1.1.3 Инновационные способы переработки подсырной сыворотки

В исходной форме из-за малой концентрации подсырная сыворотка почти не имеет ценности, но ее компоненты применимы в качестве добавок в продукты питания, корма для животных и как промышленное сырье для других отраслей [25].

Использование мембранных процессов позволяет решить проблему переработки подсырной сыворотки и получать высококачественные пищевые продукты.

При мембранной фильтрации пермеат продавливается за счет межмембранного давления через по­ристый фильтр (мембрану). В зависи­мости от размера пор, мембрана задерживает жир, белок, сахар или да­же соли в так называемом ретентате. Они образуют на мембране слой, ко­торый смывается параллельным по­током, что предотвращает закупорку фильтра. Этот принцип называют мембранной фильтрацией в тангенци­альном потоке. Мембран­ные модули могут иметь различные конфигурации и быть изготовлены из разных материалов. На установках пе­реработки подсырной сыворотки применяются в основном полимерные полиэфирсульфоновые, полиамидные и поливинилиденфлюридные мембраны.

Из соображений экономии производ­ственных площадей и инвестиций при переработке подсырной сыворотки используют в основном модули спирального типа из полимерных мембран. Для кон­центрирования сывороточного белка обычно применяют ультрафильтрацию для задержания частиц массой 10 кДа. Нанофильтрация (граница разделения 200 Да) используется для удаления со­лей и нейтрализации (табл. 4). С помощью об­ратного осмоса можно сконцентрировать всю подсырную сыворотку, пермеат (лактоза и со­ли) или оставшиеся после нанофильт­рации соли, получается прозрачная обессоленная вода. Кроме того, пред­варительно подсырную сыворотку можно полностью обезжирить на установке микрофильтрации с керамическими модулями.

Таблица 4 - Состав сыворотки в сравнении с молоком

Компоненты	Содержание, %		Размер (масса) частицы	Тип фильтрации
	в молоке	в сыворотке
Жиры	3-3,5	0,2	0,1 – 15 мкм	Микрофильтрация
Казеин	2,7	0,005	Более 0,2 мкм	Ультрафильтрация
Молочные белки	0,45	0,45	15 -900 Да	Ультрафильтрация
Лактоза	4,6	4,6	342,3 Да	Нанофильтрация
Витамины	0,01	0,01	100 – 500 Да	Нанофильтрация
Зола(минеральные элементы)	0,7	0,55	20 – 100 Да	Обратный осмос

Одним из направлений применения ультрафильтрации является получение белковых концентратов из подсырной сыворотки, которые затем используют в производстве различных молочных продуктов. Другим важным направлением является получение новых продуктов из подсырной сыворотки на основе концентратов с высоким содержанием сывороточных белков [3].

Ультрафильтрация подсырной сыворотки позволяет получать белковые концентраты с содержанием белка от 30 до 95 %. В ходе концентрирования происходит также отделение раствора лактозы и солей. При переработке концентрируют подсырную сыворотку в цельном виде или ее отдельные компоненты. Чем выше степень отделения компонентов и уровень гигиены, тем ценнее получаемый продукт. Но увеличивающиеся инвестиции и расходы на поддержание оборудования делают рентабельным отдельные ступени мембранного разделения, только начиная с определенных объемов подсырной сыворотки.

При переработке концентрируют сы­воротку в цельном виде или ее отдель­ные компоненты. Чем выше степень отделения отдельных компонентов и уровень гигиены, тем ценнее получа­емый продукт. Но увеличивающиеся инвестиции и расходы на поддержание оборудования делают рентабельным отдельные ступени мембранного раз­деления, только начиная с определен­ных объемов сыворотки.

Мощность установок может быть любой, это зависит от того, какую по­верхность фильтрации она имеет. Как рентабельные рассматриваются фильтрующие установки производи­тельностью от 5 до 50 м³/ч. Минималь­ная производительность установки для нанофильтрации и обратного осмоса - 3 м³/ч.

В последние годы большое внимание уделяется глубокой переработке подсырной сыворотки и получению производных из ее отдельных компонентов.

Раздельное использование компо­нентов сыворотки позволяет получить молочный жир в виде так называемых подсырных сливок, которые используют в сыроделии и маслоделии. Данный ингредиент, помимо оказания пребиотических свойств, выступает еще для замены жирового компонента в продукте [17].

Следует под­черкнуть, что только при комплексной промышленной переработке подсырной сыворотки возможно решение пробле­мы рационального ее использования, о чем свидетельствует как мировой, так и передовой отечественный опыт.