Способ производства казеина и установка для производства казеина Советский патент 1981 года по МПК A23J1/20 

перемешивании молока и гранул с посл ду кхцимотшел а нием его от гранул. При контакте молока со смолой последняя обменивает свои катионы Н на катионы металлов молока. Таким об разом, в молоко при такой обработке анионы не попадают. .Для того, чтобы рН части молока, контактирующей со смолой, не понижашась слишком быстро в месте контак. та и не коагулировалась на смоле с одной стороны рН снижают не ниже 4,7 (4,9-5,07, а с другой стороны страняют длительный контакт между молоком и смолой путем поддержания их в относительном движении и образования суспензии из молока и смолы, взятой в виде гранул ( шариков). В качестве смолы можно применять классические катионообменные смолы, например а;мберляйт фирмы Рем-Хаас дуолит фирмы Даймонд ашкали, кастель фирмы Куве (сополимер стирола и дивинилбензола с функциональными обменными группами, левагит, релит, перлит и т.д. Учитывая механические напряжения которым подвергаются смолы, предпочтительно применять макропористые и более прочные смолы, чем смолы типа геля- (леватит S 100 или дуолит С Для получения суспензии надо чтобы плотность смолы была близкой к плотности молока, например около 1,035. Размер шариков заключен предпочтительно между 0,5 и 1 мм. Важно чтобы размер гранул был одкообразным, что позволяет обеспечить равномерное распределение шариков в обезжиренном молоке и устранить всякую местную коагуляцию на слишком тяжелом шарике или на слишком легком ula- рике, которые трудно перемещать при. перемешивании суспензии. Слишком легкий шарик окажется на поверхности суспензии. Так как затем следует отделять шарики от молока, то предпочтительно, чтобы шарики имели дрстаточный размер для их отделенияс помощью сита. Отношение веса обезжиренн-ого моло ка к весу шариков может значительно изменяться в зависимости от; длительности обработки и перемешивания сус пензии. Это отношение тек меньше, че короче, длительность обработки и чем меньше перемешивание. Обычно это от ношение заключено между 1/6 и 1/20. Получают хорошие резу/льтаты при отношении от 80 до 100 мл на 1 л моло ка, перемешивая от 3 до 5 мин с помощью магнитной мециалки. В случае необходимости мож.но дополнить перемешивание прерывистой подачей возду ха на поверхность суспензии, чтобы устранить всякое пенообразование, особенно в резервуаре большой емкости. Обычно длительность от 1 до 30 мин является достаточной. Получают удовлетворительные результаты, проводя операции, между 4 и 50 с. Лабораторные испытания, проведенные при 4, 10, 20, 40, 50 и 70 С оказываются положительными, но при температуре свыше 50°С кюжет произойти денатурация ряда хрупких белков. Известна также установка для производства казеина, содержащая емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройство для осаждения казеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка и последующей его обработки 2. При работе на этой установке в качестве реагента-коагулянта используют соляную кислоту или кислую сыворотку. Это в первом случае приводит к получению казеина и сыворотки с избыточным количеством минерешьных веществ, а во втором - к необходимости в большом количестве емкостей для сквашивания сыворотки ре- агента-коагулянта). Целью предлагаемой установки является улучшение качества казеина. Для достижения этой цели в предлагаемой установке, содержащей емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройства для осаждения казеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка и последующей его обработки,имеется емкость для гранул катионообменной смолы, емкость для предварительного подкисления обезжиренного молока путем его контактирования с гранулами катионообменной смолы, снабженную мешалкой, рН-метром и разгрузочным приспособлением для выборочного удаления молока или гранул по окончании процесса предварительного подкисления. молока. Целесообразно предлагаемую установку снабдить дополнительной емкостью для гранул катионообменной смолы, причем установить их параллельно с возможностью поочередного сообщения с с разгрузочным приспособлением. Последнее следует выполнить в виде сетчатого ковша гранул, разместить в в емкости для предварительного подкисления обезжиренного молока и снабдить подъемником. Кроме того, устройство для отделения от сыворотки казеинойого сгустка со стороны выхода сыворотки подсоединено к емкостям для гранул. На фиг.1 схематично изображена предлагаемая установк-а для производства казеина; на фиг.2 - емкость для предварительного подкисления обезжиренного молока, снабженная сетчатым ковшом для гранул; на фиг.З - то же, с мешалкой. Предлагаемая установка для производства казеина содержит емкости 1 и 2 для гранул катионообменной смолы и емкость 3 для предварительного подкисления исходного обезжиренного молока, снабженную мешалкой 4 для поддержания молока и гранул катионообме ной смолы в относительном движении, рН-метром 5 (см.фиг.З) и разгрузочньш приспособлением. Последнее служи для выборочного удаления подкисленного молока или гранул после окончания процесса подкисления и может быт выполнено различным образом. СогласЦО одному из вариантов это приспособ ление представляет собой сетчатый ковш ь для гранул, установленный в емкости 3 и снабженный подъемником 7 Ссм.фиг.2). Согласно другому варианту приспособление состоит из наклонного сита 8, установленного под емкостью 3 и .ограничивающего сверху камеру 9 для подкисленного молока с боковой и нижней стенками 10 и 11 см.фиг.1) . В установку входят также емкость 12 для сбора подкисленного молока, которая через систему трубопроводов 13,14 и насос 15 сообщается с камерой 9 для подкисленного молока, устройство для осаждения казеина, включающее ванну 16, теплообменник 17, деаэратор 13, коагуляционную колонну 19 с патрубком 20 для подачи реагента-коагулянта,сообщенным с емкостью для последнего (на чертеже не изображено); устройство для отделения от сыворотки казеинового фгустка, состоящее из наклонного сита 21 и ванны 22 для казеина-сырца, устройство для последующей обработки казеинового сгустка, содержащее пробивочную колонну 23, и сушильный агрегат (на чертеже не изображен). Устройство для отделения от сыворотки казеинового сгустка со стороны выхода сыворотки через трубопровод 24, сепаратор 25, систему трубопрово дов 26, концентратор 27 для сгущения сыворотки и двухходовой кран 28 подсоединено к емкостям 1 и 2 для гранул катионообменной смолы. От концентратора 27 отходит обводный трубо провод 29, который соединен с коагуляционной колонной 19. Описываемый способ осуществляют н установке следующим образом. Загружают обезжиренное молоко в емкость 3 При этом емкость 1 заполнена смолой в форме Н а емкость 2 заполнена смолой, насыщенной металлическими ионгили. Размеры гранул смолы от 0,4 до 1,0 мм. Соединяют емкость 3 с емкостью 1, открывая кран 30 так, чтобы смола в форме Н поступгша по трубопроводам 31 и 32 в емкость 3, при этом работает мешалка 4. Спустя некоторое время рН молока в емкости 3 становится близким к 5,0 (4,) Открывают клапан 33, и смесь молойа (при рН близком к 5,0) и смолы, находящейся в суспензии в молоке., вытекает по трубопроводу 34 и поступает на сито 8. Из смолы на сите образуется остаток, Который отсасывают насосом 35 по трубопроводу 36 и ответвлению 37 или 38 ее возвращают в емкость 1 или 2. Через сито 8 молоко поступает в камеру 9, проходит по трубопроводу 14, всасывается насосом 15 и поступает по трубопроводу 13 в емкость 12, а затем по трубопроводу 39 в ванну 16, откуда по трубопроводу 40 оно направляется для нагрева в тепрообменник 17, дегазируется в деаэра|горе 18,и казеин осаждается в коагу-. ляционной колонне 19. Смесь казеинового сгустка и сыворотки по трубопроводу 41 поступает на сито 21, где сыворотка отделяется и попадает в трубопровод 24, а казеин-сырец поступает в ванну 22. Из нее казеин проходит через промывочную колонну 23 и попадает в горизонтальный депантатор 42, а затем по трубопроводу 43 н на сушку. Сыворотка проходит трубо-п провод 24, .сепаратор 25, трубопровод 26 и поступает в емкость 2 со смолой, подлежгицей регенерации. При этом кран 28 Нс1ходится в таком положении, что в емкость 1 она не попадает. . После окончания процесса регенерации смолы в емкости 2 меняется положение крана 28 таким образом, что кислая сыворотка начинает поступать в емкость 1. В предлагаемой установке промывочная колонна 23 может иметь меньшие размеры при той же производительности . Пример 1. Помещают 1 л обезжиренного молока, имеющего рН 6,6, в стеклянный химический стакан, снабженны магнитной мешалкой и рН-метром. Постепенно добавляют при 4с 10 мл смолы леватит S100, имеющей гранулы размером от 0,4 до 0,98 мм, до тех пор, пока рН молока не понизится до 5,0, что происходит за 2-3 мин. Затем отделяют подкисленное молоко от смолы и подкисляют его с помощью разбавленной НСС до осаждения казеинового сгустка. Далее приготовление казеина ведут классическим способом. Степень щелочности золы сыворотки равна 480 мг На2.СОз, на 1 г золы. Пример 2. Повторяют по примеру 1, но процесс верут при 50с. Понижают рН молока до 5,0 за 4 мин. Пример 3. В резервуаре емкостью 1000 л обезжиренное молоко пепемешивают мешалкой, вращаюгчейся со скоростью 5-6 об/мин. Подают войдух прерывистым образом, направляя его на поверхность молока и вводят 50 л смолы доулит С 20. Гранулы смолы имеют размер от 0,5 до 1,0 км. Длительность снижения рН молока до 4,9 составляет от 4 до 5 мин. Молочная сыворотка, образую1чаяся при производстве казеина по предлага емому способу, отличается от молочно сыворотки, полученной по известному способу, меньшим общим содержанием минерсшьных веществ (от 8 до 9% вмес то от 11 до 14%) и содержанием хлори дов, выраженных в NaCt) ниже 3,5% вместо от 6 до 8%, и меньшим содержа нием натрия, калия, и кальция. Натрия и кашия содержится меньше 1% и 3% соответственно, а кальция от 1,5 до 2%. Таким образом, совокупность натрия, калия и кальция в сы-. воротке ниже 5%, что не имеет места в солянокислотной молочной сыворотке Ниже приведены для сравнения результаты анализов некоторых сыворо ток , полученных при осуществлении способа получения казеина солянокислотным путем и способом с подкислением обезжиренного Молока катионообменной смолой. 1. Свойства молочной сыворотки при получении казеина по известному способу: Кислотность, Дорника40-50 рн4-4,4 Минеральные вещества (в пересчете на сухие вещества), % 11-14 Щелочность золы, мг Na COg300 Хлориды {выраженные в Nace J,%6-8 Натрий, %-0,7-1,2 Калий, %2,4-3 Кальций,%1,7-2,2 2. Свойства молочной сыворотки пр при получении казеина по предлагавмому способу 40 Дорника Кислотность, 4,2-4,4 рН Минеральные вещества, % Щелочность золы, мг NajCO 9 Хлориды (выраженные в NaCe)/% Натрий,% Калий,% Кальций,% Для мопока, имеющего данный солевой состав, подкисление смолами позволяет получить молочную сыворотку имеющую намного меньшее общее содержание минеральных веществ, более сла бую кислотность, намного меньшее содержание хлоридов, более слабое содержание Na, К-и Са, так как во время обмена ионов И при подкислении молоко теряет натрий, калий и кальций, которые переходят к смоле. Об улучшении качества казеина; полученного по предлагаемому способу, в сравнении с казеиндм (С), приготовленным по известной технологии с использованием соляной кислоты. можно сделать вывод на основании следующих данных. При изучении раство- i римости для казеина (R) было обнаружено 15% растворенных азотированных материалов, а для казеина (с) 9%, т.е. казеин ( R) более растворимый, чем казеин (С. В результате проведения ферментативного протеолиза казеина (.R) и казеина (С установлено, что первый из них более подвержен ферментативному протеолизу. При изучении вязкости казеина (R) и казеина (С) первый имел большую вязкость, чем второй. Так при рН 10 вязкость казеина (R) 31, казеина СО) 23. Формула изобретения 1.Способ производства казеина из обезжиренного молока, включающий введение в него реагента до рН 4,24,б, осаждение казеина, его отделение от сыворотки и последующую обработку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества казеина, перед введением в молоко реагента-коагулянта его предварительно подкисляют до рН 4,9-5,0 путем контактирования с гранулгши катионообменнрй смолы размером от 0,4 до 1,0 мм в Н -форме при относительном перемещении молока и гранул с последующим отделением его от гранул. 2.Установка для производства казеина, содержащая емкости для обезжиренного молока и реагента-коагулянта, устройства для осаждения казеина, отделения от сыворотки казеинового сгустка, а также устройство для последующей обработки сгустка, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества казеина, она снабжена емкостью для гранул катионообменной смолы, емкостью для предварительного подкисления обезжиренного молока путем его контактирования с гранулами катионообменной смолы, выполненную с мешалкой для поддержания молока и гранул в относительном движении, рН-метром и разгрузочным приспособлением для выборочного удаления молока или гранул по окончании процесса предварительного подкисления молока. 3.Установка по п.2, отличающаяся теМ| 1то она снабжена дополнительной емкостью для гранул, причем основная и дополнительная емкости выполнены с возможностью поочередного сообщения с разгрузочным приспособлением, последнее представляет собой сетчатый ковш для гранул, размещенный в емкости для предварительного подкисленйя обезжиреннагь молока и снабженный подъемником, а устройство дпя отделения от сыворотки казеинового сгустка со стороны выхода сыворотки подсоединено к емкостям для гранул.

источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новое в технологии пищевого казеина и казеинатов. Обзорная информация, Серия: Молочная примышленМость, М., ЦНИИТЭИмясомолпром, 1971, с.5-10.

2. Соколов А.Л., Конева О.И., Хейнтштейн Г.Ш., Перенечко А.В., Янпунас В.А. Создание линиИ непрерывного действия для производства

казеина-сырца.на основе коагуляции и прокшвки в потоке. Молочная промлолеМность, № 1, 1975, с.10. fl t CM sL. e И {% Ss x г I o

1 10 1 .,4 . i :Q3 I. - L gJ 91 0 «i . li

3-r

в - . ср. /

. о .

.с«о

о о о

о 00

X

о

о о