ТЕМА: МЕХАНІЧНА ОБРОБКА МОЛОКА І МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

5. Технологія молока і молочних продуктів

УДК: 637.13:637.05:637.148

Балабанова І.О. – кандидат с.-г. наук, доцент кафедри технологій переробки та зберігання с.-г. продукції

Модуль 1. Молоко як сировина для молочної промисловості

ЛЕКЦІЯ 2. (2 год.)

Тема: механічна обробка молока і молочних продуктів

План

1. Мембранні методи обробки.

2. Сепарування молока.

3. Гомогенізація.

Література:

1. Барабанщиков Н.В. Молочное дело – 1983г.

2. Власенко М.І. Технологія виробництва і переробки молока і молочних продуктів. - Вінниця., 2000 р.

3. Диланян З.Х. Молочное дело – 1979г.

4. Кравців Р.Й., Хоменко В.І. Молоко і молочні продукти – Львів, 2001 р.

5. Машкін М.І. Молоко і молочні продукти, 1996 р.

6. Твердохлеб Г.В., Диланян З.Х., Чекулаева Л.В. Технология молока и молочных продуктов – М., 1991г.

Херсон 2010р

ЗМІСТ

МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ 3

Мембранные технологии - авангардное направление 5

Мембранные технологии - авангардное направление развития науки и техники XXI века 5

Бернд Рушель, Новейшие мембранные технологии 18

СЕПАРИРОВАНИЕ 22

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ 24

Мембранные методы обработки

Пропуская молоко под определенным давлением через полупроницаемые мембраны, можно добиться разделения на фракции. При этом в одной из них концентрация определенных компонентов будет увеличиваться, в другой – уменьшаться. Первая называется концентратом, вторая, проникающая через мембрану, – пермеатом. Различают три основных вида баромембранных процессов разделения: микрофильтрацию, ультрафильтрацию и обратный осмос (табл. 3, рис. 1).

Механизм переноса частиц или молекул определенного вещества через полупроницаемую мембрану можно представить следующим образом. Если диаметр частиц больше размера пор, то они задерживаются мембраной полностью. Частицы, размеры которых меньше, чем размеры пор, также могут задерживаться мембраной за счет электростатических и вандерваальсовых сил. Результат этого взаимодействия, а следовательно, и доля задерживаемых частиц и молекул в значительной мере зависят от рН среды, ионной силы, прилагаемого давления и величины потока разделяемой жидкости.

Примером использования в молочной промышленности микрофильтрации может служить очистка растворов лактозы на фильтр-прессах от красящих веществ и других нежелательных примесей при производстве рафинированного молочного сахара.

Большие возможности получения молочных продуктов повышенной биологической и пищевой ценности представляет ультрафильтрационная обработка. Это могут быть новые, оригинальные изделия или продукты традиционного ассортимента, но с обогащенным вкусом, улучшенной консистенцией и т. д. (табл. 4 и 5).

Ультрафильтрационные мембраны задерживают сывороточные белки, мицеллы казеина и другие высокомолекулярные соединения молока. Простые молекулы, а также гидратированные ионы кальция, натрия, калия и т. п. могут быть отделены от твердой фазы молока лишь при обратном осмосе.

Обратноосмотическая обработка молока и молочных продуктов в основном используется для концентрирования, однако возможны и другие области применения. Предварительное удаление половины водной фазы молока и сыворотки на обратноосмотической установке позволяет в 14 раз снизить энергозатраты и в 2,5–3,0 раза увеличить производительность вакуум-выпарных установок по выпуску сгущенных молочных продуктов.

Применение агрегатов с мембранами 3-го поколения для изготовления жидких концентратов обычной и гидролизованной сыворотки целесообразно на заводах малой мощности и предприятиях с недостаточным обеспечением паром.

Примечание. Концентрат, полученный из творожной сыворотки, при добавлении к цельному молоку и в производстве сметаны, майонеза, кондитерских и хлебобулочных изделий необходимо дополнительно подвергать электродиализной обработке.

Направления использования ультрафильтрата, полученного при УФ-обработке молочных продуктов

В дальнейшем эти концентраты транспортируют на специализированные заводы для переработки на молочные продукты или для использования в составе хлебобулочных и кондитерских изделий, пивобезалкогольных напитков и другой пищевой продукции.

Потенциально баромембранная обработка молока и молочных продуктов позволяет создавать широкую гамму специальных технологических процессов. В качестве примеров, в частности, можно назвать:

деминерализацию соленой сыворотки методом нанофильтрации («свободного» обратного осмоса), при котором удаляется 98% ионов натрия и калия, 20% ионов кальция, а удерживаются все белки и 98% лактозы; очистку рассола в сыроделии от нежелательных микроорганизмов и других загрязнений; концентрирование биомассы молочнокислых микроорганизмов при производстве заквасок и бактериальных препаратов; изготовление молочного сахара методом непосредственной сушки деминерализованного ультрафильтрата сыворотки, что увеличивает выход готового продукта в 1,5–1,7 раза; получение сывороточных белковых концентратов (рис. 3), способных улучшать консистенцию и вкус традиционных молочных продуктов (кефира, сметаны, плавленых сыров, мороженого), а также повышать биологическую и пищевую ценность детских молочных смесей.

Баромембранные процессы осуществляются на специальных установках. Наибольшее распространение получили пластинчато-рамные, трубчатые, капиллярные и спиральные конструкции фильтрационных модулей, которые представляют собой главный злемент этих установок.

Технологические возможности фильтрационного оборудования в значительной мере зависят от типа применяемых мембран.

Мембраны 1-го и 2-го поколений требуют наличия специальных ионообменников для снижения концентрации ионов железа, марганца, а также уменьшения общей жесткости промывной воды. Кроме того, для очистки ацетатцеллюлозных мембран от остатков белка в состав моющих средств необходимо включать протеолитические ферменты.

Основные показатели полупроницаемых мембран, интересующие технолога, – селективность и проницаемость.

Селективность В (в %) характеризует избирательную способность мембран пропускать частицы определенного компонента и определяется по выражению

Проницаемость g [в кг/(м²-ч)] характеризуется их удельной производительностью.