СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МОЛОЧНОГО САХАРА В КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЛАКТОЗОСОДЕРЖАЩИХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ Российский патент 2013 года по МПК A23C9/18 

Описание патента на изобретение RU2502311C1

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к технологиям производства концентрированных молочных продуктов, предполагающих обязательное проведение кристаллизации молочного сахара (лактозы). Наличие операции обусловлено спецификой растворимости лактозы. Данные по растворимости лактозы в воде представлены в таблице 1.

Таблица 1 Растворимость лактозы Температура, °C Растворимость лактозы в воде, % общая α-формы β-формы 0 10,6 4,0 6,6 10 13,1 5,0 8,1 20 16,1 6,2 9,9 30 19,9 6,7 12,2 40 24,6 9,7 14,9 50 30,4 12,1 18,3 60 37,0 14,9 22,1 70 43,9 17,9 26,0 80 54,0 21,0 30,0 90 59,0 24,6 34,4 100 61,2 23,3 34,9

Сущность процесса кристаллизации заключается в технологическом обеспечении условий массового формирования зародышей кристаллов лактозы и управлении их размерами на стадии роста при определенных параметрах концентрационных свойств системы и температурных режимах.

Принято, что для формирования однородной консистенции молочного продукта необходимо иметь в 1 мм3 не менее 400000 кристаллов с ограничением линейных размеров - не более 10 мкм. При соблюдении этих параметров наличие кристаллов лактозы органолептически не ощущается и молочный продукт характеризуется «бархатистой» консистенцией. Соответственно, кристаллизацию принято оценивать как массовую и однородную, а консистенцию молочного продукта - отвечающую требованиям, предъявляемым к сгущенным молочным продуктам с сахаром (см. Краткий справочник специалиста молочно-консервного производства / Галстян А.Г., Радаева И.А., Туровская С.Н. и др.; под ред. А.Г. Галстяна. - М., издательство ООО «Ритм», отпечатано в тип. ООО «Фирма "Филомат"». 2011, 152 с.).

Для обеспечения такого эффекта в традиционных технологиях сгущенных молочных продуктов с сахаром предусматривается технологический процесс по проведению направленной вакуумной кристаллизации лактозы из пересыщенной маточной среды в кристаллические соединения с меньшей энергией.

Наиболее близким к заявляемому является способ производства молока и сливок сгущенных с сахаром, включающий приемку, подготовку и хранение сырья, нормализацию составных частей молока, гомогенизацию, пастеризацию нормализованной смеси, предназначенной для производства молока цельного сгущенного с сахаром или обезжиренного молока, предназначенного для производства молока обезжиренного сгущенного с сахаром при температуре (105±2)°C или при (95±2)°C без выдержки, а нормализованной смеси, предназначенной для производства сливок сгущенных с сахаром при (100±5)°C или (92±2)°C без выдержки, приготовление сахарного сиропа; сгущение; охлаждение и кристаллизацию в вакуум-охладителях (процесс начинается после завершения забора всего продукта) при постоянном перемешивании в течение от 40 до 60 минут при разрежении не менее 700 мм рт.ст.(931·102 Па) в начале процесса и от 730 до 750 мм рт.ст. (от 971·102 Пa до 997·102 Па) в конце и вносят затравку - мелкокристаллическую лактозу с размерами кристаллов не более 4 мкм в количестве 0,02% к массе продукта, упаковывание и маркирование (см. ГОСТ Р 53436-2009 «Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия» (ТТИ к ГОСТ Р 53436-001 «Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия»).

Недостатками указанного способа являются длительность процесса охлаждения-кристаллизации (от 40 мин до 60 мин), необходимость в наличии большого количества кристаллизаторов и, как следствие, значительные производственные площади, а также высокая энергонагрузка на инженерные сети. Помимо этого относительная длительность процесса является фактором детонации процесса Майяра в связи с присутствием остаточных количеств редуцирующих сахаров, наличие указанных недостатков подтверждается публикациями (см. Радаева И.А. и др. Технология молочных консервов и заменителей цельного молока: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1986. с.352; Чекулаева Л.В. и др. Сгущенные молочные консервы. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 263 с.)

Техническим результатом заявленного изобретения является создание способа проведения кристаллизации молочного сахара в технологиях концентрированных лактозосодержащих молочных продуктах, обеспечивающего модернизацию процесса кристаллизации за счет форсуночного распыла продукта в вакууме, сокращения времени охлаждения и повышение качества готового молочного продукта вследствие понижения температурной нагрузки. Традиционные технологии предусматривают длительность процесса кристаллизации от 40 мин и до 1,5 часов. Предлагаемый способ позволяет сократить время кристаллизации до 25÷30 минут. При этом сокращение времени охлаждения способствует получению продукта с лучшими качественными показателями, в частности, органолептическими (цвет, консистенции), а также снижает интенсивность реакции Майяра.

Технический результат достигается тем, что способ получения концентрированных молочных продуктов, включающий нормализацию молока, гомогенизацию, пастеризацию нормализованной смеси, приготовление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение и кристаллизацию, отличается тем, что согласно изобретению непосредственно после сгущения молочный продукт с температурой (50÷70)°C направляют в вакуум-кристаллизатор с разрежением от 700 до 750 мм рт.ст. в распыленном состоянии с размером частиц (200÷300) мкм, и охлаждают в объеме единичной капли до температуры (20±2)°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве (0,01÷0,02)% к массе молочного продукта.

Суть процесса поточной вакуум-кристаллизации сводится к следующему: исходный продукт с температурой, соответствующей его температуре кипения при конкретном значении вакуума, впрыскивается через струйную форсунку в емкость; в результате мгновенного вскипания осуществляется распыливание продукта на мельчайшие капли и за счет испарения части влаги происходит мгновенное быстрое охлаждение, в результате которого наступает перенасыщение раствора и образуется множество мелких кристаллов.

Для подтверждения теоретических предпосылок о возможности проведения процесса поточной вакуум-кристаллизации, а также для получения исходных данных для проектирования опытно-промышленного образца вакуум-кристаллизатора была разработана и изготовлена экспериментальная установка для проведения исследования процесса поточной вакуум-кристаллизации.

Конструкция установки поясняется чертежами, где на Фиг.1 показан общий вид установки, а на Фиг.2 - блок-схема установки.

Установка для проведения исследования процесса поточной вакуум-кристаллизации содержит вакуумкамеру 1, бачок для молочного продукта 2, насос винтовой 3, водокольцевой вакуумнасос 4, щит управления 5, струйную форсунку 6, подвижный датчик температуры 7, фонари подсветки 8, смотровое окно 9, воздушный колпак с мановакууметром 10, образцовый вакуумметр 11, термометр сопротивления 12, пробоотборник 13, кран сброса вакуума 14, электронагреватель 15, расходомер 16, мерный бачок 17, решетку с мерными стаканчиками 18.

Кристаллизацию молочного сахара в концентрированных лактозосодержащих молочных продуктах заявленным способом осуществляют следующим образом.

Исходный продукт с известными параметрами (температура и массовая доля сухих веществ) из бачка 2 винтовым насосом 3 с установленной производительностью подаются через струйную форсунку с известной геометрией в вакуум-камеру. В процессе эксперимента измеряются: температура в бачке, вакуум-камере и на фиксированных расстояниях от сопла, производительность (объемным способом), давление перед форсункой и величина разряжения. В качестве распылителей использовались геометрически подобные конические сопла с диаметром выходного отверстия dc=0,82×10-3÷2,15×10-3 м. Исследования выполнялись на моделях-аналогах продуктов: молоко цельное сгущенное с сахаром с содержанием влаги 26,5% при температуре впрыска (50÷90)°C; молоко обезжиренное сгущенное с сахаром с содержанием влаги 30,0% при температуре впрыска (50÷90)°С; сливки сгущенные с сахаром с содержанием влаги 26,0% при температуре впрыска (50÷90)°С; на сгущенной сыворотке с содержанием сухих веществ (40,0÷55,0)% при температуре (60÷80)°С и на воде при температуре (15÷90)°C.

Пример 1.

Молоко цельное сгущенное с сахаром с температурой 50°С непосредственно после сгущения поступает в вакуум-кристаллизатор с разрежением 700 мм рт.ст. (от 931·102 Па) в распыленном состоянии с размером частиц 200 мкм, что достигается за счет применения форсунок на продуктовом патрубке емкости, и мгновенно охлаждается в объеме единичной капли до температуры 22°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве 0,01% к массе продукта, упаковывают и маркируют.

Пример 2.

Молоко обезжиренное сгущенное с сахаром с температурой 70°C непосредственно после сгущения поступает в вакуум-кристаллизатор с разрежением 750 мм рт.ст.(997·102 Па) в распыленном состоянии с размером частиц 300 мкм, что достигается за счет применения форсунок на продуктовом патрубке емкости, и мгновенно охлаждается в объеме единичной капли до температуры 18°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве 0,015% к массе продукта, упаковывают и маркируют.

Пример 3.

Сливки сгущенные с сахаром с температурой 60°C непосредственно после сгущения поступают в вакуум-кристаллизатор с разрежением 725 мм рт.ст. (от 966·102 Па) в распыленном состоянии с размером частиц 255 мкм, что достигается за счет применения форсунок на продуктовом патрубке емкости, и мгновенно охлаждается в объеме единичной капли до температуры 20°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве 0,02% к массе продукта, упаковывают и маркируют.

Похожие патенты RU2502311C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОКА СГУЩЕННОГО С САХАРОМ 2004
  • Топал Ольга Ивановна
  • Борисова Галина Васильевна
RU2287281C2
Способ получения молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы 2017
  • Евдокимов Иван Алексеевич
  • Шрамко Мария Ивановна
  • Анисимов Георгий Сергеевич
  • Храмцов Андрей Георгиевич
  • Рябцева Светлана Андреевна
  • Куликова Ирина Кирилловна
  • Кравцов Виталий Александрович
  • Метель Владимир Сергеевич
RU2658441C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СГУЩЕННОГО МОЛОЧНОГО ПРОДУКТА С САХАРОМ 2000
  • Карих В.В.
  • Беседин С.Ф.
  • Исаев Д.И.
RU2163762C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНОГО САХАРА 2009
  • Червецов Виктор Владимирович
  • Галстян Арам Генрихович
  • Туровская Светлана Николаевна
  • Сергеев Сергей Юрьевич
  • Евдокимов Иван Алексеевич
  • Гнездилова Анна Ивановна
  • Куленко Владимир Георгиевич
  • Фиалкова Евгения Александровна
RU2407803C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СГУЩЕННОГО МОЛОЧНОГО ПРОДУКТА С САХАРОМ 2012
  • Гнездилова Анна Ивановна
  • Куленко Владимир Георгиевич
  • Виноградова Юлия Владимировна
  • Куренкова Людмила Александровна
  • Бурдейная Оксана Сергеевна
RU2490920C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ 2006
  • Галстян Арам Генрихович
  • Петров Андрей Николаевич
RU2385566C2
Способ получения сгущенных молочных продуктов с какао 1989
  • Ересько Георгий Алексеевич
  • Попов Виктор Александрович
  • Буртовая Зинаида Андреевна
  • Ильяшенко Тамара Ивановна
  • Кривинчук Валентина Прокофьевна
SU1678273A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОКА СГУЩЕННОГО С САХАРОМ 2007
  • Топал Ольга Ивановна
  • Борисова Галина Васильевна
RU2337559C1
Способ производства концентрированного молочно-белкового сладкого продукта 2018
  • Гнездилова Анна Ивановна
  • Егоров Максим Леонидович
  • Виноградова Юлия Владимировна
RU2679504C1
СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ 1998
  • Гнездилова А.И.
  • Топал О.И.
  • Перелыгин В.М.
RU2130076C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 502 311 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МОЛОЧНОГО САХАРА В КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЛАКТОЗОСОДЕРЖАЩИХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ включает нормализацию молока, гомогенизацию, пастеризацию нормализованной смеси, приготовление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение и кристаллизацию. Непосредственно после сгущения продукт с температурой 50÷70°С поступает в вакуум-кристаллизатор с разрежением от 700 до 750 мм рт.ст. в распыленном состоянии с размером частиц 200÷300 мкм, его охлаждают в объеме единичной капли до температуры 20±2°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве 0,01÷0,02% к массе молочного продукта. Изобретение позволяет сократить время охлаждения, время кристаллизации и повысить качество продукта. 2 ил., 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 502 311 C1

Способ получения концентрированных молочных продуктов, включающий нормализацию молока, гомогенизацию, пастеризацию нормализованной смеси, приготовление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение и кристаллизацию, отличающийся тем, что непосредственно после сгущения молочный продукт с температурой 50÷70°C направляют в вакуум-кристаллизатор с разрежением от 700 до 750 мм рт.ст. в распыленном состоянии с размером частиц 200÷300 мкм и охлаждают в объеме единичной капли до температуры 20±2°C, при этом непосредственно перед распылением осуществляют инжектирование затравочного материала в виде масляной суспензии в количестве 0,01÷0,02% к массе молочного продукта.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2502311C1

Ротационный колун 1919
  • Федоров В.С.
SU227A1
Продукты молочные и молочные составные сгущенные с сахаром
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ЛАКТОЗЫ В СГУЩЕННОМ МОЛОКЕ С САХАРОМ 2008
  • Гнездилова Анна Ивановна
  • Виноградова Юлия Владимировна
  • Червецов Виктор Владимирович
  • Бурыкина Ирина Михайловна
RU2374324C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ПРОДУКТА С САХАРОМ 2008
  • Гнездилова Анна Ивановна
  • Гусаков Никита Андреевич
  • Глушкова Анна Владимировна
RU2377780C1
Способ получения сгущенного молока с сахаром 1990
  • Виноградов Андрей Александрович
  • Червецов Виктор Владимирович
  • Яшин Вадим Константинович
  • Рева Борис Мифодиевич
  • Степанов Михаил Захарович
  • Плохотский Николай Егорович
  • Ивкова Ирина Александровна
  • Ламинская Ольга Николаевна
SU1750589A1

RU 2 502 311 C1

Авторы

Кузнецова Анастасия Евгеньевна

Галстян Арам Генрихович

Червецов Виктор Владимирович

Кирсанов Владимир Викторович

Радаева Искра Александровна

Туровская Светлана Николаевна

Илларионова Елена Евгеньевна

Семипятный Владислав Константинович

Бредихин Алексей Сергеевич

Стрижко Мария Николаевна

Карапетян Ваграм Вардкесович

Малова Татьяна Ивановна

Даты

2013-12-27Публикация

2012-12-18Подача