Отходы молочной промышленности

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].

 

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 b-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. Уравнение гидролиза лактозы можно представить так:

 

C12H22O11 + H2O ® С6H12О6 + C6H12О6.

Лактоза   Глюкоза  Галактоза

 

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.

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 па 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].

5. 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.

В Северо-Кавказском филиале ВНИИМС в 1974 - 1976 гг. разработана технология получения на основе мелассы сухого сывороточного концентрата (ССК) для кормовых целей. Разработана и утверждена нормативно-техническая документация, технические условия ТУ РСФСР 49253-75 и цена (350руб. за 1т).

Данная технология внедрена на Александровском маслосырзаводе Ставропольского края с 1975 года [7]. В настоящее время на Александровском МСЗ при выработке молочного сахара используются все составные части молока. В сточные воды попадают загрязнения в незначительном количестве лишь при мойке оборудования.

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. - с.3 - 7
2. И.Г. Лернер. Использование отходов молочной промышленности. М., 1964. С.3 - 16.
3. Промышленная переработка вторичного молочного сырья / А.Г. Храмцов, К.К. Полянский, С.В. Василисин, П.Г. Нестеренко. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986. - с.8 - 15.
4. Промышленная переработка вторичного молочного сырья / А.Г. Храмцов, К.К. Полянский, С.В. Василисин, П.Г. Нестеренко. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1986. - с.31 - 45.
5. Храмцов А.Г. Молочный сахар. М., "Пищевая промышленность", 1972, 192 с.
6. 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, 39 с.
7. 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, 4 с.
8. 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, 2 с.
9. 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, с.63 - 69.

 

1 «Молочная промышленность». М., Пищепромиздат, 1962, № 8, стр. 1.