Способ получения лактозы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКТОЗЫ, включающий сгущение мелассы рафинированного молочного сахара при 60 65 С до содержания сухих веществ 50-58%, кристаллизацию путем охлаядения сгзщенного раствора до 10-15с .и центрифугирования продукта, .о тличающийся тем, что, с целью повышения выхода лактозы и получения кристаллов однородйых размеров, кристаллизацию осуществляют в две ступени, на первой из которых сгущенную мелассу охлаждают в естественных условиях до 30-40 с и выдерживают в течение 2-6 ч, а охлаждение до 1015с осуществляют на второй ступени в течение 6-10 ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И),15» С 13 К 5|00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЫЬЛау .:;

ЙЭСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБР1Р ЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3432560/28-13 (22) 28.04.82 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) А.Г.Храмцов, С.В.Василисин, Ю.В.Тупица, В.В.Русаков, Г.С.Варданян, В.В.Рохмистров, Э.Ф.Кравченко, Н.Я.Дыкало и О.Д.Губская (71) Ставропольский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия (53) 637. 127.2(088.8) (56) 1. Сборник технологических инструкций по производству молочного сахара, утвержденный.Минмясомолпромом СССР. 04. 12.80, с. 25. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКТОЗЫ, включающий сгущение мелассы рафинированного молочного сахара при 60—

65 С до содержания сухих веществ о

50-58Х, кристаллизацию путем охлаждения сгущенного раствора до 10-15 С о и центрифугирования продукта, о тл и ч а ю шийся .тем, что, с целью повьппения выхода лактозы и получения кристаллов однородных размеров, кристаллизацию осуществляют в две ступени, на первой из которых сгущенную мелассу охлаждают в естественных условиях до 30-40 С и выдерживают в течение 2-6 ч, а охлаждение до 10о Ф

15 С осуществляют на второй ступени щ в течение 6-10 ч.

1 1 7.0

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к способам получения лактозы из мелассы рафинированного молочного сахара.

Известен способ получения лактозы, включающий сгущение мелассы рафинированного молочного сахара при температуре 60-65 С до содержания сухих о веществ 50-58, кристаллизацию путем охлаждения сгущенного раствора до 10 температуры 10-15 С и центрифугиро0 ванне (7) .

Недостатками этого способа являются низкий выход лактозы и неоднородный размер кристаллов. 15

Цель изобретения — повышение выхода лактозы и получение кристаллов однородных размеров.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему 20 сгущение мелассы рафинированного молочного сахара при 60-65 С до соо держания сухих веществ 50-58Х, кристаллизацию путем охлаждения сгущенного раствора до 10-15 С и центрифуги- 25 о рование, кристаллиз ацию осуществляют в две ступени, на первой из которых сгущенную мелассу охлаждают в естестО венных условиях до 30-40 С и выдерживают в течение 2-6 ч, а охлаждение,рр до 10-15 С осуществляют на второй стуО пени в течение .6-10 ч.

Способ осуществляется следующим образом.

Иелассу рафинированного молочного сахара сгущают при температуре 6065 С до содержания сухих веществ 5058Х. Полученный сироп подвергают кристаллизации путем охлаждения до конечной температуры 10-15 С. Причем про- 40

О цесс кристаллизации проводят в две ступени: на первой из которых сгущенную мелассу охлаждают в естественных условиях до температуры 30-40 С и о выдерживают в течение 2-6 ч, а охлаж-45 дение .до 10-15 С осуществляют на вто0 рой ступени в течение 6-10 ч. Полученный кристаллизат подвергают центрифугированию.

В процессе производства лактозы для кристаллизации являются важными температура сгущения и содержание сухих веществ в сиропе. Предпочтительной темиературой сгущения мелассы является 60-65 С, Сгущение мелас-:55

0 о сы при температуре свыше 65 С приводит к карамелизации и гидролизу лактозы. Для поддержания температуры

550б 2 сгущения не выше 65 С используют вакуум-выпарные установки. Снижение температуры ниже 60 С приводит к резо кому увеличению продолжительности сгущения на этих аппаратах, что в конечном итоге приводит к закисанию сгущаемого продукта.

Концентрация лактозы в сиропе определяет скорость диффузии молекул, величину, форму кристаллов и степень выкристаллизации. Необходимым условием для кристаллизации является пересыщенное состояние лактозы в растворе. Однако сгущать сироп для получения кристаллов лактозы, как это принято в свеклосахарном производстве, нецелесообразно, так как эффективность выкристаллизации лактозы (вследствие меньшей растворимости) в 10 раз выше эффективности выкристаллизации сахарозы. По мере роста сухих веществ в сиропе образуется больше центров кристаллизации, но уменьшается размер кристаллов, что в производстве лактозы нежелательно. Снижение содержания сухих веществ может исключить образование и рост кристаллов.

Поэтому должно быть оптимальное содержание сухих веществ. Степень пересыщения сиропов лактозы является определяющим показателем процесса кристаллизации и составляет 1,7-1,8, что соответствует содержанию лактозы около 45 ., и содержанию сухих веществ 50-58 . в сиропе, полученном при сгущении мелассы рафинированного молочного сахара. Экспериментально

7 подтверждено что при сгущении меласФ сы рафинированного молочного сахара, до содержания сухих веществ ниже 50 ., степень пересыщения ниже 1,7, а при содержании сухих веществ выше 58 степень пересыщения выше 1,8.

На кристаллизацию лактозы влияют также температура и режим охлаждения.

Лактоза не сразу кристаллизуется и выпадает в осадок, а сначала остается в перерастворенном состоянии, не соответствующем его растворимости.

Если сироп быстро охладить до 1Оо

15 С, предполагая, что растворимость снизится и произойдет быстрая кристаллизация, то наступает высокое пересьпцение. В области высокого пересыщения кристаллизация сильно замедляется. Следовательно, быстрая и полная кристаллизация лактозы не может быть

1105506 достигнута при быстром охлаждении до конечной температуры.

Естественное охлаждение сиропа до температуры 30-40 С позволяет полуо чить оптимальное количество центров кристаллизации. Выдержка сиропа при этой температуре в течение 2-6 ч позволяет выкристаллизовать наибольшее количество лактоэы, причем кристаллы отличаются высокой однородностью.

Результаты выкристаллиз ации лактозы при выдержке сиропа представлены в, табл. 1.

При выдержке сиропа при температуре ниже 30 С образуется больше цент15 ров кристаллизации, однако резко замедляется их рост, что приводит к снижению выхода готового продукта за счет отхода лактозы в мелассу.

При выдержке сиропа при температуре вьппе 40 С снижается число центров о кристаллиз ации, что также приводит к потерям лактозы в мелассу. Одновременно выдержка сиропа при 30-40 С а позволяет достичь высокой однород25 ности кристаллов.

Так как молочный сахар подчиняется общим правилам растворимости в зависимости от температуры, то наибольший выход может быть достигнут при самых низких температурах, т.е. дальнейшее охлаждение позволяет выкристаллизовать дополнительное количество лактоэы. Наиболее целесообраз- З5 но охлаждать до температуры 10-15 С. о

Более глубокое охлаждение затруднено технически. Кроме того, по мере сни" жения температуры увеличивается вязкость сиропа, что отрицательно влия- 40 ет на скорость кристаллизации.

Пример 1. Мелассу рафиниро ванного молочного сахара сгущают на лабораторном вакуум-аппарате при 45 температуре 60 С до содержания сухих о веществ 50 . Полученный сироп разделяют на четыре части, одна из которых поступает на кристаллизацию по известному режиму (прототип), осталь- 50 ные подвергаются кристаллизации по следующему режиму: естественное охо лаждение до температуры 30, 35 и 40 С, вьдержка при этих температурах в течение 2 ч. Затем охлаждают до конечной температуры 10 С в течение 6 ч. о

Полученный кристаллизат подвергают центрифугированию. Определяют выход готового продукта, размер кристаллов, степень однородности кристаллов.Сравнение технологических показателей готового продукта проводят с данными, полученными по известному способу (прототип), Результаты изменения технологических показателей готового продукта при двухступенчатом режиме кристаллизации представлены в табл. 2 и 3.

Пример 2. Аналогично примеру 1 мелассу рафинированного молочного сахара сгущают при температуре

65 С до содержания 58Х сухих веществ. о

Полученный сироп разделяют также на четыре части, одна иэ которых поступает на кристаллизацию по известному способу, остальные подвергают кристаллизации по следующему режиму: естественное охлаждение до температуры 40, о

35 и 30 С, выдержка при этих .температурах в течение 6 ч. Затем охлаждают до температуры 15 С в течение

10 ч. Определяют выход которого продукта, размер кристаллов, степень однородности кристаллов. Сравнение технологических показателей готового продукта проводят с данными, полученными по известному способу (табл. 3).

По известному способу производства молочного сахара-сырца из мелассы расход ее 1 т сахара составляет 15 т.

В предложенном способе эа счет оптимизации процесса кристаллизации расход мелассы снижен до 12 т. Выход готового продукта из 1 т мелассы в предлагаемом способе на 16,7 кг вьппе, чем в известном. При стоимости 1 т молочного сахара-сырца 1070 это составляет 17,9 руб.

Кроме того, увеличиваются средний размер кристаллов и степень однородности кристаллов, что имеет важное значение для процесса центрифугирования.

Использование предложенного способа позволит получить дополнительного молочного сахара-сырца на сумму

171Ф-8 тыс. руб.

1105506

Таблица 1

7 выкристаллизованной лактозы к оставшейся в растворе из сиропа с содержанием 50-58Х о сухих веществ при температуре, С

Продолжительность выдержки сиропа, ч зО

30 40

57,0

89,0

54,0

70,0

68„0

64,0

85,0

98,0

85,0

98,0

99,9

83,0

96,0

99,9

95,0

100,0

100

° 100, D

100,0

Т аблица 2

Известный способ

Температура выдержки 507 сиропа в течение 2 ч, С

Показатели

35 40

70,7

87,9

88,7

88,1

+24,3

+25,4

+24,6

130

160

170

150

+30, 7

+15,3

0,55

0,69

0,75

0,72

+25,4

+36,3

+30,9

Таблица 3

Показатели

Известный способ

Температура выдержки 587 сиропа в течение 6 ч, С

35 40

Выход влажных кристаллов из 1 ;г мелассы

71,2

87,4

88,3

89,!

Изменение выхода влажных криста.тпов, Е

+22,7

+2Л, r) Выход влажных кристаллов на 1 кг мелассы, r

Изменение выхода влажных кристаллов, 7

Средний размер кристаллов, мкм

Изменение среднего размера кристаллов, Ж

Степень однородности кристаллов

Изменение степени одно-. родности кристаллов, 7.

Г 1

100,0

100,0

1105506

Продолжение табл.

Известный способ

Показатели

35 40

Средний размер кристаллов, мкм

120

150

160

150

Изменение среднего размера кристаллов, Ж

+25

+33,3 +25

Степень однородности кристаллов

0,55

0,71

0,75

0,77.

+29,0

+36,3 +40,0

Редактор Л.Повхан

Заказ 5545/19 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Изменение степени однородности кристаллов, Ж

Температура выдержки 5КХ сиропа в течение 6 ч, С ю (Составитель Г.Лошкарева

Техред Л. Микеш Корректор А. Ференц