ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР
1.1. Патентный обзор 5
1.2. Информационный обзор 13
ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 16
2.1. Обзор существующих технологий и способов вторичной
переработки молочной сыворотки 16
2.1.1. Микрофильтрация 17
2.1.2. Ультрафильтрация 17
2.1.3. Нанофильтрация 19
2.1.4. Обратный осмос 20
2.1.5. Электродиализ 21
2.2. Перспективность технологии переработки молочной сыворотки и
современное состояние оборудования молокоперерабатывающих предприятий 25
2.3. Анализ современных методов и устройств деминерализация
молочной сыворотки с применением электродиализных установок 28
2.4. Электродиализ молочной сыворотки 30
2.5. Методы организации процесса 32
2.6. Технологические особенности мембран и аппаратов 33
2.7. Условия применения метода 35
2.8. Обзор концепции переработки молочной сыворотки 36
2.9. Расчет прямоточной электродиализной опреснительной установки
молочной сыворотки 41
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОДИАЛИЗ. АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ПЕРЕРАБОТАННОЙ ПОДСЫРНОЙ СЫВОРОТКИ 46
3.1. Электродиализ подсырной сыворотки 47
3.2. Переработка соленой сыворотки 54
3.4 Технологические аспекты кристаллизации лактозы при производстве сухих продуктов на базе подсырной сыворотки 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Молочная сыворотка обладает высокой пищевой и биологической ценностью, содержит около 50% сухих веществ молока, энергетическая ценность, в значительной части за счет высокого содержания лактозы, составляет 36% от цельного молока, но на сегодняшний день существует ряд проблем, одной из которых является переработка сыворотки. Увеличение производства молочных продуктов приводит к значительному увеличению количества сыворотки как побочного продукта переработки молока, что приводит к снижению эффективности производства и загрязнению окружающей среды, т.к. большую часть сыворотки заводы сливают в канализацию, выплачивая немалые штрафы. Согласно исследовательской деятельности компании «Abercade» в последние годы в Российской Федерации в среднем производится около 865,4 тыс. т сыра и творога, что по расчетам экспертов соответствует выработке около 5,8 млн. т натуральной сыворотки, что составляет 4,2% от общего объема выработки сыворотки в год по всему миру. Из всего объема полученной сыворотки около 80% удаляется в сточные воды. Слив молочной сыворотки создает экологическую проблему для окружающей среды, так как загрязняющая способность сыворотки превышает аналогичный показатель для сточных вод в 500-1000 раз. В проигрыше экономика, удорожаются молочные продукты. Сегодня в России переработкой сыворотки не занимается ни один завод молочной промышленности, в то время как тонны ценного продукта попросту сливаются. С одной стороны, вопрос стоит остро и давно обсуждается, с другой нет четкого подхода и конкретных решений. Установка специальног о оборудования переработки вторичной молочной продукции позволит вывести любое производство на новый уровень. Переработка сыворотки позволяет и производству экономить на налогах, транспортировке, а также получать новый продукт, подлежащий дальнейшей реализации.
В работе описывается процесс получения сухой деминерализованной подсырной сыворотки применением технологии электродиализа. Проведен анализ динамики кислотности и удельной электропроводности при процессе электродиализа.
Определен уровень деминерализации (уровни снижения зольности) при нанофильтрации, в исследованном образце составил до 38,7 % для подсырной сыворотки. Определены физико-химические показатели подсырной сыворотки при нанофильтрационной обработке.
Изучены закономерности электродиализной обработки подсырной, подсырной соленой сывороток. Определены физико-химические характеристики продуктов электродиализной обработки для подсырной сыворотки. Выявлено, что технологически возможна совместная переработка подсырной сладкой и соленой сывороток с получением продукта, отвечающего требованиям к сухой сыворотке, деминерализованной до 90 %. Проведение однократной диафильтрации на этапе нанофильтрационного концентрирования смеси позволяет повысить производительность электродиализной установки примерно на 5-7 %.
Установлено, что белки, содержащиеся в сыворотке, в ходе ее обработки на электродиализной установке отлагаются на поверхностях мембран в количестве 0,0335-0,120 г/м2. Показано, что в составе отложений преобладает казеин - до 80 %, при том, что в исходной сыворотке его содержание составляет порядка 20-30 % от общего количества белка.
Определено, что одним из перспективных путей использования концентратов солей является их использование в составе микроудобрений, которые будут использованы для полива травостоев лугов и пастбищ с целью увеличения их кормовой продуктивности.
Предложен новый способ кристаллизации молочной сыворотки при сгущении в вакуум-выпарном аппарате циркуляционного типа, основанный на непрерывной кристаллизации во втором корпусе аппарата.
Применение технологии переработки молочной сыворотки при помощи процесса электродиализ в предприятиях производящих молочную продукцию крайне необходимо. Данная технология позволит уменьшить объем сбросов молочной сыворотки в сточные воды, тем самым улучшая экологическую ситуацию. Позволит экономить предприятиям финансовые ресурсы и освоить новую отрасль в промышленности. Продукт переработки молочной сыворотки, так называемая сухая сыворотка, найдет применение в области фармакологии, косметологии, в продуктах детского питания, в сельской-хозяйственной отрасли и т.д.
