RU
Влияние степени сгущения творожной сыворотки на параметры кристаллизации лактозы

Номер: 1 (403), 2026
Страницы: 91-96
Раздел: Химия пищевых продуктов и материалов
Автор(ы): Шохалов В.А., Гнездилова А.И., Шохалова В.Н.

Аннотация:
Актуальной проблемой молочной промышленности является переработка вторичного сырья, в частности творожной сыворотки, значительная часть которой сбрасывается в сточные воды, что не только загрязняет окружающую среду, но и приводит к потере ценных пищевых компонентов. Поэтому существует необходимость в разработке специализированной технологии переработки творожной сыворотки в молочный сахар с научно обоснованными режимами, учитывающими специфику данного сырья. Нами исследовано влияние степени сгущения творожной сыворотки на параметры кристаллизации лактозы в производстве молочного сахара для разработки научно обоснованного режима осуществления процесса. Объектами исследований были опытные образцы сиропа, межкристального раствора и кристаллов лактозы. Методика получения образцов включала следующие этапы: сепарирование творожной сыворотки для очистки от казеиновой пыли и удаления жира, ультрафильтрацию, нано- и диафильтрацию УФ-пермеата, сгущение и кристаллизацию лактозы. Полученный после сгущения сироп нагревали до 70–80°С, затем охлаждали до 15°С в две стадии с внесением кристаллической затравки при (30 ± 3)°С в количестве 0,02%. Кристаллизат направляли на распылительную сушку при температуре 180°С. Установлено, что сгущение сиропа с концентрацией сухих веществ свыше 60% при высокой доброкачественности (>90%) приводит к спонтанной кристаллизации, что определяет верхний технологический предел концентрирования. Для предупреждения данного процесса перед кристаллизацией сироп рекомендовано нагревать до 70–80°С в зависимости от его степени сгущения. Выявлено, что при росте массовой доли сухих веществ в сиропе в изученном диапазоне концентраций доброкачественность межкристального раствора снижается, а выход кристаллов увеличивается на 25,1% при снижении их среднего размера на ~84,7%. Полученные данные о взаимосвязи степени сгущения, коэффициента пересыщения и кинетических параметров кристаллизации представляют собой научную основу для управления процессом получения молочного сахара из творожной сыворотки.

Ключевые слова: творожная сыворотка, степень сгущения, молочный сахар, лактоза, коэффициент пересыщения, кристаллизация, межкристальный раствор, кристаллы лактозы

EN
Influence of the degree of curd whey concentration on the parameters of lactose crystallization

Number: 1 (403), 2026
Pages: 91-96
Section: Chemistry of Food Products & Materials
Authors(s): Shokhalov V.A., Gnezdilova A.I., Shokhalova V.N.

Annotation:
A pressing issue in the dairy industry is the processing of secondary raw materials, particularly curd whey. A significant portion of this material is discharged into wastewater, which not only pollutes the environment but also leads to the loss of valuable nutritional components. Therefore, there is a need to develop a specialized technology for processing curd whey into milk sugar, with scientifically sound operating conditions that take into account the specific characteristics of this raw material. We studied the effect of curd whey concentration on lactose crystallization parameters during milk sugar production to develop a scientifically sound process. The subjects of the study were experimental samples of syrup, intercrystalline solution, and lactose crystals. The sample preparation method included the following steps: separation of curd whey to remove casein dust and fat, ultrafiltration, nanofiltration and diafiltration of UV permeate, and lactose concentration and crystallization. The resulting syrup was heated to 70–80°C after condensation, then cooled to 15°C in two stages with the addition of 0,02% crystal seeding at (30 ± 3)°C. The crystallized product was spray-dried at 180°C. It was found that condensing syrup with a dry matter concentration above 60% and high purity (>90%) leads to spontaneous crystallization, which determines the upper technological limit of concentration. To prevent this process, it is recommended to heat the syrup to 70–80°C before crystallization, depending on its degree of condensation. It was found that with an increase in the mass fraction of solids in the syrup over the studied concentration range, the quality of the intercrystalline solution decreases, and the crystal yield increases by 25,1% with a decrease in their average size by ~84,7%. The obtained data on the relationship between the degree of thickening, the supersaturation coefficient, and the kinetic parameters of crystallization provide a scientific basis for managing the process of obtaining milk sugar from curd whey.

Keywords: curd whey, degree of thickening, milk sugar, lactose, supersaturation factor, crystallisation, intercrystalline solution, lactose crystals

DOI: 10.26297/0579-3009.2026.1.14