Введение к работе
Актуальность работы. Расширение сырьевой базы за счет комплексной переработки вторичного сырья, в том числе молочного, является одной из важнейших народно-хозяйственных задач АПК России.
Одним из ценнейших продуктов, получаемых при переработке молока, является молочная сыворотка. Состав и свойства сыворотки обусловлены видом основного продукта и особенностями технологии его получения, а также аппаратурным оформлением процесса.
Анализируя технологии переработки сыворотки можно сказать, что сегодня дорогостоящие и высокорентабельные продукты вырабатываются главным образом из сладкой подсырной сыворотки. Творожная сыворотка имеет повышенную кислотность, высокое содержание солей и молочной кислоты и идет в основном на производство сывороточных напитков.
При выработке сухих и сгущенных продуктов из творожной сыворотки проводят операцию реагентной нейтрализации (гидроксид кальция или натрия). При этом готовый продукт чаще используется на кормовые цели из-за высокого остаточного содержания раскисляющего реагента и неудовлетворительных органолептических показателей. Таким образом, творожная сыворотка требует предварительной подготовки для переработки на пищевые продукты.
Перспективным направлением подготовки к промышленной переработке творожной сыворотки является применение баро- и электромембранных технологий: нанофильтрации, обратного осмоса, ультрафильтрации и электродиализа. Наиболее предпочтительными методами регулирования кислотности являются электромембранные процессы.
Использованию сыворотки для производства белковых концентратов, молочного сахара и др. продуктов посвящены труды российских ученых
П.Г. Нестеренко, С.В. Василисина, В.Е. Жидкова, С.А. Рябцевой, П.Ф. Крашенинина, Э.Ф. Кравченко, В.Д. Суркова, М.С. Коваленко, М.В. Залашко, В.А. Павло-
___________________________________________
* Научный консультант экспериментальной части работы к.т.н., доцент И.К. Куликова
ва, Г.Б. Гаврилова, А.Г. Храмцова, И.А. Евдокимова, Н.Я. Дыкало, Д.Н. Володина, Т.П. Бачуриной и зарубежных: T. Paterson, T. Senkevich, K.H. Ridel, W. Zadow, B. Horton и др.
Особенно актуальна проблема производства и применения деминерализованной творожной сыворотки, являющейся источником важных пищевых компонентов и обладающей высокими органолептическими и физико-химическими характеристиками. Поэтому поиск новых технологий, позволяющих решить проблему переработки творожной сыворотки и охраны окружающей среды, является актуальным.
Целью диссертационной работы является разработка альтернативных технологий производства и использования деминерализованной творожной
сыворотки.
Для достижения поставленной цели сформулированы задачи
исследований:
- проанализировать априорную информацию по методам и технологиям переработки молочной сыворотки;
- исследовать основные закономерности процесса деминерализации творожной сыворотки методом электродиализа;
- изучить влияние ионоселективных мембран различного типа на процесс деминерализации творожной сыворотки;
- исследовать влияния температуры на процесс деминерализации творожной сыворотки методом электродиализа;
- определить параметры регулирования кислотности творожной сыворотки в процессе электродиализа;
- разработать технологию производства деминерализованной творожной сыворотки с различным содержанием сухих веществ;
- предложить альтернативные технологии использования деминерализованной творожной сыворотки с различным содержанием сухих веществ;
- провести оценку экономической и социальной значимости разработанных технологий с учетом требований НАССР.
Научная новизна работы состоит в следующем: научно обоснована и подтверждена целесообразность и эффективность применения электродиализа для деминерализации творожной сыворотки; проведен сравнительный анализ гетерогенных ионоселективных мембран, произведенных методом прессования и ламинирования; изучено влияние температурных режимов на процесс деминерализации творожной сыворотки методом электродиализа и определен оптимум (15 – 20) C; изучены различные способы регулирования кислотности творожной сыворотки в процессе деминерализации; проведен подбор корректирующих кислотность творожной сыворотки реагентов; установлены оптимальные технологические параметры регулирования кислотности творожной сыворотки в процессе деминерализации; изучены состав и свойства деминерализованной творожной сыворотки с различным содержанием сухих веществ и степенью деминерализации как сырья для производства пищевых продуктов.
Практическая значимость работы. Разработана технология деминерализованной творожной сыворотки с различным содержанием сухих веществ
(СТО 9229-00087656-003-2012 «Деминерализованная творожная сыворотка с различным содержанием сухих веществ»). Результаты исследований использованы в ТУ 9229-002-82062396-2007 «Сыворотка молочная деминерализованная». Предложены альтернативные технологии пищевых продуктов с использованием деминерализованной сыворотки (питьевого молока, йогурта, творожной массы, карамели). Проведена апробация технологии деминерализованной сыворотки на молочных предприятиях РФ: ОАО «Молоко» (г. Архангельск), ОАО «Кубарус - Молоко» (г. Армавир), Молочный комбинат «Лабинский» (г. Лабинск), ОАО «Чебаркульский молочный завод» (г. Чебаркуль), ОАО «Молочный комбинат «Ставропольский» (г. Ставрополь).
Апробация работы. Основные положения, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на XIII региональной научно-техническая конференции
«Вузовская наука - Северо- Кавказскому региону» (г. Ставрополь, 2009), Международной научно-практической конференция «Молочная индустрия - 2009»
(г. Москва, 2009), Международной научно-практической конференции «PERMEA - 2009» (Прага, 2009), XV региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (г. Ставрополь, 2011), научно-практической конференцой «Инновационные разработки молодых ученых Юга России» (г. Ставрополь, 2011), V Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2011), Северо-Кавказском молодежном форуме «Машук 2011» (г. Пятигорск, 2011), Всероссийском молодежном форуме «Селигер 2011» (г. Осташков, 2011), Международной научно-практической конференции «Ion transport in organic and inorganic membranes»
(г. Краснодар. 2012), региональной научно-практической конференции «Инновационные идеи молодежи Северного Кавказа – развитию экономики России»
(г. Ставрополь, 2012).
Выигран конкурс «У.М.Н.И.К» (г. Ставрополь, 2011), получен диплом за второе место в конкурсе «Зворыкинский проект» (г. Ставрополь, 2010).
На «Способ регулирования кислотности сыворотки в процессе электродиализа» в ФИПС подана заявка на изобретение № 2012145182 от 24.10.2012 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной и технологической части, выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 200 страницах, включая приложения, 20 таблиц и 59 рисунков. Список литературы включает 270 наименований.
