Experimental studies of the milk whey nano-filtrate curdling process with the accompanying lactose crystallization | Экспериментальные исследования процесса сгущения нанофильтрата молочной сыворотки с сопутствующей кристаллизацией лактозы

English. The purpose of the work is to substantiate the desired operation modes of the developed bubble crystallizing evaporator with air and water cooling and heating. The process of casic whey nano-filtrate (CWN) thickening with the following lactose crystallization (KC) on the experimental unit of the crystallizing evaporator was studied. To receive a CWN a casic whey with a solids content of 6.1%, which was subjected to nano-filtration with subsequent diafiltration to a solids content of 27.2%, as well as to achieve a degree of demineralization 47% was used. The obtained CWN was processed in the pilot unit, where it was subjected to further concentration by evaporation with accompanying LC. During the experiment, the temperature of the air and water, the dry matter content in a solution and the weight of crystallizate were recorded. The degree of LC was calculated. As the result optimization direction of the condensation process of CWN using the cyclic crystallizer with air and water cooling and heating, allowing reducing the time of crystallization and increasing the degree of LC was established. It is established that the crystallization process of SWN with simultaneous evaporation allows reaching the degree of LC above 60%. It has been proved that the cooling of crystallizate is advisable to start while reaching the solids of 50%, which reduces the time of crystallization of more than 2 times. And the crystallization intensity greatly grows, the LC degree reached 55% and in the last cycle – 60%.

Russian. Целью работы является обоснование оптимальных режимов работы разработанного барботажного кристаллизатора-выпаривателя с водяным охлаждением и подогревом. Исследован процесс сгущения нанофильтрата творожной сыворотки (НТС) с сопутствующей кристаллизацией лактозы (КЛ) на опытной модели кристаллизатора-выпаривателя. Для получения НТС использовалась творожная сыворотка с содержанием сухих веществ 6,1%, которая подвергалась нанофильтрации с последующей диафильтрацией до содержания сухих веществ 27,2% и до достижения степени деминерализации 47%. Полученный НТС обрабатывался на опытной установке, где подвергался дальнейшей концентрации путем выпаривания с сопутствующей КЛ. В процессе эксперимента регистрировалась температура воздуха и воды, содержание сухих веществ в растворе и масса кристаллизата. Рассчитывалась степень КЛ. В результате установлено направление оптимизации процесса сгущения НТС с применением циклического кристаллизатора с воздушным и водяным охлаждением и подогревом, позволяющее сократить продолжительность кристаллизации и увеличить степень КЛ. Выявлено, что процесс кристаллизации НТС при одновременном выпаривании позволяет достичь степени КЛ свыше 60%. Доказано, что охлаждение кристаллизата целесообразно начинать проводить при достижении сухих веществ 50%, что сокращает продолжительность кристаллизации более чем в 2 раза. При этом значительно нарастает интенсивность кристаллизации, степень КЛ достигает 55%, а в последнем цикле - 60%.