Деминерализованную молочную сыворотку получают из побочного продукта традиционного способа переработки молока с использованием заквасок, ферментов, кислот, щелочей, образующегося при получении сыров - подсырной соленой сыворотки с содержанием хлористого натрия больше 0,5%.
В рекомендациях по использованию соленой молочной сыворотки в производстве молочного сахара концентрация хлористого натрия не должна превышать 2,5%. При превышении содержания соли сыворотку используют в производстве кормов или смешивают с несоленой сывороткой до допустимого уровня соли.
Для применения сыворотки в качестве лактозосодержащего сырья для производства молочного сахара, кроме деминерализации, особое внимание уделяется очистке от белков, жиров сыворотки и красящих соединений. Высокую эффективность для удаления несахаров из ультрафильтратов сыворотки имеют природные (бентонит, диатомит, активированные угли) и синтетические сорбенты.
При использовании сыворотки для пищевой промышленности белковую составляющую сохраняют для использования всех питательных свойств сыворотки.
Для очистки сыворотки от азотсодержащих и минеральных веществ и осветления от красящих соединений используют процессы тепловой и электролитической коагуляции, сепарирования, отстаивания, декантации, фильтрации и современные мембранные и адсорбционные процессы.
В сыворотке осветленной термокоагуляцией присутствуют, в основном термостабильные белки, которые удаляются мембранными методами. Центробежная очистка молочной сыворотки обработанной комбинированным способом позволяет отделить до 62,9% белкового азота подсырной сыворотки и 51,9 % -творожной сыворотки. Эффективность выделения белков на сепараторах выше по сравнению с отстаиванием и декантацией.
При обработке подсырной сыворотки термокоагуляцией в фильтрате происходит увеличение содержания ?- лактозы примерно на 5 % за счет мутаротации при высоких температурах, снижение содержания кальция и серы за счет образования белковых комплексов, увеличение содержания натрия вносимого при раскислении сыворотки.
Современные технологии переработки молочного белково-углеводного сырья с применением мембранных методов (микро-, ультра-, нанофильтрации (электродиализа), обратного осмоса) позволяют получать новые растворимые концентраты с превалированием отдельных составляющих молока: казеина, казеин: сывороточных белков, с повышенным содержанием лактозы или с максимальным содержанием минерального комплекса молока. Отличительной особенностью мембранных методов разделения от фильтрации традиционной является отсутствие осадка - образуются два раствора, отличающихся количественным соотношением высокомолекулярных (концентрат) и низкомолекулярных (фильтрат) соединений. Эффективность мембранных технологий зависит от режима фильтрации: применяемого давления, температуры, скорости циркуляции потока жидкости, состава фильтруемого материала (наличие жира, рН среды), а также от вида мембран (материала и конструкции), механической прочности, селективности по компонентам (белку, лактозе), размера пор и др.
Высокую эффективность для удаления из ультрафильтратов сыворотки несахаров имеют природные (бентонит, диатомит, активированные угли) и синтетические сорбенты.
После обработки ультрафильтрата подсырной сыворотки сорбентами значительно уменьшается его кислотность, снижается оптическая плотность и интенсивность окраски.
На снижение проницаемости мембран значительное влияние оказывают минеральные вещества. С повышением уровня деминерализации проницаемость микрофильтрационных мембран увеличивается в 1,4-3,0 раза.
Промышленными методами обессоливания - деминерализации ультрафильтратов сыворотки является электродиализ.
Уровень деминерализации может достигать 90% и выше. Суть электродиализа заключается в направленном переносе ионов через селективные мембраны под действием постоянного электрического поля.
Соленую сыворотку обрабатывают методом электродиализа и повышают ее доброкачественность до уровня натуральной подсырной сыворотки.
Ультрафильтрат деминерализованной соленой сыворотки, обессоленной до уровня натуральной, и ультрафильтрат натуральной сыворотки имеют различные составы минерального комплекса. При этом в деминерализованной сыворотке содержания натрия
в 5 раз больше, калия на порядок меньше, кальция в 2,8 раза меньше, магния в 1,5 раза меньше, фосфора в 1,3 раза больше. В процессе деминерализации наиболее интенсивно удаляются одновалентные ионы, калия, натрия, хлора, которые влияют на вкусовые качества сырья. С повышением уровня обессоливания удаляются анионы фосфорной и лимонной кислоты, что влечет к диссоциации комплексов и удалению двухвалентных катионов кальция и магния из сырья. С увеличением времени электродиализной обработки скорость удаления минеральных веществ снижается.
Современным методом промышленного обессоливания натуральной подсырной сыворотки и соленой и концентрирования молочной сыворотки является процесс нанофильтрации. Нанофильтрационные мембраны имеет высокую селективность по лактозе и многовалентным ионам и имеют высокую пропускную способность по одновалентным ионам. При использовании различных мембранных установок достигается различная степень деминерализации концентрата при фильтрации молочной сыворотки.
Концентрат направляется на сгущение и сушку.
Особенностью деминерализации сыворотки является снижение титруемой кислотности в процессе обработки, за счет снижения содержания органических кислот и кислых солей, кроме этого, снижается содержание азотистых веществ (аминокислот, мочевины), золы, повышается растворимость сыворотки, сыворотка после деминерализации становится слаще. Улучшается доброкачественность сыворотки.
54684