Improving Evaporation Process of Curd Whey by Direct Heating in the Producing of Instant Drinks

Curd whey is a promising ingredient for the production of functional products, in particular instant beverages. The specific features of the mass transfer mechanism of curd whey substances make it difficult to use traditional evaporators in manufacturing practice and dictate the task of finding new and modernizing existing methods for producing concentrated curd whey. The purpose of this work is to improve the process of evaporation of curd whey by the method of direct heating in the production of instant granular beverages. Most of the research was carried out on the basis of the research laboratories of Kemerovo State University. The object of research used cord whey produced at LLC “Anzherskoe milk” (Kemerovo region, Anzhero-Sudzhensk) in accordance with the requirements of State standard 53438-2009 and common methods of evaluation of experimental data. In the process of work, it was established experimentally how the physicochemical properties, vitamin composition and microbiological indicators of the curd whey change with increasing temperature. The dependence of the electrical conductivity on the concentration and active acidity at various temperatures is found. On the basis of the obtained data and materials of preliminary studies, a rational mode of operation of the pilot plant for evaporation of whey was chosen, taking into account the best quality of the product obtained and the possibility of its use in the food industry. It was concluded that direct electrical heating has a smaller destructive effect on the native properties of the original curd whey, and a change in electrical conductivity allows controlling the whey acidity, and also makes it possible to automate control over the solids content and the foaming process during evaporation using direct electrical heating. On the basis of the developed apparatus, a technological for the production of instant granular beverages has been adopted, containing typical technological processes linked with each other by a system of machines in time and space.

curd whey, direct electric heating, electrodes, evaporation, rational parameters, instant beverage

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.