Совершенствование процесса выпаривания творожной сыворотки методом прямого нагрева при производстве быстрорастворимых напитков

Творожная сыворотка является перспективным ингредиентом для производства функциональных продуктов, в частности быстрорастворимых напитков. Специфические особенности механизма массопереноса веществ творожной сыворотки затрудняют применение в производственной практике традиционных выпарных аппаратов и диктуют задачу поиска новых и модернизации существующих методов получения концентрированной творожной сыворотки. Целью данной работы является совершенствование процесса выпаривания творожной сыворотки методом прямого нагрева при производстве быстрорастворимых гранулированных напитков. Большая часть исследований выполнена на базе научно-исследовательских лабораторий Кемеровского государственного университета. В качестве объекта исследования использовали творожную сыворотку, выработанную на ООО «Анжерское молоко» (Кемеровская обл., г. Анжеро-Судженск) в соответствии с требованиями ГОСТ 34352-2017, и общепринятые методики оценки экспериментальных данных. В процессе выполнения работы экспериментальным путем установлено, как изменяются органолептические, физико-химические свойства, витаминный состав и микробиологические характеристики творожной сыворотки в результате температурного воздействия, а также установлена взаимосвязь электропроводности с концентрацией сухих веществ и активной кислотностью при различных температурных режимах. Руководствуясь полученными результатами и материалами предварительных исследований, подобран рациональный режим работы опытно-промышленной установки для концентрирования сыворотки, с учетом наилучшего качества получаемого продукта и возможности его использования в пищевой промышленности. Сделан вывод о том, что прямой электронагрев оказывает меньшее негативное воздействие на нативные свойства исходной творожной сыворотки, а изменение электропроводности позволяет контролировать кислотность сыворотки, а также делает возможным автоматизацию контроля за содержанием сухих веществ и процессом пенообразования при выпаривании методом прямого электронагрева. На базе разработанного аппарата адоптирована технологическая схема производства быстрорастворимых гранулированных напитков, содержащая типовые технологические процессы, увязанные между собой с помощью системы машин во времени и в пространстве.

творожная сыворотка, прямой электронагрев, электроды, выпаривание, рациональные параметры, быстрорастворимый напиток

1. Гаврилов Г.Б. Выбор мембранных методов обработки сыворотки: с чего начать // Молочная промышленность. 2012. № 2. С. 38.

2. Гаврилов Г.Б. Закономерности мембранного концентрирования сывороточных белков // Техника и технология пищевых производств. 2009. № 1. С. 26-29.

3. Гаврилов Г.Б., Кравченко Э.Ф. Пути рационального использования молочной сыворотки // Сыроделие и маслоделие. 2013. № 2. С. 10-13.

4. ГОСТ 54758-11. Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности. М.: Стандартинформ, 2012. 16 с.

5. ГОСТ 25179-2014. Молоко и молочные продукты. Методы определения массовой доли белка. М.: Стандартинформ, 2015. 8 с.

6. ГОСТ 26809.1-2014. Молоко и молочная продукция. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу. Часть 1. Молоко, молочные, молочные составные и молокосодержащие продукты. М.: Стандартинформ, 2019. 9 с.

7. ГОСТ 32901-2014. Молоко и молочная продукция. Методы микробиологического анализа. М.: Стандартинформ, 2015. 24 с.

8. ГОСТ 33957-2016. Сыворотка молочная и напитки на ее основе. Правила приемки, отбора проб и методы контроля. М.: Стандартинформ, 2016. 16 с.

9. ГОСТ 34352-2017. Сыворотка молочная - сырье. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2018. 8 с.

10. ГОСТ Р 53359-2009. Молоко и продукты переработки молока. Методы определения рН. М.: Стандартинформ, 2009. 8 с.

11. Короткий И.А., Гунько П.А., Федоров Д.Е. Исследование процессов криоконцентрирования молочной сыворотки // Технология переработки. 2014. № 1. С. 148-153.

12. Кравченко С.Н. Научное обоснование разработки технологических потоков и оценки качества быстрорастворимых гранулированных продуктов: дисс. … докт. техн. наук. Кемерово, 2011. 322 с.

13. М 04-41-2005. Методика выполнения измерений массовой доли свободных форм водорастворимых витаминов в пробах премиксов, витаминных добавок, концентратов и смесей с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105». СПб.: Люмэкс, 2006. 31 с.

14. Остертак Д.М. Разработка теоретических основ и методики проектирования электростатических МЭМП механической энергии в электрическую: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2009. 29 с.

15. Панченко С.Л. Исследование процесса концентрирования творожной сыворотки методом вымораживания: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Воронеж, 2010. 24 с.

16. Устройство выключателей электрического тока: пат. 2479062 Российская Федерация, МПК Н01Н 39/00. № 2013122433/13 / Ипполитов Е.В., Сергеенко В.П., Махрин В.И., Тихонов В.В., Тихонов Н.В.; заявитель и патентооблодатель НИИ «Томский политехнический университет»; заявл. 16.05.2012; опубл. 10.04.2013, Бюл. № 10.

17. Камера выпарного электродного аппарата: пат. 160649 Российская Федерация, МПК B01D 1/22. № 2015123771/05 / Попов А.М., Турова Н.Н., Фролов С.В., Коняев А.В.; заявитель и патентообладатель ФБГОУ ВО «Кемеровский государственный университет»; заявл. 18.06.2015; опубл. 27.03.2016, Бюл. № 9.

18. Попов А.М., Турова Н.Н., Стабровская Е.И., Мамонтов А.С. Закономерности концентрирования творожной сыворотки методом прямого нагрева // Фундаментальные исследования. 2015. № 4. С. 125-129.

19. Попов А.М., Турова Н.Н., Стабровская Е.И., Васильченко Н.В., Коняев А.В. Особенности использования прямого нагрева при концентрировании сыворотки // Фундаментальные исследования. 2015. № 2. Ч. 10. С. 2124-2128.

20. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевой продукции. М.: Стандартинформ, 2002. 144 с.

21. Тихонов Н.В. Исследование процессов концентрирования и ультрапастеризации соков методом прямого нагрева: автореферат дисс. … канд. техн. наук. Кемерово, 2013. 19 с.

22. Турова Н.Н. Влияние прямого электронагрева на химические, физические и бактериологические свойства творожной сыворотки // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2. C. 22-33.

23. Турова Н.Н. Разработка и исследование технологии гранулированных напитков на основе творожной сыворотки, концентрированной методом прямого нагрева: дисс. … канд. тех. наук. Кемерово, 2016. 124 с.

24. Храмцов А.Г. Феномен молочной сыворотки. СПб.: Профессия, 2011. 804 с.

25. Храмцов А.Г., Василисин С.В., Рябцева С.А., Воротникова Т.С. Технология продуктов из вторичного молочного сырья. СПб.: ГИОРД, 2009. 424 с.

26. Храмцов А.Г., Василисин С.В. Промышленная переработка вторичного молочного сырья. М.: ДеЛи-принт, 2003. 100 с.

27. Popov А.М., Tikhonov V.V., Tikhonov N.V. Thermophysical properties of granules of instant drinks in the process of structuring // Procedia Chemistry. 2014. No. 10. P. 410-413.

28. Varghese K.Sh., Pandey M.C., Radhakrishna K., Bawa A.S. Technology, applications and modelling of ohmic heating: a review // Journal of Food Science and Technology. 2010. Vol. 51. No. 10. P. 2304-2317.

29. Stancl J., Zitny R. Milk fouling at direct ohmic heating // Journal of Food Engineering. 2010. Vol. 99. No. 4. P. 437-444.

30. Tikhonov N.V., Popov А.М., Tikhonov V.V. Investigation of changes in conductivity of juice during the evaporation process // Procedia Chemistry. 2014. No. 10. P. 414-418.