Современное состояние и перспективы переработки молочной сыворотки

Переработка сыворотки в России, несмотря на многочисленные разработки в этой области, сдерживается по нескольким причинам. Среди них - незначительные инвестиции в молочную промышленность, нехватка средств для внедрения современных технологий и закупки оборудования, недостаточная информация о преимуществах продуктов из сыворотки и пропаганды здорового образа жизни, отсутствие массового производства многофункциональных продуктов на основе молочной сыворотки, либерализм экологической службы в отношении сброса сыворотки в сточных водах.

Объем сыворотки – 130 млн. т. в год

В зависимости от объема и типа сыворотки должны применяться различные технологии ее переработки. По данным MMF, объем сыворотки в мире составляет более 130 миллионов тонн год, а проблема сыворотки во многих странах остается актуальной.

Производство продуктов из сыворотки сократилось

Структура использования сыворотки в России за последние 15 лет претерпела значительные изменения. В целом доля промышленной переработки сыворотки снизилась: в 1991 г. - 39%, в 2002 г. - 35%, в 2003 г. - 26% (636 тыс. тонн или 2447 тыс. тонн). Резко сократилось производство продуктов переработки молочной сыворотки: сахар-сырец молочный - в 3,6 раза (до 2,2 тыс. тонн), рафинированный - в 24 раза (до 0,07 тыс. тонн), сгущенная сыворотка без сахара - в 22 раза, сыворотка сгущенная с сахаром - в 5 раз. Производство обогащенной сыворотки значительно сократилось (в 2002 году - на 13 тыс. тонн), что зарекомендовало себя при откорме свиней.

Глубокая переработка сыворотки – экономически выгодный процесс

В Европе, являющейся лидером по производству молока в мире, наблюдается положительная динамика в объемах сыворотки, предназначенной для переработки, в связи с увеличением производства сыра и казеина. Европейская сырная промышленность производит 6,8 млн. тонн сыра в год, и, по прогнозам, производство вырастет на 2%. Европейская промышленность поставляет сырье для 3 миллионов тонн лактозы и 0,39 миллионов тонн сывороточных белков. Основными производителями сыворотки в Европе являются Lactalis / Lactozerum (Франция) - 5 млн. тонн, Borkulo Domo Ingredient (Нидерланды) - 4,2 млн. тонн, DMV International (Нидерланды) - 3,0 млн. тонн, Arla Foods (Дания / Швеция) -2,9 млн. тонн и Euroserum (Франция) -2,5 млн. тонн. Эти компании занимаются глубокой переработкой сыворотки, что экономически выгодно. Все они объединены в Европейскую ассоциацию переработчиков сыворотки (EWPA) и совместно с другими странами проводят международные конференции по сыворотке каждые 3-4 года.

Основной способ решения проблемы комплексной переработки молочной сыворотки заключается в создании безотходных технологий для сыра, творога и казеина

Ввиду очевидной простоты использования необработанной сыворотки в качестве корма для сельскохозяйственных животных или удобрений, следует отметить, что это не так просто. Попытки использовать сыворотку напрямую, а также сточные воды из молочных заводов, содержащих значительный процент сыворотки, для удобрения полей показали, что, когда концентрация сыворотки в сточных водах составляет более 10%, рост многих культур замедляется в зависимости от типа почвы и типа растения. Среди прочего, использование сырой сыворотки бесперспективно с точки зрения транспортировки и быстрого ухудшения при повышенных температурах, особенно летом, когда в Российской Федерации образуются самые большие объемы сыворотки.

Распространенные направления переработки сыворотки – сгущение и высушивание, а также получение молочного сахара и белковых концентратов

Второе направление полного использования сухих веществ сыворотки является более перспективным. Полное использование компонентов сыворотки основано на обезвоживании путем выпаривания в вакууме и сушки. Представляет интерес сгущение сыворотки до высоких концентраций (более 70% твердых веществ), поскольку стоимость сушки на порядок дороже, чем испарение. Это направление позволяет получать: концентрированные и сухие сывороточные концентраты, сухую деминерализованную сыворотку, сухую безлактозную сыворотку, сухую сыворотку с наполнителями, блочную сыворотку (продукты с промежуточной влажностью), гранулированную сыворотку. В этом случае продукты с промежуточной влажностью могут быть получены. Например, оборудование Paraflash, разработанное компанией Anhydro (Дания), предусматривает сгущение сыворотки или пермеата до 70-80% твердых веществ. Эффективность использования различных технологических схем переработки сыворотки в сгущенные концентраты также характеризуется различной прибылью предприятий. С этой точки зрения, например, производство сгущенной очищенной сыворотки с содержанием сухих веществ 30% менее экономично (рентабельность продукта 12,5%), чем использование биотехнологии сгущенной гидролизованной сыворотки (рентабельность 41,1%). Раздельное использование компонентов молочной сыворотки позволяет получать: сырный крем, казеиноальбуминозную массу, сывороточные белковые концентраты, молочный сахар, белковые концентраты с полисахаридами (пектин, хитозан), минерализацию соли. Одним из традиционных направлений переработки молочной сыворотки является производство молочного сахара. Утверждение, что это очень энергоемкий процесс и производство молочного сахара невыгодно, несколько противоречит европейским концепциям. Как отмечалось ранее, в России производится очень мало.

Большое внимание уделяется производству монокомпонентов из сыворотки

В последние годы большое внимание уделялось глубокой переработке сыворотки - производству производных из отдельных компонентов (гидролизаты молочного жира и белков, производные лактозы - лактулоза, лактитол, тагатоза, галактоолигосахариды и т. Д.). Можно отметить, что производные лактозы - галактоолигосахариды и лактулоза - являются отличными компонентами в составлении здоровой пищи, так называемых функциональных пищевых продуктов. Все области глубокой переработки сыворотки связаны с биотехнологией, что позволяет получать широкий ассортимент продукции. За рубежом на основе глубокой переработки молочной сыворотки выпускается широкий ассортимент продуктов энтерального питания, обеспечивающих поддержание и восстановление пищевого статуса здоровых и больных людей. Следует подчеркнуть, что экономически целесообразно получать высокоочищенные белковые компоненты из сыворотки. К ним относятся: органические кислоты и этиловый спирт; микробный жир, белок одноклеточных микроорганизмов и bioZCM; ферменты, аминокислоты и витамины; глюкозо-галактозный сироп (ферментативный гидролиз); метан, биогаз, углекислый газ; антибиотики и антиоксиданты. В Германии около 240 заводов используют сыворотку для производства биогаза. Ряд российских предприятий имеют опыт переработки сыворотки. Ставропольский комбинированный сухой продукт, напитки, хлебобулочные изделия, плавленый сыр, майонез производятся в Ставрополе; в Бежецке - заменитель молока и деминерализованная сыворотка, в Рубцовске - порошок молочной сыворотки, в Ипатово - молочный сахар и бифидогенные кормовые добавки - БИКОДО.

Одна из тенденций развития переработки вторичного сырья – применение мембранных процессов

Одной из ведущих тенденций развития молочной промышленности в нашей стране и за рубежом в последние годы является широкое использование методов мембранной обработки. Они открыли возможности для новых видов молочных продуктов и повлекли за собой радикальные изменения в технологии переработки сыворотки. Не менее интересным с точки зрения перспективности мембранных процессов является электродиализ. С его помощью решаются две проблемы, присущие сыворотке: высокая минерализация и солоноватый вкус; высокая кислотность, например, творожная сыворотка, обработанная электродиализом со степенью деминерализации 70%, не создает затруднений при распылительной сушке. Полученный порошок деминерализованной сыворотки используется в производстве мороженого, детского питания, кондитерских изделий, напитков и т. д. Что касается прогноза на будущее, то, по мнению европейских ученых, он может быть представлен в виде пирамиды. В его основе лежат объемы обработки сыворотки; слои вверх - технологии разных уровней, от традиционных до мембранных; вершина пирамиды - специфическая изоляция и глубокое фракционирование.

Интерес к сыворотке во всем мире продолжает расти. Прежде всего, это касается технологий глубокой переработки сыворотки, которые позволяют получать продукты, аналогичные лекарственным препаратам.

Источник: Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ». –2021. – № 1(34). – Т.3. – С. 131-135.