6. Технология сгущенной и сухой молочной сыворотки

С целью длительного хранения и сокращения расходов на транспортировку молочную сыворотку концентрируют путем удаления влаги, получая сгущенные и сухие продукты.

Сгущение сыворотки необходимо перед сушкой, при производстве молочного сахара, напитков и сиропов. Сгущение молочной сыворотки можно осуществить различными способами: выпариванием, вымораживанием, гиперфильтрацией (нанофильтрация и обратный осмос). Наиболее распространенным (традиционным) является способ выпаривания. Процесс удаления влаги проходит при кипении сыворотки в пространстве с пониженным давлением и постоянной температурой: 60-70°С, р=не менее 2 кПа, продолжительность 30 мин. Повышение температуры приводит к потемнению продукта и гидролизу лактозы. Снижение температуры затягивает процесс и вызывает обильное пенообразование и может вызвать микробиологическую порчу. Способ вымораживания представляет интерес с энергетической точки зрения и позволяет за счет низких температур процесса сохранить биологическую ценность всех компонентов сыворотки. Экономически этот способ оправдан, но является длительным. Концентрирование сухих веществ молочной сыворотки гиперфильтрацией находит все большее применение. Температура сыворотки, поступающей в установки для нанофильтрации и обратного осмоса, равна 10-12°С. Такая температура позволяет избежать нежелательных изменений состава сыворотки, предотвратить развитие м/к процесса и снижение пропускной способности мембраны. Посредством гиперфильтрации получают концентраты молочной сыворотки (СВ=15-25%). Для получения концентратов с большим содержанием СВ используют традиционное выпаривание, а перед ним гиперфильтрацию.

Консервирующее действие в сгущенной сыворотке обеспечивается за счет осмотического давления и молочной кислоты. При сгущении сыворотки в 5 раз осмотическое давление повышается в 10 раз, что создает неблагоприятные (гипертонические) условия для развития микроорганизмов.

Текучесть сгущенной сыворотки обусловлена содержанием сухих веществ и температурой. По консистенции сгущенную молочную сыворотку можно разделить на три группы: текучая, пастообразная (тестообразная) и твердая (блочная). В горячем состоянии (60-70° С) сгущенная сыворотка сохраняет свою текучесть при концентрации сухих веществ 60-70%. Охлаждение сгущенной сыворотки приводит к кристаллизации лактозы и она приобретает пастообразную консистенцию.

Принципиальная технологическая схема производства сгущенной молочной сыворотки включает следующие операции: сбор и контроль качества сыворотки; очистку сыворотки от казеиновой пыли; охлаждение (в случае хранения); сепарирование, пастеризацию, охлаждение и хранение сыворотки; концентрирование сыворотки с помощью гиперфильтрации; сгущение сыворотки в ВВА; охлаждение сгущенной сыворотки; кристаллизацию сгущенной сыворотки (может и не быть); упаковку, хранение и реализацию. Для уменьшения энергозатрат можно пастеризовать готовый продукт в конце сгущения в вакуум-аппарате.

В процессе сгущения появляются окрашенные вещества (меланоидины) - результат комплексообразования между углеводами и азотистыми соединениями.

Для интенсификации кристаллизации сгущенную сыворотку быстро охлаждают до 30-40°С и выдерживают 1-2 час при постоянном перемешивании, что способствует формированию множества мелких центров крист-ции, которые обладают высокой удельной поверхностью крист-ции. При этом используют затравку (рафинированная лактоза в мелкокристаллическом виде) в количестве 12,5-30%. Далее для завершения крист-ции дополнительно охлаждают до 15-18°С и выдерживают еще 8-10 час.

Путем биологической обработки и внесением наполнителей из сгущенной сыворотки получают пищевые продукты и корма: пасты, сыры, кремы, блоки для комбикормов, ЗЦМ и др.

Технология сухой молочной сыворотки

Сушка молочной сыворотки позволяет использовать все ее компоненты, обеспечивает удобство при хранении и транспортировке. Сушить сыворотку можно несколькими способами: распылительным, пленочным, пенным, сублимационным и др.

Для интенсификации сушки используют смешивание сыворотки с обезжиренным молоком и ПАВ, а также выкристаллизация лактозы и раскисление позволяет увеличить содержание сухих веществ в сгущенной сыворотке перед пленочной сушкой до 30-40%, а перед распылительной - до 55%.

Изменение скорости сушки сыворотки включает три основных периода: возрастающей, постоянной и падающей скорости сушки. Увеличение содержания сухих веществ в сыворотке перед сушкой увеличивает количество связанной влаги. В первый период возрастания скорости сушки и при постоянной температуре удаляется свободная влага (испаряется). Во второй период при постоянной скорости сушки и увеличении температуры и в третий период при убывающей скорости сушки удаляется связанная влага.

Принципиальная схема сушки молочной сыворотки включает следующие операции: сбор и отделение жира сепарированием, охлаждение (при необходимости хранения), пастеризация, сгущение, сушка, охлаждение, упаковка, хранение и реализация.

Молочная сыворотка собирается в резервуар, сепарируется и пастеризуется при 72°С с выдержкой 15 с. Сгущение сыворотки производится до 20% сухих веществ для пленочной сушки либо 40% сухих веществ для распылительной сушки. Сгущенная сыворотка без охлаждения подается на сушку. Температура воздуха а входе в камеру 180±10°С, на выходе из камеры - 85±10°С. Затем осуществляется охлаждение, упаковка и хранение.

В сухой сыворотке содержатся все основные компоненты молока, она богата минеральными солями, микроэлементами, витаминами, имеет высокую растворимость. Содержание влаги в сухой сыворотке не должно превышать 3%, т.к. лактоза плохо удерживает влагу.