Установка переработки подсырной сыворотки для цеха полутвердых сыров с разработкой блока обратного осмоса - Производство и технологии дипломная работа

Главная

Производство и технологии
Установка переработки подсырной сыворотки для цеха полутвердых сыров с разработкой блока обратного осмоса

Разработка линии по переработке подсырной молочной сыворотки. Технология переработки продукта с применением блоков ультрафильтрации и обратного осмоса. Расчет конструктивных параметров теплообменника типа "труба в трубе". Выбор статического смесителя.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Установка переработки подсырной сыворотки для цеха полутвердых сыров с разработкой блока обратного осмоса
1. Современное состояние вопроса по переработке молочной сыворотки
1.1 Методы переработки молочной сыворотки
1.2 Оборудование для переработки сыворотки
1.4 Выводы по литературному обзору и постановка задач для проектирования
2. Разработка линии по переработке подсырной сыворотки
2.3 Технология переработки подсырной сыворотки с применением блоков ультрафильтрации и обратного осмоса
3.1 Расчет установки обратного осмоса
3.2 Расчет конструктивных параметров теплообменника типа «труба в трубе»
4. Техника безопасности и охрана труда
4.1 Организация службы охраны труда на сыродельном предприятии
4.2 Организация пожарной безопасности
4.3 Обеспечение безопасности при эксплуатации оборудования
4.4 Меры обеспечения норм микроклимата
4.6 Защита от производственного шума и вибрации
5.1 Экологическая экспертиза сыродельного производства
6.1 Расчет технического эффекта линии по переработке подсырной сыворотки
6.2 Технико-экономический эффект проекта при переработке подсырной сыворотки
6.4 Расчет экономической эффективности капитальных вложений
Молоко и молочные продукты играют огромную роль в питании людей, а так как молочное сырье является относительно дорогостоящим, а его производство- трудоемким, поэтому целесообразно более полно и рационально использовать эту продукцию в процессе переработки.
При производстве сыра, творога и казеина образуется молочная сыворотка, жидкий побочный продукт, характеризуется высоким содержанием биологически ценных белков, минеральных солей и витаминов, которые до сих пор практически не используются человеком.
В Европе созданы централизованные крупномасштабные центры по переработке сыворотки. Лидерами среди стран по производству сухой сыворотки являются Франция, США и Германия, которые производят около 80% мирового объема сухой сыворотки. Россия же занимает лишь 9 место по производству сухой сыворотки. Это связано с рядом проблем:
- отсутствие крупных централизованных предприятий по переработке сыворотки. В России большее число молокоперерабатывающих предприятий с относительно небольшими объемами производства сыворотки (до 50 т/сутки);
- большие расстояния между молочными предприятиями, в следствие с этим возникают проблемы с транспортировкой и сохранением качества сыворотки;
- отсутствие массового производства многофункциональных продуктов на основе молочной сыворотки;
- применение устаревшего оборудования.
Решение проблемы по переработке молочной сыворотки необходимо для того, чтобы более полноценно перерабатывать и использовать сыворотку, для получения в дальнейшем пищевой и кормовой продукции, а также решение этой проблемы влечет за собой снижение экологической нагрузки молочных предприятий. Поэтому переработка сыворотки как продукта и сырья необычайно перспективна и экономически рациональна [1,с.8].
1. Современное состояние вопроса по переработке молочной сыворотки
За последние десять лет во всем мире значительно возрос интерес к использованию молочной сыворотки. В натуральном виде сыворотка находит ограниченное применение. Молочная сыворотка, обладающая многими ценными свойствами, находит применение сегодня прежде всего в пищевой промышленности.
Полная переработка молочной сыворотки позволяет создать дополнительные сферы использования сывороточного белка, лактозы, уменьшить загрязнение сточных вод, сбрасываемых молочными предприятиями [2,с.7].
Большинство европейских стран создали централизованные крупномасштабные предприятия по переработке молочной сыворотки. Так, в Голландии существуют 2 предприятия: одно с годовой мощностью 2,0 млн т, другое- 2,5 млн.т. Предприятия перерабатывают сыворотку Нидерландов, севера Франции и Германии, морским транспортом сыворотка поступает из Ирландии. Здесь производится широкая гамма пищевых и кормовых продуктов на ее основе. В южной части Германии расположен завод по переработке молочной сыворотки с годовой мощность 4,5 млн. т. На этом предприятие перерабатывают также сыворотку восточной части Франции, Австрии, Чехии и Словакии. В северной части Италии 13 сыроварен объединились и организовали предприятие по совместной переработке подсырной сыворотки.
Таким образом, основной тенденцией европейских государств является создание крупных специализированных предприятий, оснащение которых позволяет выпускать широкую гамму продуктов [1,с.12].
Объемы переработки молочной сыворотки в России значительно меньше, чем у европейских стран. Большинство российских молокоперерабатывающих предприятий имеют относительно небольшие объемы производства сыворотки и молочные заводы находятся на больших расстояниях друг от друга, что создает проблемы с транспортировкой и сохранением качества сыворотки. Также оборудование для глубокой переработки сыворотки дорогостоящее и окупается лишь при достаточных объемах производств [1,с.8].
1.1 Методы переработки молочной сыворотки
Основными направлениями переработки являются: производство сухой сыворотки, деминерализованной сухой сыворотки, лактозы и безлактозной сухой сыворотки.
На сегодняшний момент существуют несколько методов по переработке молочной сыворотки:
1.1.1 Тепловые методы переработки молочной сыворотки
Тепловой метод включает в себя охлаждение и пастеризацию.
Сыворотка должна быть переработана как можно быстрее после ее получения, так как благодаря ее составу в ней начинают быстро размножаться бактерии. Для временного хранения сыворотку необходимо охладить до температуры 5 єС, чтобы временно остановить рост бактерий [3,с.34].
Основная цель пастеризации - предотвратить развитие нежелательной микрофлоры. Источниками микрофлоры могут быть специально вводимые закваски при производстве основного продукта; возможно также обсеменение посторонней микрофлорой при сборе и хранении молочной сыворотки. Кроме того, при пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев при дальнейшей, переработке молочной сыворотки нежелательно.
Кроме того, при пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев при дальнейшей, переработке молочной сыворотки нежелательно.
Пастеризация и высокотемпературный нагрев (температура и продолжительность) молочной сыворотки обусловлены требованиями технологического процесса производства продукта или полуфабриката. Для молочной сыворотки этот процесс имеет некоторые особенности в сравнении с цельным или обезжиренным молоком. Это обусловлено тем, что при температуре, начиная с 60--65°С (порог тепловой денатурации сывороточных белков) и выше, в пастеризаторах на греющих поверхностях интенсивно образуется трудноудаляемый пригар. Для подогрева до более высокой температуры используется непосредственный ввод пара (при необходимости через специальные фильтры). Таким образом производят нагрев сыворотки до температуры 93±2°С для коагуляции сывороточных белков в процессе производства молочного сахара. Молочную сыворотку подогревают в две стадии: до 60--65°С в трубчатом подогревателе и направляют в резервуар (ванну) для отваривания альбумина, а затем путем подачи пара через паровой барботер. Подогрев сыворотки лишь путем прямой подачи пара через барботер нежелателен, так как при этом сыворотка разбавляется паровым конденсатом, что в дальнейшем приводит к увеличению времени и затрат энергии на ее выпаривание, а следовательно, и к увеличению себестоимости конечного продукта [4,с.25].
Пастеризацию молочной сыворотки на практике проводят по одному из режимов: низкотемпературному (медленному), то есть при температуре 63--65°С с выдержкой 30 мин, или быстрому при температуре 72 °С с выдержкой 15--20 с.
Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. При пастеризации по первому режиму не происходит интенсивного образования пригара на греющих поверхностях пастеризационных аппаратов, однако метод требует значительных затрат времени или дополнительных емкостей для выдержки сыворотки при температуре пастеризации. При пастеризации по второму режиму процесс происходит достаточно быстро, однако требуется более частая чистка пастеризационных установок от пригара, Тот или иной метод пастеризации молочной сыворотки используют в зависимости от конкретных условий на производстве [4,с.25].
1.1.2 Переработка молочной сыворотки путем сепарирования
Сепарирование молочной сыворотки используют на двух этапах её промышленной переработки: для выделения молочного жира и казеиновой пыли (обезжиривание) и для отделения скоагулированных белков (осветление). От обезжиренной сыворотки могут центробежно отделяться только частицы казеина (казеиновая пыль), а также возможно совместное отделение казеиновых частиц и скоагулированных белков. Обезжиривать молочную сыворотку целесообразно при её жирности не менее 0,2%. Сепарировать сыворотку необходимо сразу же по её получении, или использовать кратковременное (не более 2-х часов) резервирование. В этом случае не только не возрастает кислотность продукта, но и сохраняется температура, при которой сыворотка получена от производства сыра или творога (30 … 45 єС). Подогревать сыворотку перед сепарированием нецелесообразно, поскольку это повышает затраты на обезжиривание [5].
Наиболее эффективный способ удаления казеиновой пыли -- центробежный -- с использованием саморазгружающихся сепараторов.
Для выделения жира из сыворотки применяют только центробежный способ -- сепарирование. Качество его улучшается с повышением температуры. Обычно сыворотку сепарируют при 35--40°С непосредственно после удаления ее из сыроизготовителя, то есть без предварительного подогревания.
Из сыворотки жир извлекается труднее, чем из молока, что обусловлено высокой дисперсностью жировых шариков и наличием казеиновой пыли. Только при хорошо организованном процессе сепарирования можно достичь в обезжиренной сыворотке остатка жира 0,05%. Обычно в большинстве случаев содержание остатка жира составляет 0,1%.
Для выделения из сыворотки скоагулированных белковых веществ также может быть использован способ центрифугирования. Система сыворотка -- хлопья белка представляет собой грубодисперсную суспензию.
Дисперсионной фазой этой суспензии являются гидрофильные хлопья белка неправильной формы, находящиеся во взвешенном состоянии. Несмотря на значительные геометрические размеры хлопьев (средний линейный размер хлопьев -- около 200 мкм), образующих дисперсионную фазу суспензии, разделяемость ее довольно низкая, что можно объяснить значительной гидрофильностью частиц [4,с.30].
1.1.3 Биологические методы переработки молочной сыворотки
Целесообразность биологической обработки 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 в молочную кислоту и этиловый спирт; расщепление молочных белков до свободных аминокислот [4, с.47].
Использование микроорганизмов является основным методом биологической обработки молочной сыворотки.
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.
Этот метод позволяет получать широкий ассортимент продуктов и полуфабрикатов для пищевых (напитки из сыворотки, сыворотка сгущенная сброженная для хлебопекарной и кондитерской промышленности), кормовых (сыворотка обогащенная, закваски для силосования кормов) и технических (этиловый спирт, молочная кислота, столовый уксус, лизин и др.) целей.
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 развитие.
При внесении в молочную сыворотку вместе с молочнокислой закваской дрожжей происходит спиртовое брожение, которое в общем виде можно представить следующим уравнением
С 12 Н 22 О 11 +Н 2 О=4СН 3 СН 2 ОН+4СО 2 . (1.1)
Если протекают другие виды брожения (маслянокислое, уксуснокислое, пропионовокислое), то они вызывают пороки продукта.
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 [4,с.49].
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
2СН 3 СООНСООН + СаСО 3 = Са (С 3 Н 5 О 3 ) + Н 2 О + СО 2 . (1.2)
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 (С 3 H 5 O 3 ) + Н 2 SO 4 = 2СН 3 CНОНСООН + СаSO 4 . (1.3)
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.
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 бета-галактозидазу. В результате гидролиза плохо растворимый и несладкий молочный 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 общем виде уравнение гидролиза лактозы можно представить так:
C 12 H 22 O 11 + H 2 O = С 6 H 12 О 6 + C 6 H 12 О 6 . (1.4)
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.
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.
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.
Ферментацию сыворотки проводят при периодическом перемешивании в течение 3,5 - 4 ч при температуре 29°С или в течение 1 ч при 40°С. Обогащенную сыворотку нагревают до 93°С, охлаждают до 62°С, фильтруют через бязь и направляют на сгущение. Негидролизованный белок поступает на повторный гидролиз.
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,с.51].
1.1.4 Переработка молочной сыворотки путем сгущения и сушки
С целью длительного хранения и сокращения расходов на транспортировку молочную сыворотку концентрируют путем удаления влаги, получая сгущенные и сухие продукты.
Сгущение сыворотки необходимо перед сушкой, при производстве молочного сахара, напитков и сиропов.
Сгущение молочной сыворотки можно осуществить различными способами: выпариванием и вымораживанием.
Степень сгущения молочной сыворотки определяется требованиями технологического процесса, требованиями потребителей и техническими возможностями аппаратов.
Консервирующее действие в сгущенной сыворотке обеспечивается за счет осмотического давления и молочной кислоты. В натуральной молочной сыворотке осмотическое давление 0,74 МПа. Следовательно, для микроорганизмов, имеющих внутриклеточное давление на уровне 0,6 МПа, создаются оптимальные условия для развития. Этим объясняется быстрая порча молочной сыворотки во время хранения. При сгущении сыворотки в 5 раз осмотическое давление повышается до 7,4 МПа, что создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов.
Практически молочную сыворотку сгущают в 2-15 раз с критическими точками 13, 20, 30, 40, 60 и 75 % сухих веществ. Технологическими параметрами, определяющими процесс сгущения сыворотки выпариванием влаги, является температура и продолжительность. Для сохранения нативных свойств компонентов сыворотки желательна максимальная температура на уровне 50-60 °С. Повышение температуры приводит к потемнению продукта и гидролизу лактозы. Снижение температуры затягивает процесс, вызывает обильное пенообразование и может вызвать микробиологическую порчу [6,с.70].
Таким образом, повышение концентрации сухих веществ в сыворотке до 40 и 60% позволяет сохранить этот продукт без существенных изменений в течение 5--30 суток при температуре 20--25°С, а при температуре 2--5°С сроки хранения увеличиваются соответственно до 30 и 60 суток.
Однако, с повышением степени концентрирования сыворотки возрастает и количество влаги, которое необходимо удалить из нее. При использовании традиционного оборудования для этих целей (вакуум-выпарные установки, распылительные и вальцовые сушилки) увеличиваются также и энергетические затраты. Кроме того, надо иметь в виду, что при сушке на удаление 1 кг влаги расходуется примерно в 10 раз больше теплоты, чем при сгущении [4,с.35].
1.1.5 Мембранные методы переработки молочной сыворотки
К основным мембранным методам переработки сыворотки относятся: гиперфильтрация (ультрафильтрация и обратный осмос) и электродиализ.
Эти процессы, протекающие под давлением с использованием полупроницаемых мембран, применяются для фракционирования растворов [7,с.36].
В зависимости от диаметра пор мембраны происходит разделение находящихся в растворе компонентов: компоненты с размерами менее диаметра пор проходят через мембрану, а компоненты с большими размерами задерживаются. Получаются два раствора с различными компонентами.
Мембранные процессы открывают широкие возможности для производителей молочной продукции: регулировать состав сырья, концентрируя желаемые и удаляя нежелательные компоненты; обеспечивать микробиологическую безопасность и сохранения нативных свойств; максимально увеличивать степень переработки сырья; дают возможность экономить энергоресурсы, воду и расходные материалы; оптимизировать и повышать эффективность производства [7,с.37].
Баромембранные процессы условно делят на микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос. Эти процессы имеют много общего. Основным компонентом баромембранного оборудования являются полупроницаемые мембраны.
Такой метод является физическим способом разделения растворов (без превращения фаз) через полупроницаемую перегородку (мембрану) с размерами пор менее 0,5 мкм. Мембранный метод принципиально отличается от обычной фильтрации. Если при фильтрации продукт образуется в виде твердого или аморфного осадка на поверхности фильтра, то при мембранном разделение продуктами являются два раствора, один из которых обогащен растворенным веществом. В этом процессе накопление растворенных веществ у поверхности мембран нежелательно, так как приводит к резкому снижению их проницаемости [6,с.35].
В тех случаях, когда осмотическое давление пренебрежимо мало по сравнению с рабочим давлением, что, например, характерно для водных растворов высокомолекулярных веществ, процесс разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран называют ультрафильтрацией. Для проведения ультрафильтрации используют полупроницаемые мембраны диаметром пор от 10 до 100 нм, способные задерживать компоненты с молекулярной массой от 10 4 ед. и выше.
При ультрафильтрации мембрана задерживает только высокомолекулярные соединения и пропускает с фильтратом вещества, образующие раствор. Так, при ультрафильтрации молочной сыворотки задерживается (концентрируется) белок, а в фильтрат уходят соли и лактоза. В фильтрат переходит около 30% кальция, 90 -- калия и натрия, 70 -- магния, 80 -- хлора и 50% фосфора, содержащихся в исходной сыворотке. Содержание витаминов в концентрате такое же, как и в исходной сыворотке. Белки сохраняют свои нативные свойства [3,с.61].
Обратный осмос применяется как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами для переработки сыворотки. При обратном осмосе, как и при ультрафильтрации, используются полупроницаемые мембраны диаметром пор от 1 до 3 нм, способные задерживать компоненты раствора с молекулярной массой от 50 ед. и выше. Срок службы мембран на установленном оборудовании 1-3 года. Обратный осмос может быть использован также для концентрирования и частичной деминерализации цельного молока до содержания 25% сухого вещества или для переработки полученного после ультрафильтрации пермеата в лактозосодержащий концентрат, отделяемый от солесодержащих промывных вод.
С помощью обратного осмоса все компоненты сыворотки могут быть отделены от воды с желаемой концентрацией (до 25 % сухой массы) экономичным с точки зрения энергетических затрат способом. Этот метод является более дешевым (по сравнению с методом сгущения сыворотки) и, кроме того, позволяет получать в концентрированной форме нативные, не денатурированные термической обработкой белки [2,с.101].
Применение электродиализа позволяет снизить в сыворотке содержание минеральных веществ. Сыворотка проходит в слабом электрическом поле через электролизные модули с ионоселективными мембранами. Катионитовые мембраны содержат отрицательно заряженные, связанные ковалентно группы, например, сульфиновой кислоты. Они пропускают катионы и задерживают анионы. Противоположное явление имеет место на анионовых мембранах. Положительно заряженными группами являются при этом четвертичные амины [2,с.106].
Так, при пропускании постоянного (или выпрямленного) электрического тока катионы солей, содержащихся в молочной сыворотке и рабочем растворе, перемещаются по направлению к катоду, а анионы солей -- к аноду.
Перемещаясь к катоду, катионы солей молочной сыворотки через катионитовую мембрану переходят в рабочий раствор соседних камер. Анионы, перемещаясь к аноду, через анионитовую мембрану также переходят в рабочий раствор. Дальнейший путь из рабочего раствора к катоду катионам преграждает анионитовая мембрана, а анионам к аноду -- катионитивая, поэтому катионы и анионы солей, удаляемых из молочной сыворотки, накапливаются в рабочем растворе. В результате описанной миграции ионов молочная сыворотка обессоливается, а рабочий раствор концентрируется. Процессы электродиализного обессоливания и концентрирования протекают одновременно и тесно взаимосвязаны. При изменение направления электрического тока на противоположное процесс будет протекать в обратном направлении. То же произойдет, если применять местами катионитовые и анионитовые мембраны.
Электронейтральные молекулы других веществ, входящих в состав молочной сыворотки, в электродиализном процессе не участвуют, поэтому при электродиализном обессоливании молочной сыворотки (или молока) в рабочий раствор переходят только ионы солей, а содержание белков и лактозы не меняется.
Электродиализ молочной сыворотки не оказывает существенного влияния на качество и содержание сывороточных белков, лактозы и витаминов. Потери белка составляют 2--3%, причем количество не белкового азота уменьшается на 25%, а потери лактозы при уровне деминерализации 90% составляют 6% [3,с.63].
1.2 Оборудование для переработки сыворотки
1.2.1 Оборудование теплового метода
Для охлаждения можно использовать охладительные установки любой конструкции (рисунок 1.2). Охлаждение непосредственно в танках дает гораздо меньший эффект, так как протекает медленно и затягивается на длительное время, в течение которого в сыворотке происходят нежелательные процессы, приводящие к снижению ее качества.
Наилучшие результаты дает охлаждение в сочетании с предварительной пастеризацией.
Рисунок 1.2- Пластинчатый теплообменник пастеризационно-охладительной установки ВП1-У а -- общий вид аппарата: 1 -- станина; 2 -- промежуточная плита; 3 -- секция пастеризации; 4 -- секция рекуперации; 5 -- секция охлаждения водой; 6 -- нажимная плита; 7 -- штанга; 8 -- стойка; б -- схема движения теплообменивающих сред.
На практике для процесса пастеризации рекомендуется использовать трубчатые пастеризационные установки (рисунок 1.3), которые легко поддаются разборке для ручной чистки. В этих аппаратах сыворотку целесообразно нагревать до температуры не более 60-65 єС. Для подогрева до более высокой температуры используется непосредственные ввод пара.
Таким образом, происходит нагрев сыворотки до температуры 93 2 єС для коагуляции сывороточных белков в процессе производства молочного сахара [4,с.25].
Рисунок 1.3- Трубчатая пастеризационная установка
Общий вид пластинчатого пастеризатора:
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 .
1.2.2 Оборудование для переработки сыворотки методом сепарирования
Наиболее эффективный способ удаления казеиновой пыли- центробежный- с использованием саморазгружающихся сепараторов (рисунок 1.4). Качество улучшается с повышением температуры. Обычно сыворотку сепарируют при 35-40 єС непосредственно после удаления ее из сыроизготовителя, то есть без предварительного подогревания. Барабаны обычных барабанов-сливкоотделителей быстро забиваются казеиновой пылью, поэтому при сепарировании подсырной сыворотки сепараторы останавливают через каждые 1,5-2 часа для чистки и мойки, а для творожной-через 1 час.
Наиболее эффективно использование саморазгружающихся сепараторов для одновременного извлечения казеиновой пыли и молочного жира [4,с.31].
Рисунок 1.4- Общий вид саморазгружающегося сепаратора: 1 -- гидроузел; 2 -- коммуникации; 3 - крышка сепаратора; 4 -- барабан; 5 - приемник осадка; 6 - станина.
1.2.3 Оборудование для переработки сыворотки методом сгущения и сушки
Наибольшее распространение получил процесс сгущения в специальных вакуумно-выпарных аппаратах (рисунок 1.5). Теоретически консервирующее воздействие в процессе сгущения молочной сыворотки достигается за счет повышения осмотического давления и накопления молочной кислоты. Значительное повышение осмотического давления в сыворотки создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов. Сыворотку сгущают при температуре 60-65 єС, что обеспечивает пастеризацию продукта. Кроме того, при сгущении подсырной сыворотки в 8-10 раз, а творожной в 3-5 раз повышается кислотность до 100 єТ и выше за счет концентрации молочной кислоты, что оказывает ингибирующее действие на микроорганизмы. Таким образом повышение концентрации сухих веществ в сыворотки до 40 и 60 % позволяет сохранить этот продукт без существенных изменений в течение 5-30 суток при температуре 20-25 єС [4,с.35].
Рисунок 1.5- Пленочные вакуум-аппараты: а- с сосной нагревательной камерой: 1- нижняя камера; 2,3,7,9- штуцера;
Установка переработки подсырной сыворотки для цеха полутвердых сыров с разработкой блока обратного осмоса дипломная работа. Производство и технологии.
Лабораторная работа: Исследование релейно контакторной схемы управления ЭП с АД и динамическое торможение
Теракты В Ссср Диссертация
Доклад по теме Классификация и понятие валютных операций коммерческих банков России
Курсовая работа: Учет расчетов по заработной плате
Реферат: Система управления базами данных ACCESS
Контрольная работа по теме Эмиссия ценных бумаг: понятие и содержание процедуры
Реферат по теме Электроприводы: основные понятия
Реферат по теме Теоретический анализ подходов к исследованию взаимосвязи отношения иностранных туристов к России и россиянам
Реферат по теме Павел Васильевич Козлов
Урок Сочинение По Картине Утро
Реферат: Апология Бесконечности в связи с парадоксом "Лжец"
Сочинение По Тексту О Войне Егэ
Реферат по теме Государственные реформы Петра I
Понятие Уголовный Процесс Курсовая
Курсовая работа по теме Имущественное налогообложение в России: достоинства и недостатки
Работая Над Рефератом
Курсовая Работа На Тему Теоретические Основы Организации Трудового Процесса На Предприятиях
Реферат по теме Понятие и причины экологического кризиса
Курсовая работа по теме Современные функции денег и особенности их проявления в экономике России
Реферат по теме Совершенствование валютных операций Проминвестбанка
Предмет, завдання, основні категорії педагогіки - Педагогика шпаргалка
Формирование российского института многопартийности - Политология курсовая работа
Організація та методика проведення уроку з теми: "Створення і редагування макросів в інтерактивних документах засобами Word" - Педагогика курсовая работа