Способ получения молочного сахара Российский патент 2023 года по МПК C13K5/00 A23C23/00 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара.

Известен способ получения молочного сахара с поточной кристаллизацией лактозы [1], который предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока при температуре 18-20°С, полученный пермеат с содержанием сухих веществ 5,2-5,4% направляют на нанофильтрацию, где при температуре 18-20°С обессоливают до уровня 25-30% и концентрируют до содержания сухих веществ 18-20%. Пермеат после нанофильтрации подают на электродиализ, где при температуре 18-20°С обессоливают до уровня 70-90% и получают доброкачественность раствора 0,955-0,974, сгущают до коэффициента пересыщения 1,8-2,7, далее направляют на поточную кристаллизацию до конечной температуры 10-12°С с темпом охлаждения 1,5-2,0°С/мин.

Основным недостатком способа является то, что для достижения необходимого уровня деминерализации в 90%, требуется энергетически затратная электродиализная обработка.

Наиболее близким техническим решением является способ производства молочного сахара, предусматривающий ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию УФ-пермеата, сгущение, кристаллизацию лактозы, отделение кристаллов лактозы, сушку, отличающийся тем, что нанофильтрацию проводят до уровня деминерализации 70-90% и содержания сухих веществ 23-25%, причем для достижения требуемого уровня деминерализации используют диафильтрацию, которую начинают при величине фактора объемного сжатия сырья 2,5-3, сгущение проводят на вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 59-61%, кристаллизацию лактозы проводят с темпом охлаждения 2-5°С/час до температуры 10-12°С в течение 18-22 часов, отделяют кристаллы от маточного раствора, промывают и сушат лактозы [2].

Основным недостатком способа является довольно высокие потери лактозы с мелассой (маточным раствором).

Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение потерь лактозы и повышение качества готового продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что способ производства молочного сахара предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию пермеата, сгущение, кристаллизацию лактозы и сушку, отличающийся тем, что нанофильтрацию с последующей диафильтрацией проводят до уровня обессоливания 70-90% и содержания сухих веществ 20-27%, сгущают до концентрации сухих веществ 53-55%, нагревают до 80°С, кристаллизацию проводят в две стадии: на первой из которых сироп охлаждают со скоростью 4-5°С/мин. до температуры усиленной кристаллизации лактозы 27-33°С, вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,01-0,02%, на второй стадии кристаллизат охлаждают со скоростью 3-4 °С/мин. до 10-12°С, выдерживают при этой температуре 5-10 мин, а перед сушкой для регулирования гранулометрического состава кристаллов раствор подогревают на 5-10°С. Сушат продукт до содержания влаги 4-5%.

Данный способ исключает кристаллизацию с отделением кристаллов от маточного раствора, что уменьшает потери лактозы в сравнении с известным способом.

Двухстадийная кристаллизация, а также подогрев кристаллизата перед сушкой способствуют образованию более равномерных кристаллов за счет растворения мелких, что улучшает качество готового продукта, снижая его слеживаемость и налипание на стенках сушильного аппарата.

Кроме того применение диафильтрации приводит к повышению выведения из сырья различных низкомолекулярных соединений, например, небелкового азота, а также мономолекулярных солей (одновалентных ионов), которые являются наиболее сильными мелассообразователями. Это приводит к повышению уровня деминерализации лактозосодержащего сырья до 70-90% и к дополнительному повышению доброкачественности УФ-пермеатов, что улучшает качество молочного сахара.

Способ осуществляют следующим образом. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 18-20°С, затем отбирают пермеат с содержанием 5,7-5,8% СВ (сухих веществ) и направляют на нанофильтрацию с последующей диафильтрацией, концентрируют до содержания 20-27% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 70-90% при температуре 18-20°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,97-0,98 сгущают в вакуум-выпарном аппарате до 53-55%, нагревают до 80°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель, в качестве которого используют скребковый пластинчатый аппарат. Процесс охлаждения сиропа ведут в две стадии, на первой из которых сироп охлаждают со скоростью 4-5°С/мин. до температуры усиленной кристаллизации лактозы 27-33°С, вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,01-0,02%, на второй стадии кристаллизат охлаждают со скоростью 3-4 °С/мин. до 10-12 °С, выдерживают при этой температуре 5-10 мин, и получают средний размер кристаллов 15-25 мкм. Для регулирования гранулометрического состава кристаллов и повышения их однородности кристаллизат перед сушкой подогревают на 5-10°С. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке до содержания влаги 4-5%.

Пример 1

Осуществляют процесс по предложенному способу. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 20°С, затем отбирают пермеат с содержанием 5,7% СВ и направляют на нанофильтрацию с последующей диафильтрацией, концентрируют до содержания 20% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 70% при температуре 20°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,97 сгущают в вакуум-выпарном аппарате до 53%, нагревают до 80°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель, в качестве которого используют скребковый пластинчатый аппарат. Процесс охлаждения сиропа ведут в две стадии, на первой из которых сироп охлаждают со скоростью 4°С/мин. до температуры усиленной кристаллизации лактозы 27°С, вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,01 %, на второй стадии кристаллизат охлаждают со скоростью 3°С/мин. до 10 °С, выдерживают при этой температуре 5 мин. и получают средний размер кристаллов 15 мкм. Для регулирования гранулометрического состава кристаллов и повышения их однородности кристаллизат перед сушкой подогревают на 5 °С. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке до содержания влаги 4%.

Пример 2

Осуществляют процесс по предложенному способу. Обезжиренное молоко подвергают ультрафильтрации при температуре 20°С, затем отбирают пермеат с содержанием 5,8% СВ и направляют на нанофильтрацию с последующей диафильтрацией, концентрируют до содержания 27% СВ и деминерализуют до степени обессоливания 90% при температуре 20°С. Деминерализованный пермеат с доброкачественностью 0,98 сгущают в вакуум-выпарном аппарате до 55%, нагревают до 80°С и направляют на кристаллизацию в поточный охладитель, в качестве которого используют скребковый пластинчатый аппарат. Процесс охлаждения сиропа ведут в две стадии, на первой из которых сироп охлаждают со скоростью 5°С/мин. до температуры усиленной кристаллизации лактозы 33 °С, вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,02%, на второй стадии кристаллизат охлаждают со скоростью 4°С/мин. до 12°С, выдерживают при этой температуре 10 мин. и получают средний размер кристаллов 25 мкм. Для регулирования гранулометрического состава кристаллов и повышения их однородности кристаллизат перед сушкой подогревают на 10°С. Полученный кристаллизат сушат в распылительной дисковой сушилке до содержания влаги 5%.

Источники информации:

1. Патент РФ №2658441, кл. МПК A23C 23/00, C13K 5/00, опубл. 21.06.2018.

2. Патент РФ №2735304, кл. МПК A23C 9/142, опубл. 29.10.2020.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения молочного сахара, который предусматривает ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию пермеата до уровня обессоливания 70-90%, сгущение, кристаллизацию лактозы, сушку. Причем кристаллизацию проводят в две стадии, а перед сушкой проводят подогрев кристаллизата. Изобретение позволяет повысить выход и качество продукта. 2 пр.

Способ производства молочного сахара, предусматривающий ультрафильтрацию обезжиренного молока, нанофильтрацию пермеата, сгущение, кристаллизацию лактозы и сушку, отличающийся тем, что нанофильтрацию с последующей диафильтрацией проводят до уровня обессоливания 70-90% и содержания сухих веществ 20-27%, сгущают раствор до концентрации сухих веществ 53-55%, нагревают до 80°С, кристаллизацию проводят в две стадии: на первой из которых сироп охлаждают со скоростью 4-5°С/мин до температуры усиленной кристаллизации лактозы 27-33°С, вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,01-0,02%, на второй стадии кристаллизат охлаждают со скоростью 3-4°С/мин до 10-12°С, выдерживают при этой температуре 5-10 мин, а перед сушкой для регулирования гранулометрического состава кристаллов раствор подогревают на 5-10°С, сушат продукт до содержания влаги 4-5%.