3.4 Ионный обмен

Одним из способов регулирования солевого и кислотного составов молочной сыворотки является ионный обмен. При этом сохраняется ценность, улучшаются функциональные свойства сыворотки и вкусовые характеристики. Сущность ионного обмена заключается в том, что при определенных условиях между твердым телом (ионообменная смола) и раствором, содержащим нежелательные примеси, происходит обмен ионов, в результате которого твердое тело сорбирует ион из раствора, отдавая в него также ион, менее вредный для основного производства. Иониты – это природные или синтетические многовалентные электролиты, структурно они состоят из жесткого каркаса (матрицы) и функциональных групп, достаточно прочно связанных с матрицей химическими связями. В зависимости от заряда иониты классифицируют на катиониты (отрицательный заряд), аниониты -положительный заряд и амфолиты, содержащие в составе катионы (Н⁺) и анионы (ОН^-).

Молочную сыворотку пропускают вначале через катионит, а затем через анионит. Катионит связывает катионы присутствующих в молочной сыворотке минеральных солей, при этом выделяются соответствующие кислоты, анионы которых связываются анионитом. После прохождения через обе колонки с ионообменниками эффективность деминерализации молочной сыворотки в зависимости от ее вида составляет 90 — 99%. Для производства некоторых продуктов желательна меньшая (50 —- 60%) степень деминерализации. В этих случаях деминерализованная сыворотка автоматически смешивается в соответствующих пропорциях (регуляция по величине рН) с необработанной. Для организации непрерывного производства необходимо иметь в эксплуатации две установки для деминерализации, чтобы при работе одной иметь возможность регенерировать другую. Ионообменники должны автоматически регенерироваться после каждого рабочего цикла. Катионит регенерируют НС1 по принципу противотока. Деионизированную воду для последующей промывки берут из сборника конденсата выпарной установки. Для регенерации анионита используют растворы Na₂CO₃ или NH₄OH.