Вы здесь

Инновации в помощь молочникам

Молочная сфера Беларуси — одна из ведущих отраслей промышленности, которая требует не только постоянных вложений сил и материальных ресурсов. Новые технологии на производстве — также один из важных факторов развития и прогресса.

Последние разработки Института мясо-молочной промышленности нашей страны рассматривались в начале февраля в рамках семинара «Инновационные технологии и оборудование для молочной промышленности». О проведенных на базе учреждения исследованиях и возможностях использования мембранных технологий при подготовке молочных смесей для производства сыров рассказала заведующая лабораторией технологий сыроделия и маслоделия Людмила БОГДАНОВА.

Зачем нужны мембранные технологии?

Мембранные процессы находят широкое применение в молочной промышленности для фракционирования и концентрирования жидких молочных продуктов. Использование таких методов позволяет по-новому решать вопросы переработки молочного сырья и открывает широкие возможности при разработке новых видов продуктов питания. Мембранные технологии сегодня прочно занимают место в арсенале промышленных технологических процессов.

«Они используются для концентрирования молока, сыворотки, получения молочного сахара, концентратов изолятов молочных белков и других продуктов», — отмечает Людмила Богданова. По ее словам, использование мембранных технологий позволяет по-новому взглянуть на технологию обработки молочного сырья, повысить производительность и получить кардинально новые продукты с повышенной биологической ценностью и четко заданным физико-химическим составом, а также существенно снизить энергоемкость технологических процессов.

Стоит заметить, что сами мембранные технологии не являются чем-то кардинально новым: соответствующие разработки проводились еще в СССР во второй половине 1970‑х годов. И уже в 1977‑м были выданы исходные требования на проектирование установок с мембранами первого поколения. Первые же промышленные установки появились в середине 1980‑х годов.

Однако в то время не были достаточно изучены мембранные процессы, а также отсутствовал опыт конструирования соответствующих установок. Эту технологию незаслуженно забыли. «С обретением Беларусью независимости, — отмечает Людмила Богданова, — к мембранным технологиям вернулись. Стали проводиться исследования с целью рационального использования новейших разработок». По словам заведующей лабораторией, конструкция мембран сейчас претерпела значительные изменения, что и позволило говорить о продуктивном применении данных технологий на предприятиях.

Принцип действия

Принцип применения мембранных технологий выглядит следующим образом: происходит поперечное прохождение потоков вещества через мембрану, и за счет разницы диаметров пор осуществляется концентрирование продукта, а часть его переходит в пермеат.  

Сегодня на предприятиях республики эти методы используются широко, отмечает Людмила Богданова: «При получении сухой сыворотки, концентратов сывороточных белков, молочного сахара, а на некоторых предприятиях — для производства творога, а также для сыров итальянского типа — во всех этих процессах применяются мембранные технологии».

«Использование мембранных технологий позволяет по-новому взглянуть на технологию обработки молочного сырья, повысить производительность и получить кардинально новые продукты с повышенной биологической ценностью и четко заданным физико-химическим составом, а также существенно снизить энергоемкость технологических процессов».

Исследования должны иметь прикладной характер, именно поэтому в Институте мясо-молочной промышленности инициировали изучение особенностей мембранных технологий. «Литературные сведения не дают полной информации, и есть противоречия в публикациях, — отмечает Людмила Богданова. — Кроме того, исходное сырье непостоянно по составу, весеннее, осеннее и летнее молоко отличается по соотношению компонентов».

Перспективная технология

«Основные способы мембранной переработки сырья — это ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос. Самый перспективный из них — ультрафильтрация, — замечает Людмила Богданова. — Это процесс молекулярной фильтрации через мембрану, имеющую настолько мелкие поры, что через них не проходят высокомолекулярные вещества. Нами был проведен ряд экспериментов с обезжиренным молоком». При этом методе можно получить белковый концентрат, не содержащий или включающий незначительное количество лактозы, солей, кислот и других компонентов. Частным случаем процесса ультрафильтрации является диафильтрация, при которой осуществляется «вымывание» низкомолекулярных компонентов из раствора (лактозы, минеральных солей и т. д.), а концентрация веществ не происходит, а также микрофильтрация. «В ультрафильтрации есть большой плюс для сыроделия в том, что здесь концентрируется кальций, а калий — незначительно. Ведь калий оказывает негативное влияние на сырье — и в продукте появляется горечь. При ультрафильтрации этого нет», — отмечает преимущества метода Людмила Богданова. Также специалист делает пометку, что степень концентрирования не должна превышать показатель 2, потому что происходит концентрирование ионов калия.

В молочной промышленности ультрафильтрацию используют для выделения белков из молока или молочной сыворотки. В процессе ультрафильтрации сыворотка под давлением движется между полупроницаемыми мембранами. Часть сыворотки проходит через мембраны, оставляя при этом на фильтре сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит в основном из воды, лактозы, минеральных солей. Другая часть сыворотки (концентрат) проходит между мембранами, унося при этом выделившиеся белки. Таким образом, концентрат включает все сывороточные белки и ту часть воды, лактозы и минеральных солей, которая не прошла через мембраны.

Ультрафильтрация используется также при производстве творога, где сквашенное молоко пропускают через мембраны с порами 0,2 мкм до фактора концентрирования 2,5–2,9 по объему, при этом степень выделения белков составляет 91 %. Перспективно также использовать ультрафильтрацию при производстве кисломолочных напитков с регулируемым составом и различными функциональными свойствами для питания детей. Это позволяет улучшить органолептические показатели кисломолочных напитков с повышенным содержанием белка, создать напитки с заданным составом, а также повысить эффективность производства.

Нанофильтрация также широко используется на молочных предприятиях Беларуси. «Концентрирование идет более интенсивно, — выделяет отличительные черты процесса Людмила Богданова. — Концентрируются в равной степени калий, кальций, натрий и магний, наблюдается повышенное содержание ионов калия и лактозы». Говоря о перспективе использования этой технологии, завлабораторией отмечает, что лучше всего она подходит для производства мягких сыров. «Для полутвердых сыров такой метод не слишком хорош: только либо для нормализации по белку, либо для подкисления продукта, чтобы большая часть солей перешла в пермеат», — подытоживает возможности применения нанофильтрации Людмила Богданова.

Еще один из перспективных для молочной промышлености процессов мембранного типа — обратный осмос. При нем через мембраны проходит только вода, а все остальные части молочного сырья задерживаются мембраной, и происходит концентрирование сырья.

«Отличие процесса обратного осмоса от ультрафильтрации, — поясняет Людмила Богданова, — заключается в том, что при обратном осмосе используются мембраны с гораздо более мелкими порами, обеспечивающими перенос только растворителя. Происходит концентрирование микро- и макроэлементов».

Обратный осмос используют для предварительного подсгущения сыворотки. Процесс дополняет традиционное вакуумвыпаривание, при этом он значительно экономичнее последнего при концентрировании сыворотки до содержания 28–30 % сухих веществ и позволяет получить концентрат лучшего качества.

«Перспективно также использовать ультрафильтрацию при производстве кисломолочных напитков с регулируемым составом и различными функциональными свойствами для питания детей».

Вариант на перспективу

«Перечисленные три способа мембранной переработки сырья сегодня наиболее оптимальны для применения на предприятиях молочной промышленности», — считает Людмила Богданова.

Целесообразность и обоснованность применения мембранных технологий вызвала дискуссию между участниками форума, иллюстрирующую то, что теория и практика часто развиваются параллельно, и для продуктивной работы на результат необходимо искать точки соприкосновения. Так, представители молочных предприятий заметили, что методы заслуживают пристального внимания как вариант повышения производительности предприятий на перспективу. Пока же, учитывая нехватку ресурсов для установки новых линий производства, мембранные технологии — это, скорее, дополнительная возможность наращивать выпуск сыров на имеющемся оборудовании. 

 

 

Читайте также
И при этом не только не оказаться на мели, но и постараться заработать… Ответы на этот актуальный для любого...
Для любого производства, желающего развиваться и пытающегося выжить в конкурентной борьбе, всегда остро стоит...
В Кобрине, на местном маслодельно-сыродельном заводе, современный сыродельный цех был запущен всего-навсего...
PRODUKT.BY
220005, г. Минск, ул. Платонова, 22-704
+375 (17) 33-16-555
+375 (17) 33-16-777
+375 (29) 755-95-50
+375 (29) 33 55 100
produkt.by@tut.by