SU1671698A1

SU1671698A1 - Method for production of milk sugar

Info

Publication number: SU1671698A1
Application number: SU894639205A
Authority: SU
Inventors: Андрей Георгиевич Храмцов; Иван Алексеевич Евдокимов; Владимир Васильевич Рохмистров; Грачик Самвелович Варданян; Дмитрий Николаевич Лодыгин; Всеволод Андреевич Павлов; Станислав Мухадинович Кунижев; Пранас Владович Заянчаускас; Римгяудас Иозович Раманаускас; Иван Алексеевич Бессмертный
Original assignee: Ставропольский политехнический институт
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара из пермеата молочной сыворотки. Цель изобретени заключаетс в повышении выхода молочного сахара. Способ производства молочного сахара заключаетс в следующем. Сыворотку подвергают ультрафильтрации и ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 - 1:4 и сгущают. После сгущени смеси ее нагревают до 70 - 78°С и затем из нее кристаллизуют лактозу путем естественного охлаждени в течение 5 - 8 ч с перемешиванием после указанного времени и последующим охлаждением смеси хладоагентом при периодическом перемешивании через каждые 1,5 - 2 ч.The invention relates to the dairy industry and can be used in the production of milk sugar from whey permeate. The purpose of the invention is to increase the yield of milk sugar. A method for producing dairy sugar is as follows. The serum is subjected to ultrafiltration and the ultrafiltrate is mixed with the clarified serum in a ratio of 1: 1 - 1: 4 and concentrated. After concentration of the mixture, it is heated to 70 - 78 ° C and then lactose is crystallized from it by natural cooling for 5 to 8 hours with stirring after a specified time and subsequent cooling of the mixture with a refrigerant with periodic stirring every 1.5 to 2 hours.

Description

С/1C / 1

СWITH

Изобретение относитс к молочной промышленности и может быть использовано при производстве молочного сахара из ультрафильтрата сыворотки.The invention relates to the dairy industry and can be used in the production of milk sugar from whey ultrafiltrate.

Цель изобретени - повышение выхода молочного сахара.The purpose of the invention is to increase the yield of milk sugar.

Способ лроизводства молочного сахара заключаетс в следующем.The method for producing dairy sugar is as follows.

Сыворотку подвергают ультрафильтрации . Ультрафильтрат сыворотки с температурой 50-55°С смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1-1:4 и направл ют на сгущение в вакуум-выпарной аппарат. Сгущение провод т при 60-65°С до концентрации 50-60% сухих веществ. По завершению процесса сгущени смесь нагревают в вакуум-аппарате до 70-78°С путем увеличени количества подаваемого пара или сброса вакуума и направл ют гор чую смесь в кристаллизаторы-охладители. ВSerum is subjected to ultrafiltration. The serum ultrafiltrate with a temperature of 50-55 ° C is mixed with the clarified serum in a ratio of 1: 1-1: 4 and sent for condensation into a vacuum evaporation apparatus. The thickening is carried out at 60-65 ° C to a concentration of 50-60% solids. Upon completion of the thickening process, the mixture is heated in a vacuum apparatus to 70-78 ° C by increasing the amount of steam supplied or discharging vacuum and directing the hot mixture to crystallizer-coolers. AT

кристаллизаторе смесь охлаждают естественным путем (без хладагента и перемешивани ) в течение 5-8 ч. По истечении этого времени кристаллизат перемешивают до однородного состо ни и подают хладагент в рубашку кристаллизатора. Охлаждают кристаллизат при непрерывной подаче хладагента , периодически перемешива его через каждые 1,5-2 ч. при этом кристаллы равномерно распредел ютс по всему объему , не разруша сь. Готовый кристаллизат раздел ют в центрифугах на межкристальную жидкость и влажные кристаллы, которые направл ют на сушку.the crystallizer mixture is cooled naturally (without refrigerant and mixing) for 5-8 hours. After this time, the crystallized mixture is stirred until a uniform state and the refrigerant is fed into the crystallizer jacket. The crystallized mixture is cooled with a continuous supply of refrigerant, periodically stirring it every 1.5-2 hours, while the crystals are evenly distributed throughout the volume, without breaking. The final crystallisate is separated in centrifuges into intercrystalline liquid and wet crystals, which are sent for drying.

В процессе ультрафильтрации молочной сыворотки, которую осуществл ют при невысоких температурах 50-55°С, в ультрафильтрат переход т азотсодержащие вещества (мелкие фракции) в нативном виде, а также минеральные соли, часть которых вIn the process of ultrafiltration of whey, which is carried out at low temperatures of 50-55 ° C, nitrogen-containing substances (small fractions) in the native form, as well as mineral salts, some of which are

о VIabout VI

( ю( Yu

0000

традиционной технологии молочного сахара из отваренной сыворотки удал етс за счет образовани комплексов с белковыми веществами. Поэтому кристаллизаци лактозы из сгущенного ультрафильтрата (сгущение при невысоких температурах 60-65°С) проходит неудовлетворительно, т.е. не происходит расслоени на межкристальную жидкость и кристаллы, а получаетс гомогенна текуча масса. Смешивание ультрафильтрата с осветленной сывороткой в определенных соотношени х (1:1-1:4) дает возможность проводить направленную кристаллизацию лактозы, что повышает выход влажных кристаллов и, соответственно, выход готового сухого продукта. Изменение соотношени между ультрафильтратом и осветленной сывороткой за указанные пределы приводит к уменьшению выхода влажных кристаллов,The traditional technology of milk sugar from boiled whey is removed due to the formation of complexes with protein substances. Therefore, the crystallization of lactose from the condensed ultrafiltrate (condensation at low temperatures of 60-65 ° C) is not satisfactory, i.e. stratification into crystal liquid and crystals does not occur, but a homogeneous fluid mass is obtained. Mixing the ultrafiltrate with the clarified whey in certain ratios (1: 1-1: 4) allows directional crystallization of lactose, which increases the yield of wet crystals and, accordingly, the yield of the finished dry product. A change in the ratio between the ultrafiltrate and clarified serum beyond the specified limits leads to a decrease in the yield of wet crystals,

Нагревание сгущенной смеси до 70- 78°С позвол ет предотвратить образование множества кристаллов лактозы. Пределы изменени температуры зависит от содержани сухих веществ (55-65% СВ) в сгущенной смеси. Если температуру понизить (менее 70°С), то уменьшаетс выход влажных кристаллов. При температуре более 78°С направленна кристаллизаци не приводит к повышению выхода влажных кристаллов и, кроме этого, начинаетс процесс карамелизации лактозы, что ухудшает цвет продукта.Heating the thickened mixture to 70-78 ° C prevents the formation of many lactose crystals. The limits of temperature change depend on the content of dry substances (55-65% DM) in the thickened mixture. If the temperature is lowered (less than 70 ° C), the yield of wet crystals is reduced. At temperatures above 78 ° C, directional crystallization does not lead to an increase in the yield of wet crystals and, in addition, the process of caramelization of lactose begins, which degrades the color of the product.

Естественное охлаждение сгущенной смеси в течение 5-8 ч приводит к определенному числу образовавшихс кристаллов, которые постепенно растут до размеров около 200 мкм. Сокращение времени естественного охлаждени приводит к тому, что размеры кристаллов уменьшаютс , а их число (число центров кристаллизации) при последующем охлаждении возрастает. Увеличение времени выдержки не улучшает процесс роста кристаллов, так как наступает период метастабильности лактозы.The natural cooling of the condensed mixture for 5-8 hours leads to a certain number of crystals formed, which gradually grow to sizes of about 200 microns. Reducing the time of natural cooling causes the size of the crystals to decrease, and their number (number of crystallization centers) increases with subsequent cooling. An increase in the exposure time does not improve the crystal growth process, as the lactose metastability period begins.

После выдержки в течение 5-8 ч кри- сталлизат перемешивают до достижени однородности и подают хладагент. Кристаллы лактозы, равномерно распредел сь в массе кристаллизата, растут (за счет охлаждени наступает пересыщенное состо ние). За 1,5-2 ч температура в кристаллизате понижаетс на 4-б°С, но температурное поле распределено неравномерно (более низка температура у стенок кристаллизатора). За это врем кристаллы вырастают на 20-25 мкм и вокруг них образуетс метастабиль- на зона. Поэтому перемешивание позвол ет выровн ть температурное поле и создать пересыщение до следующего перемешивани . Сокращение времени выдержки менее 1,5 ч приводит к тому, что кристаллы растут незначительно, т.е. степень выкристаллиза- ции практически не увеличиваетс . Увеличение времени более 2 ч замедл ет процесс кристаллизации без видимого повышени степени выкристаллиэации.After soaking for 5-8 hours, the crystallisate is stirred until it becomes homogeneous and refrigerant is supplied. The lactose crystals, evenly distributed in the mass of crystallisate, grow (due to cooling, a supersaturated state occurs). In 1.5-2 hours, the temperature in the crystallisation decreases by 4 ° C, but the temperature field is unevenly distributed (the temperature at the crystallizer walls is lower). During this time, the crystals grow by 20–25 µm and a metastable zone forms around them. Therefore, stirring allows the temperature field to even out and create supersaturation until the next stirring. Reducing the exposure time less than 1.5 hours leads to the fact that the crystals grow slightly, i.e. the degree of crystallization practically does not increase. An increase in time of more than 2 hours retards the crystallization process without a visible increase in the degree of crystallization.

П р и м е р 1. Ультрафильтрат с содержанием лактозы 4% смешивают с осветленнойPRI me R 1. Ultrafiltrate with a lactose content of 4% is mixed with clarified

0 сывороткой в соотношении 2:1 и сгущают до концентрации 60% СВ. Нагревают сгущенную смесь до 70°С и направл ют в кристаллизатор . Хладагент подают сразу с посто нным перемешиванием. Отдел ют0 serum in a ratio of 2: 1 and thicken to a concentration of 60% ST. Heat the thickened mixture to 70 ° C and direct to the crystallizer. The refrigerant is supplied immediately with constant mixing. Division are

5 влажные кристаллы на центрифуге. Выход составл ет 62%.5 wet crystals in a centrifuge. The yield is 62%.

П р и м е р 2. Ультрафильтрат с содержанием лактозы 4% смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 и сгущают доPRI mme R 2. Ultrafiltrate with a lactose content of 4% is mixed with clarified whey in a 1: 1 ratio and concentrated to

0 концентрации 55% СВ. Поднимают температуру сгущенной смеси до 72°С и направл ют в кристаллизатор. Выдерживают смесь в течение 5 ч, перемешивают и подают хладагент. Охлаждают кристаллизат с0 concentration of 55% ST. Raise the temperature of the thickened mixture to 72 ° C and direct it to the crystallizer. Maintain the mixture for 5 hours, mix and serve the refrigerant. Cool crystallized with

5 периодическим перемешиванием через каждые 1,5 ч. Отдел ют влажные кристаллы центрифугированием. Выход составл ет 70%.5 by periodic stirring every 1.5 hours. Separate the wet crystals by centrifugation. The yield is 70%.

ПримерЗ. Ультрафильтрат смешива0 ют с осветленной сывороткой в соотношении 1:3 и сгущают до концентрации 60% СВ. Нагревают смесь в конце сгущени до 75°С и направл ют в кристаллизатор. Выдерживают смесь в течение 6,5 ч, перемешиваютExample The ultrafiltrate is mixed with the clarified serum at a ratio of 1: 3 and concentrated to a concentration of 60% CB. The mixture is heated at the end of condensation to 75 ° C and sent to the crystallizer. Maintain the mixture for 6.5 h, mix

5 до однородности и подают хладагент. В дальнейшем производ т периодическое перемешивание через каждые 1,75 ч. Отдел ютвлажныекристаллы центрифугированием. Выход составл ет5 until homogeneous and serves coolant. Subsequently, periodic stirring is performed every 1.75 hours. Separate wet crystals by centrifugation. The output is

0 70%.0 70%.

П р и м е р 4. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:4 и сгущают до концентрации 65% СВ. Нагревают смесь в конце сгущени до 78°СPRI me R 4. Ultrafiltrate is mixed with clarified serum in a ratio of 1: 4 and concentrated to a concentration of 65% ST. Heat the mixture at the end of concentration to 78 ° C.

5 и направл ют в кристаллизатор. Охлаждают в естественных услови х в течение 8 ч, перемешивают кристаллиэат и подают хладагент . Производ т периодическое перемешивание через каждые 1,5 ч. Отдел 0 ют влажные кристаллы центрифугированием . Выход составл ет 68%.5 and sent to the crystallizer. The mixture is cooled under natural conditions for 8 hours, the crystallite is stirred and a coolant is supplied. Stirring is carried out periodically every 1.5 hours. The wet crystals are separated by centrifugation. The yield is 68%.

Примерб. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:5 и сгущают до концентрации 60% СВ.Example Ultrafiltrate mixed with clarified serum in the ratio of 1: 5 and concentrated to a concentration of 60% ST.

5 Нагревают смесь в конце сгущени до 72°С и направл ют в кристаллизатор. Выдерживают 9 ч, перемешивают и подают хладагент . Смесь не расслаиваетс , кристаллы отдел ют центрифугированием. Выход составл ет 56%.5 Heat the mixture at the end of thickening to 72 ° C and direct it to the crystallizer. Stand for 9 hours, mix and serve the refrigerant. The mixture does not stratify, the crystals are separated by centrifugation. The yield is 56%.

Примере. Ультрафильтрат смешивают с осветленной сывороткой в соотношении 1:1. Сгущают смесь до концентрации 60% СВ и направл ют в кристаллизатор при 65 С. Провод т естественное охлаждение в течение 4 ч, перемешивают и подают хладагент . Производ т периодическое перемешивание через каждые 1 ч. Центрифугируют кристаллизэт. Получают выход 62%.Example Ultrafiltrate mixed with clarified serum in a 1: 1 ratio. The mixture is concentrated to a concentration of 60% CB and sent to a crystallizer at 65 ° C. The natural cooling is carried out for 4 hours, stirred and a refrigerant is supplied. Stirring is carried out periodically every 1 hour. Crystallized crystallisate. A yield of 62% is obtained.

Пример. Ультрафильтрат смешива- ют с осветленной сывороткой в соотношении 1:1 и сгущают смесь до 60% СВ. Нагревают смесь в конце сгущени до 80°С и направл ют в кристаллизатор, где выдерживают до 8 ч в естественных услови х. Перемешивают кристаллизат и подают хладагент . Производ т перемешивание через каждые 2 ч. Готовый кристаллиэат центрифугируют . Выход влажных кристаллов составл ет 70%. Цвет более темный, чем в предыдущих примерах.Example. The ultrafiltrate is mixed with the clarified whey in a 1: 1 ratio and the mixture is concentrated to 60% CB. The mixture is heated at the end of condensation to 80 ° C and sent to the crystallizer, where it is kept for 8 hours under natural conditions. Stirred crystallized and served coolant. Stirring is carried out every 2 hours. The finished crystalline eaeate is centrifuged. The yield of wet crystals is 70%. The color is darker than in the previous examples.

При осуществлении процесса по известному способу производства молочного сахара из 38,3 т ультрафильтрзта (при содержании лактозы 4,0%) получают 1 т са- хара, т.е. выход продукта составл ет 66%.When the process is carried out according to a known method for the production of milk sugar, 38 tons of ultrafiltration powder (with a lactose content of 4.0%) yield 1 ton of sugar, i.e. product yield is 66%.

В предлагаемом способе за счет смешивани ультрафильтрата с осветленной сывороткой и направленной кристаллизации расход сырь сокращен до 32,8 т. Выход молочного сахара из 1 т ультрафильтрата в предлагаемом способе выше, чем в известном .In the proposed method, by mixing the ultrafiltrate with the clarified whey and directional crystallization, the consumption of raw materials is reduced to 32.8 tons. The yield of milk sugar from 1 ton of ultrafiltrate in the proposed method is higher than in the well-known.

Claims

Invention Formula

A method for producing milk sugar, which involves ultrafiltration of whey, thickening of ultrafiltrate, crystallization of lactose and separation of crystals from crystal solution, characterized in that, in order to increase the yield of the product, the ultrafiltrate is mixed with clarified whey in a 1: (1-4) ratio, with After concentration of the mixture, it is heated to 70-78 ° C and the heated mixture of ultrafiltrate and serum is subjected to crystallization by natural cooling for 5-8 hours with stirring after the specified time. Meni and then cooling the mixture hla- dagentom with occasional stirring every 1.5-2 hours.