Высокие технологии для гуманизации молока и производства функциональных продуктов

В связи с быстро развивающимися в последние годы демографическими изменениями увеличивается спрос на продукты для младенцев (гуманизация коровьего молока) и специальные продукты питания для пожилых людей. В обоих случаях одним из основных ингредиентов для производства таких изделий является модифицированная по составу (особенно с пониженным содержанием минеральных соединений) сыворотка — деминерализованная (WPD 35–95 %). Поэтому растет интерес к производству этого типа порошков. По оценкам, в следующие три года спрос на сухую деминерализованную сыворотку будет увеличиваться примерно на 6,8 % ежегодно. Однако ее производство требует использования современных технологических решений, таких как нанофильтрация, электродиализ, декальцификация, ионный обмен.

Dr inż. (к. т. н., инж.) Janusz Kroll,
Dyrektor (директор, член правления)
Członek Zarządu

Методы деминерализации, используемые при переработке

В соответствии с условиями, которые мы устанавливаем для производимых продуктов в отношении конечного содержания минералов (степень деминерализации) и имеющегося у нас сырья (тип сыворотки, пермеат), можно использовать один конкретный процесс или комбинацию процессов, как показано на рис. 1.

Представленные на рис. 1 технологии являются оптимальными по производственному процессу (переработка
всех видов сыворотки и пермеатов), по возможности получения множества продуктов на одной технологической
линии (разная степень деминерализации), а также по срокам для оценки качества продукта (состава и микробиологического качества). В технологии учитывается сочетание процессов нанофильтрации и электродиализа.

В настоящее время процесс нанофильтрации широко используется на молочных заводах для предварительного
концентрирования сыворотки (всех типов) и пермеатов (dm 18–24 %) с их частичной деминерализацией (около
35 %). Дальнейший более глубокий процесс деминерализации возможен с применением технологии электродиализа, которая позволяет достичь конечной степени деминерализации 90–95 %, то есть абсолютного значения зольности в сухом веществе менее 1 %.

Электродиализ

Электродиализ — процесс электрохимического разделения, при котором ионы проходят через ионообменные мембраны с использованием постоянного напряжения. Из-за относительно высокого содержания растворенных солей в сыворотке под воздействием постоянного тока происходит явление миграции анионов и катионов к соответствующим электродам. Используя удаление ионов из раствора, мы вызываем постепенную его деминерализацию до уровня, зависящего от потребностей, то есть до соответствующего содержания минеральных
солей.

Для окончательной оценки эффекта процесса деминерализации с использованием электродиализа очень важно, помимо содержания минеральных солей, окончательное микробиологическое качество сыворотки или пермеата. Процесс электродиализа никак не может отрицательно повлиять на это качество, то есть ухудшить его. Это тем более важно, поскольку конечные продукты (порошки), как уже упоминалось, используются в производстве товаров для младенцев и детей, где неукоснительно соблюдаются стандарты качества. По этой причине мы предлагаем применять непрерывные методы из имеющихся на рынке методов деминерализации.

В таких процессах наблюдается минимальное изменение микробиологического качества из-за очень короткого времени обработки продукта в установке электродиализа (фото 1, 2) по сравнению с установками, работающими периодически.

Комплексная схема деминерализации

На молочных заводах все более возрастает необходимость одновременной обработки многих типов сыворотки
и пермеатов в сочетании с оптимизацией затрат на среду (включая воду) и адаптацию растений к нормам защиты окружающей среды (включая очистку сточных вод). Комплексный подход к данной проблеме в виде схемы деминерализации представлен на рис. 2.

В комплексной схеме деминерализации используются мембранные технологии: NF — для концентрации сыворотки и пермеата; RO — для очистки пермеатов после процессов ED и NF; электродиализ — для деминерализации.

Представленный на схеме технологический процесс дает возможность:
— переработки сыворотки разных видов и пермеатов на одной технологической линии;
— получения (в зависимости от потребности) различной степени деминерализации;
— рециркуляции воды за счет максимального использования процессов очистки пермеата.

Резюме

При выборе направлений и технологии переработки сыворотки всегда учитываются потребности, специфические
требования и возможности конкретного завода, чтобы максимально использовать все ее компоненты. В то же
время прилагаются усилия для минимизации отходов, уменьшения воздействия на окружающую среду.

Источник: ПРОДУКТ.BY