Пример использования установок нанофильтрации на молочных производствах

Современные предприятия по переработке молока должны становиться более экологичными, ежегодно снижая количество вредных сбросов. Один из особо вредных для природы с точки зрения наносимого ущерба продуктов, который оказывается в сточных водах предприятия, — сыворотка. Исходя из расчетов, слитая в водоем тонна сыворотки по наносимому природе ущербу аналогична 100 тоннам хозяйственно-бытовых стоков. Из чего можно сделать вывод, что установка на молочных предприятиях, производящих сыр или творог, линий по переработке сыворотки позволит существенно улучшить экологические показатели в месте расположения завода, а также сократить самому предприятию собственные затраты на утилизацию. К технологиям комплексной переработки компонентов молока, представляющим наибольший интерес для отрасли, относятся технологии переработки сыворотки. Применение, расширение и продолжающиеся фундаментальные исследования данных технологий имеют не только коммерческое объяснение, но и экологический аспект.

Сборка установки нанофильтрации «Кизельманн»

Говоря про сывороточные белки и их пользу, необходимо отметить, что их биологическая ценность выше ценности яичных белков, которые используются в качестве референсных значений. Благодаря высокому уровню содержащихся в сывороточных белках аминокислот, они увеличивают биологическую ценность других белков, в том числе и растительных. Например, присутствующий в молоке казеин имеет биологическую ценность 73, а тот же казеин, но в сывороточной смеси уже будет обладать биологической ценностью 92.

Полезность сывороточных белков легла в основу нескольких технологических цепочек, которые обеспечили производство как выделенных отдельных компонентов, так и их комплексов. Следовательно, можно сказать, что технология переработки сыворотки должна быть рассмотрена комплексно: коммерческая составляющая процесса должна быть рассчитана не только на основе получения прибыли от реализации произведенных продуктов, но и с учетом сокращения затрат предприятия на утилизацию, что иногда может уменьшить доход от продаж; получаемые из сыворотки или использующие ее продукты можно как минимум причислить к группе продуктов функционального питания, поскольку помимо ценнейших сывороточных белков в их состав из молока переходит углеводный комплекс, в частности лактоза и липиды, что позволяет сделать однозначный вывод — эта продукция направлена на улучшение здоровья покупателей.

Даже поверхностное сравнение технологий производства молочной продукции, которые использовались всего десятилетие назад, и того, что используется в настоящее время, позволяет сделать вывод, что современное предприятие более эффективно и экологично за счет использования технологий, получивших свое развитие за последние десять лет. К таким технологиям можно отнести установки мембранной фильтрации, которые в совершили гигантский скачок. Это связано и с новыми поколениями мембран, появившихся на рынке. В первую очередь технологический рывок связан с расширением областей применения мембранных установок и их техническим, равно как и технологическим, развитием, которое неизбежно последовало за новыми требованиями рынка.

При рассмотрении областей применения сыворотки производители сыра — обладатели сладкой сыворотки — находятся в более выигрышном положении, поскольку этот продукт ввиду меньшего содержания в нем солей может быть использован даже без применения какой-либо дополнительной обработки. В случаях, когда речь идет про творожную или кислую сыворотку, области ее применения обнаруживаются не так легко. В настоящий момент технологии переработки и дальнейшего использования сыворотки абсолютно экономически обоснованы. К этим технологиям, помимо сгущения, можно отнести электродиализ и микропартикуляцию.

Сывороточными белками называется смесь из бета-лактоглобулина (β-Lg) и альфа-лактальбумина (α-La), коровьего сывороточного альбумина и иммуноглобулинов (Verheul [et al.], 1998) . Эти белки, которые в своем нативном состоянии существуют в виде компактных шарообразных белков, могут быть выделены из сыворотки, образующейся при приготовлении сыра, казеина или творога. Наибольший коммерческий интерес вызывают концентраты сывороточных белков (КСБ) и изоляты сывороточных белков (ИСБ). КСБ содержат от 35 % сывороточных белков с сухом веществе, имеют низкое содержание жира и холестерина, а также, как правило, содержат существенный объем биоактивных компонентов и лактозу (Fox & McSweeney, 2003; Hettiarachchy and Ziegler, 1994; Huppertz [et al.], 2005). Процесс микропартикуляции уже более 15 лет хорошо знаком производителям сыра. В основе этого процесса лежит термическое и механическое воздействие на сывороточные белки альфа-лактальбумина и бета-лактоглобулина. Под действием температуры происходят денатурация сывороточных белков и их агрегация. После этого полученная суспензия проходит механическую обработку для формирования аналогичных жировым шарикам агломератов сывороточных белков. Что крайне важно для дальнейшего использования микропартикулята в молочном или сырном производстве: полученная суспензия обладает ярко белым цветом и при партикулировании сладкой сыворотки — насыщенным сливочным вкусом.

Установка микропартикуляции «Кизельманн ЭКОПРОТ+»

• Более высокая температура воздействия на продукт для деактивации негативного воздействия бактерий и микроорганизмов
• Высокая скорость температурного воздействия на продукт
• Малый внутренний объем установки при высокой производительности
• Не используются скребки или иные абразивы
• Возможность изменения рецептуры продукта
• Высокая экономическая эффективность

Области применения микропартикулята действительно очень широки: начиная от замещения казеина в продуктах и заканчивая производством спортивного питания. Одним из ярких примеров использования микропартикулята в производстве сыров может служить замещение микропартикулятом молочного жира, причем получившийся продукт будет иметь существенно меньшее содержание жира без потери своих вкусовых свойств. Иными словами, произведенный с применением микропартикулята низкожирный сыр (м. д. ж. 11–17 %) обладает такими же вкусовыми свойствами, как и обычные сыры с м. д. ж. 30–40 %.

Помимо очевидных конкурентных преимуществ конечного продукта, использование микропартикулята в процессе изготовления сыров позволяет добиться серьезного экономического эффекта. Получается практически замкнутый цикл при производстве сыров: образовавшуюся сыворотку микропартикулируют и возвращают обратно в производство сыра. Объем микропартикулята в сырье для изготовления сыров (без негативных последствий на характеристики конечного продукта) может достигать от 2 до 15 % от общей массы белка в продукте.

Понимая, что исторически на российских производствах в больших количествах присутствует кислая (творожная) сыворотка, а не сладкая (подсырная), компания «Кизельманн» разработала линию по переработке кислой сыворотки.

Творожная сыворотка имеет непривлекательный зеленоватый цвет и кисло-соленый вкус, которые обеспечивают молочная кислота и соли. Процесс микропартикуляции сывороточных белков полностью решает вопрос с цветом. Образовавшие суспензию микропартикулированные белки становятся ярко-белого цвета, что теоретически открывает возможность их использования в линиях производства молочных продуктов. Предварительное сгущение сыворотки на установках ультрафильтрации перед процессом микропартикуляции до КСБ 60 (содержание сухих веществ 23–25 %) частично удаляет молочную кислоту из концентрата, умягчая вкус и переводя использование микропартикулята из творожной сыворотки в практическую плоскость.

Задача состоит в применении продуктов с довольно высоким содержанием молочной кислоты и солей. И ответ может оказаться на поверхности — это кисломолочные продукты, которые в классическом виде содержат достаточное количество солей. Например, полученный партикулят можно использовать на линиях по производству йогуртов в так называемом греческом стиле. Это соленые кисломолочные продукты, которые набирают популярность у европейских покупателей и, безусловно, станут популярными и на рынках стран СНГ. Объем микропартикулята в сырье (без негативных последствий на характеристики конечного продукта) может достигать 5–10 %.

Технологии, направленные на оптимизацию производства, продолжают набирать популярность. Даже те предприятия, которые раньше собирали и сушили сыворотку, начали монтировать установки мембранной фильтрации для ее предварительного сгущения перед сушкой, поскольку такая операция позволяет снизить потребление энергоносителей и сервисных сред сушильной техники до 30 %, тем самым наращивая прибыль предприятия.

Итак, современные требования самым благотворным образом повлияли на техническое и технологическое обновление молочных производств. А новые технологии производства позволили существенно снизить расходы на утилизацию, предложить покупателям новые линейки функциональных продуктов, тем самым повысив конкурентоспособность и экономическую эффективность предприятия.

Источник: Produkt.by