Организация эффективной переработки сыворотки

В настоящее время предприятиям предлагается широкий спектр технологических возможностей по переработке сыворотки. Ключевые факторы, определяющие выбор оборудования для переработки, обозначил в своем интервью нашей редакции ведущий специалист компании Тетра Пак Николай Смольников.

– Компания Тетра Пак – известный поставщик упаковочного оборудования, а мы говорим о переработки сыворотки…

– Н. С. Действительно, компания Тетра Пак известный поставщик решений упаковки жидких пищевых продуктов. Направлением переработки сыворотки занимается компания Tetra Pak Cheese and Powder System Tetra Pak CPS, являющаяся подразделением компании Тетра Пак, которое я имею честь представлять. Компания Tetra Pak CPS предлагает широкую гамму решений для сыродельных предприятий, в том числе непосредственно сыродельное оборудование и оборудование для переработки сыворотки, а также оборудование и технологии для производства сгущенных и сыпучих продуктов, таких как сухое молоко, сыворотка и пр.

– Как Вы думаете, почему в настоящее время сыворотке уделяется особое внимание?

– Н. С. На сыродельную отрасль ложатся многочисленные испытания. К наиболее существенным можно отнести невысокую рентабельность производства, связанную со многими факторами. И один из основополагающих – это полнота переработки исходного сырья. Сыворотка, получаемая на производстве, во многих случаях становится «головной болью», хотя должна и может являться одним из основных источников прибыли. Хочется обратить внимание производителей сыра на основные моменты, которые являются критичными при принятии взвешенного решения по выбору комплексной линии по переработке сыворотки. Важно выбрать компанию, обладающую возможностями разрабатывать и поставлять эффективные и безопасные с точки зрения окружающей среды решения.

– Расскажите подробнее о предложениях, существующих на рынке.

– Н. С. Наиболее эффективные способы переработки связаны с мембранными технологиями.
Ассортимент продуктов, вырабатываемых посредством мембранных технологий переработки сыворотки огромен. При этом все производимые продукты высоко востребованы потребителем.

По моему мнению, в современных реалиях, внимание следует обращать на следующие ключевые факторы:

• Энергоэффективность (уровень концентрации, планирование производства, рекуперация тепла);
• Операционные расходы (срок службы мембран, оптимизация процесса);
• Качество продукции (стабильная контролируемая работа, СИП);
• Перспективы развития.

– На что следует обратить внимание в первую очередь?

– Н. С. Необходимо тщательно оценить продуктовую матрицу производителя, в которой наверняка найдется место продуктам переработки сыворотки. В этом случае можно уйти от затратного с точки зрения энергетики процесса сушки и оптимизировать сырьевую составляющую.

Одним из наиболее важных моментов является то, что достаточно большие объемы сыворотки могут потребляться «на месте» в жидком, концентрированном виде в различных молочных продуктах (сывороточные продукты, сыры, творога). В зависимости от планируемого применения сыворотка должна будет подвергаться процессам нанофильтрации и электродиализа или ультрафильтрации и микропартикуляции. Это два основных направления, которые нужно рассматривать.

Важно учитывать существующую техническую оснащенность предприятия, на котором планируется производить модернизацию. Существующие линии по производству сыворотки включают операции очистки, сепарирования, пастеризации, концентрирования, кристаллизации и сушки. К примеру, если предприятие уже имеет вакуум-выпарную установку и сушку, то в процессе модернизации часть вакуумно-выпарной установки может быть заменена установкой обратного осмоса или нанофильтрации, что значительно повысит энергоэффективность, так как удаление влаги в продукте до содержания сухих веществ 18–20 % мембранным методом гораздо более эффективно. Простые экономические расчеты это подтверждают.

Выбирая между обратным осмосом и нанофильтрацией, следует обращать внимание на то, что в процессе нанофильтрации будет получена частично деминерализованная сыворотка (деминерализация 30–40 %). Таким образом, на следующем этапе, как возможный вариант развития, данная сыворотка может быть направлена на электродиализ для получения сыворотки с более высокой степенью деминерализации (70 %), и далее – на ионный обмен (деминерализация 90 %). Такое решение также интересно, если не сказать, что является единственным при переработке кислой сыворотки.

Деминерализованная сыворотка может быть использована в жидком виде на предприятии-переработчике. Побочный продукт нанофильтрации – пермеат – также потребует дополнительной обработки: в целях получения технической воды пермеат концентрируют посредством обратного осмоса. При изначальном использовании обратного осмоса получаем концентрированную сыворотку и воду, что выгодно, если стоит задача исключительно последующей сушки сыворотки. При этом установка обратного осмоса в будущем может быть достаточно просто переоборудована под нанофильтрацию без потери производительности и, соответственно, гамма продуктов может быть расширена.

При включении в линию установки ультрафильтрации вырабатываем продукт, обладающий большими функциональными свойствами, чем просто концентрированная сыворотка. Это концентрат сывороточного белка (КСБ). КСБ может быть использован в жидком виде на предприятии в производстве молочных продуктов, а в случае, если изготовлен из сладкой сыворотки, – направлен на сушку. Возможно производство КСБ с различным содержанием белка в сухом веществе (от 30 до 60 %). Более высокие концентрации белка, включая изоляты, рентабельны только при больших объемах переработки и, как следствие – больших инвестициях. Используя установку микропартикуляции, например Tetra Term MicroPart, КСБ можно переработать в микропартикулят сывороточного белка, который находит применение в производстве творога и сыра. Побочным продуктом производства КСБ является пермеат, который в отличие от пермеата, получаемого при нанофильтрации, содержит лактозу. Используя процесс обратного осмоса, пермеат можно концентрировать и далее и высушить, получив при этом технологическую воду.

– Нанофильтрация или ультрафильтрация? Какой процесс все-таки выбрать производителю для внедрения?

– Н. С. Можно сказать, и то, и другое. Правильный выбор возможно сделать только с учетом конкретных местных условий, производства, экономической ситуации, рыночных реалий. Для одних производителей нанофильтрация может оказаться более предпочтительным путем, а для других, наоборот, ультрафильтрация окажется гораздо более выгодным решением. Есть одна особенность, которая важна в любом случае, – это предварительная подготовка сыворотки.

Как правило, финансирование участка подготовки сыворотки осуществляется по остаточному принципу, хотя качество его работы исключительно важно для эффективной работы мембранных установок. Для сыворотки необходима скорейшая переработка. Для мембранных процессов фильтрации важны максимальное время работы и постоянная загрузка в течение максимально возможного времени. Хотя на первый взгляд это взаимопротиворечащие факторы.

– Расскажите о комплектации участка подготовки сыворотки.

– Н. С. Переработка сыворотки начинается с процессов, происходящих в сыроизготовителе. Деликатная обработка сгустка и зерна – достаточно важный момент. Ключевые аспекты подготовки сыворотки включает:

• максимально быструю очистку;
• немедленную термообработку в целях инактивации закваски и сычужного фермента. Термообработка, проведенная надлежащим образом, необходима для контроля процесса денатурации белка;
• гигиеничная конструкция линии.

Комплектацию линии начинаем с установки двойной балансной емкости для сыворотки, оборудованной отдельным входом и выходом и работающей по принципу «постоянно пустой». Каждый буфер работает поочередно с циклами по 4 ч.

Следующий этап – очистка от крупной пыли на пылеуловителе. Удаление сырной пыли улучшает эффективность сепарирования и предотвращает засорение мембран. Установка сепаратора-очистителя обязательна, если количество пыли больше 300 мг/л, если далее по линии нет сепаратора-сливкоотделителя или при работе со «сложной» сывороткой, такой как творожная или казеиновая.

Следующие этапы – пастеризация и сепарирование. Температурные режимы пастеризации зависят от качества сыворотки и ее типа: обычно для сладкой сыворотки – 72 °С/15 с, для кислой – 55 °С/15 с. Сепаратор-сливкоотделитель может выполнять дополнительную очистку сыворотки от пыли. На заключительном этапе сыворотка охлаждается до температуры менее 10 °С и направляется в буферную емкость, где может храниться более длительное время до подачи на фильтрацию.

Предыдущие интервью: