Реферат на тему Глубокая переработка молочного сырья. Соответствующие перспективные направления переработки молочной сыворотки (реферат в магистратура)

Содержание:

Введение 3
Раздел 1. Современные методы глубокой переработки молочного сырья 5
1.1 Обзор технологий глубокой переработки вторичного молочного сырья 5
1.2 Рекомбинантные ферменты препаратов химозина и бета-галактозидазы, как способ глубокой переработки молока 7
Раздел 2. Перспективные направления переработки молочной сыворотки 11
2.1 Обоснование ценности молочной сыворотки, как биологически-ценного продукта 11
2.2 Электрогидравлический способ обработки молочной сыворотки 14
2.3 Переработка молочной сыворотки с использованием электродиализной обработки 16
2.4 Особенности мембранных методов переработки молочной сыворотки 20
2.5 Разделительное вымораживание как способ переработки молочной сыворотки 25
Заключение 27
Список использованной литературы 31
Приложение 35

Введение:

Актуальность темы. Молочная промышленность относится к ресурсо- и энергоемким отраслям промышленности. Учитывая проблему, связанную с дефицитом молочного сырья, все большую актуальность приобретает вопрос о его рациональном использовании. Молокоперерабатывающие предприятия в большинстве своем сливают молочную сыворотку, образующуюся в процессе производства молочных продуктов, в канализацию как отходы производства, что является негативным фактором с экологической точки зрения. Переработка молочной сыворотки является одной из главных проблем на молокоперерабатывающих предприятиях. Постоянно растущее количество производства сыворотки, ее пищевая и биологическая ценность обусловливают необходимость поиска новых, экономически целесообразных и энергосберегающих способов ее переработки .
Молочная сыворотка — это жидкость, которая остается после нескольких технологических процессов переработки молока. В среднем сыворотка содержит до 48-52% сухих веществ молока, а ее энергетическая ценность составляет 36% ценности молока, а ее сброс опасен для окружающей среды. Для демонстрации размеров ущерба, который может нанести сброс сыворотки в водоем, можно привести такое сравнение: 1 м3 сыворотки загрязняет водоем так, как его может загрязнить 100 м3 хозяйственно-бытовых сточных вод .
На сегодняшний день разработано много способов утилизации молочной сыворотки тепловая обработка, сепарирования, консервирование, биологические и мембранные методы обработки и тому подобное. Она может использоваться: в производствах различных молочных продуктов, хлеба, макарон, кондитерских изделий, колбас; для повышения пищевой ценности продуктов из вторичного молочного сырья; в производстве медицинских препаратов, технических материалов и кормовых средств .
Однако, несмотря на значительное количество разработок в данном направлении, в лучшем случае на молокоперерабатывающих предприятиях сыворотка может быть утилизирована вместе со сточными водами, в худшем — вместе с общим стоком может быть сброшена в городскую канализационную сеть.
Ввиду сложившейся ситуации, в течении последних 10 лет, научное сообщество озадачено вопросами рационализации переработки вторичного молочного сырья такого как сыворотка, как в целях минимализации экологического ущерба, так и в целях повышения качественного, безотходного использования молочного сырья в пищевых целях.
Объект исследования. Методы глубокой переработки молочного сырья.
Предмет исследования. Перспективные направления переработки молочной сыворотки.
Цель исследования: Провести комплексный теоретический анализ современных тенденций, методов и инновационных подходов, применяемых в процессе глубокой переработки молочной сырья, молочной сыворотки, в частности, которые направлены на рационализацию использования молочного сырья.
Задачи исследования:
1) Провести обзор технологий глубокой переработки вторичного молочного сырья;
2) Обосновать ценность молочной сыворотки, как биологически-ценного продукта;
3) Изучить электрогидравлический и электродиализный способы обработки молочной сыворотки;
4) Проанализировать особенности мембранных методов переработки молочной сыворотки;
5) Рассмотреть разделительное вымораживание как способ переработки молочной сыворотки.

Заключение:

Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании людей. Включение молочных продуктов в любой пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов. Направленное биоэнергетическое влияние на молоко, как сложную полидисперсную систему, приводит к ее разделению на белково-жировой концентрат (сыр, жир, казеин) и фильтрат — молочную сыворотку (МС). То есть, МС — естественный побочный продукт при производстве молочных продуктов.
Много лет она считалась проблемным продуктом, который не имеет коммерческой ценности. Но в последнее время ее начинают широко перерабатывать и использовать в разных видах.
Проблема использования МС возникла с началом промышленного производства масла, сыра и казеина, масса которых составляет 10-20% молока, в то время как 80-90% приходится на МС.
В МС содержится 50% сухих веществ молока, содержащих до 250 различных соединений (в т. ч. азотистые, микро- и макросоединения, молочный жир, минеральные соли, лактоза, витамины, ферменты, органические кислоты). Наряду с питательной ценностью МС, и продукты из нее должны иметь диетическое, а также лечебное значение.
Традиционные способы разделения молока, основанные на биотехнологии (закваски, ферменты) и использования химических реагентов (кислоты, щелочи, соли), обеспечивают получение подсырной (сладкой), творожной (кислой) и казеиновой сыворотки. Степень перехода основных компонентов молока в ТС определяется главным образом их размерами.
Состав и свойства молочной сыворотки обусловлены видом получаемого продукта и особенностями технологии его получения, а также аппаратурным оформлением процесса. Состав подсырной сыворотки зависит от вида производимого сыра и его жирности; сырной — от способа производства сыра и его жирности; казеиновой — от вида производимого казеина.
Переработка сладкой сыворотки является относительно легким процессом, тогда как для переработки кислой требуется значительно больше оборудования и стадий. Нетрадиционные способы разделения молока, разработанные в последнее время (молекулярно-ситовая фильтрация, термодинамическое выделение белков молока, биополимеры), дают ультрафильтрат и безказеиновую фазу.
Вид продуктов с МС определяет и выбор оборудования для производства. Уже с момента, как сыворотка удаляется из сырной ванны, к ней необходимо относиться как к высококачественного продукта и для сохранения ее свойств очень важно соблюдать технологии на всех этапах переработки.
Прежде всего, ее освобождают от мелких сырных частиц для упрощения дальнейших операций и для улучшения функциональных свойств конечного продукта (например, растворимости).
Далее снижают массовую долю жира до 0,05%, что продлевает срок эффективной работы фильтровальных мембран, поскольку жир может закупорить поры мембраны. Затем проводят тепловую обработку, вид которой зависит от микробиологического качества сыворотки, необходимости ее хранить, транспортировать или сразу перерабатывать, а также от требований, предъявляемых к конечному продукту. Таким образом, получается предварительно обработанная сыворотка — основа для производства различных видов продуктов.
Существуют различные способы переработки МС: тепловые, центробежные, консервирования, биологические, мембранные.
Тепловые методы. Тепловые методы используются для охлаждения МС с целью сохранения ее качества при временном хранении, подогрева — с целью пастеризации, выделения сывороточных белков, проведения других технологических операций.
Биологические методы. Биологическая обработка МС повышает ее питательную ценность за счет обогащения полезными веществами, а также получения ряда специфических продуктов.
Основные направления биологической обработки: синтез белковых веществ дрожжами, которые используют лактозу; гидролиз лактозы ферментами; микробный синтез витаминов, жира, ферментов переработка лактозы в молочную кислоту и этиловый спирт расщепления молочных белков в свободных аминокислотах.
Центробежные методы. Центробежные методы (сепарирование, центрифугирование) используются для выделения из МС жира, казеинового пыли, коагулированных сывороточных белков, отделение кристаллов сахара и тому подобное.
Сепарацию используют на двух этапах промышленной переработки МС: для выделения молочного жира и казеинового пыли (обезжиривание) и для отделения коагулированных сывороточных белков (освещение). Молочный жир и сывороточные белки — энергетически и биологически важные компоненты. Их используют для пищевых целей.
Удаление их необходимо также для обеспечения качества продукта (напитков, молочного сахара). После выделения жира и казеинового пыли МС представляет собой кинетически устойчивую систему, которая практически не поддается расслоения.
Консервирование. Консервирование — такая обработка МС, в результате которой продукты хранятся длительное время без порчи (без разложения белков, жиров, углеводов и других компонентов).
Важно также наиболее полно сохранить основные свойства продукта (вкус, внешний вид, биологическую и пищевую ценность) при наименьших затратах.
В основе консервирования — прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, которые могут вызвать порчу продуктов; или прекращение

биохимических процессов, которые происходят в продуктах под влиянием ферментов, а также торможения окислительно-восстановительных реакций.
Мембранные методы. Мембранные методы можно разделить на два основных вида: гиперфильтрация (микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос) и электродиализ. К мембранным методам относят также условный ионный обмен, гель-фильтрацию, сорбцию-десорбцию.
Основаны эти методы на свойствах МС как гетерогенной системы с четко выраженными селективностью компонентов с молекулярной массой, размерами и ионной силой. Сегодня больше всего исследуются и используются гиперфильтрация, электродиализ и обратный осмос. Ионный обмен и гель-фильтрация широкого применения пока не нашли.
Таким образом, современные методы переработки молочной сыворотки позволяют не только более полно использовать ценные компоненты молока, но и уменьшить количество отходов при его переработке.

Фрагмент текста работы:

Раздел 1. Современные методы глубокой переработки молочного сырья
1.1 Обзор технологий глубокой переработки вторичного молочного сырья
Современной сфере переработки вторичного молочного сырья, присущ широкий спектр, как проблем, так и перспектив. Так, в исследовании Петрова К.А. (2015) , показано, что особенностью современного этапа развития глубокой переработки продукции животноводства в России является:
⸻ высокая востребованность в продуктах глубокой переработки продукции животноводства в первую очередь в связи с международными рисками (ограничение импорта, квоты), изменением курса национальной валюты и росте цен на готовую продукцию, применяемую в ряде продуктов первой необходимости и высокого спроса (молочный сахар, жир-сырец, кровяная сыворотка, сухие молочные белки и др.);
⸻ необходимость обеспечения импортозамещения в отрасли в связи с пакетом санкций и снижением курса национальной валюты;
⸻ наличие значительного объема неиспользуемого сырья, что ведет к прямым убыткам для перерабатывающих предприятий и наносит вред окружающей среде;
⸻ недостаточный уровень готовности отрасли к производству продуктов глубокой переработки в связи с высоким износом оборудования и применением в ряде случаев устаревших технологий производства продукции (Золотарёва М.С., 2013) ;
⸻ высокая капиталоемкость и значительные сроки окупаемости предприятий по глубокой переработке продукции животноводства, что обуславливает необходимость предварительного подробного бизнес-планирования;
⸻ высокая зависимость предприятий по глубокой переработке от качества и сроков поставки сырья, что определяет потребность в формировании кооперативных структур или предприятий в замкнутым циклом производства продукции.