Способ производства молочного сахара Советский патент 1991 года по МПК C13K5/00 

С/1

С

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара из пермеата молочной сыворотки. Цель изобретения заключается в повышении выхода молочного сахара. Способ производства молочного сахара заключается в следующем. Сыворотку подвергают ультрафильтрации и ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 - 1:4 и сгущают. После сгущения смеси ее нагревают до 70 - 78°С и затем из нее кристаллизуют лактозу путем естественного охлаждения в течение 5 - 8 ч с перемешиванием после указанного времени и последующим охлаждением смеси хладоагентом при периодическом перемешивании через каждые 1,5 - 2 ч.

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

Цель изобретения - повышение выхода молочного сахара.

Способ лроизводства молочного сахара заключается в следующем.

Сыворотку подвергают ультрафильтрации. Ультрафильтрат сыворотки с температурой 50-55°С смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1-1:4 и направляют на сгущение в вакуум-выпарной аппарат. Сгущение проводят при 60-65°С до концентрации 50-60% сухих веществ. По завершению процесса сгущения смесь нагревают в вакуум-аппарате до 70-78°С путем увеличения количества подаваемого пара или сброса вакуума и направляют горячую смесь в кристаллизаторы-охладители. В

кристаллизаторе смесь охлаждают естественным путем (без хладагента и перемешивания) в течение 5-8 ч. По истечении этого времени кристаллизат перемешивают до однородного состояния и подают хладагент в рубашку кристаллизатора. Охлаждают кристаллизат при непрерывной подаче хладагента, периодически перемешивая его через каждые 1,5-2 ч. при этом кристаллы равномерно распределяются по всему объему, не разрушаясь. Готовый кристаллизат разделяют в центрифугах на межкристальную жидкость и влажные кристаллы, которые направляют на сушку.

В процессе ультрафильтрации молочной сыворотки, которую осуществляют при невысоких температурах 50-55°С, в ультрафильтрат переходят азотсодержащие вещества (мелкие фракции) в нативном виде, а также минеральные соли, часть которых в

о VI

( ю

00

традиционной технологии молочного сахара из отваренной сыворотки удаляется за счет образования комплексов с белковыми веществами. Поэтому кристаллизация лактозы из сгущенного ультрафильтрата (сгущение при невысоких температурах 60-65°С) проходит неудовлетворительно, т.е. не происходит расслоения на межкристальную жидкость и кристаллы, а получается гомогенная текучая масса. Смешивание ультрафильтрата с осветленной сывороткой в определенных соотношениях (1:1-1:4) дает возможность проводить направленную кристаллизацию лактозы, что повышает выход влажных кристаллов и, соответственно, выход готового сухого продукта. Изменение соотношения между ультрафильтратом и осветленной сывороткой за указанные пределы приводит к уменьшению выхода влажных кристаллов,

Нагревание сгущенной смеси до 70- 78°С позволяет предотвратить образование множества кристаллов лактозы. Пределы изменения температуры зависит от содержания сухих веществ (55-65% СВ) в сгущенной смеси. Если температуру понизить (менее 70°С), то уменьшается выход влажных кристаллов. При температуре более 78°С направленная кристаллизация не приводит к повышению выхода влажных кристаллов и, кроме этого, начинается процесс карамелизации лактозы, что ухудшает цвет продукта.

Естественное охлаждение сгущенной смеси в течение 5-8 ч приводит к определенному числу образовавшихся кристаллов, которые постепенно растут до размеров около 200 мкм. Сокращение времени естественного охлаждения приводит к тому, что размеры кристаллов уменьшаются, а их число (число центров кристаллизации) при последующем охлаждении возрастает. Увеличение времени выдержки не улучшает процесс роста кристаллов, так как наступает период метастабильности лактозы.

После выдержки в течение 5-8 ч кри- сталлизат перемешивают до достижения однородности и подают хладагент. Кристаллы лактозы, равномерно распределяясь в массе кристаллизата, растут (за счет охлаждения наступает пересыщенное состояние). За 1,5-2 ч температура в кристаллизате понижается на 4-б°С, но температурное поле распределено неравномерно (более низкая температура у стенок кристаллизатора). За это время кристаллы вырастают на 20-25 мкм и вокруг них образуется метастабиль- ная зона. Поэтому перемешивание позволяет выровнять температурное поле и создать пересыщение до следующего перемешивания. Сокращение времени выдержки менее 1,5 ч приводит к тому, что кристаллы растут незначительно, т.е. степень выкристаллиза- ции практически не увеличивается. Увеличение времени более 2 ч замедляет процесс кристаллизации без видимого повышения степени выкристаллиэации.

П р и м е р 1. Ультрафильтрат с содержанием лактозы 4% смешивают с осветленной

0 сывороткой в соотношении 2:1 и сгущают до концентрации 60% СВ. Нагревают сгущенную смесь до 70°С и направляют в кристаллизатор. Хладагент подают сразу с постоянным перемешиванием. Отделяют

5 влажные кристаллы на центрифуге. Выход составляет 62%.

П р и м е р 2. Ультрафильтрат с содержанием лактозы 4% смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 и сгущают до

0 концентрации 55% СВ. Поднимают температуру сгущенной смеси до 72°С и направляют в кристаллизатор. Выдерживают смесь в течение 5 ч, перемешивают и подают хладагент. Охлаждают кристаллизат с

5 периодическим перемешиванием через каждые 1,5 ч. Отделяют влажные кристаллы центрифугированием. Выход составляет 70%.

ПримерЗ. Ультрафильтрат смешива0 ют с осветленной сывороткой в соотношении 1:3 и сгущают до концентрации 60% СВ. Нагревают смесь в конце сгущения до 75°С и направляют в кристаллизатор. Выдерживают смесь в течение 6,5 ч, перемешивают

5 до однородности и подают хладагент. В дальнейшем производят периодическое перемешивание через каждые 1,75 ч. Отделяютвлажныекристаллыцентрифугированием. Выход составляет

0 70%.

П р и м е р 4. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:4 и сгущают до концентрации 65% СВ. Нагревают смесь в конце сгущения до 78°С

5 и направляют в кристаллизатор. Охлаждают в естественных условиях в течение 8 ч, перемешивают кристаллиэат и подают хладагент. Производят периодическое перемешивание через каждые 1,5 ч. Отделя0 ют влажные кристаллы центрифугированием. Выход составляет 68%.

Примерб. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:5 и сгущают до концентрации 60% СВ.

5 Нагревают смесь в конце сгущения до 72°С и направляют в кристаллизатор. Выдерживают 9 ч, перемешивают и подают хладагент. Смесь не расслаивается, кристаллы отделяют центрифугированием. Выход составляет 56%.

Примере. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1. Сгущают смесь до концентрации 60% СВ и направляют в кристаллизатор при 65 С. Проводят естественное охлаждение в течение 4 ч, перемешивают и подают хладагент. Производят периодическое перемешивание через каждые 1 ч. Центрифугируют кристаллизэт. Получают выход 62%.

Пример. Ультрафильтрат смешива- ют с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 и сгущают смесь до 60% СВ. Нагревают смесь в конце сгущения до 80°С и направляют в кристаллизатор, где выдерживают до 8 ч в естественных условиях. Перемешивают кристаллизат и подают хладагент. Производят перемешивание через каждые 2 ч. Готовый кристаллиэат центрифугируют. Выход влажных кристаллов составляет 70%. Цвет более темный, чем в предыдущих примерах.

При осуществлении процесса по известному способу производства молочного сахара из 38,3 т ультрафильтрзта (при содержании лактозы 4,0%) получают 1 т са- хара, т.е. выход продукта составляет 66%.

В предлагаемом способе за счет смешивания ультрафильтрата с осветленной сывороткой и направленной кристаллизации расход сырья сокращен до 32,8 т. Выход молочного сахара из 1 т ультрафильтрата в предлагаемом способе выше, чем в известном.

Формула изобретения

Способ производства молочного сахара, предусматривающий ультрафильтрацию сыворотки, сгущение ультрафильтрата, кристаллизацию лактозы и отделение кристаллов от межкристального раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, ультрафильтрат перед сгущением смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:(1-4), при этом после сгущения смеси ее нагревают до 70-78°С и кристаллизации подвергают нагретую смесь ультрафильтрата и сыворотки путем естественного охлаждения в течение 5-8 ч с перемешиванием после указанного времени и последующим охлаждением смеси хла- дагентом при периодическом перемешивании через каждые 1,5-2 ч.