйства, во многом определяющей эффективность социально -экономического развития нашей страны, является повышение качества питания населения. Для решения данной задачи необходимо регулирование целого комплекса вопросов научного, технического, экономического и организационно-правового характера. Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации предусматривает улучшение качества питания за счет увеличения доли продуктов массового потребления, обогащенных биологически-активными компонентами. Кроме этого данная концепция предусматривает вовлечение вторичного пищевого сырья для производства продуктов с повышенной биологической ценностью.

Одним из таких видов вторичного сырья является молочная сыворотка. Данный продукт по своему составу является биологически-ценным сырьем, что обусловлено высоким содержанием в нем всевозможных микро- и макроэлементов, органических кислот, витаминов, белков и т.д. Компоненты, входящие в состав молочной сыворотки, могут использоваться для производства широкого спектра пищевых продуктов функционального назначения, спортивных напитков, кондитерских изделий, лекарственных препаратов и т.д.

К сожалению, в нашей стране большая часть сыворотки утилизируется как отход производства, что не только является экономически невыгодным, но и несет определенную угрозу окружающей среде. Поэтому разработка эффективных способов переработки молочной сыворотки является актуальной задачей пищевой промышленности.

Степень разработанности темы исследований. Вопросом разработки эффективных технологий переработки молочной сыворотки занимаются в Северо-Кавказском государственном техническом университете, Ярославском государственном институте качества сырья и пищевых продуктов, а также Всероссийском НИИ маслодельной и сыродельной промышленности.

Среди ученых, проводивших исследования в сфере переработки молочной сыворотки, можно отметить Л.А. Остроумова, Э.Ф. Кравченко, В.Д. Харитонова, В.Г. Куленко, Н.Н. Липатова, П.Г. Нестеренко, А.А. Розанова, К.К. Полянского, В.А. Павлова, И.А. Евдокимова и др. Большой вклад в научную основу технологий молочной сыворотки внес А.Г. Храмцов.

Формулируются и развиваются теоретические основы технологий сепарирования сыворотки и выделения из нее определенных компонентов, что представляет особый интерес.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей работы являлась разработка технологии комплексной переработки молочной сыворотки методом разделительного вымораживания.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- анализ физико-химических показателей молочной сыворотки;

- исследование теплофизических свойств молочной сыворотки;

- исследование закономерностей разделительного вымораживания молочной сыворотки;

- подбор эффективных режимов выделения белка, лактозы и неорганических веществ из молочной сыворотки низкотемпературными методами;

- анализ свойств компонентов, извлекаемых из молочной сыворотки;

- разработка технологии выделения компонентов из молочной сыворотки методом разделительного вымораживания.

Научная новизна работы

- научно обоснована эффективность применения технологии разделительного вымораживания для комплексной переработки молочной сыворотки с целью извлечения из нее ценных компонентов;

- исследованы закономерности влияния температуры теплообменной поверхности и начальной массовой доли сухих веществ на кинетику разделительного вымораживания молочной сыворотки;

- разработаны математические модели разделительного вымораживания молочной сыворотки на внутренней и внешней поверхности кристаллизатора;

- разработана технология выделения органических и неорганических компонентов из молочной сыворотки методом разделительного вымораживания;

- проведен анализ характеристик компонентов, извлеченных из молочной сыворотки низкотемпературными методами, на основании чего доказана эффективность разработанной технологии.

Теоретическая и практическая значимость работы

Разработаны режимы разделительного вымораживания, позволяющие последовательно извлекать белок, лактозу и минеральные вещества из молочной сыворотки.

Проанализированы физико-химические и микробиологические показатели компонентов, выделяемые из молочной сыворотки. Установлена безопасность извлекаемых компонентов из молочной сыворотки для производства продуктов питания. Разработана схема утилизации минеральных компонентов, органических кислот и их солей, содержащихся в молочной сыворотке.

Разработано устройство для разделительного вымораживания жидких пищевых продуктов (Патент РФ № 2654867).

Методология и методы исследования

Для выполнения диссертационных исследований применялись как общепринятые так и оригинальные методики определения физико-химических, теплофизических, органолептических и микробиологических характеристик.

Положения, выносимые на защиту:

- технология извлечения компонентов из молочной сыворотки низкотемпературными методами;

- технология утилизации минерального компонента молочной сыворотки.

Степень достоверности и апробация работы

Основные положения диссертации были опубликованы на различных научно-практических конференциях, в том числе: на XV международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике»

(Новосибирск, 2016 г.), на международной научно-практической конференции «Новая наука как результат инновационного развития общества» (Уфа, 2017 г.), на V международной научной конференции «Пищевые инновации и биотехнологии» (Кемерово, 2017), на VII международной научной конференции «Научные тенденции: вопросы точных и технических наук» (Санкт-Петербург, 2017 г.) и др.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Ресурсосберегающие технологии в промышленном производстве

В настоящее время одной из наиболее важных задач пищевой и перерабатывающей промышленности является бесперебойное обеспечение населения безопасными и высококачественными продуктами питания, для решения которой необходима стабильность внутренних источников сырьевых ресурсов и наличие соответствующих резервных фондов [124].

На данный момент многие отрасли агропромышленного комплекса испытывают ряд проблем, к числу которых можно отнести моральный и физический износ технических единиц, недостаточный уровень производственных мощностей, несоблюдение экологических нормативов в промышленных зонах, а также недостаток сельхозсырья с требуемыми качественными показателями для промышленной переработки [36, 153].

Анализ сложившихся экономических отношений обуславливает необходимость в решении таких задач как внедрение современных достижений науки и техники в сфере переработки сельскохозяйственной продукции для снижения материальных затрат, а также разработка ресурсосберегающих технологий и технических средств в пищевой и перерабатывающей промышленности [19, 20, 28, 36, 88, 98]. Последняя задача представляет особый интерес.

Ресурсосбережение по своей сути подразумевает повышение эффективности использования природных, сырьевых и энергетических ресурсов. Такая деятельность предусматривает осуществление всех необходимых мер, направленных на рациональное использование материально-сырьевых ресурсов, вовлечение в оборот вторичного сырья и замещение невозобновляемых источников материальных и энергетических ресурсов. Относительно пищевой промышленности проблема ресурсосбережения является крайне важной как с точки зрения обеспечения безопасности продовольственного сырья, так и

повышения конкурентоспособности производимой продукции на внешнем и внутреннем рынках [16, 27, 80, 112, 135]. Анализ показал, что во многих отраслях пищевой промышленности в конечный продукт переходит лишь 15-30% исходного сырья, остальная часть переходит во вторичные ресурсы, либо удаляется из технологической линии как отходы [58].

По результатам исследований отечественного и мирового опыта установлено, что на экономическую эффективность предприятий агропромышленного комплекса влияет не столько имеющаяся в распоряжении ресурсная база, сколько способность с максимальной отдачей ее использовать, иными словами, вовлеченность ресурсосберегающих технологий в производственные процессы [19, 51, 93, 131, 144]. Основные направления развития ресурсосбережения в различных сферах агропромышленного комплекса представлены на рис. 1.1 [71].

Основные направления ресурсосберегающего развития АПК

Сельскохозяйственное и пищевое машиностроение

Комбинированная техника совместного или отечественного производства

Оборудование для переработки отходов

Биоэнергетические установки

Биотехнологическое оборудование

Сервисная инфраструктура

Во сстановителъно-упрочняюшие технологии

Рисунок 1.1 - Основные направления развития ресурсосбережения в АПК

Что касается пищевой промышленности, то наиболее явным ресурсосберегающим фактором является экономия сырья и материалов, так как они составляют наибольшую долю затрат (до 90%) от себестоимости конечного продукта [71]. Комплексное использование вторичного сырья в пищевом производстве является одним из наиболее эффективных способов ресурсосбережения и организации безотходных и малоотходных технологий.

На рис. 1.2 представлены основные направления использования вторичного сырья в пищевой промышленности.

Рисунок 1.2 - Направления использования отходов и вторичного сырья в пищевой

промышленности

С помощью современных технологий на перерабатывающих предприятиях из вторичного сырья возможно получения широкого спектра сухих выжимок, пюре, пектина, овощных и плодово-ягодных порошков, красителей, ароматических веществ, кормовых брикетов, функциональных продуктов, БАД, крахмала, углеводов и т.д. [35, 38, 43, 75, 115]

Так, например, в ГНУ ВНИИКОП была разработана технологическая схема, предусматривающая глубину переработки растительного сырья 95 -98%. Предложенный ассортимент включает соки в натуральном и концентрированном виде, ароматизаторы, пищевые красители и волокна, пектин, пюре-полуфабрикаты и др. [2, 31, 56, 87, 118] В Волгоградской ГСХА была предложена безотходная технология переработки, в которой семена используют для посева или получают лекарственные препараты, корки идут на приготовление цукатов, сок используется в свежем виде, а из мякоти плодов изготавливают порошки, пюре, джемы, повидла [87].

Стоит также отметить, что в последние годы наблюдается тенденция вовлечения в производство нетрадиционных источников белка - горчичного и подсолнечного жома, пшеничных отрубей и др. наряду с традиционными, например соей. Использование нетрадиционных вторичных ресурсов позволяет повысить эффективность производства в целом и способствовать разработке безотходных технологий на пищевых предприятиях [122].

В настоящее время разработано большое множество пищевых технологий, которые в той или иной степени способствуют развитию ресурсосбережения. Например, в последнее время получил широкое распространение биокатализ, который дает возможность ускорять процессы переработки сельскохозяйственного сырья [125]. Среди ферментных препаратов, широко использующихся для переработки пищевого сырья можно отметить такие как амилаза, протеаза, целлюлаза, гемицеллюлаза и др. [142] Научные исследования в области ферментативного гидролиза легли в основу совершенствования промышленных способов выработки пищевых продуктов: мясных, молочных продуктов, хлебобулочных изделий, алкогольной продукции, сахаристых веществ и т.д.

Для увеличения сроков годности продуктов используют такие перспективные технологии как шоковая заморозка и обезвоживание [3, 12, 49, 68, 114].

Отличительной особенностью шоковой заморозки от обычного замораживания является высокая скорость процесса [49]. Одним из наиболее экологичных и экономичных способов шоковой заморозки продуктов является криогенный - с помощью жидкого азота [87, 105], который основан на безмашинной проточной системе хладоснабжения, где предусмотрено одноразовое применение рабочего вещества [54]. Преимуществом таких установок является высокая надежность, малые расходы на обслуживание и ремонт оборудования, невысокие энергозатраты, а также минимальная степень усушки, что обуславливает малые потери массы продукта при высокой скорости замораживания. Благодаря использованию данного способа замораживания удается сократить капитальные затраты на технологию в 2-3 раза.

Наряду с шоковой заморозкой обезвоживание также можно отнести к ресурсосберегающим технологиям, направленным на увеличение сроков хранения продукции. Поскольку при сушке происходит значительная усадка продукта, то существенно сокращаются затраты на транспортировку и хранение [40, 52, 95]. Высушенный продукт характеризуется длительными сроками хранения, что позволяет сгладить сезонность выработки определенного сегмента продуктов -например, плодов и ягод [61, 74, 111, 113]. Правильно подобранные режимы позволяют в большей степени сохранить ценные компоненты пищевого сырья.

Одним из способов сушки является вакуумное обезвоживание. Сущность данного метода заключается в удалении влаги из продукта при давлении ниже атмосферного, но выше тройной точки воды. За счет снижения давления удается снизить температуру кипения воды, что позволяет осуществлять сушку при более низких температурах. В качестве источника подвода теплоты, по мнению многих ученых, наиболее целесообразно применять инфракрасные лампы [15, 47, 53, 111]. За счет того, что ИК-излучение определенной длиной волны активно поглощается влагой, содержащейся в продукте, но не поглощается сухим скелетом, удается проводить обезвоживание при довольно низких температурах нагрева - порядка 40-60° С. При указанных режимах степень сохранности

термолабильных компонентов в сырье может достигать 80 -90% от исходного содержания [116].

Еще одним преимуществом вакуумной инфракрасной сушки является экономичность технологии, поскольку отсутствуют потери тепла с уходящим воздухом, а также сокращается продолжительность удаления влаги [11, 14].

Подводить тепло к продукту при вакуумной сушке можно также за счет СВЧ-излучения [65, 77, 106, 147]. Одним из достоинств такого способа обезвоживания является равномерный прогрев продукта по всему объему, а не только на поверхности, что обусловлено проникающим свойством СВЧ-волн. Еще одним ценным преимуществом микроволновой вакуумной сушки является невысокая продолжительность удаления влаги. Кроме того, при интенсивном воздействии СВЧ-излучения удается осуществлять обеззараживание продукта, что продлевает его сроки годности.

На рис. 1.3 изображена схема вакуумной микроволновой сушильной установки [99].

Продукт загружается через входное шлюзовое устройство 6 в рабочую камеру 1, в которой с помощью насоса 4 создают остаточное давление 3-5 кПа. Далее включается излучатель СВЧ-энергии 5 и система перемешивания продукта. Организуется процесс сушки продукта. Образующаяся парогазовая смесь через вакуумпровод 2 и затвор 3 направляется в систему водяного охлаждения 12, установленную на выхлопе 13 вакуумного насоса 4.

Сушку ведут до достижения влагосодержания 9 - 13%. Обезвоженный продукт удаляется из вакуумной камеры 1 через выходное шлюзовое устройство 7. После чего цикл повторяется снова.

Стоит отметить, что по степени сохранности нативных свойств продукта среди всех видов обезвоживания выделяется сублимационная сушка [4, 5, 97]. При данном виде обезвоживания остаточное давление в камере составляет менее 61 1 Па (тройная точка воды). В таких условиях влага в продукте присутствует сугубо в кристаллической фазе и сублимирует в окружающую среду в процессе непрерывного подвода тепла. Сублимационная сушка осуществляется при низких

температурах, что исключает термическое разложение биологически-ценных компонентов. Кроме того, удается в высокой степени сохранить исходную форму продукта. К недостаткам данного вида сушки относится высокая стоимость сушильного оборудования и как следствие - себестоимость готового продукта [30, 108].

Рисунок 1.3 - Схема вакуумной микроволновой сушильной установки: 1 - вакуумная камера; 2 - вакуумпровод; 3 - затвор; 4 - вакуумный насос; 5 -излучатель СВЧ-энергии; 6 - входное шлюзовое устройство; 7 - выходное шлюзовое устройство; 8 - продукт; 9 - мешалка; 10 - вал; 11 - герметизирующий элемент; 12 - система водяного охлаждения; 13 - выхлоп

На рис. 1.4 представлена модель технологической схемы выработки сухих плодов и ягод методом сублимационной сушки [63].

Из представленной схемы видно, что, некоторые ресурсы, выходящие из технологического потока, теоретически можно использовать вторично, организовав, таким образом, ресурсосберегающую переработку. Например, влага, оседающая на испарителе десублиматора и удаляющаяся из системы после

завершения процесса обезвоживания, может технологические цели, так как является достаточно

направляться на другие чистой.

Рисунок 1.4 - Модель технологической схемы выработки сухих плодов и ягод

методом сублимационной сушки

То же самое относится к воде, поступающей на мойку сырья. В Кубанском государственном технологическом университете предложили использовать двухстадийную мойку: на первом этапе продукт омывается водой из специальных отстойников, которая уже была отработана и прошла частичное очищение, на второй стадии - продукт омывается чистой водой, впервые поступающей в систему [143].

Одной из технологий глубокой переработки пищевой продукции, позволяющей в максимальной степени извлекать из сырья все полезные составляющие, является диспергирование [72, 146]. С его помощью производят различного рода порошки, пасты, пюре, соусы и т.д. [1, 57]. Процесс измельчения

продукта включен во многие технологические линии производства плодоовощных консервов как краткосрочного, так и длительного хранения. Технологические факторы эффективности проведения диспергирования определяют качественные характеристики готовой продукции - его органолептические показатели и физико-химический состав.

К одним из инновационных ресурсосберегающих технологий относится концентрирование мембранными способами [149, 150], например, такими как гиперфильтрация и электродиализ [23, 69, 156]. Первый способ основан на том, что жидкий продукт пропускается через специальные полупроницаемые мембраны с размером пор, соизмеримом с размерами молекул разделяемых компонентов. В табл. 1.1 приведены размеры пор при различных методах гиперфильтрации.

Таблица 1.1 - Характеристики мембран при различных способах гиперфильтрации

Метод гиперфильтрации Размер пор в мембране

Микрофильтрация 0,05-1 мкм

Ультрафильтрация 0,001-0,5 мкм

Нанофильтрация 5-10 нм

Обратный осмос 1-5 нм

В последнее время для концентрирования жидких продуктов все большее применение находит обратный осмос. Область его применения охватывает многие сферы промышленности: в молочном производстве обратный осмос используется для концентрирования молока и молочной сыворотки, в перерабатывающей промышленности - для концентрирования фруктовых и овощных соков, в сфере водоподготовки - для очистки сточных вод и т.д. [50, 89, 117, 155]

На рис. 1.5 представлена схема установки для концентрирования водных растворов биологически активных веществ, где реализован принцип обратного осмоса [102].

Рисунок 1.5 - Схема установки для концентрирования методом обратного осмоса: 1 - накопительная емкость; 2 - насос; 3 - реле давления; 4 - мембранный блок; 5 -расходомер; 6, 7 - манометры; 8, 11 - вентили; 9, 10 - регулирующие дроссели

В данной установке перед началом концентрирования производят промывку аппарата от консерванта. Затем продукт заливается в емкость 1 и открывают вентиль 8. Вентиль 10 открыт полностью, а вентиль 9 - наполовину. Включают насос 2, который обеспечивает циркуляцию раствора по замкнутому контуру через блок мембран 4, где реализован принцип обратного осмоса. Поскольку раствор с большей концентрацией находится с одной стороны мембраны за счет действия насоса 2 под давлением, превышающем осмотическое, молекулы воды движутся через полупроницаемые мембраны в «обратном» направлении, иными словами молекулы воды перемещаются из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Концентрат направляется обратно в емкость 1. Таким образом, происходит повышение концентрации раствора в накопительной емкости до нужного уровня. Контроль за данным параметром можно осуществлять, например, по электропроводности продукта [102].

К недостаткам установок обратного осмоса можно отнести высокие затраты на сами мембраны [37].

Экономическая эффективность обратноосмотической установки зависит от ее производительности, сроков службы мембран и их стоимости, а также от трудовых затрат и стоимости электроэнергии.

Что касается электродиализа, то данный метод основан на движущей силе градиента электрического потенциала. Ионы растворенного вещества проходят через мембрану под действием электрического поля, за счет чего осуществляется концентрирование. По сравнению с гиперфильтрацией, при электродиализе нет необходимости в создании высокого давления, что упрощает конструкцию аппарата [10, 134, 92].

В пищевой промышленности концентрирование электродиализом применяется реже, чем гиперфильтрация, поскольку данный метод дает возможность удалить из раствора только ионы. Электродиализ является эффективным преимущественно для деминерализации жидких продуктов, например, молочной сыворотки [78, 92]. Данный метод нашел свое применение также для очистки сточных вод и опреснения воды, поступающей на производство напитков [48, 67]. По сравнению с выпариванием и обратным осмосом, электродиализ является экономически более выгодным.

Еще одним эффективным направлением развития ресурсосберегающих технологий является разделительное вымораживание (криоконцентрирование) [151, 152, 154, 157]. Сущность метода разделительного вымораживания состоит в том, что в процессе кристаллизации влаги происходит вытеснение твердой фазой молекул растворенного вещества. Таким образом, наблюдается увеличение концентрации незамерзшей части раствора. Само криоконцентрирование состоит из двух этапов - замораживании части влаги в растворе и отделении образовавшейся кристаллической фазы от концентрата. Несомненным преимуществом такого метода является низкая температура процесса, что обуславливает высокую степень сохранности биологически-активных веществ продукта [8, 123, 138, 141]. При криоконцентрировании наблюдаются минимальные биохимические изменения, что обуславливает высокое качество

получаемых продуктов, а вымороженная чистая вода может использоваться в дальнейшем технологическом процессе [132].

Другим достоинством разделительного вымораживания является относительно низкие энергозатраты [64]. Так, например, по сравнению с выпариванием величина энергетических затрат сокращается в разы, поскольку удельная теплота плавления составляет 334 кДж/кг, в то время как удельная теплота парообразования - 2258 кДж/кг. Помимо этого, поскольку криоконцентрирование протекает при низких температурах, то резко замедляются процессы коррозии, что дает возможность использовать более дешевый конструкционный материал [76]. Кроме того, низкие температуры тормозят окислительные реакции в углеводах и жировой фракции продукта.

1.2. Физико-химические свойства и биологическая ценность молочной

сыворотки

В ходе переработки молока в различного рода молочные продукты, например, сыр, творог, казеин неизбежно образуется такой побочный продукт как молочная сыворотка. Биологическую ценность данного продукта для человека трудно переоценить, что обусловлено ее особым компонентным составом [140].

Молочная сыворотка содержит широкий спектр биологически активных питательных веществ в сбалансированном соотношении [44]. Достаточная калорийность и хорошая усвояемость обуславливают высокую пищевую ценность данного продукта [7, 17, 70, 110].

Как правило, в пищевом производстве используют 2 категории молочной сыворотки - кислую и сладкую. Кислая сыворотка образуется при производстве творога и казеина, сладкая - при выработке сыра. Химический состав молочной сыворотки варьируется от ряда факторов: для казеиновой - от вида вырабатываемого казеина, для подсырной - от вида сыра и его жирности, для творожной - от способа выработки творога и его жирности [33].

В табл. 1.2 приведены данные по среднему химическому составу различных видов молочной сыворотки [44].

Таблица 1.2 - Средний химический состав молочной сыворотки

Показатель Массовая доля в молочной сыворотке, %

Творожная Подсырная Казеиновая

Вода 93,9 93,1 93,8

Сухие вещества 6,1 6,9 6,2

Белки 0,8 1 0,9

Жиры 0,3 0,4 0,3

Лактоза 4,4 5,0 4,2

Зола 0,6 0,5 0,8

Кислотность, °Т 60-75 20 44

рН 4,7 6,1 4,6

Из представленных данных в табл. 1. 2 следует, что различные виды молочной сыворотки характеризуются схожим химическим составом. Относительно большое различие проявляется в кислотности - из представленных видов молочной сыворотки наибольшая кислотность наблюдается у творожной сыворотки (60-75 °Т).

Из белкового компонента можно выделить казеин, содержание которого составляет порядка 0,3% и сывороточные белки (с концентрацией около 0,36%), в которые входит ангеогенин (0,5-1,2 мг/г) и лактоферрин (0,08 мг/мл) [140]. Стоит отметить, что среди цельных белков сывороточные белки имеют наибольшую скорость расщепления.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гущин Алексей Алексеевич, 2019 год

Источники литературы

1. Патент №2131095 Российская Федерация, МПК F25C 1/14. Устройство для криоконцентрирования жидких и пастообразных пищевых продуктов / Д.В.

20 Шляховецкий, В.М. Шляховецкий. - №98110553/13; заявл. 26.05.1998; опубл. 27.05.1999 (аналог).

2. Патент №2491976 Российская Федерация. МПК В01D 9/04; A23L 2/08. Способ и устройство концентрирования растворов вымораживанием / Д.А. Скрипин. -№2011102720/05; заявл. 25.01.2011; опубл. 10.09.2013 (аналог).

25 3. Патент №2509514 Российская Федерация. МПК A23L 3/00. Устройство для концентрирования жидких пищевых продуктов / И.А. Короткий. П.А. Гунько, О.М. Мальцева, A.B. Учайкин. - №2012146711/13; заявл. 01.11.2012; опубл. 20.03.2014 (прототип).

30 (57) Формула изобретения

Устройство для разделительного вымораживания жидких пищевых продуктов, характеризующееся тем, что содержит цилиндрическую рабочую емкость с коническим дном, обнесенную рубашкой с теплохладоносителем, и холодильную машину, которая состоит из конденсатора и испарителя, погруженных в разные емкости 35 теплохладоносителя. который сообщается с рубашкой рабочей емкости, а также компрессора, воздушного конденсатора, терморегулирующего вентиля и вентилей, соединяющих емкости с теплохладоносителем.

40

45