Функционально-технологические свойства ингредиентов, получаемых путем распылительной сушки молочного сырья
Д.Н.Володин , к. т. н, А.С. Гридин, В.К. Топалов (ООО «ДМП»)
И.А.Евдокимов, д. т. н., (ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»)
Переработка молока № 7, 2020
Мировой рынок сухих молочных ингредиентов в 2019 г. составил порядка в 53,8 млрд долл. США, а к 2025 г. прогнозируется [1] его увеличение до 81,4 млрд долл. США. Это объясняется значительным ростом осведомленности потребителей о продуктах здорового питания и, как следствие, повышением спроса на такие продукты, в том числе содержащие ингредиенты, полученные на основе молочного сырья. Сегодня для производства большинства сухих молочных ингредиентов, включая сухое обезжиренное и цельное молоко, сухие концентраты и изоляты сывороточного и молочного белка, детское питание, сливки, заменители цельного молока и т.д., используется распылительная сушка молока. По сравнению с другими методами этот метод наиболее универсален и позволяет проектировать рентабельную переработку значительных объемов сырья с широко варьирующимися характеристиками (см. рисунок).
Рис. 1. Основные ингредиенты из молока и молочной сыворотки
Благодаря большому разнообразию таких продуктов, они включаются в качестве функциональных ингредиентов в широкий спектр пищевой продукции: хлебобулочные и кондитерские изделия, продукты для лечебного и спортивного питания, смеси для детского питания и др.
Подбор сухих молочных ингредиентов, используемых в рецептуре пищевых продуктов, определяется показателями компонентного состава, пищевой ценности и безопасности добавки. Не менее важными являются характеристики, обуславливающие конструкцию и режимы эксплуатации оборудования для транспортировки, упаковки, дозирования и других технологических операций, требующихся при использовании того или иного ингредиента, в частности, размер и пористость частиц, насыпная плотность, текучесть, смачиваемость, диспергируемость, растворимость, гигроскопичность, термостабильность и др.
Как правило, и российские, и зарубежные стандарты и спецификации, нормирующие качество сухих молочных ингредиентов, содержат требования лишь к некоторым из них. Например, ГОСТ Р 53456-2009 и ГОСТ 33629-2015 нормируют только индекс растворимости сухого продукта и группу чистоты (наличие посторонних частиц в продукте) [2, 3]. Зарубежные стандарты включают также объемную плотность и насыпной объем продукта, для некоторых видов белковых концентратов нормируется и размер частиц.
Включение высокотехнологичного оборудования — мембранной фильтрации, пленочных выпарных установоки современных распылительных сушильных аппаратов — позволяет организовать процесс производства сухих молочных продуктов на высоком уровне, сокращает до минимума негативное воздействие на компоненты сырья.
Безусловно, указанные параметры являются наиболее значимыми характеристиками ингредиентов. Например, индекс растворимости (нерастворимости / Insolubility index) характеризует меру конечного состояния, до которого компоненты порошка могут быть введены в раствор или стабильную суспензию. Плохо растворимые порошки вызывают трудности при обработке и приводят к значительным потерям при восстановлении. Насыпная плотность также является экономически и функционально важной характеристикой, поскольку определяет требования к материалам и выбор оборудования для упаковки сухих продуктов. Показатель термостабильности сухих продуктов обязательно нормируется для ингредиентов, использующихся в смесях для детского питания. Также термостабильность имеет значение при производстве восстановленных молочных продуктов.
С другой стороны, существует ряд показателей, которые даже без упоминания в спецификациях должны учитываться при выборе технологических режимов переработки сухих ингредиентов. В частности, гигроскопичность имеет большое значение при определении чувствительности сухого продукта к колебаниям влажности и температуры во время хранения и обработки. Смачиваемость, диспергируемость, погружаемость частиц, кофейный тест — обязательные качественные характеристики быстрорастворимых порошков. Сыпучесть, показывающая, насколько свободно частицы порошка движутся относительно друг друга, имеет решающее значение для проектирования пневмотранспорта, устройства наполнения и опорожнения бункеров, дозирования, смешивания и кондиционирования порошков [4]. Как правило, порошки с хорошими характеристиками текучести — это порошки с большими агломератами и небольшим количеством мелких частиц.
Все упомянутые характеристики напрямую зависят как от технологических режимов подготовки молочного сырья и условий концентрирования сырья до подачи на сушку, так и от параметров сушки: тип распылительной сушилки; тип распылителей (форсунки или дисковые); агломерация, температура сушки и др. [5].
Только оптимальные параметры этих производственных процессов обеспечивают необходимое качество конечного продукта.
Ориентация на качество готового продукта — главная задача ООО «ДМП» при проектировании комплексных линий, для достижения которой используются современные мембранные установки, вакуум-выпарные аппараты и распылительные сушилки. Это основное оборудование позволяет внедрить инновационную технологию производства сухих молочных продуктов, обеспечивая их высокое качество и безопасность.
Практический опыт ООО «ДМП» совместно с компанией «Вздухоторг» показывает, что включение высокотехнологичного оборудования, такого как пленочные выпарные установки и современные распылительные сушильные аппараты, позволяет организовать процесс производства сухих молочных продуктов на высоком уровне, сокращает до минимума негативное воздействие на компоненты сырья. Такой подход дает возможность производства новых высокорентабельных и конкурентоспособных продуктов.
Список литературы
New York, Feb. 07, 2020 (GLOBE NEWSWIRE), Reportlinker.com announces the release of the report Dairy Ingredients Market by Type, Application, Livestock, Form And Region — Global Forecast to 2025 — https:// www.reportlinker.com/p04259109/?utm_ source=GNW.
ГОСТ Р 53456-2009. Концентраты сывороточных белков сухие. Технические условия.
ГОСТ 33629-2015. Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия (с Поправками).
Sharma A. Functionality of Milk Powders and Milk-Based Powders for End Use Applications — A Review / A. Sharma, A.H. Jana, R.Sh. Chavan. — Текст : электронный. — Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. — 2012. — V. 11, issue 5. — P. 518528. doi:10.1111/j.1541-4337.2012.00199.x
Володин Д.Н. Модернизация оборудования для производства сухих молочных консервов / Д.Н. Володин [и др.] // Переработка молока. — 2018. — № 7. — С. 12-14.