Промышленная переработка молочной сыворотки неизбежно связана с направленным и управляемым воздействием на нее как на биотехнологическую систему (БТС) — это обработка сыворотки. Даже простое хранение молочной сыворотки приводит к заметным изменениям — повышается кислотность, изменяется цвет (помутнение), снижается содержание лактозы, идет протеолиз остаточного (молекулярного) казеина и сывороточных белков. Заметно снижается энергетическая ценность молочной сыворотки, что следует учитывать на практике, в том числе при определении стоимости молочной сыворотки. В настоящее время считается, что молочную сыворотку, независимо от того, как она будет дальше использована, необходимо перерабатывать немедленно или не позднее, чем через 3 часа после ее получения. Хотя, видимо, сразу же следует заметить, что, возможно, в недалеком будущем молочную сыворотку, извлеченную из технологического потока в стерильных условиях (а не через традиционный в отрасли «лягушатник» — бассейн в подвальном помещении для удобства слива), будут термостатировать для наращивания желательного биологического потенциала (синтез бактериоцинов — биогенных антибиотиков) за счет естественно присутствующей системы биокатализаторов (закваски с остатками фермента и метаболитов). Об этом в свое время, применительно к подсырной сыворотке, говорил известный в отрасли микробиолог А.В. Гудков.
Выбор способа обработки молочной сыворотки в первую очередь обуславливается ее исходным составом и требованиями к качеству готового продукта. На действующих предприятиях стремятся максимально использовать имеющийся технологический парк машин (аппаратов) и существующие производственные площади. Это позволяет организовать рациональную (Евдокимов И.А. Рациональность и некоторые экономические аспекты переработки сыворотки//Молочна промисловість. Украина — № 2 (37), 2007. — С. 10-16) переработку молочной сыворотки.
В монографии будут рассматриваться как традиционные (рациональные) методы, так и новые, оригинальные и особенно перспективные (т.н. технологии будущего) способы направленного и управляемого воздействия на молочную сыворотку, как биотехнологическую систему, так и на ее отдельные компоненты (комплексы) для достижения желаемого результата по принципу медицины Гиппократа — не навреди! При этом, учитывая подробное описание многих процессов в существующих публикациях, в т. ч. учебном пособии с грифом УМО МинВУЗа РФ, они приводятся по ходу изложения технологий отдельных продуктов. Особенно это касается тепловой денатурации и коагуляции сывороточных белков с последующим отстоем или сепарированием, концентрирования (сгущения) в вакуум-аппаратах, кондуктивной (пленочной) и распылительной сушки, а также процессов кристаллизации лактозы, центрифугирования кристаллизата, размола агломератов и кристаллов. Инновации криоконцентрирования и пенной сушки, успешно апробированные на молочной сыворотке, пока остались «на полке».
В соответствии с принципами логистики системного подхода целесообразно рассмотреть в общем аспекте, с точки зрения классики процессов и аппаратов, а также машин и аппаратов пищевых производств, адаптацию инженерии машинных технологий на молочную сыворотку.
С современных позиций информационной составляющей по учебникам XXI века, упомянутым выше, молочную сыворотку, о которой в этих изданиях нет речи, следует интерполировать как универсальное сельскохозяйственное сырье — пищевую среду по текстурным признакам с типичными свойствами от чистой жидкости (нанофильтрат) до твердой массы (блочная сыворотка). По технологическим свойствам дисперсная среда молочной сыворотки и продуктов, получаемых из нее, является универсальной (жидкость, газ, твердое тело) со сложным составом — дисперсная фаза и дисперсионная среда со всеми возможными модификациями процессов и аппаратов. К молочной сыворотке применимы все основные законы и методы исследования технологических процессов, в том числе, эксэргия и теория подобия. Простой статистический подсчет показал, что в соответствии с иерархией классификации процессов обработки пищевого сырья по разделам, для молочной сыворотки можно определенно использовать (числитель — всего процессов в разделе, знаменатель — применимо для молочной сыворотки, по нашему видению):

Таким образом, из 20 направлений полностью применимы 18 и два могут рассматриваться как возможные.
Соответственно процессам, для переработки молочной сыворотки используется целый набор машин и аппаратов пищевых производств и, безусловно, должна быть реализована концепция академика В. А. Панфилова и его последователей (будут упомянуты по тексту монографии, применительно к рассматриваемому объекту) по технологическим линиям путем «разборки и сборки» исходного сырья на компоненты (сформулировано как бы специально для молочной сыворотки), либо комбинированной его обработки. Все машины и аппараты — преобразователи пищевых сред — могут быть использованы при переработке молочной сыворотки. С учетом специфики ее состава и свойств они должны быть адаптированы или созданы специально. Это особенно следует иметь в виду на практике. Иначе, как это бывало, машины, например, сепараторы для молока, просто выходят из строя при обработке «горячей» сыворотки.
В целом, рассматривая систему процессов, аппаратов, машин и машинных технологий будущего с точки зрения пищевой биотехнологии и инженерии, следует обратить внимание, что применительно к молочной сыворотке методом априорного ранжирования обозначены практически все известные группы и большинство способов обработки жидких видов сельскохозяйственного сырья.
Ниже в табл. II.1 приводится перечень и классификация процессов переработки молочной сыворотки на основе химических и физических свойств (сущности) разделяемых компонентов, предложенная авторским коллективом профессионалов с их пояснениями, в которых сведены и отражены основные преимущества и недостатки каждого из представленных методов.

Как следует из классификации, различия в размерах молекул, сродстве или химической природе помогают осуществить разделение компонентов молочной сыворотки, но сами процессы не обязательно основаны на одинаковых механизмах. Так, например, метод концентрирования, включающий фазовый переход, может выполняться как при испарении влаги (выпаривание воды), так и при ее вымораживании (криоконцентрирование). Ответ на вопрос, какой же из процессов следует предпочесть, часто зависит не только от экономических показателей, но и от конкретной ситуации или задачи. Для рассмотренных процессов различны не только механизм разделения, но и расход энергии. Процессы криоконцентрирования и сгущения включают фазовый переход, поэтому следует учитывать, что должна подводиться или отводиться теплота фазового превращения.
Консервирование требует внесения дополнительных веществ, что отрицательно сказывается на органолептических и технологических свойствах сыворотки, однако при небольших объемах и значительных транспортных затратах это может быть единственным способом сохранения качества сыворотки.
Мембранные процессы протекают без фазового перехода и требуют более низкого потребления энергии, однако требуют и высокой технологической дисциплины и специально подготовленной воды (с низким содержанием железа).
Отдельно стоит остановиться на биотехнологических методах переработки молочной сыворотки, основанных на применении микроорганизмов и ферментов для синтеза углеводов, белков и др. веществ.
Критически рассматривая процессы переработки молочной сыворотки, можно констатировать, что из перечисленных способов наибольший интерес в настоящее время представляют, кроме биологических, мембранные методы (процессы) и их перспективность определяется следующими факторами:
— возможностью разделения компонентов молочной сыворотки при сопоставимых с другими способами материальных затратах;
— получением сывороточных белков в нативном состоянии;
— созданием автоматизированных и компьютеризированных производств (безлюдные технологии);
— обеспечением безотходности и экологичности технологий.
Безусловно, на выбор процесса переработки сыворотки и формирование технологии для конкретного предприятия могут влиять различные критерии:
— технические — должно достигаться необходимое качество продукта и степень извлечения требуемых компонентов;
— экономические — на экономику процесса влияет стоимость сырья и выделяемых компонентов, стоимость технологического оборудования и процесса;
— экологические — количество сбрасываемой сыворотки и размеры штрафов, сохранение окружающей среды для потомков, угроза закрытия предприятий.
Кроме того, следует упомянуть социальную направленность переработки молочной сыворотки — занятость в условиях кризиса и получение продуктов функционального назначения.
Как правило, для учета всей совокупности критериев, при решении проблемы переработки молочной сыворотки, необходима комбинация нескольких процессов разделения или концентрирования, позволяющая при минимальных затратах обеспечить производство высококачественных и безопасных продуктов, включающих все компоненты молочной сыворотки.
В развитие приведенной классификации, которая может быть признана на данном этапе оптимальной, представляется целесообразным упомянуть ионный обмен, гель-фильтрацию, электрофлотацию, сорбцию-десорбцию, которые могут потенциально иметь место при обработке молочной сыворотки.
Процессы структурирования, гелеобразования, модификации, микропартикуляции, гранулирования с окатыванием, биомембранной обработки, так же как новые терминологические бренды (а за ними процессы): нано-, био-, электро-, мембранная и биомембранная обработки или нанобиомембранные и нанобиоэлектромембранные технологии просятся в жизнь с реальным аппаратурным оформлением и получением промышленных продуктов. Примеры уже имеются. Дело за масштабированием.

---

• Промышленный опыт переработки и использования молочной сыворотки
• Тематические номера отраслевых журналов по переработке и использованию молочной сыворотки
• Международные научно-технические семинары по переработке и использованию молочной сыворотки
• Симпозиум ММФ «Лактоза и ее производные»
• Международные конференции по переработке и использованию молочной сыворотки
• Тематическая подборка литературы по переработке и использованию молочной сыворотки
• Патентная ситуация по переработке и использованию молочной сыворотки
• Обзор книжных изданий по переработке и использованию молочной сыворотки
• Исторический экскурс по переработке и использованию молочной сыворотки
• Общие положения о жизненном цикле молочной сыворотки
• Экологические аспекты при переработки молочной сыворотки
• Экономическая составляющая при переработки молочной сыворотки
• Обоснование необходимости переработки и использования молочной сыворотки
• Безопасность молочной сыворотки в соответствии с ХАССП
• Консервирование молочной сыворотки-сырья
• Методы контроля молочной сыворотки
• Идентификация и экспертиза молочной сыворотки
• Адаптация требований Технического регламента к молочной сыворотке
• Микробный пул молочной сыворотки
• Биотермодинамические параметры молочной сыворотки
• Прогнозирование показателей качества творожной сыворотки
• Оценка качества творожной сыворотки с применением мультисенсорной системы
• Идентификация и определение осмофорических компонентов творожной сыворотки
• Обоснование проблематики осмофорических соединений молочной сыворотки
• Технологические свойства молочной сыворотки
• Другие составные части молочной сыворотки
• Витаминный комплекс молочной сыворотки
• Минеральный комплекс молочной сыворотки
• Углеводный комплекс молочной сыворотки
• Азотсодержащий комплекс молочной сыворотки