доктор биологических наук;
doctor of sciences in biology;
Аннотация. Цель. Исследование направлено на решение задачи, связанной с разработкой технологии получения экологически чистого продукта животного происхождения – безлактозного молока. Это позволит решить проблему потребления молока и молочных продуктов людьми, не переносящими молочный сахар по физиологическим причинам. Анализируя на основании литературного обзора современное состояние вопроса производства безлактозного молока, можно сделать вывод, что существующие технологии имеют определенные недостатки, обусловленные изменением состава исходного продукта или существенной сложностью технологической цепочки. Предлагаемая разработка основана на методе диафильтрации молока, состоящем из нескольких повторяющихся циклов. Цикл заключается в разделении молока процессом ультрафильтрации на пермеат (водный раствор лактозы) и концентрат (белки, жир, остатки лактозы). Затем в концентрат добавляется чистая вода в объеме, равном объему отведенного пермеата. Для научно обоснованного подхода к разработке предлагаемой технологии необходимо провести исследование ультрафильтрационного разделения молока, получить оптимальные режимные параметры процесса, определить изменение проницаемости и селективности мембран от концентрации лактозы, рассмотреть возможность получения безлактозного молока с разной м. д. ж., определить количество циклов мембранного процесса диафильтрации. Методы исследований. Исследование процесса ультрафильтрационного разделения молока проводилось в лабораторных условиях на мембранной установке с использованием органических и неорганических мембран. В экспериментах определялись основные характеристики ультрафильтрационных мембран – проницаемость и селективность при изменяющихся параметрах (диапазон параметров: Р = 0,15…0,5 МПа, t = 35…65 °С). Результаты. На основе полученных экспериментальных данных путем их обработки и оптимизации параметров были получены оптимальные режимы процесса разделения молока ультрафильтрацией. Определены следующие параметры: скорость продукта в надмембранном пространстве, рабочее давление процесса разделения, его температура. Отобраны предпочтительные ультрафильтрационные мембраны для системы «мембрана – молоко». Научная новизна. Для разработки технологии получения безлактозного молока впервые проведен ряд исследований и экспериментов, таких как изменение проницаемости и селективности мембран от концентрации лактозы, получение безлактозного молока с разной м. д. ж., определено количество циклов мембранного процесса диафильтрации.
Abstract. The purpose. The research is aimed at solving the problem related to the development of technology for producing an environmentally friendly product of animal origin – lactose-free milk. This will solve the problem of consumption of milk and dairy products by people who do not tolerate milk sugar for physiological reasons. Analyzing, on the basis of a literary review, the current state of the issue of lactose-free milk production, it can be concluded that existing technologies have certain disadvantages due to changes in the composition of the initial product, or the significant complexity of the technological chain. The proposed development is based on a method of milk diafiltration consisting of several repetitive cycles. The cycle consists in the separation of milk by the ultrafiltration process into permeate (aqueous lactose solution) and concentrate (proteins, fat, lactose residues). Then pure water is added to the concentrate in a volume equal to the volume of the discharged permeate. For a scientifically based approach to the development of the proposed technology, it is necessary to conduct a study of ultrafiltration separation of milk, obtain optimal operating parameters of the process, determine the change in permeability and selectivity of membranes from lactose concentration, consider the possibility of obtaining lactose-free milk with different mass fraction of fat, determine the number of cycles of the membrane diafiltration process. Research methods. The study of the process of ultrafiltration separation of milk was carried out in laboratory conditions on a membrane installation using organic and inorganic membranes. The experiments determined the main characteristics of ultrafiltration membranes – permeability and selectivity, with varying parameters (parameter range: P = 0.15…0.5 MPa, t = 35…65 °C). Results. Based on the experimental data obtained, by processing them and optimizing the parameters, optimal modes of the milk separation process by ultrafiltration were obtained. The following parameters are defined: the velocity of the product in the supramembrane space, the operating pressure of the separation process, its temperature. The preferred ultrafiltration membranes for the membrane-milk system have been selected. Scientific novelty. To develop a technology for producing lactose-free milk, for the first time a number of studies and experiments were carried out, such as changing the permeability and selectivity of membranes from the concentration of lactose, obtaining lactose-free milk with mass fraction of fat the number of cycles of the membrane diafiltration process was determined.