Малоотходные технологии в молочной промышленности

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»

Факультет корабельной энергетики и автоматики

Кафедра «Экологии промышленных зон и акваторий»

Курсовая работа

по дисциплине «Малоотходные и ресурсосберегающие технологии»

Тема: «Малоотходные технологии в молочной промышленности»

Выполнил: Катаев Максим Евгеньевич

Группа: 2340

Проверил: Нифонтов Юрий Аркадьевич

Санкт-Петербург

2014г.

Аннотация

Курсовая работа содержит: 22 страницы, 3 рисунка, 1 таблица, 2 формулы, 6 источников литературы

Ключевые слова: белки, вещества, сыворотка, сырьё, обработка, пастеризация, микроорганизмы, лактоза, ферменты.

В курсовой работе рассматриваются проблемы основных направлений разработки малоотходных технологий при переработке отходов молочной промышленности

Нельзя усомниться в важности рассмотренной проблемы - вторичные молочные продукты находят применение в разнообразных областях хозяйства, но наиболее востребованы они в сельском хозяйстве. Рациональное использование вторичных молочных продуктов предусматривает комплексный подход.

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ

1. 1 Отходы молочной промышленности

2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЕРЕРАБОТКИ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

2.1 ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ. ПАСТЕРИЗАЦИЯ

2.2. СЕПАРИРОВАНИЕ

2.3. КОНСЕРВИРОВАНИЕ

3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

3.1 ОБРАБОТКА МИКРООРГАНИЗМАМИ

3.2 ОБРАБОТКА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИМИ ФЕРМЕНТНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

5. ЛИТЕРАТУРА

1. Введение

В процессе промышленной переработки молока на масло, сыр, творог получают «побочные» продукты - обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку, так называемое "вторичное молочное сырье". По своим биологическим свойствам вторичное молочное сырье не хуже цельного молока. В цельном и обезжиренном молоке, а также в пахте содержится равное количество белков (азотистых веществ) - 3,2%, лактозы - 4,7% и минеральных веществ - 0,7%, в молочной сыворотке - соответственно 0,8; 4,8 и 0,5%. Наиболее ценными элементами вторичного молочного сырья являются белки, молочный жир, углеводы, минеральные соли. В нем присутствуют также витамины, ферменты, органические кислоты и другие элементы, которые переходят из молока.

В настоящее время много внимания уделяется более полному и рациональному использованию всех различных частей молока в ходе его промышленной переработки.

В большинстве случаев занятия, направленные на экономную, рациональную и внутреннюю переработку сельскохозяйственного сырья, в частности молока, экономически более выгодны, чем дополнительное получение этого сырья в нашем хозяйстве. Кроме того, в большинстве стран мира наблюдается нехватка пищевых белков. Наряду с количественным дефицитом все большую роль некачественность.

Имеющиеся в природе разнообразные белки отличаются друг от друга лишь разным содержанием в них аминокислот. Растительные белки, например, содержат малое количество таких особенных аминокислот, как лизин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан.. Наряду с высокой биологической ценностью молочные продукты обладают полезными отличительными свойствами, улучшающими качество других пищевых продуктов. Легче удается рационально уравновешивать и применять всю совокупность пищевых белков, а так же и растительных.

Наиболее полно требованию оптимального содержания ценных компонентов соответствуют маложирные продукты, полученные из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Так, например, сухие вещества молочной сыворотки содержат 71,7% лактозы, 14% азотистых веществ, 7,7% минеральных веществ, 5,7% жира, 0,9% прочих веществ.

Отличительной особенностью молочных белков является также то, что при их расщеплении образуются пептиды и другие компоненты, которые всасываются непосредственно в кровь. Усвояемость молочных белков человеческим организмом практически полная. Растительные белки таким свойством не обладают. По аминокислотному составу белки молока равноценны белкам мяса, однако в отличие от них не содержат пуриновых оснований, избыток которых вредно влияет на обмен веществ в организме.

Значительные объемы, питательная и биологическая ценность обусловливают необходимость сбора и использования обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Полное и рациональное использование вторичного молочного сырья может быть достигнуто только на основе его промышленной переработки в пищевые продукты, медицинские препараты, кормовые концентраты и технические полуфабрикаты.

В нашей стране накоплен значительный опыт промышленной переработки и использования вторичного молочного сырья: уточнены и углублены данные по пищевой и биологической ценности вторичного молочного сырья и продуктов из него; разработаны основные технологические процессы выделения и использования молочного жира, производства сухих и сгущенных концентратов; отработаны некоторые направления биологической обработки вторичного молочного сырья на пищевые и кормовые цели; разработана технология выделения, обработки и сушки белков молока и их использования в колбасном и кондитерском производстве.

Новые технологические процессы предусматривают полное использование всех составных частей молока, комплексную его переработку в различные пищевые и кормовые продукты и полуфабрикаты. На предприятиях создаются специализированные цехи и участки по переработке вторичного молочного сырья. Разрабатываются комплексы оборудования и технологические линии по переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки с использованием традиционных и новых методов обработки, таких как электродиализ, обратный осмос, ультрафильтрация, ферментативный катализ.

Использование вторичных ресурсов сырья молочной промышленности является общегосударственной задачей, поскольку при их переработке может быть получено значительное количество полноценных пищевых продуктов, технических полуфабрикатов, кормовых изделий [1].

1.1. Отходы молочной промышленности

Основным отходом молочной промышленности является сыворотка, которая получается в результате переработки цельного и обезжиренного молока на сыр, творог и технический казеин. Химический состав сыворотки показан в табл.1. Его значительные колебания зависят от состава исходного сырья и способа отделения белка.

Таблица 1.

	Сухого вещества,%	Белка, %	Молочного сахара, %	Жира, %	Золы, %	Калорийность 1 кг, кал
Сыворотка подсырная	6,5	0.4	4,8	0,4	0,5	233
Сыворотка творожная	6,0	0,5	4,0	0,3	0,7	217

Основные компоненты сыворотки (жир, молочный сахар, белок, соли) особенно ценны тем, что находятся в мелкодиспергированном состоянии, вследствие чего наиболее легко усваиваются организмом. В сыворотке находятся легко усвояемые организмом белки - альбумин и глобулин, а также ценные для организма фосфолипиды и витамины. Если калорийность молока принять за 100%, то калорийность подсырной сыворотки составляет 37, а творожной 34%. В зависимости от вида и типа вырабатываемого продукта изменяется количество получающейся сыворотки.

На основе расчета установлено, что предприятия молочной промышленности при производстве сыра, творога и казеина получают сыворотки около 4 млн. т. Кормовая ценность сыворотки составляет более 500 тыс. т кормовых единиц.

Основными причинами неполного использования сыворотки являются резкая сезонность в ее получении, быстрая порча и недостаточная стойкость выработанных из нее продуктов, удаленность получения сырья от мест сбыта этих продуктов, сравнительно высокая стоимость кормовой единицы сыворотки и затруднения, связанные с ее транспортировкой [2].

2. Общие вопросы переработки вторичного молочного сырья

2.1. Первичная обработка вторичного молочного сырья. Пастеризация

Процесс пастеризации вторичного молочного сырья обусловлен необходимостью подавить развитие нежелательной микрофлоры. Кроме того, три пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев при дальнейшей переработке молочной сыворотки нежелательно.

Пастеризация обезжиренного молока и пахты проводится на оборудовании и при режимах, принятых для цельного молока, но в ряде случаев режимы пастеризации (температура и продолжительность) обусловлены специальными требованиями технологического процесса производства продукта пли полуфабриката. Пастеризацию сыворотки рекомендуется проводить "низкотемпературную", т.е. при температуре 63 - 66 °С с выдержкой 30 мин.

Пастеризация осуществляется на современных установках трубчатого и пластинчатого типов с автоматическим поддерживанием температуры нагрева.

Наибольшее распространение получили автоматизированные пастеризационно-охладительные установки пластинчатого типа производительностью от 3000 до 25 000 л/ч. В состав установки типа входят уравнительный бак с клапанно-поплавковым устройством для регулирования уровня молока в баке, центробежный насос для молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, центробежный насос для горячей воды, пароконтактный нагреватель для нагревания воды и пульт управления [4].Техническая характеристика пастеризационно-охладительной установки А1-ОКЛ-10

Производительность, л/ч	10000
Температура пастеризации молока, °С	76 - 80
Выдержка молока при температуре пастеризации, с	25
Температура охлаждения молока, °С	2 - 6
Коэффициент регенерации тепла,%	85 - 87
Расход пара, кг/ч	160 - 190
Мощность электродвигателей, кВт	16,5
Габаритные размеры, мм	5500 х 4200 х 2500
Масса, кг	3500

Рис. 1. Общий вид пластинчатого аппарата установки марки А1-ОКЛ-10:

1 – штуцер выхода молока из секции регенерации;

2 – станина; 3 – секция пастеризации; 4 – штуцер входа молока в секцию пастеризации; 5 – штуцер выхода молока из аппарата; 6 – штуцер входа ледяной воды;

7 – зажимной механизм; 8 – ножка; 9 – секция охлаждения; 10 – штуцер входа молока в секцию охлаждения;

11 – штуцер выхода молока из секции пастеризации;

12 – секция регенерации;

13 – штуцер входа сырого молока в секцию регенерации

2.2. Сепарирование

Из вторичного молочного сырья сепарированию подвергается только сыворотка. Сыворотку сепарируют с целью извлечения молочного жира и казеиновой пыли. Сепарирование сыворотки применяется также для выделения из нее сывороточных белков после их тепловой коагуляции при получении белкового продукта, а также при очистке от несахаров процессе производства молочного сахара. Содержание молочного жира в сыворотке, полученной при производстве сычужных сыров, составляет обычно от 0,2 до 0,6%. Содержание жира в творожной сыворотке зависит от вида вырабатываемого творога. В сыворотке содержатся и частицы казеина в количестве 0,4 - 1%. После извлечения жира и казеиновых частиц сыворотка представляет собой кинетически устойчивую систему, практически не подвергающуюся расслоению.

Молочный жир и казеиновые частицы выделяются из сыворотки при сепарировании ее в сепараторах-сливкоотделителях. Молочный жир отделяется от сыворотки в виде подсырных сливок. Для извлечения жира и казеиновой пыли из сыворотки рекомендуется саморазгружающийся сепаратор А1-ОХС полузакрытого типа с двухсекционным барабаном..

Техническая характеристика сепаратора А1-ОХС

Производительность, л/ч	5000
Частота вращения барабана, с-1	83,3
Количество тарелок барабана, шт: для осветления	17
для разделения	82
Диаметр осветлительной тарелки, мм: максимальный	318
минимальный	155
Диаметр сниетительной тарелки, мм: максимальный	400
минимальный	155
Угол наклони образующей тарелки, град.	50
Габаритные размеры, мм	11500 х 940 х 1690

Ниже показана принципиальная технологическая схема извлечения жира и казеиновой пыли из молочной сыворотки (схема 1).

Схема 1.

Молочную сыворотку сепарируют при 35 - 40 °С непосредственно после удаления ее из сыроизготовителя, т.е. без предварительного подогревания. Допускается хранение подсырной сыворотки перед сепарированием не более 24 ч при температуре 8 - 10 С. Творожную сыворотку хранить не рекомендуется.

Физико-химические показатели сливок из сыворотки приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Массовая доля жира в сливках,%	Норматив кислотности для сливок,%
	подсырных	творожных
20 - 25	17	60
26 - 30	16	59
31 - 35	15	58

Полученные при сепарировании сыворотки сливки то составу и свойствам несколько отличаются от обычных. В них содержится на 3 - 4% меньше сухих обезжиренных веществ и практически отсутствует казеин. Подсырные сливки используют для нормализации смеси при выработке сыров, для выработки подсырного масла, для производства плавленых сыров и мороженого.

Рис. 2. Общий вид саморазгружающегося сепаратора А1-ОТС: 1 — гидроузел; 2 — коммуникации; 3 – крышка сепаратора; 4 — барабан; 5 - приемник осадка; 6 - станина

Для выделения из сыворотки скоагулированных белковых веществ может быть использован способ центрифугирования. Система сыворотка - хлопья белка представляет собой грубодисперсную суспензию, разделяемость ее довольно низкая, что можно объяснить значительной гидрофильностью частиц, Для выделения скоагулированных белков используют сепаратор А1-ОТС (рис.2) с периодической центробежной выгрузкой осадка.

Разделение рекомендуется проводить при температуре сыворотки 410 - 60 С. Полученную белковую массу необходимо немедленно охлаждать или направлять на промышленную переработку [4].

2.3 Консервирование

Под консервированием понимается такая обработка молочных продуктов, в результате которой они сохраняются длительное время без разложения входящих в них белков, жиров, углеводов и других компонентов. Важно также полное сохранение природных свойств продукта при наименьших затратах.

Для сохранения качества молочной сыворотки при производстве молочного сахара можно применять формалин и перекись водорода. Формалин (формальдегид) вводится в количестве 0,025% 40% -ного раствора, перекись водорода - в количестве 0,03% 30% -ного раствора.

Известно, что (перекись водорода разлагается через 45 - 50 ч хранения сыворотки (с этого момента начинает увеличиваться ее кислотность). Формалин сохраняется в сыворотке более трех суток. При производстве молочного сахара перекись водорода инактивируется на стадии очистки сыворотки, а формалин отходит с межкристальной жидкостью (мелассой). Готовый продукт не содержит консервантов.

Возможно консервирование натуральной и сгущенной молочной сыворотки сорбиновой кислотой. В качестве консерванта можно использовать хлористый натрий (поваренную соль), который задерживает развитие основной микрофлоры сыворотки при концентрации 5-10%, а также этиловый спирт при концентрации 10%, сернистый ангидрид, аммиак и другие вещества.

Известны способы консервирования сыворотки путем сгущения и сушки. Аналогичные способы консервирования могут быть использованы для обезжиренного молока и пахты [4].

3. Биологические методы обработки вторичного молочного сырья

Целесообразность биологической обработки обезжиренного молока, пахты и в особенности молочной сыворотки обусловлена возможностью повышения питательной ценности этого сырья за счет обогащения полезными веществами. Основные направления биологической обработки: синтез белковых веществ дрожжами, использующими для своего роста и развития лактозу; гидролиз лактозы протеолитическими ферментами до более сладких моноз; микробный синтез витаминов, жира, ферментов и антибиотиков; переработка лактозы и молочную кислоту и этиловый спирт; расщепление молочных белков до свободных аминокислот [4].

3.1 Обработка микроорганизмами

Использование микроорганизмов является основным методом биологической обработки молочного сырья. На этом методе основано производство широкого ассортимента диетических кисломолочных продуктов (кефир, ацидофилин, простокваши, йогурт, кумыс, творог, напитки из пахты и сыворотки), (полуфабрикатов для пищевых целей (сыворотка сгущенная сброженная), кормовых (сыворотка обогащенная, закваска для силосования кормов, Био-ЗЦМ) и технических (этиловым спирт, молочная кислота, столовый уксус, низин и др.) продуктов.

При изготовлении молочнокислых продуктов в молочное сырье вносятся различные закваски, которые готовят на чистых культурах соответствующих видов микроорганизмов (молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи). В результате молочнокислого брожения происходит расщепление лактозы до глюкозы и галактозы и далее до молочной 'кислоты:

С12Н22О11 + Н2О = 4СН3СНОНСООН

Лактоза Молочная кислота

Параллельно с молочнокислым брожением, как правило, протекают побочные процессы, которые обусловливают накопление продуктов распада лактозы - летучих кислот, спиртов, диацетила. Брожение прекращается самопроизвольно, когда микроорганизмы расщепляют лишь часть (около 20%) лактозы, поскольку образующаяся молочная кислота губительно действует на их дальнейшее развитие.

При внесении в молочное сырье вместе с молочнокислой закваской дрожжей идет спиртовое брожение, которое в общем виде можно представить следующим уравнением:

С12Н22О11 + Н2О = 4СН3СН2ОН + 4СО2

Лактоза Этиловый спирт Углекислота

Если протекают другие виды брожения (маслянокислое, углекислое, пропионовокислое), то они вызывают пороки молочного продукта.

Закваски - основная составная часть первичной микрофлоры кисломолочных продуктов.

Производится она в специализированных лабораториях. В настоящее время разработаны прогрессивные методы непрерывного культивирования молочнокислых бактерий с целью накапливания биомассы для приготовления концентрированных заквасок.

Принципиальная схема производства кисломолочных продуктов состоит из ряда общих технологических операций (схема 2).

Схема 2

Для приготовления некоторых кисломолочных налитков используют концентраты молочной сыворотки или белковые сывороточные концентраты, которые ускоряют процесс сквашивания, улучшают питательную ценность, органолептические и диетические свойства продуктов.

Для производства белково-углеводного концентрата (БУК) производится обработка подсырной сыворотки специальной закваской из штамма ацидофильной палочки 12б.

Сбражившше сыворотки проходит в ферментерах в течение 5 - 6 ч до кислотности 60 - 70°Т. Сброженная сыворотка досгущается до массовой доли сухих веществ 40 или 60%. БУК применяют при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

Под действием молочнокислых микроорганизмов лактоза может сбраживаться до молочной кислоты. Молочная кислота может производиться из любого вида молочной сыворотки (подсырной, творожной, казеиновой). Технология молочной кислоты включает приготовление затора и закваски, сбраживание сыворотки, нейтрализацию, разложение лактата кальция, очистку и фильтрацию, отстой и декантацию молочной сыворотки.

Молочную сыворотку сгущают в 2-2,6 раза для того, чтобы содержание молочного сахара возросло до 10-12%. После пастеризации и охлаждения до 45°С затор засевают специальными видами молочнокислых бактерий, сбраживающих лактозу. Образующаяся в результате брожения молочная кислота периодически нейтрализуется известью или мелом, в результате чего получается лактат кальция:

2СН3СООНСООН + СаСО3 = Са (С3Н5О3) + Н2О + СО2.

Процесс брожения длится 2-2,5 суток. Сброженную сыворотку нейтрализуют известью, фильтруют и сгущают в 2-5 раз и зависимости от необходимой концентрации молочной кислоты (10 - 45%), после чего добавляют серную кислоту для разложения лактата кальция и выделения молочной кислоты:

Са (С3H5O3) + Н2SO4 = 2СН3CНОНСООН + СаSO4.

Процесс ведут при температуре 40-45°С. Затем молочную кислоту подвергают очистке активированным углем и фильтруют от гипса и активированного угля на специальном фильтре под вакуумом.

Получение этилового спирта из молочной сыворотки основано на сбраживании лактозы сыворотки специальными видами дрожжей до спирта и углекислоты:

С12Н22О11 + Н2О СН3СНОН + 4СО2

На спирт расходуется до 95% молочного сахара, а 5% идет на образование дрожжевых клеток и побочных продуктов спиртового брожения. Суть технологии состоит в том, что исходную молочную сыворотку очищают от белков, вносят дрожжи и ведут процесс брожения при 33 - 34°С в течение 48-72 ч. Затем дрожжи отделяют от бражки, а последнюю подвергают дисцилляции. Выход спирта в условиях промышленного производства составляет 84%.

Побочными продуктами процесса получения спирта являются сывороточные белки, которые могут использоваться на пищевые цели, а также послеспиртовая бражка, которая может использоваться на корм сельскохозяйственным животным. Наряду с многими направлениями промышленного использования этиловый спирт может быть применен и в качестве сырья при производстве столового уксуса.

Производство обогащенной молочной сыворотки (кормовой добавки), использующейся для профилактики против желудочно-кишечных заболеваний молодняка сельскохозяйственных животных, основано на сквашивании сыворотки 3% -ной закваской ацидофильной палочки (штамм 12б), приготовленной на обезжиренном молоке. Культивирование указанной заквасочной культуры в сыворотке проводится в ферментерах 4-6 ч до кислотности 60-90°Т. В течение этого времени в сыворотке идет интенсивный рост биомассы молочнокислых бактерий, увеличивается количество их метаболитов и других биологически активных веществ, повышающих ее антагонистическую активность. Положительное действие обогащенной сыворотки на рост и развитие животных основано на том, что ацидофильная палочка способна легко приживаться в пищеварительном тракте животных и тормозить развитие гнилостных бактерий.

Бактериальная закваска для силосования кормов вырабатывается из молочной сыворотки путем введения специальной материнской бактериальной закваски, культивации при 30-32°С в течение 12-16 ч и охлаждения до 8-10°С. В результате применения бактериальной закваски при силосовании повышается питательная ценность кормов, их органолептические, физико-химические и микробиологические показатели. За счет активного развития молочнокислого процесса в силосе подавляется развитие маслянокислых и гнилостных микроорганизмов, а также бактерий группы кишечной палочки и плесеней.

В рецептуре Био-ЗЦМ главным компонентом является молочная сыворотка. На молочной сыворотке культивируется специальный штамм дрожжей, способный к быстрому росту и дающий высокий выход биомассы. Белок дрожжей, выращенных на молочной сыворотке, сходен с белком молока не только по наличию незаменимых аминокислот, но и по их содержанию. Важным свойством таких дрожжей является то, что они одинаково хорошо растут на всех видах сыворотки.

Для того чтобы полученная биомасса по своему составу приближалась к молочному белку, в сыворотку вносят минеральные соли: сернокислый аммоний, двузамещенный фосфорнокислый аммоний, двузамещенный фосфорнокислый калий, хлористый магний и мочевину. В процессе роста дрожжи, используя в качестве источника энергии лактозу сыворотки и молочную кислоту, превращают минеральные азотсодержащие соли в полноценный клеточный белок. При культивировании в молочной сыворотке дрожжи обогащают ее не только белком, но и витаминами группы В, провитамином D, микроэлементами и рядом других биологически активных веществ. По содержанию белка такая сыворотка приближается к обезжиренному молоку, а по содержанию витаминов и микроэлементов превосходит его. Обогащенная микробным белком и витаминами молочная сыворотка является основой Био-ЗЦМ для телят. Для дрожжевания применяют свежую творожную или подсырную сыворотку. Для лучших условий дрожжевания из нее удаляют белки, нагревая до 92-96°С. Процесс ферментации осуществляют в аппаратах, снабженных мешалкой и барбатером, при постоянном поступлении воздуха до полного использования лактозы. По окончании процесса молочная сыворотка содержит до 2,3% белка. Далее ее подвергают температурной обработке для инактивации живых клеток, сгущают до содержания сухих веществ 44-46% и попользуют при производстве Био-ЗЦМ [4].

3.2 Обработка протеолитическими ферментными препаратами

Ферменты - биологические катализаторы белковой природы, обладающие высокой активностью и специфичностью действия. Их применение значительно увеличивает скорость химических превращений, что позволяет сократить продолжительность многих технологических процессов. С помощью ферментов может быть обеспечена также определенная направленность процессов при получении ценных компонентов продуктов питания.

Для гидролиза лактозы используют фермент -галактозидазу. В результате гидролиза плохо растворимый и несладкий сахар-лактоза превращается в более сладкую и хорошо растворимую смесь моносахаров (глюкозы и галактозы), что позволяет широко использовать фермент для производства пищевых и кормовых продуктов.

В результате гидролиза в моносахара превращается до 50-70% лактозы, увеличивается сладость и усвояемость готового продукта. Во многих странах пользуются популярностью кисломолочные продукты и налитки, вырабатываемые из молока с гидролизованной лактозой. Проводятся исследования по производству сыра из гидролизованного молока. Сыр, по сравнению с контрольными образцами, отличается более высокими вкусовыми качествами и ускоренным процессом созревания.

Особый интерес представляет возможность выработки продуктов и полуфабрикатов из молочной сыворотки с гидролизованной лактозой. Такие полуфабрикаты из сыворотки могут широко использоваться для приготовления различных напитков, пищевых сиропов и подслащающих веществ для кондитерской промышленности. Использование этих полуфабрикатов в хлебопечении позволяет добиться хорошей сбраживаемости опары хлебопекарными дрожжами, улучшить качество хлеба.

Сыворотку после гидролиза рекомендуется сгущать при температуре 55-65°С до массовой доли сухих веществ 40%. Продукт такой концентрации обладает сравнительно невысокой вязкостью, в нем не происходит кристаллизации лактозы.

В нашей стране и за рубежом проводятся работы по созданию и использованию иммобилизованных ферментов. Иммобилизованные ферменты - это нерастворимые вещества, в которых фермент связан с каким-либо носителем силами адсорбции или ковалентными связями, либо заключен в матрицы или микрокапсулы. Иммобилизованные ферменты сохраняют свою специфичность и активность, они могут быть легко удалены из конечного продукта, т.е. могут быть использованы многократно. Кроме того, иммобилизация повышает стабильность фермента, позволяет проводить гидролиз в течение продолжительного времени и без добавления чужеродных материалов в готовый продукт. Такие ферменты как пепсин, протосубтилин попользуются для производства сывороточного концентрата КОМС. Сывороточный концентрат КОМС вырабатывается путем сгущения подсырной или творожной сыворотки, предварительно обогащенной растворимыми азотистыми веществами и витаминами. Концентрат предназначается для производства безалкогольных напитков или напитков брожения.

Для обогащения сыворотки используют ее белковые вещества, оставшиеся после операции осветления. Белковые вещества в сыворотке диспергируют, если пропустить сыворотку через центробежный насос в течение 10 - 15 мин, ферментные препараты (пепсин, протосубтилин) готовят в виде раствора. В качестве активатора протеолитических процессов используют автолизированные пивные дрожжи. Одновременно они обогащают сыворотку витаминами группы В и аминокислотами.

Ферментные препараты используются также при производстве молочного сахара-сырца улучшенного. Сущность технологии заключается в том, что в подсгущенную сыворотку для гидролиза остаточных азотистых соединений сиропа вносят ферментный препарат панкреатин при температуре 50 - 55°C [4].

Комплексное использование промежуточных продуктов производства молочного сахара на кормовые концентраты

Основным продуктом, вырабатываемым из подсырной сыворотки, является молочный сахар [5]. На его производство расходуется около 50% сыворотки, перерабатываемой в промышленности. При этом получаются промежуточные продукты данного производства (меласса и сывороточные белки), в которые переходит 2/3 сухих веществ сыворотки. Цикл переработки молока в плане использования всех его составных частей остается и этом случае незавершенным. Этот недостаток не исключает разрабатываемые в последние годы новые способы производства молочного сахара, такие, как способ Л.П. Фиалкова [6] с применением пороговой центрифуги и способ, основанный на гидролизе белков протеолитическими ферментами.

По своему составу эти промежуточные продукты являются ценным сырьем для дальнейшей промышленной переработки.

Часть мелассы и сывороточных белков (альбуминного молока), которые нет возможности переработать на ССК, используются для выработки жидкого сывороточного концентрата - ЖСК [8]. Основные технико-экономические показатели поточной линии производства ССК

Число агрегатов СДА-250, шт.	2
Производительность по готовому концентрату, кг/час	34
Расход пара, кг/час	200
воды, м3/сутки	9,5
Давление пара, МПа	0,4
Общая мощность установленных электродвигателей, квт	33,6
Занимаемая площадь, м2	25

Физическая экономическая эффективность производства ССК и ЖСК ми Александровском МСЗ характеризуется следующими данными.

	ССК	ЖСК
Себестоимость 1 т, руб.	253,6	14,4
Прибыль на 1 т, руб.	96,4	10,6
Рентабельность продукции,%	38,8	73,6

Фенологический эксперимент по обмену веществ, использованию азота, кальция и фосфора, проведенный на фоне научно-хозяйственного опыта, показал, что перевариваемость питательных веществ была значительно выше у животных, получавших гранулы с добавлением ССК [9].

Заключение

Исходя из всего вышесказанного, нельзя усомниться в важности рассмотренной проблемы, - вторичные молочные продукты находят применение в разнообразных областях хозяйства, но наиболее востребованы они в сельском хозяйстве. Для обеспечения сельского хозяйства дополнительными ресурсами дешевых высокобелковых витаминизированных кормов из отходов молочной промышленности необходимо решить следующие задачи: усовершенствовать технологические процессы основного производства с целью получения отходов в виде качественных кормов с полным сохранением их питательной ценности при продолжительном хранении; организовать комплексную переработку многих отходов с полным их использованием для получения белково-витаминных кормов, белковых препаратов и других отходов; освоить опытно-промышленные установки для получения дрожжевой сыворотки и совершенствовать технологию производства с целью повышения кормовой ценности биомассы и снижения себестоимости продукта; отработать технологию, оборудование и широко внедрить способ выращивания на сыворотке жидких кормовых дрожжей, исследовать и уточнить метод приготовления из сыворотки биологических препаратов и выявить эффективность их применения для силосования кормов и стимулирования роста животных; совершенствовать технологию переработки сыворотки на пищевые и кормовые продукты и пр. Таким образом, рациональное использование вторичных молочных продуктов предусматривает комплексный подход.

Считаю, что проблема, поставленная в курсовой работе - рассмотрение основных направлений разработки безотходных технологий при переработке отходов молочной промышленности в целом раскрыта.

Литература

1. Промышленная переработка вторичного молочного сырья / А.Г. Храмцов, К.К. Полянский, С.В. Василисин, П.Г. Нестеренко. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986.

2. Храмцов А.Г. Молочный сахар. М., "Пищевая промышленность", 1972

3. Фиалков А.Н. Теоретические и экспериментальные исследования в целях комплексного решения проблемы рационального использования составных частей молока. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. докт. наук. М., 1974

4. Босов В.М., Жилин Н.М., Нестеренко П.Г., Казьмина В.Д. Технология производства сухого сывороточного концентрата (ССК) на корм скоту. Инф. листок № 321 - 76 Ставроп. ЦНТИ, 1976

5. Жилин Н.М., Босов В.М., Нестеренко П.Г., Москаленко В.М., Волосевич Б.И. Технология производства жидкого сывороточного концентрата (ЖСК) на корм скоту. Инф. листок № 506 - 76 Ставроп. ЦНТИ, 1976

6. Нестеренко П.Г., Храмцов А.Г., Висилисин С.В., Ширяева Т.К., Жилин Н.М. И др. Комплексное использование промежуточных продуктов производства молочного сахара на кормовые концентраты / Труды ВНИИМСП / Вып.26. Ярославль, 1978

Малоотходные технологии в молочной промышленности