безотходка. 1. Безотходная и малоотходная технологии цель, задачи
 Скачать 102.09 Kb.
|
|
48.Белковые продукты из вторичного молочного сырья. Творог и сыры. Нежирные виды творога изготовляют из обезжиренного молока и без добавления или с добавлением пахты; её добавление делает более нежной консистенцию творога. Технологии нежирного видов творога такая же как и для жирного. Творог крестьянский вырабатывают путём смешивания в машине. Нежирный творог с пастеризованными сливками. Готовый продукт имеет однородную мажущуюся слегка мучнистую консистенцию. Массовая доля жира 5%. Массовая доля влаги не более 74%. Кислотность не более 200ºТ. Творог «Столовый» Вырабатывают из смеси пахты и обезжиренного молока кислотным способом. Массовая доля жира 2%. Кислотность не выше 220ºТ. Альбуминный творог вырабатывают из подсырной сыворотки с массовой долей жира 0,5%; сыворотку пастеризуют при 85-87ºС, а затем отваривают при 93-95 ºС 1,5-2 часа. Сыворотку подкисляют при этом до 32-34 ºС. Затем сгусток отделяют от сыворотки. Этот творог можно выпускать с различной жирностью и наполнителем, например, с джемом, мятой. Творог «Диетический» Из нежирного молочного сырья – сыры без созревания и сырные массы. Сыр диетический из обезжиренного молока имеет слегка кисломолочный вкус, ломкую консистенцию, тесто ровного белого цвета. Массовая доля жира 5%, влаги 67% и 1% поваренной соли. Сыр диетический и литовский – из обезжиренного молока с добавлением растительных жиров, т.е. комбинированный продукт относящийся к группе творожных сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания – созревание 30 сут для малых сыров и 15 сут для крупных. Массовая доля в сухом веществе 45%, влаги 44%, соли 1,5-2%. Вкус слегка кисловатый с выраженным привкусом зрелого сыра. Традиционный. Сыр вырабатывают при следующих параметрах: сквашивание – 27-30 ºС, 5-6 часов. Сгусток подогревают при 56 ºС, постановка зерна при 67-70 ºС и затем выдерживают 3-4 часа. 49.Производство кислотного казеина. Кислотный казеин вырабатывают из обезжиренного молока с минимальной массовой долей не более 0,05%. Для осаждения казеина используют молочную, серную кислоту. Наиболее чистый казеин получают при использовании уксусной кислоты. При действии кислоты происходит деминирализация (т.е. отщепление кальция и фосфора) достигается изотоническая точка рН, белок коагулирует. Кислотный казеин вырабатывают 3-мя способами: -обычный -инжекторный -зернистый. - При обычном способе в обезжиренное молоко с температурой 30-35 ºС вносят 3-5% закваски лактококков и оставляют до сквашивания при более высокой температуре. Казеин не будет полностью переведён в свободную казеиновую кислоту, т.е. в нём будет больше золы. Продолжительность сквашивания 6-12 часов. Сгусток режут вертикальными, а затем горизонтальными ножами, полученные небольшие кубики нагревают до 60-65ºС при постоянном вымешивании, которое продолжается 10-15 минут. Затем казеин отделяют от сыворотки центрифугированием. - При инжекторном способе после получения сгустка его нагревают и измельчают инжекторным способом, т.е. острым паром, но здесь требуется тщательно регулировать сквашивание, т.е. определённую плотность и кислотность сгустка. При низкой кислотности хлопья белка во время инжекции слипаются и тянутся нитями. - Зернистый казеин получают проводя осаждение очень кислой сывороткой. Приготовление зернистого казеина имеет преимущество, так как казеиновые хлопья образуя комочки захватывают мало жира, зерно легче промывается. Обсушка казеина достигается не высокой температурой, а достижением определённой кислотности. Солянокислый зернистый казеин получают приливая к подогретому до 35ºС молоку тонкими струйками при непрерывном помешивании очищенную 1Н соляную кислоту. Когда сыворотка становится прозрачной, кислоту прекращают лить, сливают ½ сыворотки и снова добавляют соляную кислоту до достижения рН от 4 до 5. На практике конец обработки определяют сжатием в руке зёрен казеина. Если есть ощущение твёрдости, то казеин готов. При использовании серной кислоты казеин получают с большим содержанием золы. Казеин – сырец содержит много примесей, с целью их удаления его промывают. Используют сначала тёплую 30-35ºС, а затем холодную воду. Но на практике часто пользуются только холодной водой, чтобы избежать склеивания зёрен. Для увеличения сроков хранения казеин сушат. Сначала казеин – сырец прессуют и центрифугируют для уменьшения механически захваченной влаги. Прессованный казеиновый пласт разбивают на кусочки и распределяют на сушильных стеллажах. 50.Технология пищевого казеина. Его получают воздействием на молоко кислотой или молокосвёртывающим ферментом. Обезжиренное молоко с содержанием массовой доли жира 0,05% пастеризуют, охлаждают до 35ºС добавляют соли кальция и свёртывают. Можно до свёртывания внести и бактериальную закваску. Сычужный казеин содержит больше минеральный солей, чем кислотный. Сгусток разрезают, измельчают, нагревают до 60ºС и вымешивают 15-20 минут для максимального обезвоживания. Затем дают казеиновой массе осесть на дно, сливают всю сыворотку, а массу промывают 3 раза водой при перемешивании. Затем массу или прессуют или центрифугируют; пропускают через волчок или дробят на механической тёрке и сушат при температуре не выше 60ºС, так как казеин может плавиться. Массовая доля жира в готовом продукте не более 1,5%; золы не более 2,5%. Казеинат натрия Для использования пищевого казеина в пищевой промышленности его переводят в растворимую форму. После промывки к нему добавляют двууглекислый натрий (сода) до полной нейтрализации (рН 7). Затем его высушивают на распылительной сушилке с предварительным нагревом смеси до 70ºС для уменьшения вязкости. 51.Получение копреципитатов из вторичного молочного сырья. Для получения всех белков молока включая сывороточные применяют термокислотный и термокальциевый способ. Эта высокотемпературная коагуляция белков была одновременно предложена акад. Скотом и проф. Девиченко. Эти способы дают возможность выделить из обезжиренного молока все виды белков при их совместной коагуляции. При нагревании молока с CaCl2 происходит денатурация сывороточных белков, их агрегирование и комплексообразование казеином или адсорбция на казеиновых мицеллах и жировых шариках. Высокая температура уменьшает реакционную способность казеина и для дестабилизации его во время нагревания к холодному обезжиренному молоку добавляют 0,03% CaCl2, а затем при температуре коагуляции вводят кислоту, как следствие – все белки коагулируют. Конпреципитаты обладают большей биологической ценностью, чем казеинаты, так как содержат серосодержащие аминокислоты сывороточных белков. 52. Получение молочного сахара. Молочный сахар вырабатывают из под сырной и творожной сыворотки с кислотностью для подсырной до 20ºТ и до 70ºТ – для творожной. Получение молочного сахара основано на выкристализовании лактозы из перенасыщенных растворов. Очищения сгущённой сыворотки с последующим отделением влаги сушкой. Отделением сепарированием молочного жира и казеиновой пыли; очищением сыворотки от сывороточных белков и других азотистых веществ следующими методами: Тепловая коагуляция При нагреве сыворотки до 85ºС альбумины и глобулины хлопьями выпадают в осадок в виде всплывающей рыхлой массы – альбуминный творог и осадка на дне – альбуминное молоко. При этом выделяются только 85% сывороточных белков. Кислотный способ Сепарированную сыворотку подогревают до 75ºС с выдержкой 15 с и направляют в специальные ёмкости с коническим дном и мешалкой, нагревают до 93-95ºС и вводят кислую сыворотку кислотностью не менее 150 ºТ до повышения кислотности 30-35 ºТ, что соответствует изотонической точке казеина. Сывороточные белки коагулируют в виде хлопьев. Для укрупнения и более полного осаждения белки отделяют от сыворотки фильтрованием или сепарированием. Кислотно-щёлочной способ Добавляют соляную кислоту для повышения кислотности сыворотки 30-35 ºТ, затем смесь нагревают до 90-95 ºС и раскисляют 10-15% раствором щёлочи до кислотности 10 ºТ. Выдерживают 15-20 минут и отделяют выпавшие азотсодержащие вещества. В кислой среде белков выпадает больше, но введением щёлочи полностью можно выделить сывороточные белки. Лучшим способом является ультрафильтрация – сыворотку подогревают до 60ºС, пропускают через мембраны и получают осветлённую сыворотку с содержанием до 0,2%. При других методах – от 0,35 до 0,5%. Для получения молочного сахара необходимо в сыворотке повысить его концентрацию. Для этого её направляют в вакуумвыпарные установки, где сгущают. Для кристаллизации раствор должен стать пересыщенным, для этого его охлаждают холодной водой или рассолом. Во время кристаллизации массу перемешивают каждые 30 минут, чтобы кристаллы не срастались и равномерно охлаждались. Полученные кристаллы лактозы разламывают и упаковывают. Рафинированный молочный сахар Вырабатывают из сахара-сырца путём очистки его от белковых, минеральных и красящихся примесей. Сахар – сырец растворяют в горячей воде с добавлением адсорбента (активированный уголь, диатомит, гидросульфит натрия). Вымешивают 10 минут, затем фильтруют – уголь и диатомит поглощают примеси, а гидросульфит натрия обесцвечивает. Отфильтрованный раствор охлаждают до 13-15ºС и проводят кристаллизацию молочного сахара при непрерывном помешивании 8-10 часов. Далее центрифугируют и отделяют кристаллы. 53.Заменители цельного молока, их назначение и получение. Они используются для выпойки молодняка. Жидкий ЗЦМ – кормовой продукт днородной консистенции с чистым вкусом, белым кремовым цветом. Массовая доля жира меньше 2%, кислотность меньше 22ºТ. Вырабатывают из обезжиренного молока, пахты, сыворотки с добавлением растительных и животных жиров, фосфатидных концентратов, казеинатов натрия, витаминов, микроэлементов и антибиотиков. Технология состоит из следующих этапов: Тепловая обработка молочного сырья, т.е. обезжиривание при температуре 85-89 ºС или 95-99 ºС с охлаждением до 72-76 ºС. Затем его смешивают с жировой смесью, водными растворами солей, микроэлементов, витаминами и антибиотиками. При составлении жировой смеси в растопленные при 50-60 ºС жиры добавляют фосфатидные концентраты и жирорастворимые витамины (А, Д, Р). Смесь всех компонентов фильтруют, гомогенизируют, охлаждают до 6 ºС и упаковывают. Срок хранения 20 часов. Выпускают кисломолочный жидкий ЗЦМ для телят – используют выше указанное сырьё с добавлением чистой культуры ацидофильной палочки. Выпускают сгущённый кисломолочный ЗЦМ для телят. Здесь пахту и сыворотку после тепловой обработки при 77-79 ºС или 95-97 ºС сгущают до 42-48% сухих веществ и смешивают с отдельно приготовленной белковой жировой смесью, заквашивают ацидофильной палочкой после сгущения. Регенирированное молоко для телят обладает ценными биологическими свойствами. Выпускается в сухом виде. Биологическую ценность обуславливает добавление сухого кормового продукта провилакт – смесь дрожжёванной и натуральной сыворотки. Сухие заменители цельного молока получают высушиванием на распылительных или плёночных сушилках; используют в восстановленном виде. Массовая доля жира 17-42%, кислотность 17-80ºТ. 54.Методы мембранной фильтрации Они основаны на фракционировании многокомпонентного жидкого субстрата с помощью мембран различной пористости. Мембрана выступает в качестве молекулярного сита, проницаема для молекул, размер которых меньше диаметра пор. В зависимости от диаметра пор разлицают: Микрофильтрация – от 0,5 до 10мкм,давление 0,1-0,8 Мпа. Ультрафильтрация- от 5 до 100нм,давление 0,4-1,3 Мпа. Нанофильтрация – 1-5нм, давление 0,7-4 Мпа. Обратный осмос –менее 1 нм,0,7-7 Мпа. Ультрафильтрация (УФ)- концентрат включает в себя все сывороточные белки. Фосфат кальция является нерастворимым соединением, поэтому легко удаляется в ходе УФ, следующей за процессом термического осаждения. Микрофильтрацией снижают кол-во м/ов, а также разделяют казеин от сывороточных белков. Нанофильтрацию осущ. При деминерализации от одновалетных ионов и большинства двухвалентных. Концентрат содержит часть мин. вещ-в , белки и углеводы, а пермиат- водный раствор солей низкой концентрации. При обратном осмосе через мембраны проходит только вода, а все остальные части молочного сырья задерживаются мембраной. Происходит концентрирование молочного сырья. Электродиализ– это перенос ионов из одного раствора в другой, который осуществляется через мембрану, под действием электрического поля, создаваемого электродами, расположенными по обе стороны мембраны. В молочной промышленности электродиализной обработке подвергают молочную сыворотку с целью ее деминерализации. 55. Использование ультрафильтрации для переработки вторичного молочного сырья Ультрафильтрация (УФ)- это процесс фильтрации под давлением 0,4-1,3 Мпа, с помощью полупроницаемых мембран, с размерами пор 5-100 нм. Концентрат включает в себя все сывороточные белки. В молочной промышленности УФ используют для выделения белков из молока или молочной сыворотки. В процессе УФ, некоторая часть сыворотки (фильтрат) проходит через мембраны, оставляя при этом на фильтре сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит, главным образом, из воды, лактозы и минеральных солей. УФ используют для стандартизации молока по белку при производстве сыра, творога и сухих продуктов, для производства свежего сыра, концентрирования белка и декальцинирования пермеата, снижения концентрации лактозы в молоке. Используется в предварительном концентрировании молока в традиционной технологии сыроделия. Такая технологическая операция способствует оптимизации работы оборудования, увеличению выхода готового продукта за счет снижения потерь белка и сокращения количества сыворотки, позволяет компенсировать влияние сезонного колебания содержания белка в молоке. Побочным продуктом УФ обезжиренного молока является пермеат: он идеально подходит для нормализации питьевого молока по белку, восстановления сухих молочных продуктов. Кроме того, пермеат – отличная основа для получения различных освежающих напитков: прозрачных «тихих» и газированных, сокосодержащих и ароматизированных, а также для производства лактозы и ее производных. При производстве лактозы значительное внимание уделяется очистке раствора от солей кальция. УФ применяется в качестве основного метода для декальцинирования пермеата, предварительно подсгущенного на установке обратного осмоса или, что более предпочтительно, на НФ установке. Фосфат кальция является нерастворимым соединением, поэтому легко удаляется в ходе УФ, следующей за процессом термического осаждения. 56. Применение обратного осмоса и электродиализа для переработки вторичного молочного сырья Обратный осмос– это разделение растворов через полупроницаемые мембраны с порами размером менее 1 нм при давлении 0,7–7 МПа. При обратном осмосе через мембраны проходит только вода, а все остальные части молочного сырья задерживаются мембраной. Происходит концентрирование молочного сырья. Используют для концентрирования молока и молочной сыворотки при производстве сухих и сгущенных молочных продуктов. Электродиализ– это перенос ионов из одного раствора в другой, который осуществляется через мембрану, под действием электрического поля, создаваемого электродами, расположенными по обе стороны мембраны. Электродиализу подвержены только те вещества, которые при растворении диссоциируют на ионы или образуют заряженные комплексы. Электронейтральные вещества, например лактоза, сахароза, молекулы которых при растворении не несут какого-либо заряда, в электродиализном процессе не участвуют. В молочной промышленности электродиализной обработке подвергают молочную сыворотку с целью ее деминерализации. В молочной сыворотке, кроме белков и лактозы, содержится повышенное количество минеральных солей, что затрудняет ее переработку на продукты питания, особенно для детей. Освобождение сыворотки от минеральных солей при помощи электродиализа в 8–10 раз дешевле, чем при использовании для этой цели ионообменных смол. Вначале из сыворотки удаляются ионы калия и хлора, затем другие анионы и двухвалетные ионы.Можно удалить до 20% солей. 57. Применение безмембранного осмоса для переработки обезжиренного молока Данный способ базируется на явлении ограниченной термодинамической несовместимости высокомолекулярных биополимеров (основного белка молока — казеина и полисахаридов) в общем водном растворителе. В основе разделения двухфазной системы лежит избирательное распределение при определенных условиях веществ между двумя фазами. Такой процесс концентрирования характеризуется как безмембранный осмос, в котором функцию мембран выполняет поверхность раздела фаз (раствор белка — раствор полисахарида). В результате вытеснения белка из той части объема системы, которая занята макромолекулами биополимера, происходят агрегация белка и его концентрирование. При этом раствор белка концентрируется, а раствор полисахарида разбавляется до тех пор, пока не выравняется осмотическое давление. В результате происходит самопроизвольное разделение системы на две фазы: нижнюю — концентрат натурального казеина и верхнюю — безказеиновую фазу . Обе фазы в натуральном виде либо после сгущения и сушки можно использовать полностью в производстве различных молочных и других пищевых продуктов. 58. Применение ферментов для переработки вторичного молочного сырья С помощью ферментов можно провести направленное изменение компонентов для получения продуктов питания с повышенными органолептическими свойствами. Наибольшее значение в молочной промышленности имеют протеолитические ферменты (пепсин), а также лактаза. Протеолитические ускоряюткоагуляцию казеина и гидролиз сывороточных белков. Из животных протеаз используют сычужный фермент. Также пепсин рыб, птиц, говяжий и свиной. Используют лактазу, которая превращает лактозу в более растворимый и сладкий глюкозо-галактозный сироп. Возможности использования: Используют иммобилизованный фермент. Преварительно сыворотку пастеризуют, концентрируют с помощью ультрафильтрации и пропускают через ионнообменник для деминерализации,затем добавляют фермент. В результате гидролизуется до 70% лактозы. Во многих странах выпускают напитки из молока и молочной сыворотки из гидролизованной лактозы. 59. Вторичные материальные ресурсы сахарной промышленности Сахарное производство объединяет 2 основных производства: - свеклосахарное - сахарное рафинадное Особенность её, кроме основной продукции (сахара - рафинада) даёт большое количество побочной продукции и отходов. Сырой свекловичный жом – отход производства, сухой жом – побочный продукт. Меласса и рафинадная патока – побочные продукты. Фильтрационный осадок и свекловичный бой – отходы. Жомопрессовая вода – возвратный отход. Промывные воды – отбросы. Свекловичный жом – обессахаренная свекловичная стружка, которая остаётся после извлечения из неё сахара, выход свежего неотжатого жома при переработке зрелой сахарной свёклы около 73% к массе свёклы с содержанием сухих веществ 6,5%. Меласса – густая сиропообразная жидкость коричневого цвета, сладковатого вкуса с горьким привкусом. Хорошо растворима в воде. Это оттёк, получаемый при центрифугировании утфеля последней ступени кристаллизации. Дефекат (фильтрационный осадок) – образуется в процессе очистки диффузионного сока. Рафинадная патока – оттёк последней продуктовой кристаллизации (при очистке сахара - сырца). 60. Характеристика свекловичного жома Свекловичный жом – обессахаренная свекловичная стружка, которая остаётся после извлечения из неё сахара, выход свежего неотжатого жома при переработке зрелой сахарной свёклы около 73% к массе свёклы с содержанием сухих веществ 6,5%. Жом бывает свежим неотжатым, прессованным, сухим, кислым. Свежий жом прессуют, это даёт возможность возвратить жомопрессовую воду на диффузию, меньше тратить топлива на высушивание. Для скармливания скоту жом прессуют до содержания сухих веществ 12%. Для высушивания 22-25% сухих веществ. Жомопреввсовую воду, содержащую остаточное количество сахарозы очищают от примесей и возвращают в диффузионный аппарат вместо свежей питающей воды. По структуре жом – сложный коллоидный капиллярный пористый материал. Клетки, межклеточное пространство заполнено водой с малым содержанием сахарозы. Связь влаги с мякотью можно отнести к физико-химическим: адсорбционная и внутриклеточная вода и физико-механическим: капиллярная и вода смачиваемая. При прессовании удаляется только физико-механическая влага. Применяют наклонные и шнековые прессы. Свекловичный жом обладает высокой кормовой ценностью: 100 кг свежего жома с содержанием 15% сухих веществ равны 16 кормовым единицам и содержат 0,6% белка. Одна кормовая единица равна 1 кг овса с содержанием перевариваемого белка 7,5%. В сухих веществах жома содержатся до 50% пектиновых веществ, около 47% целлюлозы и гемицеллюлозы, 2% белка, 1% золы. В воде растворены сахар, органические кислоты, витамины и микроэлементы, жом – углеводистый корм. Его достоинства: клетчатка состоит из нелигнофицированной целлюлозы – хорошо переваривается. Пектиновые вещества распадаются при гидролизе до моносахариновой и урановой кислот, которые принимают участие в обмене веществ. Недостаток: мало белка. Жом скармливают скоту в свежем виде или после хранения в жомохранилищах. В кислом жоме в результате биохимических и микробиологических процессов, идущих при закисании теряется 25-30% сухих веществ, в том числе весь сахар и почти все пектиновые вещества. Они превращаются в молочную, уксусную и масляную кислоты. Усвояемость жома падает. Используют сушку жома до влажности 12-14%. Выход сухого жома 4-4,5 % к массе свёклы. Сухой жом можно гранулировать или брекетировать прессованием. Для повышения содержания белка в него перед гранулированием добавляют мелассу, фосфаты, карбамид, минеральные микроэлементы, например CoCl, CuSO4, Zn. 61. Получение обогащенного жома В обогащенном амидоминеральном жоме содержится 71—76 корм, ед., а по количеству протеина он значительно превосходит обычный сушеный жом (154—268 г в 1 кг вместо 39 г/кг). В соответствии с методикой производства сушеного жома норма расхода свежего жома при прессовании его до 15 % СВ составляет: на единицу обычного сушеного жома — 16 единиц, свежего на единицу сушеного обогащенного (амидоминерального) жома — 16,0 Хш = 12,64 единиц свежего, так как 21 % (100 — 79) по массе обогащенного жома составляют добавки, идущие на обогащение, в том числе мелассы 10 %. Мелассированный жом (ОСТ 18-293—76) получают путем смешивания сырого отжатого жома с мелассой и последующей сушки смеси. Для увеличения прочности гранул или брикетов при производстве гранулированного и брикетированного жомов к сушеному жому перед поступлением его в прессы-грануляторы добавляют 8—10% мелассы. Общее количество мелассы, добавляемой к жому,— до 25 %. Температура мелассы, поступающей на смешивание с жомом, должна быть не менее 80 °С. Амидный жом (ОСТ 18-296—76) получают путем смешивания сушеного жома с мелассой, в которой растворен карбамид (мочевина). Меласса вводится в жом в два приема. Первая доза ее подается в обогреваемый смеситель. 11одогретая смесь направляется в жомосушильиый аппарат, откуда высушенный жом поступает в бункер, очищаясь по пути от мелких частиц и ферромагнитных примесей. Далее сушеный жом через весовой дозатор поступает в смеситель, куда направляется подогретая до 80 85 °С вторая доза мелассы в смеси с карбамидом. Полученный рассыпной сухой продукт собирается в бункере, откуда непрерывно поступает в установку для гранулирования. Гранулы амидного жома после охлаждения до 15—25 °С направляются на склад. Смесь мелассы с карбамидом готовят в мешалке при температуре 80 °С. Длительность растворения карбамида около 15 мин. Готовый раствор перекачивают в сборник предварительного подогрева, в котором поддерживают температуру 70—75 °С. При использовании мешалки- растворителя непрерывного действия установка сборника необязательна. В этом случае раствор подогревают до 80—85 °С и подают в смеситель для получения амидного жома. Бардяной жом (ОСТ 18-14—70) получают путем высушивания отжатого жома, смешанного со сгущенной послеспиртовой или после- дрожжевой бардой в количестве 15—20 % к массе жома, поступающего на сушение. Добавка указанного количества барды несколько увеличивает содержание в жоме сырого протеина, но вместе с тем увеличивает в нем содержание золы, в результате чего качество жома остается примерно прежним. 62. Производство некормовых веществ из свекловичного жома Жом используют для получения некормовых веществ. В жоме много пектина, он относится к желирующим вещ-вам, образуя гели или студни. Широко исп в кондит промышл.(пр-во пастилы). Сырье для получ пектина – сушеный жом. Технологическая схема производства пектина из свекловичного жома состоит из следующих стадий: 1) Гидролиза(2% соляной кислотой) — экстрагирования пектина; 2) Осаждения пектина из солянокислой вытяжки раствором хлористого алюминия; 3) Прессования, дробления и сушки пектино-алюминиевого коагулята; 4) Очистки пектино-алюминиевого коагулята водно-спиртовым раствором; 5) Сушки пектина; (из 6,5-7 кг сухого жома 1 кг пектина) 6) Расфасовки и упаковки пектина. Содержащиеся в свекольном жоме пектиновые вещества нерастворимы в холодной воде, но при нагревании до 125—130 °С в течение 20 минут можно почти полностью перевести эти пектиновые вещества в раствор. Разваренную массу подвергают прессованию и таким образом отделяют раствор пектиновых веществ от нерастворимой части жома. При сгущении раствора до концентрации 50% сухих веществ получается клейкая масса — пектиновый клей. Пектиновый клей, заменяющий в некоторых случаях декстрин (для приготовления которого требуется крахмал), пригоден для текстильной и полиграфической промышленности (для шлихтования основы при производстве тканей, в переплетном деле). Производство пектинового клея по методу ЦИНСа. Производство пектинового клея из жома по методу ЦИНСа до 1941 г. было организовано на Льговском и Червонском сахарных заводах по следующей схеме (рис. 5). Из свекловичного жома предварительно отделяли воду, после чего промывали его барометрической водой от остатков сахара. Промытый жом поступал на прессы, где содержание сухих веществ в нем доводилось до 15%. Прессовая вода направлялась на разбавление отжимок; а отжатый жом поступал в автоклавы. В них жом после подогрева подвергался развариванию при температуре 125 °С (2,4 атм) в течение 45 минут.Экстрагирование пектиновых веществ проводилось в тех же автоклавах. Клеевой раствор с содержанием 5% сухих веществ фильтро вали, после чего направляли на выпаривание для сгущения. Плотность сгущенного раствора после выпарки 30%. Сгущенный раствор уваривали в вакуум-аппарате до содержания 50% сухих веществ и направляли на распылительную форсуночную сушилку. Выход сухого клея после сушки составлял около 3% по весу неотжатого жома. 63. Меласса, ее химический состав Меласса – густая сиропообразная жидкость коричневого цвета, сладковатого вкуса с горьким привкусом. Хорошо растворима в воде. Это оттёк, получаемый при центрифугировании утфеля последней ступени кристаллизации. Содержит сахарозу, воду, большинство растворимых сахаров из диффузионного сока после его очистки известью и образовавшиеся в результате разложения сахарозы. Технология получения. По обычной технологической схеме выделить сахарозу из мелассы нельзя, меласса содержит часть мелких кристаллов. Основная причина образования мелассы – невозможность полного удаления воды при уваривании утфелей и кристаллизации сахарозы. Состав мелассы сильно колеблется: вода 20%, сухое вещество 80%, в том числе сахарозы 48% и несахаров 32%. Несахара: неорганические 10% - соли Na, Ca, K, Mg, Fe, Al, NH4, фосфаты, хлориды и т.д. Органические 22% - безазотистые: глюкоза, раффиноза, органические кислоты: яблочная, молочная, уксусная. Азотсодержащие: бетаин 6%, глутаминовая кислота 4%, аминокислоты. Выход мелассы от 4,5% к массе свёклы. Меласса – ценное сырьё для различных отраслей промышленности. В бродильных производствах получают молочную, лимонную кислоту. Выращивают хлебопекарные дрожжи, выделяют бетаин и глутаминовую кислоту, добавляют в корм для скота. В мелассе мало перевариваемого белка, витаминов, микроэлементов. Её обогащают мочевиной, сульфатами, микроэлементами, витаминами А,Д,Е. Сначала в неразбавленную мелассу с температурой 60ºС вводят масляный концентрат витаминов, микроэлементов и после интенсивного перемешивания все остальные компоненты. Причины образования мелассы: 1. основная причина-невозможность полного удаления воды при уваривании утфелей и кристсахарозы 2. мелассообразователем явл вода 3. центрифугирование затруднено высокой вязкостью утфеля 64. Обессахаривание и другие пути использования мелассы На некоторых зарубежных сахарных заводах когда это экономически целесообразно из мелассы методом сепарации извлекают сахарозу, её разбавляют водой до 10% сухих веществ и при низких температурах обрабатывают тонко измельчённой известью (СаО). При перемешивании в растворе образуется осадок трикальциевого сахара, его отфильтровывают, промывают и добавляют к диффузионному соку и возвращают в производство. Существует также хроматографический метод обессахаривания мелассы, позволяющие извлекать из мелассы до 98—99 % сахара с одновременным использованием на корм скоту и в качестве удобрений ранее бросовых отходов от деминерализации. Значительное количество мелассы идет на производство этилового спирта. Основой мелассоспиртового производства является сбраживание сахаров мелассы при температуре 20-250С дрожжами и превращение их в спирт и углекислый газ. Сахароза при помощи инвертазы дрожжей преращается в смесь глюкозы и фруктозы, которые затем другим ферментом– зимазой дрожжей – сбраживается в спирт и углекислый газ. Из 100 кг сахарозы мелассы получается 58-60л. спирта. Спирт легко выделяется из сбродившего мелассового раствора перегонкой, причем имеющаяся примесь несахаров нисколько не мешает. Этиловый спирт получают следующим способом. Мелассу подкисляют серной кислотой до рН4,8-5,4, чтобы создать благоприятные условия для брожения. Затем её нагревают до 800С для стерилизации и выдерживают при этой температуре в течение 15-20 минут. После этого мелассу разбавляют до содержания сухих веществ 20-25%, добавляют питательные соли ( сульфат аммония и суперфосфат) и дрожжи. Подготовленный раствор подвергают сбраживанию при начальной температуре 180С. Брожение протекает 49-96 часов. Спирт отделяется путем дистилляции. Затем спирт подвергается очистке (ректификации) в колонных аппаратах. После отгонки спирта остается барда, в которой накаливаются все несахара мелассы. Барда может быть использована для получения ценных продуктов: минеральных солей, аминокислот, глицерина, витамина В12, бетаина и др. Производство дрожжей Основным сырьем для производства дрожжей служит меласса. Дрожжи – живые микроорганизмы( грибы). Сухое вещество дрожжей состоит в основном из белков и богато витаминами. Производство дрожжей основано на размножении дрожжей на жидких питательных средах с последующим их выделением в прессованном виде. Для более полного выхода дрожжей мелассу разбавляют до СВ =5%. При этом дрожжи получают необходимые питательные вещества, но не имеют избытка сахара для его превращения в спирт. В раствор мелассы добавляют определенное количество аммиачных солей, а также фосфорные соединения. Для получения максимального количества дрожжей из мелассы требуется энергичное продувание воздуха через питательную среду, т.к кислород воздуха способствует расщеплению сахара и сильно ускоряет брожение и рост дрожжевых клеток. Выделение дрожжей проводится на сепараторах. Полученное дрожжевое молоко промывают и направляют на фильтры. После фильтра дрожжевая масса формуется и упаковывается. Влажность прессованных дрожжей 75%. Выход прессованных дрожжей составляет 100кг на 100кг мелассы. Получение лимонной кислоты Основы технологии Биохимический способ получения лимонной кислоты основан на превращении сахара в лимонную кислоту плесневым грибом Аспергиллюс нигер, с помощью ферментных систем Гриб обладает высокой активностью и способен превращать в лимонную кислоту свыше 90% всего сахара, содержащегося в питательной среде. В состав питательной среды входят: углеводы, азот, кадмий, фосфор, сера, цинк, железо и магний. Углеводы – основное сырье – применяется в виде сахарозы, содержащейся в мелассе. Концентрация в сбраживаемой среде сахара 7,5% Среда подкисляется до рН 3-4 соляной кислотой Брожения ведут при t =31-32 С. Существует два варианта ведения процесса: поверхностный и глубинный. Поверхностный способ требует больших производственных площадей. Более рациональный способ глубинный. Глубинный способ получения лимонной кислоты Мелассу разбавляют до содержания 2,5- 3% сахара и в питательный раствор добавляют (в г/л) : 1,7-2,5 азотнокислого аммония, 0,16 однозамецинного фосфорнокислого калия или фосфорной кислоты, 0,24 сернокислого магния и 0,015 сернокислого цинка. В течение процесса для подкормки погруженного мицелия в исходный раствор добавляют мелассу с СХ = 25-28 %, чтобы общее содержание сахара в растворе составляло 12,5% Меласса подается в емкость для взвешивания, а затем самотеком поступает в варочный котел, где разбавляется водой. Для установления рН 7,0-7,2 в раствор мелассы добавляют 10% -ный раствор серной кислоты. Затем разбавленная меласса обрабатывается 10%- ным раствором желтой кровяной соли. Приготовленный раствор мелассы фильтруют и направляют в стерилизатор непрерывного действия. Стерильный мелассовый раствор охлаждают до t = 350С и направляют в ферментатор. После заполнения ферментатора до заданного объема исходной питательной средой её засевают смоченными спорами гриба. За 10-12ч до посева навеска сухих спор замачивается в 2л питательной среды, в 1л которого содержится 100г сахара, 2,5г NH4NO3, 0,16 г КН2РO4 и 0, 25г МgSO4 ∙ 7H2O Через определенное время для подкормки в исходный питательный раствор дается определенное количество раствора мелассы, подготовленного аналогичным способом. Воздух для аэрации погруженной культуры гриба очищается в фильтре, температурный режим поддерживается с помощью змеевиков, в которые подается холодная или теплая вода. По окончании процесса раствор переводится в запарник, где нагревается до t = 600С и поступает на вакуум – фильтр. Фильтрат поступает в нейтрализатор, куда подают 20%-ный раствор Са(OH)2. В осадок выпадают кальциевые соли лимонной и щавелевой кислот. Нейтрализованный сироп фильтруют на вакуум – фильтрах, хорошо промывают осадок и направляют на разложение. К осадку кальциевых солей добавляют расчетное количество раствора серной кислоты После разложения соли в растворе образуется лимонная кислота, а в осадок выпадает СаSO4 (гипс) и остается оксалат кальция. Гипс и оксалат кальция отфильтровывают на вакуум – фильтрах, хорошо промывают и удаляют. Раствор лимонной кислоты уваривают до ρ = 1,24-1,26г/см3. После этого еще раз фильтруют для более полного удаления гипса, выпавшего в осадок при сгущении. Затем раствор лимонной кислоты уваривают до ρ= 1,35 – 1,36г/см3 и направляют в кристаллизаторы.В кристаллизаторах раствор медленно охлаждают и получают кристаллическую массу.На центрифугах отделяют кристаллы лимонной кислоты, высушиваютдо W =0,2-0,3%. Обрабатывают в сушильном отделении и упаковывают. На получение 1 т кристаллической лимонной кислоты расходуется до 4,85 т мелассы. Производство молочной кислоты Молочная кислота весьма ценна для пищевой промышленности (кондитерской, консервной, хлебопекарной, при производстве безалкогольных напитков и др.) Она имеет важное значение в фармацевтической промышленности. Молочная кислота получается сбраживанием сахарозы посредством молочнокислых бактерий при 500С. Сахароза сначала расщепляется на глюкозу и фруктозу, которые затем сбраживаются в молочную кислоту. Брожение ведется в растворах мелассы, имеющих концентрацию около 15% СВ. В течение брожения добавляют понемногу мел, чтобы нейтрализовать образующуюся молочную кислоту, так как она иначе останавливает дальнейшее сбраживание. Таким образом, молочная кислота накапливается в растворе в виде её кальциевой соли (10-12%). Брожение длится 6 дней. Выход молочной кислоты составляет 90% от теоретического. Раствор фильтруют, очищают активным углем, концентрируют и при охлаждении выкристаллизовывают из него молочнокальциевую соль. Маточный раствор можно вторично сгущать и кристаллизовать. Выделенную молочнокальциевую соль разлагают, прибавляя серную кислоту. При этом образуется и выпадает в осадок сернокальциевая соль (гипс), а молочная кислота переходит в раствор. После отфильтровывания осадка получается довольно чистый раствор молочной кислоты, имеющий концентрацию около 25%. Для дальнейшего сгущения раствор молочной кислоты выпаривают под разрежением в кислотоупорных вакуум-аппаратах, до концентрации 50-75%. Для получения чистой молочной кислоты её перегоняют с перегретым острым паром под разрежением. Производства витамина В12 Ряд микроорганизмов, особенно актиномицеты и бактерии, образуют в процессе биосинтеза витамин В12 В качестве основной питательной среды используется меласса, которая предварительно гидролизуется для превращения сахарозы в инвертный сахар. В среду добавляется также кукурузный экстракт и хлористый кобальт Технология производства В12 включает: приготовление питательной среды; выращивание культуры бактерии; ферментацию, сопровождаемую выделением в среду витамина В12, отделение биомассы от жидкости сепарированием; сушку биомассы, размол и упаковку готового продукта. Производство из мелассы глутаминовой кислоты, глутамата натрия, бетаина Глутаминовая кислота играет огромную роль в организме человека является единственной кислотой, интенсивно потребляемой нервными клетками при окислительных процессах в мозгу (при детскихнервных заболеваниях, эпилепсии, шизофрении и т д; при усталости) Глутамат натрия используется как добавка в продуктах питания. Разработано несколько способов получения данных веществ (Италия, Франция, Япония). Способ получения с применением ионообменных смол (Франция).Мелассу разбавляют примерно в 7 раз, охлаждают и направляют на катионообменник для отделение ионов калия, натрия и бетаина. Затем меласса поступает на анионообменник. Здесь из мелассы задерживается глютаминовая и пиромидокарбоновая кислоты. После насыщения смол солями реакторы переключают на процесс регенерации. Катионообменник обрабатывают разбавленной серной кислотой. Из полученного раствора можно выделять бетаин. Анионообменик обрабатывают раствором соды. Полученный промой сгущают, обрабатывают NaOH, фильтруют и обрабатывают НСI. Образовавшиеся кристаллы солянокислой глутаминовой кислоты отделяют на фильтре и затем растворяют в реакторе. Полученный раствор фильтруют, осветляют, нейтрализуют раствором соды, и направляют в кристаллизаторы. Выкристаллизовавшаяся глутаминовая кислота отфильтровывается, сушится, упаковывается. Рафинадная патока, фильтрационный осадок, свекловичный бой, хвостики свеклы – характеристика и использование. Вторичные материальные ресурсы спиртовой промышленности- характеристика и использование. Зерно-картофельная и мелассная барда - отходы спиртовой промышленности. Производство кормовых дрожжей из отходов спиртовой промышленности. Углекислый газ брожения - характеристика и использование. 1. Фильтрационный осадок-дефекат, обр-ся в процессе очистки диффузионного сока, содержит около 50% влаги. Выход зависит от вводимой извести около 12% от массы свеклы. В сухих вещ-вах содержитчя 75-80% Карбоната кальция и 20-25% органических и минер.несахаров, в том числе азотистых и безазотистых орг.соединений. белков, ппектинов, оксалатов, цитратов кальция и др. Часто ф.осадок разбавляют 5-кратным колич-м воды и выводят в отвалы. Но чтобы снизить объем сточных вод лучше удалить неразбавленный осадок с помощью пневматической системы. В дефекате много питат.вещ-в для растений и жив-х, используют как удобрение, т.е для нейтрализации кислых почв и как добавки к кормам для животных. Регенерация практически не используется, т.кнеобх-мо много энергии. Рафинадная патока-оттек после продуктов кристаллизации в сах.пром-ти. Ее используют в хлебопекарной пром-ти для произв-ва пряников, выпечке некот.видов ржаного хлеба, она придает сладкий привкус и замедляет черствение. Перед использ-ем проводят адсорбционную очистку патоки разбавляют водой до 50% сух.в-в, фильтруют, обесцвечивают сорбентом, снова фильтруют и сгущают в вакуум аппарате до 80% сух.вещ-в. В сух.в-вах содерж-ся 70-75% сахарозы, 17-20% др.сахаров(глюк и фрукт). 8-10% минер.несахаров, в основном соли К,Са и сульфаты. Выход до 1,5% к массе сахара-рафинада. Вязкость больше чем у мелассы. Свекловичн.бой и хвостики. Для предотвращения загнивания отделяют хвостики и обломки корнеплода-бой. Обломки образ-ся при транспортировке и отмывании в 3% К МАССЕ СВЕКЛЫ. Фракции размером более 10 мм возвращают в произв-во, а остальное-на корм скоту. Для увелич-я сроков хранения их дробят и сушат, а иногда смешивают с жомом. 2. Спиртовая пром-ть выпускает этанол для мед.,ликеро-водочной и других отраслей. Уровень использования сырья от 75 до 90%. Основное сырье: зерно,картофель,меласса. В произв-ве получают отходы.. к-е по потребит.св-вам делятся на 3 части: 1) Побочные продукты-сырье в др.отраслях пром-ти (сивушные масла и эфиро-альдегидная фракция); 2) отходы на корм-барда; 3)отходы, испльзуемые вторично на эт.пром-ти (барда, СО2 брожения,дрожжи). Зернокартофельная барда-на корм и кормовые дрожжи, последрожжевая врторичная барда-на орошение полей и как сырье на производство удобрений и витамин В12, СО2 брожения-для жидк.углекислоты и сухого льда. 3. Барда-обр-ся при перегонке бражки – ценный кормовой продукт, обогащенный белком, который необходим для нормального роста и жизнедеят-ти скота. От исходного сырья получается зернокартоф. И мелассная барда. При переработке крахмального сырья около 33 % сух. в-в превращается в спирт, около 33% в СО2 и остальные 30-35%-в барду. Т.к. брожение идет в водной среде, содержание сухих веществ в барде 4-8% Барда имеет кислую реакцию рН-4,2. В ней много вит-нов гр.В Хим.состав: Сух.в-ва 6-8%; -в зерновой барде 6-8%; -в картофельной 3-4% -в мелассной 3,5-6,5% Сырой протеин в зерн. Около 2 %; -картоф 0,7%; -мелассн около 1% Содержатся безазотичные экстрактивные вещ-ва: -углеводы (декстрины. Крахмал, моносахара); -кислоты, пектиновые вещ-ва 2-2,3% -жир 0,1-0,6% -клетчатка 0,3-1,5% Колич-во барды на 1 декалитр спирта13,2-13,8% Полное использование барды в свежем виде затруднено,след-но ее исп-ют как сырье для выращивания м/о, кормовых дрожжей, концентрирование и сушка. Способы переработки барды: 1. с использованием биотех.операций:схемы с получ-ем кормовых дрожжей и получ-е биогаза в метантенках. 2. основан на физ.методах: схема с выпарив и сушкой для сух.барды, физ-хим-осаждение и сепариров-е и фильтрация. Мелассная барда Ценность опред-ся содерж-ем органич.соед-й азота. В натур.виде на корм не исп-ся.только в кач-ве добавки. |