Использование мембранных методов в молочной промышленности

В молочной промышленности ультрафильтрация и обратный осмос применяет как по отдельности, так и в совокупности, когда обратным осмосом концентрируют фильтрат, полученный ультрафильтрацией.

Ультрафильтрацию используют в производстве сыра, творога, белкового концентрата, обогащенного белком молока, мороженого, йогурта и др. Например, при выработке мягких сыров и сыров без созревания ультрафильтрация повышает концентрацию белка до 15…18 %, полностью удерживаются сывороточные белки в сгустке, что повышает на 20 % выход сыра и снижает расход сычужного фермента (на 80 %).

Наиболее широко применяется ультрафильтрация при обработке молочной сыворотки для выделения белков, при этом значительно уменьшается загрязнение окружающей среды отходами молочной промышленности (БПК неосветленной сыворотки около 50000 мг О₂/л, БПК сыворотки, обработанной ультрафильтрацией и обратным осмосом, менее 200 мг О₂/л). Есть установки, перерабатывающие до 150 т сыворотки в сутки.

Сывороточный белок, получаемый ультрафильтрацией, сохраняет нативные свойства и обладает высокой питательной и биологической ценностью (полноценный аминокислотный состав), что определяет широкий спектр применения, в т.ч. для производства заменителей женского молока, продуктов детского питания, лечебного и диетического питания.

Фильтрат, содержащий лактозу, также широко применяется, например, при производстве молочного сахара для пищевой промышленности и медицины; для производства ферментированных, газированных и негазированных напитков, пива, спирта, в кондитерской и хлебопекарной промышленности.

Таким образом основными достоинствами мембранных методов обработки молока являются:

1) возможность организации безотходной технологии;

2) получение нативного молочного белка из обезжиренного молока, белковых концентратов из сыворотки, на базе которых можно вырабатывать широкий ассортимент пищевых продуктов со специфическими питательными и лечебными свойствами, в первую очередь для детского питания;

3) экономическая эффективность применения мембранных установок.

Проводятся работы по применению ультрафильтрации цельного молока непосредственно на ферме, что снижает расход энергии, сокращает транспортные расходы, увеличивает производительность оборудования.

Ионообменная хроматография используется для деминерализации молочной сыворотки. Принцип этого метода основан на обмене подвижных ионов стационарной фазы и одноименно заряженных ионов из протекающего раствора (рис. 12):

Рис.12. Схема ионообменной установки для деминерализации молочной сыворотки: 1 – катионит, 2 – анионит, 3 – кран для выпуска деминерализованной сыворотки

Молочную сыворотку пропускают сначала через катионит, затем через анионит. Катионит связывает катионы минеральных солей сыворотки, анионит – анионы образующейся кислоты.