Исторический экскурс по переработке и использованию молочной сыворотки

12-05-2014, 20:30

Системные изыскания по данному вопросу были проведены совместно с проф. П.Г. Нестеренко, И.А. Евдокимовым и опубликованы в специальном выпуске журнала «Молочная промышленность». Анализируя имеющуюся информацию, можно обозначить несколько исторических этапов совершенствования процессов переработки и использования молочной сыворотки.
Считается, что человек знал способы получения белково-жировых продуктов из молока коров, овец и коз 6,5-5 тысячелетий до н. э. В Средние века, производство сыра и творога увеличилось, соответственно возросли объемы получаемой сыворотки. Сыворотка использовалась в основном в пищу в натуральном виде, в тесто при выпечке хлебных изделий, оставшаяся часть скармливалась домашним животным. Известно использование молочной сыворотки в лечебных целях, для диетического питания больных, страдающих ожирением.
Во второй половине XIX в. — первой половине XX в. начали появляться отдельные сыроварни и молочные заводы (в городах). Производство сыра и творога все больше концентрировалось на этих предприятиях. Началось производство казеина, появилась казеиновая сыворотка. Объемы получаемой молочной сыворотки значительно возросли. Возникла проблема ее использования. К прежним направлениям использования сыворотки в натуральном виде добавилась ее переработка на молочный сахар, молочную кислоту, лактаты кальция и др. продукты. Было организовано производство напитков и сгущенных концентратов. Сыворотку продолжали использовать в хлебопечении, в диетическом питании, а также для лечения. Вместе с тем при ее неорганизованном сбросе в сточные воды появились признаки отрицательного влияния молочной сыворотки на окружающую среду.
В годы Первой мировой и Гражданской войн животноводству и перерабатывающей молочной промышленности нашей страны был нанесен значительный ущерб, производство молочных продуктов сократилось. Затем в 1930-е годы аппаратурно-процессовое состояние предприятий молочной промышленности несколько улучшилось, но революционных изменений не произошло. Так называемое «вторичное молочное сырье» (обезжиренное молоко, молочная сыворотка, пахта) для переработки на пищевые цели использовалось незначительно, в какой-то мере отдавалось на корм скоту, а в большей степени терялось. Был провозглашен лозунг «Отходов нет — есть неиспользованные резервы»! Уже в 1936 г. из 50 действующих городских молочных заводов 33 были оснащены новыми линиями розлива молока, флягомоечными машинами, пастеризаторами. Проектировались и строились новые молочные заводы в ряде крупных городов страны. По опубликованным данным в 1939 г. в отрасли получено в качестве отхода 1500 тыс, т сыворотки, которую использовали в лучшем случае на корм скоту, а сотни тысяч тонн были слиты в канализацию. Использовалось только 2 тыс. т сыворотки на выработку 73 т молочного сахара. На основе молочной сыворотки в 1940 г. освоено в небольших объемах производство молочного шампанского (Смоленский сыртрест), молочного кваса без сахара (Саратовский сыртрест). К продуктам, производство которых рекомендовано расширять и заново организовать, в первую очередь относились молочный сахар, молочная кислота, а также сухая сыворотка. Поэтому ставилась задача — начиная с 1941 г. освоить и наладить производство сухой сыворотки, в первую очередь на заводах Главсырпрома. По постановлению Совнаркома в Белоруссии (г. Слуцк) создавалось производство из молочной сыворотки этилового спирта.
Вторая мировая (для нас Великая Отечественная) война нанесла серьезный урон хозяйству страны, в том числе и предприятиям молочной промышленности. Отрасль внесла свой вклад в победу над фашизмом. Достаточно упомянуть ацидофильную пасту «Виктория» (Победа), молочный сахар для антибиотиков. А в 1942 г. под руководством заместителя начальника — главного инженера Главмаслосырпрома, лауреата Сталинской премии за технологию изготовления сыра «Советский», Д.А. Граникова разработаны практические рекомендации и проведен семинар (г. Бийск, Алтайского края) по производству из молочной сыворотки ряда пищевых продуктов:
— сгущенной молочной сыворотки (в аппарате-концентраторе системы Фиалкова, работающего на паре; а также в открытых котлах с непосредственной топкой);
— лактона (сорта экстра, высший и первый) — на основе сгущенной сыворотки, сахара, крахмала, ванилина;
— заменителя меда (сорта экстра, высший и первый) — на основе сгущенной сыворотки, меда и крахмала;
— помадки на мелассе или крахмальной патоке (сорта экстра, высший и первый);
— ириса, на основе сгущенной сыворотки, патоки, крахмала, сахара и какао;
— альбуминного молока из сыворотки (как сладкой, так и кислой);
— столового молочного уксуса из сыворотки.
В послевоенные годы наряду с восстановлением технической базы молочной промышленности продолжались научные и практические работы по наиболее полному и рациональному использованию молочного сырья. В большей степени это относится к молочной сыворотке. В тот период производство сыров, творога и казеина возросло в несколько раз и сосредоточилось на крупных специализированных заводах. Соответственно возросли и сконцентрировались объемы получаемой молочной сыворотки. В табл. 4.1, для примера приведены данные о ресурсах и использовании молочной сыворотки в СССР.

Следует обратить внимание, что уже в 80-х годах XX столетия общий объем молочной сыворотки превысил 10 млн. т/год. Появилась необходимость и возможность по более глубокой переработке значительных объемов молочной сыворотки в пищевые продукты и кормовые средства.
Во всем мире проведено большое количество научно-исследовательских и конструкторских работ по разработке и совершенствованию технологических процессов, созданию необходимого оборудования и специализированных производств по переработке молочной сыворотки. Научно-информационное обеспечение решения вопросов промышленной переработки молочной сыворотки осуществлял известный специалист молочного дела, профессор ЛТИХП М.С. Коваленко. Как указано ранее, академик Н.Н. Липатов считал, что переработка и использование молочной сыворотки — одна из самых актуальных проблем молочной промышленности.
Полное использование молочной сыворотки, например, при производстве молочного сахара позволяет реализовать законченный технологический цикл промышленной переработки молока. В перспективе видится замкнутый технологический цикл переработки молочной сыворотки и рационального использования получаемых продуктов. Как, впрочем, показали результаты работы международных конференций по сыворотке в США (1986,1997 и 2005 гг.), Германии (2001 г.), Франции (2008 г.), несмотря на большие достижения, эта задача до настоящего времени полностью не решена в большинстве стран мира. Проблема требует постоянного внимания и еще больших усилий для ее полного решения, в том числе в плане информационного обеспечения и сопровождения постоянно обновляемых инноваций.
Для иллюстрации практической возможности полного и рационального использования молочной сыворотки, в историческом аспекте и моем личном видении, кратко остановлюсь на одном живом примере реализации феномена через конкретные персоналии (информация была подготовлена к 100-летию сыра Советский и полностью опубликована в периодической печати).
В период работы главным инженером Алтайского головного сырзавода (март 1961 — июль 1963 гг.), а затем Алтайского маслосыркомбината (май 1964 — март 1965 гг.) имел честь участвовать в реализации планов государственного значения по централизации производства советского сыра. По объему суть мероприятия сводилась к росту выпуска продукта от сотен до тысячи тонн с кадровым и биотехнологическим обеспечением производства. Проблемными вопросами являлись следующие: качество исходного молока, стабилизация и механизация крупнотоннажного производства с сохранением традиционного качества, реализация безотходной технологии и защиты окружающей среды.
Централизация производства советского сыра на Алтайском сырзаводе позволила резко (на порядок) увеличить объемы его выработки. При этом достаточно острой и актуальной проблемой для крупнотоннажного производства советского сыра являлась необходимость рационального использования получаемой молочной (подсырной) сыворотки — до 100 т/сутки. Речь шла о половине молока (по сухим веществам), ибо исторически сыроделие с этой точки зрения не является безотходным производством. При небольших объемах производства сыра вопроса не было — возврат сдатчикам или продажа по символической цене для откорма свиней. На Алтайском заводе была реализована в промышленном масштабе технология получения из подсырной сыворотки крайне необходимого для медицинской промышленности препарата — молочного сахара (лактозы), которая в виде жидкого сиропа (кристаллизата) направлялась на заводы антибиотиков. Это производство находилось на государственном контроле и полностью относилось к компетенции главного инженера. И если по сыру еще были какие-то объективные причины для отговорок, то не дай бог сорвать поставки молочного сахара — преступление перед народом пo здоровью.
Традиционно вся молочная сыворотка после сбора и предварительного отстоя сепарировалась. Получаемые подсырные сливки использовались для получения сливочного масла. Недостатком процесса являлась необходимость частого разбора сепаратора для удаления белкового ремня. С применением саморазгружающихся сепараторов этот недостаток был устранен. Позором, за который мне как инженеру стыдно до сих пор, являлся сбор (слив) жирной сыворотки в подвальном помещении, именуемом тогда «лягушатник». Надеюсь, теперь это устранено.
Сепарированная сыворотка освобождалась от сывороточных белков методом отваривания в открытых резервуарах (луженых котлах) емкостью 1000 л. С учетом объемов переработки сыворотки нам грозила перспектива, что вся площадь завода будет занята этими емкостями для отваривания. Долго мы искали выход — мастер Н.И. Кузнецова и ее коллектив с механиками придумали и создали линию по отвариванию альбумина, которая спасла положение и исправно работала, пока не коррозировал алюминий (выбора не было).
Наш опыт был признан рацпредложением (теперь его назвали бы инновацией) и описан в журнале «Молочная промышленность», № 2, 1963 г. А лактоза, с легкой руки начальника главка Госкомпищепрома СССР Б. С. Клименко и настойчивости директора ВНИИМС, моего научного наставника Павла Фирсовича Крашенинина, стала содержанием моих научных поисков на всю жизнь. Все мои ученые степени и звания, международное признание и членство в Российской Академии сельскохозяйственных наук берут начало от одного вечного источника — алтайских сыроделов, от мастеров до директоров. Это А.Т. Андреев, начальник управления Г.В. Доильницын, главный инженер управления А.Н. Андреев, их преемник, а затем зам. министра И.С. Орешко, сотрудники управления, заводов, Алтайского филиала ВНИИМС. На моем служебном пути среди алтайских сыроделов много значили специалисты Бийского сыркомбината — директора М.М. Дубинин, а затем рано ушедший Л.П. Юдин, главный инженер В.В. Иванов, великолепный сыродел и наш друг, ветеран Н.П. Захаров, мои коллеги-соученики Виктор Неберт и Виталий Бонькин. Все они, как и тысячи других специалистов и рабочих, внесли свой вклад в обеспечение продовольственной безопасности нашей страны по советскому сыру и молочному сахару, что записано на скрижалях истории и должно служить примером новым поколениям — молочную сыворотку можно (и нужно) не сливать, а перерабатывать в востребованные продукты. И приведенный выше живой пример — яркое доказательство этого!