способ получения молочного сахара

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОГО САХАРА, предусматривающий очистку лактозосодержащего раствора, кристаллизацию последнего под вакуумом путем концентрирования раствора, заводки кристаллов и их наращивания и кристаллизацию полученной кристалломассы охлаждением, отличающийся тем, что в процессе наращивания кристаллов осуществляют перемешивание кристалломассы путем ее вибрации гармоническими колебаниями с их интенсивностью 100 170 см². с^-3 для поддержания кристаллов во взвешенном состоянии, при этом процесс кристаллизации ведут до достижения содержания кристаллов 47 - 52% а кристаллизацию охлаждением проводят в естественных условиях до достижения содержания кристаллов 61 64%

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кристаллизацию под вакуумом осуществляют до содержания сухих веществ в кристаллизате 72 82%

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при промышленном производстве кристаллического молочного сахара-сырца, пищевого сахара и рафинированного сахара.

Известен способ получения рафинированного молочного сахара, включающий проведение процессов очистки лактозосодержащего раствора, его вакуумное уваривание до массовой доли сухих веществ 72% и последующую изогидрическую кристаллизацию охлаждением до 27^оС [1]

Недостатками известного способа являются малый выход кристаллической лактозы (73-80%) от теоретически возможного и большие потери лактозы (до 27% ) с мелассой и промывными водами при последующем центрифугировании кристаллизата. Последнее приводит к значительному возврату мелассы рафинада (1,6 т мелассы на 1 т рафинированного молочного сахара) в технологический цикл для выработки сахара-сырца.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче к изобретению является способ получения молочного сахара, предусматривающий очистку лактозосодержащего раствора, кристаллизацию последнего под вакуумом путем концентрирования раствора, заводки кристаллов и их наращивания и кристаллизацию полученной кристалломассы охлаждением [2]

К недостаткам известного способа следует отнести недостаточно высокий выход кристаллической лактозы, который может составлять 80-88% от теоретически возможного; значительные потери лактозы с мелассой из-за полидисперсности готовых кристаллов и сложности их разделения центрифугированием.

В изобретении решается техническая задача увеличения выхода кристаллической лактозы и одновременно уменьшения потерь лактозы с мелассой, а значит сокращения возврата мелассы в цикл на повторную переработку.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно предлагаемому способу получения молочного сахара предусматривают очистку лактозосодержащего раствора, кристаллизацию последнего под вакуумом 0,070-0,086 МПа путем концентрирования до массовой доли сухих веществ кристаллизата преимущественно 72-82% При этом заводку кристаллов производят внесением затравки в виде тонкоизмельченной пудры из кристаллов молочного сахара одновременно с первоначальным набором вакуум-аппарата. В процессе наращивания кристаллов осуществляют перемешивание кристалломассы путем ее вибрации гармоническими колебаниями с интенсивностью их 100-170 см²/с^-3 для поддержания кристаллов во взвешенном состоянии. При этом процесс кристаллизации путем вакуумного концентрирования ведут до достижения содержания кристаллов 47-52% после чего кристаллизат выгружают и осуществляют кристаллизацию полученной кристалломассы охлаждением в естественных условиях до температуры 15-20^оС для достижения содержания кристаллов 61-64%

Способ осуществляют следующим образом.

Сироп, приготовленный сгущением очищенной молочной сыворотки, или растворением сахара-сырца, содержащий массовую долю сухих веществ 50-65% направляют на уваривание под вакуумом 0,070-0,086 МПа и одновременно вносят в него затравку из сахарной пудры для инициирования образования первичных кристаллов. После появления достаточного количества кристаллов производят закрепительные подкачки исходным сиропом, чтобы несколько понизить пересыщение, и, удерживая раствор в метастабильной зоне, осуществляют уваривание кристаллизата, предотвращая появление вторичных кристаллов. Дальнейшее наращивание кристаллов производят при подкачках исходного сиропа и принудительном перемешивании увариваемой массы гармоническими колебаниями с интенсивностью вибрации 100-170 см²с^-3, необходимой для удержания во взвешенном состоянии кристаллической фазы в циркулирующей суспензии, особенно на заключительном этапе, когда массовое содержание кристалломассы максимально возрастает. Кроме того, вибрационное перемешивание кристаллизующейся массы оказывает внешнее динамическое воздействие на систему кристалл-раствор, интенсифицирующее массопередачу за счет относительного движения кристаллов и способствующее увеличению выхода кристалломассы.

Уваривание завершают по достижении массовой доли сухих веществ кристаллизата 72-82% являющейся предельной для осуществления нормальной циркуляции. При этом содержание кристалломассы достигает 47-52% Уваренный кристаллизат выгружают и направляют на стадию изогидрической кристаллизации, которую проводят естественным охлаждением до конечной температуры 15-20^оС. При этом масса кристаллов наращивается до содержания 61-64%

П р и м е р 1. Сироп из очищенной творожной сыворотки с начальной массовой долей сухих веществ 60% уваривают под вакуумом 0,070 МПа. В исходный сироп затравку вносят в количестве 0,2% к его массе и продолжают наращивание образовавшихся первичных кристаллов при подкачках и принудительном вибрационном перемешивании увариваемой массы с интенсивностью 100 см²с^-3. Закачивают уваривание при достижении сухих веществ в кристаллизате 78,8% и выгружают кристаллизат.

Дальнейшую изогидрическую кристаллизацию уваренной массы проводят естественным охлаждением от начальной температуры 78^оС до конечной 18^оС в течение 18 ч. При этом кристаллосодержание достигает 61% эффективный размер кристаллов составляет 300 мкм, коэффициент неоднородности 12,7%

П р и м е р 2. Сироп творожной сыворотки с начальной массовой долей сухих веществ 57,5% уваривают под вакуумом 0,085 МПа до конечного содержания сухих веществ 81,5% В качестве затравки используют рафинированный молочный сахар с размером кристаллов около 5 мкм в количестве 2% к массе начального набора вакуум-аппарата. Виброперемешивание наращиваемых кристаллов лактозы осуществляют с интенсивностью 140 см²с^-3. По завершении уваривания кристаллизуют массу естественным охлаждением от 60,5 до 20^оС для достижения массовой доли кристаллов 61%

П р и м е р 3. В сироп, полученный после растворения молочного сахара-сырца, его рафинации и фильтрования, с массовой долей сухих веществ 55% вносят затравку в количестве 0,2% к его массе и уваривают под вакуумом 0,084 МПа до конечной массовой доли сухих веществ в кристаллизате 72% Наращивание кристаллов осуществляют без подпитки исходным сиропом и с вибрационным перемешиванием интенсивностью 170 см²с^-3. Кристаллосодержание в уваренной массе составляет при выгрузке 48,2% эффективный диаметр кристаллов 38 42 мкм. После выгрузки проводят стадию изогидрической кристаллизации молочного сахара путем естественного охлаждения кристаллизата от 61 до 15^оС. Кристаллосодержание при этом возрастает до 64% что составляет 96,2% от теоретически возможного выделения кристаллов при полном истощении межкристального раствора для температуры 15^оС.

П р и м е р 4. Исходный сироп молочного сахара-сырца с массовой долей сухих веществ 50% после его очистки уваривают под вакуумом 0,086 МПа для получения кристаллизата рафинированного молочного сахара. Затравку вносят в исходный сироп сразу же при наборе вакуум-аппарата, а дальнейшее наращивание кристаллов осуществляют при виброперемешивании кристаллизата гармоническими колебаниями с интенсивностью 150 см²с^-3. Уваривание завершают при достижении массовой доли сухих веществ 71,7% что соответствует выделению дисперсной фазы в количестве 47% Дальнейшую кристаллизацию продолжают естественным охлаждением уваренной массы от 60 до 17^оС и дополнительно выкристаллизовывают лактозу, что позволяет окончательно получить кристалломассу в количестве 61,1%

Из примеров видно, что использование предлагаемого способа кристаллизации молочного сахара позволяет увеличить выход кристаллической фазы до 61-64% по массе кристаллизата, что соответствует выходу 93-96% от теоретически возможного выделения дисперсной фазы при полном истощении межкристального раствора для конечной температуры. При последующем центрифугировании сокращаются потери лактозы с мелассой, а также возврат мелассы на повторную переработку.