本發(fā)明屬于乳品加工，涉及一種提高乳清脫鹽率的新方法。

背景技術(shù)：

1、隨著嬰幼兒配方奶粉需求不斷增長(zhǎng)，奶粉原料供應(yīng)趨緊的背景下，作為核心原料的乳清蛋白，脫鹽處理成為技術(shù)關(guān)鍵，尤其是高脫鹽度乳清粉（如d90、d70）生產(chǎn)的仍存在技術(shù)障礙。因此亟需突破脫鹽工藝與設(shè)備瓶頸，通過創(chuàng)新研發(fā)降低生產(chǎn)成本。

2、目前，液體或粉末脫鹽乳清是嬰兒和飲食產(chǎn)品的主要成分，特別是母乳的乳替代品。脫鹽乳清還具有其他應(yīng)用，例如，作為糖果和巧克力中或再生乳的生產(chǎn)中脫脂乳的替代成分。

3、目前常用的乳清脫鹽技術(shù)包括超濾、納濾、滲透、反滲透、電滲析和離子交換等。超濾主要是通過截留一定分子量的溶質(zhì)，提高料液濃度，難以實(shí)現(xiàn)高脫鹽度(例如d90)，所以比較多使用的還是離子交換和電滲析脫鹽技術(shù)。在乳清脫鹽生產(chǎn)中，脫鹽工藝所追求的目標(biāo)是，在提高脫鹽率的同時(shí)，將蛋白損失率降到最低，而脫鹽產(chǎn)物(脫鹽乳清)還應(yīng)該具有良好的熱穩(wěn)定性。單獨(dú)電滲析工藝盡管可以做d70產(chǎn)品，如果要求生產(chǎn)d90產(chǎn)品，則料液需要在電滲析單元中不斷循環(huán)，而料液的不斷循環(huán)中由于合適的溫度環(huán)境會(huì)導(dǎo)致大量細(xì)菌滋生，一般的生產(chǎn)過程都需要在料液中加入雙氧水避免細(xì)菌的滋生，而且料液電導(dǎo)率在做成d70乳清粉產(chǎn)品時(shí)已經(jīng)很低，如從d70產(chǎn)品做成d90乳清粉產(chǎn)品時(shí)，會(huì)消耗大量的電能，無論從保證料液的微生物指標(biāo)還是從運(yùn)行成本考慮，利用單獨(dú)電滲析工藝生產(chǎn)高脫鹽度乳清產(chǎn)品都很不經(jīng)濟(jì)；再一方面，單獨(dú)離子交換工藝對(duì)乳清脫鹽生產(chǎn)d90產(chǎn)品雖然可行，但離子交換樹脂對(duì)干物質(zhì)和蛋白的吸附會(huì)造成得率的降低，而且樹脂的吸附量大隨時(shí)需要再生處理，勢(shì)必要耗費(fèi)大量的酸和堿，同時(shí)產(chǎn)生大量的廢水，造成操作成本的增加；而傳統(tǒng)的單獨(dú)納濾，只能適合脫鹽率40%以下的產(chǎn)品。

4、納濾是一種主要將小分子物質(zhì)從液體物料中脫除的膜技術(shù)，是以壓差為驅(qū)動(dòng)力，錯(cuò)流操作的物質(zhì)分離技術(shù)。其截留分子量一般是100-500da左右，因此它對(duì)于脂肪、細(xì)菌、蛋白質(zhì)、糖類以及二價(jià)的離子具有截留作用，而鹽離子和游離酸類可以從滲透液中排出。現(xiàn)有技術(shù)中采用納濾處理時(shí)，為了延長(zhǎng)膜的使用壽命，每周都需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔，不僅要消耗大量的電能，也影響了生產(chǎn)的效率。另外，僅采用納濾脫鹽的生產(chǎn)過程中，由于料液在設(shè)備內(nèi)反復(fù)循環(huán)，為確保乳清液的質(zhì)量衛(wèi)生指標(biāo)，通常將操作溫度控制在20°c左右，最高不超過25°c，如果操作溫度達(dá)到細(xì)菌生長(zhǎng)溫度(例如37℃左右)，必須定時(shí)使用雙氧水進(jìn)行殺菌。

5、目前乳清脫鹽技術(shù)主要存在脫鹽效率低、設(shè)備依賴進(jìn)口、生產(chǎn)成本高等多重缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提出一種以乳清為原料，實(shí)現(xiàn)提高乳清脫鹽率的工藝方法。

2、本發(fā)明提供的一種提高乳清脫鹽率的方法，包括以下步驟：

3、（1）將新鮮的乳清液通過微濾設(shè)備，微濾設(shè)備使用0.1-0.3μm的無機(jī)陶瓷微濾膜，在跨膜壓力為2-3mpa、溫度為15-35℃的條件下，微濾分離得到的微濾透過液，即為微濾分離乳清；

4、（2）將微濾分離乳清通過超濾設(shè)備，超濾設(shè)備使用5-20kda的超濾膜，在超濾系統(tǒng)壓力為1-3mpa、循環(huán)溫度為10-30℃條件下，超濾得到乳清超濾截留液，即為超濾濃縮乳清；

5、（3）向超濾濃縮乳清中加入純水，進(jìn)行滲透以及反滲透的操作后，得到納濾操作所需的預(yù)脫鹽乳清；

6、（4）將經(jīng)過上述前處理操作得到的預(yù)脫鹽乳清，采用乳清液全循環(huán)模式納濾濃縮，納濾設(shè)備中納濾膜為100-500da，納濾系統(tǒng)壓力為1-2mpa，循環(huán)溫度為15-30℃，當(dāng)預(yù)脫鹽乳清第一次納濾濃縮至濃縮比為2-3時(shí)，向料液缸中加入等同于濃縮后乳清納濾截留液體積的純水，之后每次滲出的乳清納濾透過液的體積等于第一次向料液缸中加入純水的體積后，再向料液缸中加入與第一次向料液缸中加入純水等體積的純水，重復(fù)3-5次，直至達(dá)到所需的脫鹽率，脫鹽率為40％-70％。

7、進(jìn)一步地，一些實(shí)施方式中，步驟（1）中微濾設(shè)備的跨膜壓力可以為2.5-3mpa、溫度為20-30℃。

8、進(jìn)一步地，步驟（3）中滲透以及反滲透的操作中，向超濾濃縮乳清中加入純水的總體積與超濾濃縮乳清的體積相同。反滲透操作，將超濾膜換成反滲透膜，除去部分鹽離子，降低灰分含量，其操作與滲透操作相同。

9、進(jìn)一步地，步驟（3）中滲透步驟包括：

10、使用超濾設(shè)備和超濾膜，對(duì)超濾濃縮乳清進(jìn)行滲濾操作，每次加入一定體積的純水進(jìn)行滲濾，滲濾操作3-4次后，總透過液達(dá)到超濾濃縮乳清的體積時(shí)，結(jié)束滲濾；總的加入純水的體積與超濾濃縮乳清的體積相等。

11、作為優(yōu)選，步驟（3）中滲透步驟包括：

12、使用超濾設(shè)備和超濾膜，對(duì)超濾濃縮乳清進(jìn)行滲濾操作，先向超濾濃縮乳清中加入其體積1/3的純水進(jìn)行滲濾，當(dāng)滲出本次加入的純水等體積的透過液后，繼續(xù)加入超濾濃縮乳清體積1/3的純水進(jìn)行滲濾，當(dāng)滲出本次加入的純水等體積的透過液后，繼續(xù)加入超濾濃縮乳清體積1/6的純水，當(dāng)滲出本次加入的純水等體積的透過液后，繼續(xù)加入超濾濃縮乳清體積1/6的純水，等總透過液達(dá)到超濾濃縮乳清的體積時(shí)，結(jié)束滲濾；總的加入純水的體積與超濾濃縮乳清的體積相等。

13、本發(fā)明通過使用手持式電導(dǎo)率檢測(cè)儀，在每次濃縮結(jié)束后，補(bǔ)水操作前，對(duì)乳清納濾截流液進(jìn)行電導(dǎo)率的測(cè)定。

14、所述“脫鹽率”表示在相同的干物質(zhì)百分比下，從乳清中去除的礦物鹽量與初始乳清中礦物鹽量之比。

15、在本領(lǐng)域，技術(shù)人員評(píng)估乳清脫鹽率時(shí)，既可以依據(jù)其電導(dǎo)率，也可以參考脫鹽乳清的灰分含量，該灰分含量能夠反映脫鹽所達(dá)到的程度。對(duì)于本發(fā)明而言，“灰分”這一術(shù)語指的是乳清干物質(zhì)經(jīng)過焚燒后得到的產(chǎn)物，并且在本發(fā)明里，灰分含量是按照標(biāo)準(zhǔn)nf04-208進(jìn)行測(cè)定的。

16、根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選脫鹽工藝，對(duì)納濾脫鹽過程中，當(dāng)濃縮比達(dá)到2-3時(shí)，進(jìn)行加入等體積的純水，進(jìn)行的透析操作，使乳清中的一價(jià)離子被除去，從而使得鹽離子含量不斷下降，最后實(shí)現(xiàn)脫鹽率不斷提高的效果，出口ph值為4.5-5.8，出口電導(dǎo)率可以降低到0.7ms/cm，該過程進(jìn)一步脫除乳清液中的陰離子，從而實(shí)現(xiàn)較高的脫鹽率。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提供了一種乳清脫鹽精制的加工方法，與其他現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì)：

19、（1）本發(fā)明方法原料適用性強(qiáng)、適用范圍廣，能夠利用市場(chǎng)上雜質(zhì)度高、沖調(diào)性指標(biāo)不佳且熱穩(wěn)定性很差的甜乳清粉以及乳清液為原料，生產(chǎn)出含鹽率和熱穩(wěn)定性均達(dá)奶粉原料標(biāo)準(zhǔn)的脫鹽乳清產(chǎn)品。這一特性使其特別適合乳清資源匱乏的地區(qū)開展生產(chǎn)。同時(shí)，使用這種乳清進(jìn)行加工，能減少原料輸送成本，進(jìn)而降低整個(gè)生產(chǎn)過程的成本，有利于提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

20、（2）本發(fā)明采用對(duì)乳清進(jìn)行前處理，并且在納濾濃縮過程中，加水透析操作的組合工藝實(shí)現(xiàn)乳清粉脫鹽，相比于現(xiàn)有技術(shù)，避免了傳統(tǒng)納濾工藝脫鹽率低的缺點(diǎn)，避免細(xì)菌生長(zhǎng)，也避免了離子交換脫鹽工藝對(duì)酸和堿的大量消耗，綜合生產(chǎn)成本大幅降低。