ФИЛЬТРАЦИЯ ЧЕРЕЗ ГЕЛЬ

Фирма Alfa-Laval в настоящее время внедряет метод гельфильтрации для получения чистого белка из обезжиренного молока и сыворотки, содержащего преимущественно неденатурированные протеины.

Протеиновые фракции можно сгущать и высушивать на распыли­тельной сушилке до получения стойкого при хранении порошка.

Данным методом можно легко получить

¾ разные фракции белкового порошка ;

¾ полуфабрикат для выработки лактозы;

¾ можно изменить содержание белка и лактозы в молоке и получить молоко более высокой питательной ценности или молоко специального назначе­ния, например с повышенным содержанием белка, без заметного изменения вкуса.

Возможность разделения молока на высокомолекулярную и низ­комолекулярную фракции впервые указал де Кониг в 1962 г.

Сущность метода гельфильтрации через гель Сефадекс заклю­чается в разделении веществ на различные фракции в зависимости от размера молекул. Сефадекс изготовляется из сахара, который подвергается ферментации и модификации для получения макро­молекулярной сетки. Сефадекс выпускается в виде мельчайших ша­риков и имеет свойство разбухать в воде. Для фильтрации применяют гель Сефадекс Г-25 круп­ный, который абсорбирует воду в количестве 2,5 кг на 1 кг собст­венного веса. Объем фильтрующего слоя почти в 4 раза больше объема сухого геля. Диаметр сухого шарика 0,1—0,3 мм. Гель можно стерилизовать в автоклаве при температуре 120°С в течение 35 мин.

Фильтрующий слой.Система состоит из емкости, выполненной из нержавеющей стали, в которой гель находится между тонкими сетками, препятствующими его утечке, вместе с фильтратом. Питательный насос подает молоко и воду или сыворотку и воду через впускное отверстие в дне емкости и выпускает фрак­ции через выпускное отверстие, которое расположено в верхней части емкости. Для того, чтобы очистка была эффективной, все соприкасающиеся с жидкостью части системы изготовлены из специальной стали, обработанной в соответствии с санитарными тре­бованиями.

Ежедневно производится очистка фильтра 1% раствором NaOH температурой 60° С. Постоянная рабочая температура фильтруе­мых жидкостей должна быть ниже 50° С.Модель гельфильтра представлена на рис. Проба, содер­жащая молекулы различной величины, помещается над гельфильтром. Подается вода, и выпускное отверстие приоткрывается, чтобы проба проникала через слой фильтра. Мелкие молекулы задержи­ваются зернами геля, а крупные могут двигаться только в про­странстве между зернами. Таким образом, фракция с большим молекулярным весом движется быстрее, чем фракция с низким.

Данный метод имеет следующие преимущества:

¾ Гель не требует регенерации.

¾ Очистка его может производиться 1%-ным раствором щелочи температурой 60° С в соответствии с обыкновенным процессом химической мойки оборудования молочного предприятия.

¾ Возможно одновременное получение фракций с различным химическим составом.

¾ Жир проходит через фильтр в неизменном виде и выходит вместе с протеиновой фракцией.

Процесс выделения белка из сыворотки осуществляется следующим образом. Производится предварительное сгущение сыворотки. Эта операция увеличивает общую производительность установки. Кроме того, производительность установки можно увеличивать путем удаления части лактозы до гельфильтрации за счет кристаллизации сгущенной сыворотки с последующим сепарированием.Гельфильтр разделяет сгущенную сыворотку на одну или несколько протеиновых фракций и на фракцию веществ с низким молекулярным весом. Протеиновые фракции еще раз сгущаются в вакуум-аппарате и подвергаются распылительной сушке. Низкомолекулярная фракция является хорошим сырьем для производства лактозы.

Водоснабжение гельфильтра обеспечивается конденсатом испарительной установки.

Процесс можно сделать полностью непрерывным (за исключением кристаллизации). Гельфильтрация проводится при обычных температурах. Во избежание увеличения количества бактерий, продукт охлаждается в том случае, если предусматривается его промежуточное хранение.

Изготовление молока, обогащенного белком. Недостатком обыч­ных методов увеличения содержания протеина в молоке путем добавления сухого обезжиренного молока, является повышение со­держания лактозы. Гельфильтрация позволяет увеличить содержа­ние белка в молоке независимо от других компонента.

Технологический процесс производится следующим образом. Часть обезжиренного молока подвергается гельфильтрации. При этом фильтр разделяет обезжиренное молоко на протеиновую фракцию и фракцию с низким молекулярным весом - содержащую лактозу и минеральные соли. Белковая фракция смешивается в танках с обез­жиренным молоком. Содержание жира в продукте регулируется путем добавления цельного молока или сливок.

Рис. 2. Установка для гельфильтрации:

/ — г-льфильтр Сефадекс; 2 —расходомер; 3 — датчики; 4~ клапаны; 5 —пульт уп­равления; 5—-фильтры; 7 — насос; 8 — регулятор потока; 9 — манометр

Контрольные вопросы и задания

1. Каково назначение мембранной обработки молочного сырья?

2. Охарак­теризуйте методы мембранной обработки (кратко в целом).