Зразок роботи
Вступ
Молочна промисловість належить до тих галузей народного господарства, що забезпечує населення України молочною сировиною і молочними продуктами.
Сучасна промислова переробка молока – це складний комплекс взаємопов’язаних хімічних, фізико-хімічних, мікробіологічних, біохімічних, біотехнологічних, теплофізичних та інших трудомістких і специфічних технологічних процесів. У виробництві питного молока та кисломолочних продуктів використовуються усі компоненти молока. Виробництво вершків, сметани, кисломолочного сиру, масла, сиру ґрунтується на переробці окремих компонентів молока.
Раціональна форма річного споживання молочних продуктів у перерахунку на молоко становить 438 кг на одну людину, у тому числі молока – 182 кг, масла – 5,5; кисломолочного сиру – 7,3; сметани – 6,5; сиру твердого – 6,5; молока знежиреного та продукції з нього – 15,9 кг. Рівень споживання молочної продукції в нашій країні є явно недостатнім – в останні роки близько 210 кг (48% від норми). При цьому споживання молока і молочних продуктів населення за останні роки зменшилося майже на 40%.
У перспективі основної тенденції розвитку ринку молочних продуктів в Україні будуть такими самими, як і в усьому світі. Збільшуватиметься споживання сирів, молочних напоїв, біойогуртів, свіжих молочних продуктів. Незважаючи на постійну появу нових молочних продуктів, ринок питного молока в цілому залишається на одному рівні або дещо зменшиться. Залежно від зусиль підприємств молочної промисловості може відтворитися ринок збуту масла. Споживачі почнуть віддавати перевагу молочним продуктам, вироблених в екологічно чистих умовах.
Технологія переробки сироватки
Сироватка, рідкий побічний продукт, що утворюється при виробництві сиру і казеїну, характеризується високим вмістом піlлевого білка і до сих пір практично не використовується людиною, В щорічно виробленому кількості сироватки, що становить 120 мільйонів тонн, міститься близько 0,7 мільйона тонн високоцінного протеїну, це кількість приблизно відповідає змісту білка в 2 мільйони тонн бобів сої.
Незважаючи на постійну нестачу білка на більшій частині земної кулі, значна частина виробленої сироватки до сих пір не переробляється – в 1989-1990 рр, її втрати склали близько 50%.
Сироватка становить близько 80 … 90% від загального обсягу переробляється молока і містить близько 50% поживних речовин, що входять до складу необробленого молока:
розчинені білки, лактозу, вітаміни і мінеральні веlлества. Сироватка, яка є побічним продуктом виробництва твердих, напівтвердих і м’яких сирів і сичужного казеїну, називається солодкої сироваткою і має рН 5,9 .., 6,6. при виробництві осащценного неорганічними кислотами казеїну утворюється кисла сироватка з рН 4.3 … 4.6.
Основними напрямками переробки є:
1) виробництво сухої сироватки;
2) виробництво демінералізованої сухої сироватки,
3) виробництво лактози;
4) виробництво безлаксозної сухої сироватки.
Однак станься істотне зрушення в бік виробництва нових цікавих продуктів, завдяки чому сироватка стає замість небажаного побочногс продукту виробництва важливою сировиною для виробництва високоякісних продуктів.
Різні технології переробки сироватки
Сироватка повинна бути перероблена якомога швидше після її отримання, так як завдяки її складу в ній починають швидко розмножуватися бактерії, В іншому випадку необхідно охолодити сироватку до температури 5 ОС, щоб тимчасово зупинити зростання бактерій.
Якщо дозволено законом, можна консервувати сироватку шляхом додавання бисульфита натрію зазвичай в концентрації 0,4О / о, окрім як двоокис сірки (Soz), або перекису водню (Hz.Oz) – зазвичай в концентрації 0,2 О / о. виходячи з 30% -ного розчину HzOz.
Виділення казеїнових частинок і сепарування жиру
У сироватці завжди присутні казеїнові частки. Вони негативно впливають на виділення жиру, тому їх слід видалити з сироватки в першу чергу. flля цього можна використовувати різні типи сепаріруюшіх пристроїв, наприклад, циклони, відцентрові сепаратори або обертові фільтри,
Жир відділяється з допомогою відцентрових сепараторів. відокремлені часточки спресовують і використовують для виробництва плавленого сиру. Вміст жиру в підсирна вершках становить 25 ,,, З0%, Їх можна повторно використовувати для нормалізації молока при виробництві сиру, а також для виробництва спеціальних продуктів з підвищеним вмістом жиру.
сироватка, яку до обробки передбачається зберігати, повинна бути охла) ціна або пастеризоване відразу після відділення жиру. При короткочасному зберіганні (10 … 15 годин) для зниження активності бактерій охолодження зазвичай достатньо. при більш тривалому зберіганні необхідно зробити пастеризацію сироватки.
Концентрування сухих речовин
Згущення. Згущення сироватки зазвичай проводиться в випарної вакуум-апараті з падаючої плівкою рідини з двома і більше корпусами. Для попереднього концентрування сироватки перед сушінням обробляли на установках зворотного осмосу. Після концентрування до змісту твердих речовин 45 … 65 о / о концентрат швидко охолоджують до 30 ос в пластинчастому теплообміннику, поміщають в танк і охолоджують до 15 … 20 ОС при постійному перемішуванні, Сryщенная сироватка являє собою перенасиtленний розчин лактози, яка починає кристалізуватися ще в випарної апараті.
Сушка. Сироватку сушать так само, як і молоко, тобто в барабанних або розпилювальних сушарках. При використанні барабанних сушарок виникає проблема зі зняттям шару сухої сироватки з поверхні барабана. Тому сироватку перед сушінням змішують з наповнювачами, наприклад, пшеничними або житніми висівками.
Розпилювальна сушка найбільш поширений спосіб сушіння сироватки. перед сушінням концентрат сироватки обробляється, як описано вище, для того щоб в ньому утворилися невеликі кристали лактози, завдяки цьому продукт стає негігроскопічним і не утворює грудок при усмоктуванні вологи. Кислою сироваткою, яка утворилася при виробництві домашньою сиру і козеіна, складно висушувати через високий вміст молочної кислоти. вона агломеруються і утворює грудки при розпилювальної сушарці Сушка може бути полегшена шляхом нейтралізації та введення добавок, наприклад, знежиреного молока і зернових продуктів, але цей тип сироватки зараз не переробляється.
Поділ сухих речовин на фракції
Виділення білка. Раніше для виділення сироваткових білків використовували різні технології осадження але сьогодні на додаток до технологій осадження і комплексоутворення використовується мембранне і хроматографічне розділення (фракціонування). Процес, який найчастіше за все використовувався для виділення білків із сироватки, – це термічна денатурація. Осакденние в ході цього процесу білки є або нерозчинними, або слаборозчинні – в залежності від умов денатурації і називаються термічно обложеними сироватковими білками (тосБ). Нативні білки сироватки, які є складовою частиною сухої сироватки, можyт бути легко отримані шляхом її ретельного сушіння. Через невідповідного складу вони знаходять лише обмежене застосування у виробництві продуктів харчування (вміст білків, вищих молочних цукрів і золи становить близько 11%). З цієї причини була розроблена технологія виділення нативних білків сироватки в чистому вигляді. Нативні сироваткові білки, отримані методом мембранного разділенія або за допомогою іонообмінної технології, мають хороші функціональні показники розчинності, піноутворення, емульгування і гелеобразования.
Виділення білка з допомогою ультрафільтрації концентрат нативного білка має дуже хороший спектр амінокислот з високими ступенями змісту достyпного лізину і цистеїну.
Концентрат сироваткових білків (КСБ) – це порошок, отриманий при висушуванні, що утворюється при ультрафільтрації сироватки
Обeзводнення кoнцeтpaта сивopoтковиx білкoв (КСБ)
Знежирений сухий концентрат сироваткових білків, а сухому залишку якого міститься 30 … 85% білка, є вкрай цікавим для використання в деяких виробництвах – наприклад, а як замінник яєчного білка у збивають харчових продуктах типу меренги – і може також використовуватися як цінний інгредієнт в харчових продуктах і фруктових напоях. Вміст жиру знижують з 7,2% до 0,4%. продукт отримують методом мікрофільтрації. Жирові кульки концентруються разом з бактеріями, а знежирений пермеат направляється на другу ультрафільтраційну установку, а потім на діафільтрація сироватка нагрівається і сепарується для виділення максимально можливої кількості жиру у вигляді 25 … 30% -них вершків, Ці вершки можуть в подальшому ісполозоваться для нормалізації молока, що використовується для виготовлення сиру. при сепарування нерозчинні частинки також видаляються. Після цього сироватка пастеризується і охолоджується приблизно до 55, .. 60 оС перед подачею в танк для промежyточного зберігання.
Після збору сироватка перекачується в першу установку для ультрафільтрації та діафільтрація де її концентрація підвищується приблизно в 3 рази, ретентат перекачується в установку для мікрофільтрації, в той час як пермеат направляється в збірник після регенеративного охолодження. Ретентат, який містить велику частину жирів і бактерій, після мікрофільтрації збирається окремо, а знежирений пермеат направляється далі на установку для ультрафільтрації та діафільграціі. Утворений КСБ з вмістом сухих речовин 2о,., 25yо перед розфасовкою висушується в розпилювальної сушарці для зниження содержан ия вологи максимум до 4%, виділення денатурованих сироваткових білків.
В основному сироваткові білки не осащцаются при впливі сичужного ферменту або кислоти, проте можливо осадження сироваткових білків за допомогою кислот, якщо вони попередньо були піддані термічній денатурірованішю, Процес розділяється на дві стадії: осадження (денатурація) білка при одночасній тепловій обробці і регyлюванні рН, концентрування білків з використанням відцентрового сепарування.
Денатуровані сироваткові білки можуть бути змішані з молоком, призначеним для виробництва м’яких сирів (наприклад, Камамбер) перед сичуговим згортанням.
Хроматографічне виділення лактопероксідаза і лактоферину В цілому використання натуральних біологічно активних речовин вкрай необхідно для продуктів дитячого харчування, оздоровчих продуктів харчування, косметичних кремів і зубних паст, прикладами таких сполук є біологічно активні протеїни лактопероксидаза і лактоферин, які містяться в невеликих концентраціях в сироватці, зазвичай 20 мгlл лактопероксідаза і З5 мл / л лактоферину.
Для виділення цих білків з підсирної сироватки в промислових масштабах Шведська молочна асоціація (Sl \ ЛR) розробила і запатентувала технологічний процес, заснований нд хроматографії.
Головний принцип, який використовується в процесі, – це той факт що як лактопероксидаза, так і лектосферрін мають ізоелектричної точки в лужному області (рН 9,0.,. 9.5) тобто ці білки мають позитивний заряд в солодкої сироватці з нормальним рН 6,2 … 6,6, в той час як інші білки сироватки, наприклад В-лактоглобулин, з-лактоальбумін і альбуміни сироватки крові мають при тому ж рН негативний заряд. Тому найбільш відповідний процес відділення лактопероксідаза і лактоферину – це пропускання сироватки через спеціальну іонообмінну смолу з метою селективної адсорбції.
Молекули лактопероксідаза і лактоферину при взаємодії зарядів зв’язуються з функціональними групами катіонного обмінника або мають негативні заряди, що призводить до фіксації цих молекул на ионообменной смолі, в той час як інші сироваткові білки проходять через ионообменник, оскільки мають негативний заряд.
Магістр