ПРОИЗВОДСТВО ТВОРОГА МЕТОДОМ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ НА КЕРАМИЧЕСКИХ МЕМБРАНАХ КУФЭ (0,01)

PRODUCTION OF CURD BY ULTRAFILTRATION METHOD ON THE CERAMIC MEMBRANES CUFE (0,01)

Vladimir Lazarev

Candidate of Technical Sciences, associate professor of Food Engineering Department, «Ural State University of Economics»,

Russia, Yekaterinburg

Dmitriy Bobylev

second course student of the PB-15, Institute of Sales, Food Technology and Service,

«Ural State University of Economics»,

Russia, Yekaterinburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена схема производства творога методом ультрафильтрации. Описаны преимущества данной технологии производства. Приведена схема мембранной установки получения творога методом ультрафильтрации на керамических мембранах КУФЭ-19 (0,01). Представлено сравнение показателей творожного калье, сквашенного сычужным способом (исходного сырья) и ультрафильтрационного творога (конечного продукта) с показателями Технического Регламента Таможенного Союза 033/2013. Показаны результаты проверки биотворога по микробиологическим показателям санитарно-эпидемиологической службой г. Екатеринбурга.

ABSTRACT

The article describes ultrafiltration method of the curd production and it also describes benefits of this technology. Membrane equipment’s plan for cottage cheese production on the ceramic membranes CUFE-19 (0,01) was represented. Article shows values comparison of the curd (starting crude) and ultrafiltration cottage cheese (final product) with Russian Technical Regulations of the Customs Union 033/2013. Article demonstrates microbiological indicators test by epidemiological service at Yekaterinburg city (Russia).

Ключевые слова: мембранная технология; творог; ультрафильтрация.

Keywords: membrane technology; cottage cheese; curd; ultrafiltration.

В последние годы наметились позитивные сдвиги в отношении разработок новых технологий и соответственно новых видов оборудования, направленных на использование всех видов молочного сырья на пищевые цели. Наиболее широкое применение в производстве творога получила мембранная технология [3].

Применение мембранной технологии является более практичным, чем изготовление творога по традиционным технологиям, использование которых сопряжено с большими производственными потерями ценных веществ исходного молока из-за излишнего нагрева, а выход продукта составляет не более 1/5-1/7 [1]. Мембранная технология лишена этих недостатков и позволяет получать продукт с заданными характеристиками, экономить энергоресурсы вследствие отсутствия нагрева сырья при производстве, сохранять в нативном состоянии полезные пищевые компоненты и кисломолочные бактерии, необходимые человеку для жизнедеятельности. Выход готового продукта при этом в два-три раза выше, а производственный цикл может быть построен по безотходной схеме [2].

Одним из наиболее перспективных методов производства творога при использовании мембранной технологии является ультрафильтрация (УФ). Творог, изготовленный по УФ технологии, отличается от традиционных продуктов своей структурой и более равномерной кремовой консистенцией. Данный способ производства позволяет сохранить большее количество белков в получаемом продукте. Таким образом, можно сказать, что применение ультрафильтрации позволяет сократить потери, а значит, увеличить количество готового продукта на выходе и сделать творог ещё более полезным для организма человека. В качестве еще одного преимущества можно выделить компактность ультрафильтрационной установки.

Как показывает практика, большой проблемой при производстве ультрафильтрационного творога является существенный износ полимерных мембран, обусловленный конструкцией мембранных элементов рулонного или спирального типа, которые очень чувствительны к механическим включениям в перерабатываемом продукте, а также к содержанию в нем жира, особенно растительного происхождения. Одним из способов решения проблемы, связанной с износом мембран, является осуществление процесса ультрафильтрации на керамических элементах, которые легко регенерируются, обладают термической и химической стойкостью, устойчивы к абразивному износу, при этом имеют срок эксплуатации в 3-5 раз больший, чем полимерные мембраны [5].

Цель исследования: оценить качество творога, полученного путем ультрафильтрации на установке, включающей керамические мембраны КУФЭ-19 (0,01). Пилотная установка была изготовлена НПФ «Мембрана» (г. Екатеринбург), включает мембраны КУФЭ-19 (0,01) производства НПО «Керамикфильтр» (г. Москва). Исследования проводились в условиях технологического процесса Крестьянского (фермерского) хозяйства Аникьева А.В. (г. Полевской, Свердловская область) [4].

Технологическая схема получения творога (рисунок 1) методом ультрафильтрации основана на разделении творожного калье в УФ ячейке на поток, прошедший через мембрану (пермеат – водный раствор лактозы), и поток, оставшийся над мембраной (концентрат – УФ творог). Творожное калье подаётся в установку из емкости для заквашивания молока при температуре 55-60°С, а температура процесса ультрафильтрации составляет порядка 53°С.

Рисунок 1. Схема получения творога методом ультрафильтрации

Схема баромембранной установки для получения творога представлена на рисунке 2.

Процесс изготовления УФ творога на мембранной установке, заключается в том, что в циркуляционный бак 3 заливается творожное калье, при открытом вентиле 7 включается насос 2, количество подаваемого калье задается ротаметром 6. Регулировкой вентиля 7 устанавливается необходимое давление в мембранной ячейке 1, которое контролируется манометром 5. Температурный режим контролируется с помощью термопары 9 и милливольтметра 10.

Прошедший через УФ мембрану пермеат отводится в специальный бак 4, а готовый творог, после прохождения нескольких циклов, заданных технологически, поступает в циркуляционный бак 3.

1– мембранная ячейка; 2 – насос; 3 – циркуляционный бак; 4 – бак для пермеата;

5 – манометр; 6 – ротаметр; 7 – вентиль регулировочный; 8 – охладитель; 9 – термопара;

10 – милливольтметр; 11 – сосуд Дьюара; 12 – разделитель; 13, 14 – вентили

Рисунок 2. Схема мембранной установки для получения творога методом ультрафильтрации

В настоящее время все производители молока и молочной продукции обязаны придерживаться показателей исходного сырья и конечных продуктов, согласно техническому регламенту Таможенного союза “О безопасности молока и молочной продукции” (ТР ТС 033/2013 принятый решением совета Евразийской экономической комиссии от 9 октября 2013 года №67).

Именно поэтому испытания творога полученного методом ультрафильтрации и исходного сырья проводились согласно TP ТС 033/2013.

Проверку биотворога по органолептическим, физико-химическим показателям проводили по стандартным методикам в лабораторных условиях на кафедре технологии питания Уральского государственного экономического университета.

Показатели качества, полученные при проверке исходного сырья – творожного калье, сквашенного сычужным способом, представлены в таблице 1, УФ творога - в таблице 2. Для сравнения в таблицах приведены нормативы параметров, установленные ТР ТС 033/2013.

Таблица 1.

Показатели исходного сырья

Таблица 2.

Показатели конечных продуктов

Из результатов исследований, представленных в таблицах 1 и 2, можно сделать вывод о том, что исходное сырьё и полученный биотворог по физико-химическим показателям полностью соответствуют стандартам.

Достаточно важными являются органолептические показатели, такие как внешний вид, консистенция, запах и другие. Приготовленный УФ творог имеет мягкую, мажущую консистенцию, чистый, кисломолочный вкус и запах, и бело-кремовый равномерный цвет (таблица 3). Эти параметры свидетельствуют о соответствии продукта требованиям ТР ТС.

Таблица 3.

Органолептические показатели

Микробиологические показатели продукта определялись с целью подтверждения его эпидемиологической безопасности. Биотворог был испытан санитарно-эпидемиологической службой г. Екатеринбурга, данные проверки отображены в таблице 4.

Таблица 4.

Результаты проверки биотворога по микробиологическим показателям

В результате проведённых исследований установлено, что творожное калье, сквашенное сычужным способом, и творог, полученный методом ультрафильтрации на керамических мембранах КУФЭ-19 (0,01), по физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям соответствуют требованиям, установленным Техническоим Регламентом Таможенного Союза 033/2013, сам творог является микробиологически для организма человек.

Список литературы:

1. Вотинцев Ю.П., Гаврилова Н.Б., Чернопольская Н.Л. Ультрафильтрация в производстве функционального творожного продукта // Переработка молока. – 2014. – № 7 (177). – С. 28-29.
2. Лазарев В.А., Бобылев Д.О. Применение мембранной технологии в производстве мягкого биотворога // Молодой ученый. – 2016. – № 6-5 (110) – С. 7-9.
3. Маневич Е.Б., Кузина Ж.И., Маневич Б.В., Косьяненко Т.В., Кручинин А.Г., Евдокимов И.А. Регенерация ультрафильтрационных мембран при производстве творога // Молочная промышленность. – 2015. – №7. – С. 31-32.
4. Тимкин В.А., Гальчак И.П., Лазарев В.А., Минухин Л.А. Разработка баромембранной технологии переработки молочной сыворотки // Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 7 (113). – С. 35-37.
5. Тимкин В.А., Горбунова Ю.А. Лазарев В.А. Применение отечественных керамических мембран // Молочная река. – 2015. – № 2 (58). – С. 56-58.