Резюме Безотпадни и нискоотпадни технологии в млечната промишленост - Банка с резюмета,
Според изследване на Полския институт за млечна промишленост, при производството на млечна захар от суроватка, серен диоксид е използван за консервиране на последната и тя е консервирана веднага след производството. Установено е, че когато се третира 0,22% серен диоксид, разграждането на млечната захар в суроватката, съхранявана при 8–18 ° C в продължение на 3–14 дни, почти напълно спира, а когато се добави 0,1% серен диоксид, разграждането на млечната захар се инхибира до голяма степен както през лятото, така и през зимата.
В края на периода на съхранение суроватката се изпомпва в вана, нагрява се и се подкислява с концентрирана сярна киселина до 22°SN. След това чрез добавяне на 30% разтвор на NaOH киселинността му се намалява до 12°SH. В този случай протеинът под формата на големи зърна се утаява. Избистреният серум се сгъстява във вакуумен апарат и кристализира. Млечната захар от консервирана суроватка се произвежда по същите методи, както от неконсервирана суроватка. Добивът на захар е същият.
В Канада е разработен метод за повишаване на хранителната стойност на суроватката чрез добавяне на дрожди Candida pseudotropicalis към нея. Ферментацията се извършва във вакуумни котли за 48 часа. Полученият продукт не съдържа лактоза. След изсушаване на валцова сушилня се получава прах, съдържащ 39% протеин, 19% мазнини, 30% пепел, 12% безазотни екстрактни вещества и малко тиамин и рибофлавин.
Според американски изследователи, при отглеждане на дрожди върху суроватка, процесът може да се ускори чрез използване на повишено количество семена от дрожди Saccharomyces fragilis - 25 - 30% от теглото на захарта и добавяне на допълнително хранене под формата на 0,5% (NH4) 2SO4; 0,5% K2HPO4 и 0,1% Difco екстракт. При коетолактозата е напълно ферментирала за 3-4 часа, а добивът на дрожди е 23 g/l, което е 85% от теоретичния. При такова бързо възпроизвеждане на дрождите не е необходимо предварително отстраняване на протеина от суроватката и нейното избистряне, както и нейната стерилизация.
Култивирането на дрожди се предвижда на мобилен агрегат, монтиран на автомобил, на който са разположени топлообменник за поддържане на постоянна температура на средата, два филтъра, филтратосборник, приемник за лакталбумин и дрожди и устройство за изсушаването им. Този метод се препоръчва за всички фабрики за сирене. Проблемът с биологичното третиране на останалия филтрат е решен.
В Германия от суроватка се приготвят суроватъчен протеин, сироп, паста и сметана, бира, суроватка на прах и др.Суроватъчен крем например се получава чрез изпаряване на суроватка с добавяне на пълномаслено мляко.
В Япония е разработен метод за получаване на питателен продукт от суроватка за сирене. Суроватката преминава последователно през амберлитовата катионообменна смола IR-120 в Н-форма и анионообменната смола IRA-400 в ОН-форма за отстраняване на съдържащите се в нея неорганични соли. След това масата се стерилизира при 75°С за 15 минути и се концентрира под вакуум до получаване на продукт, съдържащ около 40% твърди вещества. При температура 40 - 50°C към концентрата се добавят водни разтвори на железен хлорид и натриева сол на хексаметафосфорна киселина, след което масата се суши в пулверизационна сушилня и се получава готовият продукт.
Синтетични полимери.Суроватката се ферментира за получаване на млечна киселина и полимеризация чрез дехидратиране на последната до акрилова киселина, която се използва за производството на акрилни смоли. Изходът на млечна киселина от суроватката е 90 - 95% от количеството млечна захар.
Във водатаразтвор спонтанна полимеризация на млечна киселина протича при стайна температура. Резултатът е лактил млечна киселина, лактиди и лактил-лактил млечна киселина в равновесно състояние. Когато млечната киселина се кондензира, се образува метил лактат. Млечната киселина и нейните полимери реагират с мастни алкохоли или поливалентни метални йони, за да образуват полимери, които се използват в покрития. Последващата естерификация произвежда пластификатори за винилови смоли. Суроватката, частично ферментирала, се използва за емулсионни бои, суха суроватка - като стимулатор на растежа на растенията, както и за предотвратяване на мозаечни вирусни заболявания на житни растения.
Смес от суроватка с лепило или с други химикали се използва като свързващо вещество при производството на суха мазилка, гипс или гипсокартон [2].
3. Използване на серум в България
От голямото разнообразие от хранителни, фуражни и технически продукти, получени от суроватка, най-интересни за нашите условия са следните: суха и кондензирана суроватка, сурова млечна захар, суроватъчен сироп, рафинирана млечна захар, суроватъчна паста и сирена от шведска суроватка (museost), както и фуражна мая.
Суроватката от мляко на прах може да се използва в хлебопекарното производство като компонент на тесто или при производството на течна мая. Най-ефективното използване на суроватка при производството на млечна захар, включително рафинирана, която се използва широко за производството на бебешка храна. Досега производството на млечна захар в България се развива по пътя на организиране на специализирани цехове в паровомеханизирани сиренарници. В тези магазинисуроватката на това растение се преработва главно, така че такива магазини са сравнително малки и неефективни. Необходимо е да се организира производството по такъв начин, че да се използва суроватката от дълбоко разположени фабрики за сирене, за което е необходимо да се създадат цехове за варене на сироп, продуктите от които трябва да отиват в специален завод за млечна захар или в централна фабрика за сирене с голям цех за млечна захар. Суроватъчният сироп се съхранява дълго време и може да бъде доставен до централния завод в зависимост от необходимостта.
Препоръчително е суроватката да се използва за получаване на млечна захар в количеството, необходимо за медицинската индустрия, за да се спре напълно вносът й, както и за производство на хранителни продукти - желе, квас, газирани напитки, суроватъчна паста и сирене, т.е. най-пълното използване на ценни суроватъчни вещества за хранителни цели.
Витаминни препарати.Ленинградският технологичен институт за хранителна промишленост разработи технология за производство на суха суроватка, обогатена с рибофлавин. Тя е следната. Към серум при pH 5,5 - 6,5 добавете 1% глюкоза и 0,5 - 1% автолизат от дрожди. Сместа се пастьоризира при температура 95°С за 15 - 20 минути. След това средата се охлажда до 28 - 30 ° C и се инокулира с дрождеподобен микроорганизъм Eremathecium Ashlyii, синтезиращ витамин В2 (рибофлавин) под формата на 1% суспензия от мицел на 2 - 3-дневна култура, отглеждана върху пивна агар. Културата се отглежда във ферментатори по дълбок метод с аериране за 4-5 дни. В края на ферментацията масата се изсушава и се получава сух препарат, обогатен с рибофлавин, който може да се използва като фураж или за обогатяване на редица хранителни продукти.
Според метода, разработен във ВНИМИ на базата намлечната суроватка се получава като мултивитаминен концентрат чрез отглеждане на бактерии с пропионова киселина, ацидофилус бацил и дрожди. Биосинтезата от тези микроорганизми на комплекс от различни витамини (особено В12, пантотенова и никотинова киселина), както и биологично активни съединения като стимуланти и антибиотици, позволява да се получи лекарство, което има ценни биологични свойства и се използва за обогатяване на мляко и млечни продукти.
Микроорганизмите се култивират отделно, след което се смесват в равни количества и се изсушават. Бактериите на пропионовата киселина се култивират при 30°C в продължение на три дни върху суроватка, където се добавят 5% хидролизирано мляко и 0,5% автолизат от дрожди.
Културата от ацидофилен бацил се отглежда 16 часа в стерилно обезмаслено мляко при 37°С. Култивирането на дрожди върху суроватка се извършва в продължение на три дни при 30°C.
Протеиново-витаминни концентрати. Фуражната мая се отглежда върху суроватка и се получава протеиново-витаминен концентрат, който има следния химичен състав,% сухо вещество: протеини - 32, мазнини - 5, млечна захар - 25, безазотни екстракти - 32, минерали (калций, фосфор: и др.) - 16, млечна киселина - 4. Прахообразният концентрат съдържа голямо количество витамини: В1 - 7,2, В2 - 42-49; PP - 123-193, B12-0.22, пантотенова киселина - 84 - 99; биотин - 0,11; пиридоксин - 8,2 mg / kg.
Концентратът се произвежда по технологична схема, разработена от Lefrancois (Франция). Млечната суроватка се съхранява в три резервоара, откъдето се изпомпва за пастьоризация, след което постъпва в резервоари за смесване с хранителни соли. От резервоарите се захранват два ферментатора, къдетонепрекъснато култивиране на специална култура от дрожди, която използва лактозата, съдържаща се в суроватката в първия резервоар, и млечната киселина във втория резервоар с непрекъснато аериране на средата.
Във ферментаторите се поддържа постоянно ниво на течност (емулсия) с помощта на специално устройство, активирано от импулс от налягането на въздуха в тръбопроводите, което съответства на налягането на колоната течност във всеки апарат.
Съгласно тази схема бяха инсталирани пълни инсталации в заводите за масло Ostrogozhsky, Vilnius и Znamensky с обработка на до 40 m 3 суроватка във всяка и получаване на до 2 тона концентрат под формата на прах.
По тази схема от 1 тон суроватка може да се получи 45-48 кг концентрат, включващ 13-15 дрожди, 10-12 млечна захар, 13 недрождеви протеини и други вещества и 8 кг соли.
За производството на 1 kg концентрат се изразходват: 8 g фосфорна киселина (по отношение на фосфорен анхидрид. Р2Ог5); 35 g амонячен азот под формата на урея и амониев сулфат; не повече от 0,52 kW електроенергия; 12 кг пара; по-малко от 100 литра вода; 200 г мазут. Устройството се управлява от двама души. Използването на концентрат намалява консумацията на фураж с увеличаване на наддаването на тегло.
ВНИМИ разработи метод за получаване на течна фуражна мая от суроватка - протеиново-витаминен продукт, съдържащ до 25% протеин. Такъв продукт напълно замества обезмасленото мляко при хранене на телета. Приблизителната цена на инсталация с капацитет от 300 хиляди тона преработена суроватка годишно е 12 хиляди рубли. Необходимо е да се подобри технологията и оборудването и широко да се въведе в индустрията методът за получаване на фуражна мая от суроватка.
Когато се използва само половината от суроватката за отглеждане на фуражна мая, могат да се получат допълнителни 60 хиляди тона месо годишно.
Суроваткасироп.При производствени условия от суроватка чрез замразяване се получава концентриран сироп, съдържащ 11,8% твърди вещества (2,3 пъти по-дебел).
В предприятията на млечната промишленост на Воронежска област се произвежда сух млечен заместител, който се използва за хранене на телета, за да се намали консумацията на пълномаслено мляко. Произвежда се от обезмаслено мляко, дезодорирана свинска мас, фосфатиден концентрат, витамини и биомицин хидрохлорид по технология, разработена от Всеруския научноизследователски институт по мазнини и Всеруския научноизследователски институт по животновъдство.
Биологичният препарат на TFR се получава чрез изсушаване на кондензирано обезмаслено мляко, ферментирало със специални култури от млечнокисели бактерии. Използва се при силажиране на царевица, боб, захарно цвекло и други фуражни култури.
Биологичният препарат BAC също се получава чрез изсушаване на обезмаслено мляко или суроватка, ферментирали с ацидофилни култури от млечнокисели бактерии с добавяне на микроелементи (соли на кобалт, мед, цинк, желязо) и витамини (A, B1, B12, C, D2). Това лекарство се използва за профилактика и лечение на стомашно-чревни заболявания, както и за подобряване на растежа и развитието на млади селскостопански животни и птици.
Низини. От млечна суроватка чрез замразяване се получава концентрат, съдържащ антибиотични вещества като низин. Последният има бактериостатични свойства. От концентрата след обработка със спирт (или ацетон) и сушене при 30°C се получава нативен низин. Установено е, че както концентратът, така и разтворът на нативен низин (2000 mg/l) са подходящи за обработка на месни полуфабрикати.
Обработените полуфабрикати напълно запазват своите органолептични качества след 24 часа излагане при температура около 20 ° C, докато непреработените полуфабрикати идватв пълна запуснатост.
Напоследък се работи за увеличаване на съдържанието на протеини в много храни и фуражи.
Изварената суроватка се получава в обикновени фабрики, разположени на значително разстояние от селскостопанските предприятия, което създава трудности при нейното транспортиране [2].
4. Общи въпроси на преработката на вторични млечни суровини
4.1 Химичен състав, физични свойства и биологична стойност на вторичните млечни суровини
4.1.1 Химичен състав
Основните и най-ценни компоненти на вторичните млечни суровини са протеини, липиди (млечна мазнина) и въглехидрати (лактоза). В допълнение към основните компоненти, минерални соли, непротеинови азотни съединения, витамини, ензими, хормони, имунни тела, органични киселини преминават във вторични млечни суровини, т.е. почти всички съединения, намиращи се в момента в млякото. Съдържанието на основните компоненти в обезмасленото мляко, мътеницата и суроватката в сравнение с пълномасленото мляко (в %) е показано в таблица 1.