Сировиною для виробництва сухої молочної сироватки є сироватка, отримана від виробництва сирів (підсирна), сиру (сирна), казеїну (казеїнова).

Зміст в сироватці лактози, молочної кислоти і кухонної солі - основні чинники, що визначають режими і способи її переробки і, в кінцевому підсумку, - тривалість і якість сушіння.

Підготовка сировини перед сушінням повинна бути спрямована на зниження вмісту молочної кислоти і переведення лактози, що міститься в сироватці з аморфного стану в кристалічний.

Це дозволить:

  • поліпшити і значно полегшити процес сушіння молочної сироватки;
  • підвищити продуктивність сушильної установки;
  • отримати продукт високої якості, що володіє гарною сипучістю, низькою гігроскопічністю, не злежується при зберіганні;
  • збільшити вихід готового продукту.

 

Основні технологічні операції виробництва сироватки молочної сухої:

  • Збір сироватки.
  • Видалення казеїнового пилу.
  • Охолодження (t = 8-10 °С).
  • Резервування (накопичення) (при t = 8-10 °С).
  • Сепарування з метою знежирення (t = 40-45 °С).
  • Пастеризація (t = 72-74 °С; τ = 15-20 сек.- для солодкої сироватки; 58-62 °С, 15-20 сек.- для кислої сироватки).
  • Охолодження (t = 8-10 °С).
  • Підзгущення на мембранній установці (до змісту СВ = 18-24%).
  • Охолодження (t = 8-10 °С).
  • Згущення в ВВУ (до СВ = 55%).
  • Кристалізація (ступінь кристалізації 60-70%).
  • Охолодження до температури кристалізації (t = 30-32 °С).
  • Сушка.
  • Упаковка, зберігання.

 

- Операції, які є необов'язковими.

Щоб зберегти вихідну якість сироватки до переробки, її відразу після отримання охолоджують до 8-10 °С; при температурі вище 10 °С - час резервування не більше 1 години.

Ефективним способом видалення казеїнового пилу і механічних забруднень є центрифугування з використанням саморозвантажних сепараторів, вібраційний або ротаційний фільтри.

У молочній сироватці міститься 0,1-0,6% казеїнового пилу і близько 0,45% жиру, які необхідно виділяти сепаруванням, так як казеїнові міцели пригоряють на труби випарного апарату, що призводить до появи знебарвлених частинок в готовому сухому продукті, а залишок жиру - до утворення відкладень порошку в сушильній камері.

При переробці сироватки з застосуванням мембранних технологій (нанофільтрація, зворотній осмос), вміст жиру в переробляємій сироватці не повинно перевищувати 0,06%.

Пастеризація необхідна для гальмування молочнокислих процесів, інактивування ферментів, залишків сичуги.

Перед проведенням процесу згущення в ВВА, доцільно концентрувати сироватку на установках нанофільтрації або Зворотнього осмосу. Дане обладнання дозволяє сконцентрувати продукт до змісту сухих речовин 18-24%, економлячи енергоресурси і знижуючи навантаження на вакуум-випарні обладнання, видалити з сироватки до 70% вологи без істотних енергетичних витрат.
 
Приклад потреби енергоресурсів на переробку 300 000 кг/добу підсирної сироватки із застосуванням мембранної фільтрації і при використанні тільки Вакуум-випарного обладнання.

Найменування показника Застосування тільки Вакуум-випарних апаратів Застосування мембранних установок

1

Дані, прийняті для розрахунку:

       кількість сировини, кг

       СВ вихідної сироватки, %

       СВ після Н/Ф, %

       СВ після ВВА, %

       СВ в готовому продукті, %

 

300 000

5,6

---

55

97

 

300 000

5,6

20

55

97

2

Кількість видаленої води, кг:

       На мембранній установці

       В ВВУ

 

---

269 455

 

216 000

53 455

3

Кількість ВВУ «Віганд-8», шт.

Час роботи, год.

3

17,96

1

11,9

4

Витрати на переробку за добу:

       Пари, кг

       Газу, м3

       Електроенергії, кВт

 

118 560

9 485

1885,8

 

23 520

1 882

1616,5

5

Економія за добу:

       Пари, кг

       Газу, м3

       Електроенергії, кВт

 

---

---

---

 

95 040

7 603

269,3

 

Для збереження нативних властивостей і термічної стійкості компонентів молочної сироватки, температура згущення в ВВУ - 50-62 °С.

Видалення води в ВВА в 6 разів економічніше, ніж в розпилювальній сушарці, - важливо максимально концентрувати розчин, що також важливо для проведення подальшої кристалізації аморфної лактози.

Згущену сироватку, що виходить з вакуум-випарного апарату, піддають миттєвому початковому охолодженню в потоці до температури підсиленої кристалізації лактози (30-32 °С) і подають в кристалізатори.

Обидва процеси об'єднані і здійснюються в охолоджувально-кристалізаційних установках (ОКУ-КМЗ), що розроблена і випускається нашим підприємством.

При сушінні молочної сироватки з попередньо кристалізованої лактозою в сушильній камері утворюється менше відкладень порошку, готовий продукт має гарну сипучість, низьку гігроскопічність і не злежується при зберіганні. Збільшується вихід готового продукту за рахунок зв'язування додаткової вологи.

 

Якість концентрату, призначеного для розпилювального сушіння, має відповідати вимогам:

  • ступінь кристалізації - 60-70% присутньої лактози;
  • середній розмір кристалів - 20 мкм;
  • максимальний розмір кристалів - 30 мкм;
  • рН = 6,2-6,3;
  • температура 15-18 °С.

 

Після закінчення процесу кристалізації концентрат сироватки направляється на сушку в Установку сушильну розпилювального типу А1-ОР2Ч, оснащену для переробки сироватки. Установка має особливу конструкцію флюідного дна, систему обдування стін, необхідну потужність вентиляторів і розпилювального пристрою, оснащена рукавними фільтрами для забезпечення екологічності виробництва.

 

Параметри сушіння визначаються наступними факторами:

  • вимоги вологості готового продукту;
  • зміст сухих речовин в концентраті перед сушінням;
  • ступінь кристалізації лактози в концентраті;
  • кількість молочної кислоти в сироватці (кислотність титруєма, активна);
  • в'язкість концентрату.

 

При сушінні концентрату з низьким вмістом сухих речовин, спостерігаються підвищені втрати порошку з виходячим повітрям, так як частинки порошку мають меншу вагу і розмір, погіршується розчинність готового продукту (дрібні частинки мають меншу змочуємість і занурюваність).

Продуктивність сушильної установки при сушінні сироватки з некристалізованою лактозою знижується на 20-30%, з одночасним зниженням якості готового продукту (збільшується гігроскопічність, зпікаємість, зменшуються розчинність і сипучість).

При сушінні розпиленням сироватки з підвищеною кислотністю, відбувається налипання готового продукту на стінки циклонів і сушильної камери. Накопичення відкладень порошку в циклонах і розвантажувальних пристроях призводить до зупинки сушильної установки для додаткової чистки, процес сушіння нестабільний, збільшується гігроскопічність і зпікаємість сухої сироватки, зменшується розчинність.

 

На індекс розчинності впливають такі чинники:

  • низькоякісна сировина з великим вмістом молочної кислоти (через високу активність бактерій), що вимагає інтенсивної теплової обробки, внаслідок якої відбувається необоротна денатурація білків;
  • висока температура концентрату в процесі випарювання, яка викликає виражене загустіння, що призводить до збільшення в'язкості і поганого розпорошення, підвищуючи температуру сушки;
  • чим вище температура і в'язкість при обробці, тим вище очікуваний показник розчинності.

 

Показником ефективності роботи сушильної установки може служити температура на виході. Висока температура на виході означає, що сушильне повітря використовується не оптимально, чому може бути причиною погане розпорошення, поганий розподіл повітря, висока в'язкість концентрату, кислотність і т.д.

 

Сфери застосування сироватки молочної сухої:

  • кондитерська промисловість;
  • хлібобулочна промисловість;
  • продукція з незбираного молока;
  • морозиво;
  • плавлені сири;
  • сир;
  • згущене молоко;
  • глазуровані сирки;
  • олійно-жирова промисловість і виробництво спредів;
  • м'ясна промисловість;
  • пивоварна промисловість;
  • ароматизатори, стабілізатори, згущувачі та інші харчові добавки;
  • спортивне харчування;
  • напої;
  • косметична промисловість;
  • корми для с/г тварин.

 

У молочній промисловості:

Покращує загальну якість продукції, що відноситься до молочних продуктів харчування - аромат, структуру, стійкість піни і збереження вологи. Сприяє дисперсії молочного жиру, допомагаючи значно зменшити рівень жирності в деяких сумішах і запобігати дефектам типу спінювання, об'єднання і відділення масла. Надає харчову цінність і високий вміст кальцію. Повертає деякі з молочних складових, втрачених під час сироробного процесу, для обробки сиру.

У кондитерській промисловості:

Забезпечує емульсіфікаціі і збивання/спінювання в кондитерських виробах типу мусів, безе і нуги. Допомагає стабілізації вершків і пін. Покращує характеристики збивання і спінювання, важливі для багатьох кондитерських виробів.

У хлібопекарській промисловості:

Покращує органолептичні характеристики, харчову цінність біологічно придатними амінокислотами, привносить високий вміст кальцію.

У м'ясній промисловості, виробництві морозива, продуктів, що бродять, шоколаду, кормів для тварин:

Використовується як замінник сухого знежиреного молока або молочного порошку.

 

© Калинівский машинобудівний завод 1934-2017