Состав и свойства молочного сахара

В рафинированном и пищевом молочном сахаре регламентируется содержание хлоридов, сульфатов и кальция на уровне 0,1%, а также солей меди не более 5 мг/кг и олова 50 мг/кг, не допускается наличие солей тяжелых металлов (свинца и др.).

Рафинированный молочный сахар с минимальными примесями, отсутствием моноз (глюкозы, галактозы) и посторонних углеводов (крахмала, декстрина) относится к фармакопейному.

Для использования в качестве затравки при кристаллизации лактозы (сгущенное молоко, мороженое) рафинированный или пищевой молочный сахар подвергают тонкому размолу до размера 3-4 мкм, но не более 10 мкм. В качестве внутрипромышленного полуфабриката, а иногда как сырье для ферментации, вырабатывается кристаллизат молочного сахара (сывороточный сироп) с подержанием лактозы не менее 45%.

По внешнему виду молочный сахар представляет кристаллический порошок аналогичный сахарозе или легко пересыпающуюся массу, напоминающее сухое молоко распылительной сушки. Цвет продукта от белого (рафинированный) до слабо желтого (сырец).

Получение молочного сахара возможно тремя способами:

I- кристаллизация лактозы из пересыщенных сывороточных сиропов;

II- сушка глубоко очищенной молочной сыворотки;

III -образование лактозатов с последующим разрушением соединения.

В промышленности широко используется первый способ, основанный на сгущении очищенной или неочищенной молочной сыворотки с последующей кристаллизацией лактозы из пересыщенных за счет охлаждения растворов. Способ имеет несколько вариантов осуществления.

Второй способ находит практическое внедрение на базе мембранных методов обработки молочной сыворотки, позволяющих удалять несахара до необходимой степени чистоты готового продукта, совмещая эту операцию с концентрированием молочной сыворотки.

Третий способ, сущность которого заключается в образовании нерастворимых лактозатов кальция и последующей их сатурации, представляет пока чисто научный интерес, нуждается в технологической и технической разработке.

Физико-химические основы технологии молочного сахара. Теоретическая сущность технологии молочного сахара сводится к извлечению лактозы из молочной сыворотки, т.е. ее выделению с очисткой от балластных веществ (несахаров): жира, белков, минеральных солей. Концентрация лактозы при этом повышается примерно в 20 (с 4,5% в исходной сыворотке до 90-99 % в готовом продукте), а содержание несахаров снижается в сотни раз.

Казеиновая пыль и молочный жир легко удаляются из сыворотки центробежным способом на саморазгружающихся сепараторах.

Сывороточные белки могут удаляться путем тепловой денатурацией в сочетании с реагентной, безреагентной коагуляцией, ультрафильтрацией либо сорбцией.

Удаление небелковых азотистых соединений представляет определенную трудность, однако вполне удовлетворительно осуществимо сорбцией на макропористых ионитах или природных сорбентах.

Для создания пересыщенных растворов молочную сыворотку концентрируют путем выпаривания, обратным осмосом либо комбинацией этих способов.

Кристаллизация лактозы из пересыщенных растворов (сиропов) подчиняется общим законам массообмена и лимитируется температурой, временем и механическим побуждением (перемешиванием). По разработкам проф. К. К. Полянского (ВГТА) оптимальный режим кристаллизации лактозы из очищенных сывороточных сиропов происходит при темпе охлаждения 2-3°С/ч и скорости перемешивания 10-15 об/мин.

Разделение суспензии кристаллизата на влажные кристаллы и мелассу вполне удовлетворительно осуществляется на центрифугах фильтрующего и отстойного типов.

Сушка влажных кристаллов наиболее целесообразна во взвешенном состоянии. При необходимости размол кристаллов обеспечивается на ударных шаровых, виброшаровых мельницах и дезинтеграторах, а также струйным методом.

Алгоритм технологического процесса производства молочного сахара включает следующие операции (блоки): мониторинг исходного сырья - молочной сыворотки, реагентов и вспомогательных материалов; очистку молочной сыворотки от балластных веществ - казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков; сгущение очищенной сыворотки до сиропа; кристаллизацию лактозы - кристаллизат молочного сахара; отделение кристаллов лактозы от мелассы и их промывку водой; сушку влажных кристаллов - молочный сахар-сырец (техническая лактоза), при очистке и рафинации подсгущенной сыворотки - пищевой молочный сахар (пищевая лактоза); растворение молочного сахара-сырца или влажных кристаллов; рафинация раствора; фильтрация раствора, кристаллизация лактозы; отделение кристаллов от мелассы; промывка кристаллического осадка; сушка влажных кристаллов - рафинированный молочный сахар (фармакопейная лактоза).