200800. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tejipari hulladékanyagok környezetszennyező tulajdonságának kiküszöbölésére
1 HU 200800 B 2 A találmány tejipari hulladókanyagok környezetszennyező tulajdonságának kiküszöbölésére és a hulladékanyagokból nagy tisztaságú laktóz egyidejű kinyerésére vonatkozik. Közelebbről, a találmány tárgya eljárás tejipari hulladékanyagok, különösen a tejfeldolgozásnál, sajt és egyéb tejtermékek gyártásánál képződő tejsavó, savanyútej, Író és/vagy ultraszűrt tej környezetszennyező tulajdonságának kiküszöbölésére és nagy tisztaságú laktóz egyidejű kinyerésére, a hulladékanyag adott esetben végzett ultraszűrése, célszerűen 15—40 tömeg% laktóztartalomig végzett betöményítése, derítése, anion- és kationcserélő gyantával történő kezelése, a fehérjék ultraszűréssel végzett eltávolítása, és a permeátumból a laktóz célszerűen kristályosításos bepárlással vagy porlasztva szárítással való elkülönítése útján. A leírásban tejipari hulladékanyagon a tehéntej, juhtej vagy kecsketej feldolgozásánál, illetve a sajtgyártás során nagy mennyiségben képződő öltés vagy savanyú tejsavót, savanyútejet, édes vagy savanyú írót és a sajtgyártás során keletkező tejpermeátumot értjük elsősorban. Ezeknek a hulladékanyagoknak a víztartalma általában 91 —94,5 tömeg%, oldott, illetve emulgeált alakban azonban 3,5—4,8 tömeg% laktózt, legfeljebb 3 tömeg°/o fehérjét, s többnyire 1 tömeg°/o-nál kevesebb zsírt, ásványi anyagot stb. is tartalmaznak. Laktózon a leírásban alfa—laktózt (laktóz-monohidrátot), betalaktózt vagy elegyeiket értjük. A laktóz és a fehérje kinyerése gazdasági szempontból önmagában is jelentős, további szempont azonban az, hogy a tejipari hulladékanyag nem engedhető a csatornába a nagy biológiai oxigénfogyasztása miatt. (Például egy tehéntejből készült átlagos tejsavó biológiai oxigénfogyasztása — elsősorban a fehérje- és laktóztartalom folytán — 50 000 mg/liter körül van, míg egy átlagos városi szennyvíz biológiai oxigénfogyasztása rendszerint legfeljebb 300 mg/liter). A tejipari hulladékanyagok kezelésével a szakirodalom igen részletesen foglalkozik. így a Dairy Ind., 4, 87 (1939) [C.A., 33, 5081/7 (1939)] szakcikk szerint a lefölözött tejből a kazein eltávolításával nyert tejsavót kalcium-oxiddal semlegesítik, majd melegítéssel ki^ ^pják az albumint, szűrik, a szűrletet résziéin i en bepárolják, a kivált anyagot szűrik, s szűrletet tovább töményítik, és a laktózt kristályosítják. Az eredetileg a tejsavóban jelenlevő laktóz 2,75%-át nyerik ki ilyen módon. A Molocsnaja Prom., 9(9), 10 (1949) [C.A., 43, 8569h (1949)] szakcikkből ismert eljárás szerint a savanyútejet 90—92°C-ra melegítik és 4,5— 4,8 közötti pH-értékre savanyítják a fehérje kicsapása érdekében. A fehérje eltávolítása után a folyadékot részlegesen bepárolják, majd a laktózt kristályosítják. 0,16—0,27 tömeg% fehérjét tartalmazó laktózt különítenek el, amely további tisztítást igényel ahhoz, hogy például a gyógyszeriparban hasznosítható legyen. Az 1 494 706 sz. francia szabadalmi leírásból [C.A., 69, 9845m (1968)j ismert eljárás szerint a sajtgyártásnál képződő savót ioncserélő gyantán vezetik át, majd cink-klorid és lúg hozzáadásával pH=7,5 értéken kicsapják a fehérjó két, szűrik, a szűrletet betöményítik, a laktózt kristályosítják és vízből átkristályosítják. A kapott tisztított laktóz 2 tömeg% szennyező anyagot tartalmaz, s így még további tisztítást igényel. Az ismert eljárások közös jellemzője, hogy a tejipari hulladékanyagokból elkülönítik a nagy biológiai oxigénigónyért elsősorban felelős fehérjéket és laktózt. A fehérjéket kicsapják és szűréssel elkülönítik, újabban pedig az ultraszűrők elterjedésével ultraszűrést végeznek. A fehérjéktől többé-kevésbó megtisztított oldatból részleges bepárlás után a laktózt kristályosítják. Tekintettel arra, hogy még ultraszűréssel sem távolítható el a jelenlevő fehérje teljes mennyisége, többé-kevésbé szennyezett laktóz képződik, amelynek anyalúgja változatlanul nagy mértékben szennyezi a környezetet, és az elhelyezése továbbra is problémát jelent. A tejipari hulladékokból elkülönített laktóz tulajdonképpen jelentős értéket képvisel, mivel tiszta laktózból igen nagy mennyiséget használ fel a gyógyszeripar gyógyszertechnológiai segédanyagként. A tejipari hulladékanyagokból kinyert laktóz gyógyszeripari felhasználására azonban csak akkor van mód, ha igen nagy tisztaságú, például fehérjét nem tartalmazhat. Ezért a tejipari hulladékokból kinyert laktóz tisztítására különféle eljárásokat dolgoztak ki. A 3 785 865 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás [C.A., 80, 96311x (1974)] eljárása szerint az 1,5—3,0 tömeg% szennyezést tartalmazó laktózt vízben oldják és az oldatot 20—30 percig a forráspontja közelében tartják a jelenlevő fehérjék kicsapása érdekében. Szűrés után a szűrletből kristályosítják a laktózt. Az így nyert tisztított laktóz még mindig tartalmaz 0,5 tömeg% szennyezést. A 4 099 983 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás [C.A., 89, 199423f (1978)] eljárása szerint a nyers laktóz kristályokat vizes nátrium-hidroxid-oldattal mossák 8,5—12,5 közötti pH-értéken. Ekkor azonban problémát jelenthet a laktóz lúgossága, tekintettel arra, hogy a vízben oldott laktóz pH-értéke nem lehet több, mint pH=6,5. A 4 316 749 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból [C.A., 96, 144853k (1982)] és a 4 342 604 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból [C.A., 97,184318p (1982)] ismert eljárások szerint a laktóz kristályosítása előtt az ultraszűréssel nyert permeátumhoz kelátképző reagenst, így etilén-diamin-tetraecetsav-nátriumsót, alkálifóm-polifoszfátot vagy nátrium-hexametafoszfátot adnak, majd szűrés nélkül vagy szűrés után kristályosítják a laktózt. Jóllehet a laktóz egyes szennyező anyagai ezzel a módszerrel eltávolíthatók, a laktóz megkötheti a kelátképző reagens egy részét, és így 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
