 |
Использование сыворотки за рубежом
|
|
|
|
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:
| Вырабатываемый продукт | Количество получающейся сыворотки в среднем,% |
| Твердые сыры жирные | 81 |
| Твердые сыры полужирные | 76 |
| Твердые сыры тощие | 71 |
| Мягкие сыры | На 5 - 7% меньше, чем при выработке твердых сыров |
| Tворог тощий | Около 75 |
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. ткормовых единиц. [1]
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].
|
|
|
Использование сыворотки за рубежом
Использование отходов молочной промышленности за рубежом в разных странах различно. Наибольший интерес представляет опыт использования отходов в США, ФРГ и некоторых других странах.
В штате Висконсин (США), в котором получают наибольшее количество сыворотки, в 1953 г.29% от годового ее количества, составляющего 2633 т,переработано на молочным сахар и сгущенную или сухую сыворотку. Запрещение спуска сыворотки в канализацию способствовало увеличению количества перерабатываемой сыворотки.
Такому направлению в использовании отходов молочной промышленности способствовали концентрация производства на более крупных заводах и значительный технический прогресс в области совершенствования оборудования, применяемого для производства побочных продуктов из отходов молочной промышленности. ыпарные аппараты, работающие с принудительной циркуляцией, обеспечивают высокую скорость испарения, гарантируют продукт от пригорания к поверхности нагрева и работают с минимальными потерями на унос.
На крупных предприятиях обычно устанавливаются выпарные аппараты непрерывного действия. В США также широко распространена сушка на пленочных двухвальцовых сушилках.
Тоннельный способ сушки сыворотки используется для производства корма для животных и заключается в сгущении сыворотки под вакуумом до содержания 70%, сухих веществ, внесения затравки и выдерживания ее для кристаллизации молочного сахара с последующей сушкой его и размолом.
На заводе фирмы Foremost (США) молочную сыворотку сушат в закрытой системе с минимальными потерями сухого продукта. Сгущенную сыворотку насосом подают в сушильную башню (диаметр 6,1 м) распылительной сушилки при скорости вращения турбины 13 тыс. об/мин. Количество подаваемого воздуха составляет около 420 м3/мин при температуре 114 - 147°С. Сухой продукт с содержанием 15% влаги из башни поступает на вибрирующие лотки, расположенные в двух камерах для досушивания, куда подается воздух с температурой 114 - 120°С (расход воздуха составляет около 100 м3/мин). Из камер продукт поступает через циклон на мельницу, откуда направляется в два сборных коллектора, на виброконвейер, сито и на расфасовку.
|
|
|
Пыль из отработанного воздуха из башни и камер досушивания улавливается через систему циклонов, направляется в резервуар с водой и используется для кормовых целей.
Из сгущенной сыворотки вырабатывают сухую, содержащую 92 - 94% сухих веществ, 6 - 8 влаги, 65 - 68 молочного сахара и 4 - 5% жира. Сухие молочные продукты можно непосредственно скармливать скоту, однако целесообразнее при их высушивании добавлять отруби, свекловичный жом, барду, овощную стружку и др. Можно изготовлять полутвердый корм (в бочках), а также сухой в порошке или брикетах.
При выработке жидкого корма сыворотку пастеризуют при 65 - 72°С, затем сгущают до содержания в ней 30-35% сухих веществ и смешивают с отрубями, при этом содержание сухих веществ доводится до 60 - 65%.
При выработке сухого корма сыворотку сгущают до концентрации 60-65% сухих веществ, а затем помещают в сушилку, перемешивают с отрубями, обезвоживают. Отруб вносятся из расчета получения в корме 90% сухих веществ. Сухие сывороточные отруби содержат белка 14; жира 2 - 3,5; углеводов 56 - 60; клетчатки 6 - 8; золы 6 - 8 и влаги до 10%.
В Англии сыворотка используется на выработку лактозы, применяемой в фармацевтической промышленности, и на производство сухой сыворотки.
В Норвегии сгущенная сыворотка вырабатывается в виде концентрата (блоков) с содержанием 91,7% сухих веществ в том числе. Брикетированный корм может долго храниться. Из сыворотки изготовляют ацидофильную бактериальную массу - концентрат клеток ацидофильной палочки или других молочнокислых культур, которые применяются как стимуляторы жизнедеятельности в сельском хозяйстве сцелью получения дополнительных привесов молодняка, и используются также для лучшего сохранения силосованных кормов.
|
|
|
Разработана технология изготовления ацидофильной бактериальной массы, а также специальных биологических препаратов. Сыворотка может использоваться как среда для выращивания кефирных грибков. По данным польских исследователей, оптимальные условия для их выращивания следующие: температура культивирования 25°С, рН среды 6,5. Для нейтрализации молочной кислоты в сыворотку добавляют мел (СаСО3). В этих условиях использование сухого вещества сыворотки составляет 16, лактозы - 23%. Выход биомассы кефирных грибков (на сухое вещество) - 11 г/л сыворотки. Белки сыворотки могут быть использованы как главный питательный компонент в концентрированных кормах.
В Дании белок из сыворотки выделяется центрифугированием по следующей схеме. Свежая сыворотка из приемника засасывается в вакуум-камеру, в которой поддерживается вакуум 408 - 535 мм рт. ст. Для удаления углекислого газа и воздуха. Затем сыворотку специальным насосом подают в трехсекционный пластинчатый аппарат, где она нагревается последовательно до 65, а далее до 93°С. Горячая сыворотка выдерживается в приемнике в течение 20 мин. при непрерывном перемешивании. Выделившиеся за это время затвердевшие белки отделяются в автоматически разгружающейся центрифуге.
В Румынии сгущенную сыворотку направляют в специальные ванны, где обрабатывают острым паром для осаждения альбумина и фильтруют. Затем сыворотка повторно поступает в вакуум-аппарат и сгущается до требуемой для последующей кристаллизации концентрации. При этом представляется возможность полностью использовать все побочные продукты на кормовые цели.
По исследованиям Польского института молочной промышленности при производстве молочного сахара из сыворотки для консервирования последней применяли сернистый газ, причем консервировали ее сразу после выработки. Установлено, что при обработке 0,22% сернистого газа почти полностью прекращается распад молочного сахара в сыворотке, хранившейся при 8 - 18°С в течение 3 - 14 дней, а при добавлении 0,1%, сернистого газа распад молочного сахара тормозится в значительной степени как летом, так и зимой.
|
|
|
По окончании срока хранения сыворотка насосам перекачивается в чан, нагревается и подкисляется концентрированной серной кислотой до 22°SN. Затем путем добавления 30% -ного раствора NaOH кислотность ее понижается до 12°SH. При этом белок в виде крупных зерен выпадает в осадок. Осветленная сыворотка сгущается в вакуум-аппарате и кристаллизуется. Молочный сахар из консервированной сыворотки вырабатывается тем же методам, что и из неконсервированной. Выход сахара одинаковый.
В Канаде разработан способ повышения питательной ценности сыворотки при внесении в нее дрожжей Candida pseudotropicalis. Сбраживание осуществляется в вакуум-котлах в течение 48 час. Полученный продукт освобожден от лактозы. После высушивания его на вальцовой сушилке получается порошок, содержащий 39% белка,19% жира, 30% золы, 12% безазотистых экстрактивных веществ и некоторое количество тиамина и рибофлавина.
По данным американских исследователей, при выращивании дрожжей на сыворотке можно ускорить процесс применением увеличенного количества засевных дрожжей Saccharomyces fragilis - 25 - 30% от веса сахара и добавлением дополнительного питания в виде 0,5% (NH4) 2SО4; 0,5% К2НРО4 и 0,1% экстракта Difco. При этом лактоза полностью сбраживается в течение 3 - 4 час, а выход дрожжей - 23 г/л, что составляет 85% от теоретического. При таком быстром размножении дрожжей отпадает необходимость в предварительном удалении белка из сыворотки и ее осветлении, а также ее стерилизации.
В Швеции к сыворотке добавляют (NH4) 2SO4, КН2РО4 и сушеные пивные дрожжи, доводят рН до 5,5 - 5,7, перемешивают среду при интенсивном аэрировании при температуре 20°С в течение 4 час. Потребление кислорода - 0,5 кг на 1 кг лактозы. В процессе выращивания дрожжей 35% лактозы окисляется до углекислоты и воды, а 65% ассимилируется пивными дрожжами. Выход сухой биомассы с содержанием 60% протеина составляет 0,44 кг на 1 кг лактозы.
Выращивание дрожжей предусматривается на передвижной установке, смонтированной на автомашине, на которой размещаются теплообменник для поддержания постоянной температуры среды, два фильтра, сборник фильтрата, приемник лактоальбумина и дрожжей и устройство для их сушки. Этот способ рекомендуется применять на всех сыродельных заводах. Решается проблема биологической очистки остающегося фильтрата.
В Чехословакии был внедрен способ переработки сыворотки с получением кормовых дрожжей. Для аэрации массы применяли самовсасывающую турбинную мешалку типа Вальдгофа. При переработке сыворотки с содержанием 4 - 5% лактозы выход сухой биомассы дрожжей из 1 м3 сыворотки составляет 16 - 21 кг. Производительность цеха - 50 м3 сыворотки в сутки с получением в год 300 т сухих кормовых дрожжей.
|
|
|
В ФРГ из молочной сыворотки приготовляют сывороточные белок, сироп, пасту и крем, пиво, сухую сыворотку и др. Сывороточный крем, например, получают путем выпаривания сыворотки с добавлением цельного молока.
В Японии разработан метод получения из подсырной сыворотки питательного продукта. Сыворотку пропускают последовательно через катионит амберлит IR-120 в Н-форме и анионит IRA-400 в ОН-форме для удаления содержащихся в ней неорганических солей. Затем массу стерилизуют при 75°С в течение 15 мин и концентрируют под вакуумом до получения продукта, содержащего около 40% сухих веществ. При температуре 40 - 50°С к концентрату добавляют водные растворы хлористого железа и натриевой соли гексаметафосфорной кислоты, после чего массу высушивают на распылительной сушилке и получают готовый продукт.
Синтетические полимеры. Из сыворотки путем брожения получают молочную кислоту, а способом полимеризации путем дегидратации последней акриловую кислоту, которую используют для получения акриловых смол. Выход молочной кислоты из сыворотки - 90 - 95% от количества молочного сахара.
В водном растворе спонтанная полимеризация молочной кислоты протекает при комнатной температуре. В результате получаются лактилмолочная кислота, лактиды и лактил-лактилмолочная кислота в равновесном состоянии. При конденсации молочной кислоты образуется метиловый лактат. Молочная кислота и ее полимеры при реакции с жирными спиртами или многовалентными ионами металлов образуют полимеры, которые применяют для покрытий. При последующей этерификации получаются пластификаторы для виниловых смол. Сыворотку, частично ферментированную, применяют для эмульсионных красок, сухую сыворотку - как стимулятор роста растений, а также для предотвращения мозаичных вирусных заболеваний злаковых растений.
Смесь сыворотки с клеем или с другими химикалиями применяют в качестве связующих веществ при изготовлении сухой штукатурки, гипса или гипсового картона [2].
|
|
|
