[发明专利]用于乳清脱盐的方法和由此获得的乳清

说明书

本发明涉及乳制品领域，特别涉及一种将乳清脱盐的方法。根据本发明的方法包括以下步骤：获得乳清，在30℃‑60℃的温度下将所述乳清电渗析，将乳清酸化至pH为2‑3.5，将酸化乳清巴氏灭菌，在30℃‑60℃的温度下将巴氏灭菌的酸化乳清电渗析，以及将脱盐乳清中和至pH为6.7‑7.2。根据本发明的方法使得可以仅使用电渗析方法来实现乳清脱盐，同时避免了该方法通常遇到的问题，即有限脱盐率、膜结垢和使用寿命不足。

技术领域

本发明涉及乳制品领域，特别涉及一种用于乳清脱盐的方法。

背景技术

乳清是牛奶凝结产生的液体部分，所述凝结由牛奶中主要蛋白质酪蛋白的变性引起。存在两种凝结，每种凝结导致两种不同类型的乳清。取决于凝结是乳酸凝结或凝乳酵素凝结，获得的乳清分别称为酸乳清或甜乳清。乳清也称为奶酪乳清。

几十年来，发现乳清的用途已经引起了经济和生态问题。事实上，尽管该组合物令人关注，但乳清的化学需氧量(COD)为50g/L-70g/L，这使其成为无法释放到环境中且运输昂贵的有机污染物。

因此，随时间出现了回收方法，特别是通过允许获得脱盐乳清的脱盐方法。

目前，液体或粉末脱盐乳清是婴儿和饮食产品的主要成分，特别是母乳的乳替代品。脱盐乳清还具有其他应用，例如，作为糖果和巧克力中或再生乳的生产中脱脂乳的替代成分。

可以考虑多种技术来使乳清脱盐，特别是超滤、反渗透、电渗析和离子交换。由于前两种技术太具特异性，因此仅后两种技术具有实际工业应用。因此，当今最有效的乳清脱盐方法是电渗析和离子交换，它们单独或组合使用。

电渗析是一种电化学技术，其可以通过在电场的影响下通过可选择性渗透阳离子和阴离子的膜迁移而选择性地从溶液中去除离子化的盐。在该技术中，乳清中溶液中的离子化的盐在电场作用下通过可选择性渗透阳离子和阴离子的膜迁移，并以盐水形式去除。但是，电渗析造成几个问题。已知其操作是不规则的，乳清脱盐率有限，膜趋于堵塞并且其寿命相对有限。此外，还存在某些限制因素，例如阴离子移动的速度缓慢，以及所有盐的离解困难。

离子交换是基于存在于固相和液相之间的离子平衡原理的技术，并且涉及吸收和排斥现象。在该技术中，使用了作为固相的树脂与作为液相的待脱盐的乳清之间的离子平衡，在饱和阶段期间将离子吸收在相同性质的树脂上，然后使树脂再生。该技术的缺点之一在于以下事实：需要非常大量的水，并且必须大量使用再生试剂，所述试剂在使用后我们真不知如何处理。另外，在工业规模上，该技术需要庞大的系统尺寸，特别是取决于包含树脂的柱的高度，在一些情况下其可达到几米。最后，另一个缺点在于该技术的应用是不连续的，大约40％的时间专用于乳清脱盐，并且大约60％的时间用于洗涤树脂及其再生。

因此，为了增加脱盐产率，专利US 4,803,089描述了在两步法中结合这两种技术，电渗析提供约50-60％的第一脱盐，以及离子交换(优选多级连续使用弱阳离子和强阳离子树脂)实现约90-95％的最终脱盐。

从专利US 4,138,501中还已知一种通过电渗析、随后首先与H+形式的强阳离子交换树脂进行离子交换，然后与OH-形式的弱阴离子交换树脂进行离子交换来使澄清且脱脂的乳清脱盐的方法。在所述方法的变型中，可以任选在离子交换步骤之前在交换树脂上将乳清巴氏灭菌。

这些类型的方法的缺点在于离子交换步骤需要大量的化学再生剂，并且还消耗非常大量的水。另外，直到现在，电渗析在超过60％的脱盐率才被使用，这特别是由于对电能的高需求。

从专利EP 1 053 685中还已知一种用于其脱盐目的的处理乳清的方法，包括通过纳滤膜转移来分离盐的步骤，其特征在于，其在该分离步骤的上游并依次包括：至少一个用质子替代二价阳离子的步骤和至少一个用氯离子替代二价阴离子的步骤。