Технология производства - это совокупность и последовательность технологических операций по изготовлению продукта с учетом подбираемого с этой целью соответствующего оборудования.
Общие сведения о молочном сахаре
В пищевой промышленности и при изготовлении медицинских препаратов сейчас широко используется молочный сахар, представляющий собой чистый продукт, в виде которого получают лактозу. Необходимость получения молочного сахара обусловлено, прежде всего, тем, что лактоза, являясь углеводом животного происхождения, обладает уникальными свойствами.
Главным исходным сырьем для производства молочного сахара является молочная сыворотка. При этом наиболее предпочтительным ее видом в данном случае считается подсырная сыворотка. Хотя для получения молочного сахара можно также использовать и творожную сыворотку, и казеиновую сыворотку.
Основные способы получения молочного сахара
Молочный сахар производят в соответствии с определенной технологией, сущность которой теоретически заключается в выделении лактозы из молочной сыворотки с очисткой от балластных веществ (несахаров): минеральных солей, белков, жира. При этом, с одной стороны, в 20 раз повышается концентрация лактозы (с 4,5 % в исходной сыворотке до 90-99 % в готовом продукте), а с другой стороны, в сотни раз снижается содержание несахаров.
К сегодняшнему дню разработано три способа получения молочного сахара:
- лактоза выкристаллизуется из перенасыщенных сывороточных сиропов;
- молочная сыворотка подвергается глубокому очищению и сушке;
- образуются лактозаты, после чего разрушаются соединения.
На промышленных предприятиях в настоящее время широкое распространение получил первый способ производства молочного сахара, в основу которого положены сгущение молочной сыворотки и кристаллизация лактозы из растворов, пересыщенных за счет охлаждения.
Основой практического внедрения второго способа получения молочного сахара являются мембранные методы обработки молочной сыворотки, которые предоставляют возможность удалять несахара до требуемой степени чистоты готового продукта. Причем эта операция совмещается с концентрированием молочной сыворотки.
Третий способ сейчас представляет исключительно научный интерес. Т.е. технологической и технической разработки его применения на данный момент еще не было выполнено.
Технологическая схема производства молочного сахара
Принятая в настоящее время технологическая схема производства молочного сахара начинается с того, что определяется состав и качество молочной сыворотки. Она, в частности, должна иметь массовую долю сухого вещества не менее 5% и массовую долю лактозы на уровне 3,5-4,5 %.
Далее из молочной сыворотки необходимо удалить казеиновую пыль и молочный жир. Это происходит путем сепарирования, которое осуществляют центробежным способом при температуре 35-40°С.
В дальнейшем изготовители переходят к выполнению операции по очистке от белковых веществ (т.е. удалению сывороточных белков). Подобная задача решается путем тепловой денатурации в сочетании с коагуляцией и ультрафильтрацией.
Очищенную молочную сыворотку нужно сгустить. Процесс сгущения происходит в течение 4 часов при температуре 65°С. Он должен привести к тому, что массовая доля сухого вещества в сыворотке возрастет до 60-65%.
Образовавшийся к этому времени сироп подогревают до температуры 75-80°С. Это приводит к образованию кристаллизата молочного сахара с массовой долей лактозы 40-45 %.
Кристаллизация лактозы проводится в течение 10-36 часов, по ходу чего температура не должна превышать 15°С.
Далее при использовании промывной воды и осуществления центрифугирования отделяют влажные кристаллы лактозы и мелассу. Затем влажные кристаллы (желательно, во взвешенном состоянии) высушивают при температуре 70°С.
Готовый продукт нужно проанализировать и подтвердить, что массовая доля лактозы в сахаре составляет 88-95 %. Этот сахар нужно растворить. Это означает необходимость добавления такого количества воды, при котором массовая доля сухого вещества снижается до 60-65 %.
Следующая технологическая операция - это рафинация, которая предполагает внесение осветителей (в их качестве обычно используют активированный уголь или диатомит). Большое значение имеет операция фильтрация, которая проводится через бельтинг.
Затем в течение 10-15 часов снова происходит кристаллизация лактозы, что требует очередное отделение кристаллов лактозы так же, как оно выполнялось ранее, а также сушку влажных кристаллов. Если в конечном итоге будет установлено, что массовая доля лактозы составляет 99,0-99,5%, то молочный сахар будет считаться готовым.
Совершенствование технологии производства молочного сахара
Выше рассмотренная технология получения молочного сахара может быть усовершенствована в результате применения мембранных методов. Если молочный сахар производить на основе глубокой очистки сыворотки мембранными методами (такими как улырафилырация и элекгродиализ) с распылительной сушкой сиропов, это дает возможность получить продукт пищевой категории качества в аморфной форме.
Одной из острых практических проблем получения молочного сахара на данный момент считается снижение расхода сырья на единицу вырабатываемой продукции. В частности, наибольшие потери лактозы от общей суммы потерь (27-33 %) происходят на таком технологическом этапе, как центрифугирование и промывка кристаллов. Следовательно, именно это направление должна стать приоритетным с точки зрения принятия мер по повышению выхода готового продукта.
Таким образом, молочный сахар предприятия-изготовители получают в результате четкого соблюдения основных положений определенной технологии (технологической схемы).
