Influence of the ionic composition of water on the efficiency of dissolving milk powder
Authors: Пряничникова Н.С. 
Published: September 2024

Исследовано влияние ионного состава воды на процесс растворения сухих молочных продуктов в контексте повышения эффективности технологических решений пищевой отрасли. Рабочая гипотеза заключалась в том, что химический состав воды может значительно влиять как на скорость и полноту растворения сухих молочных продуктов, так и на качественные характеристики восстановленных композиций. В работе исследовали влияние жесткости воды, уровня водородного показателя, а также наличие отдельных микроэлементов по отдельности и их различные вариации. Для моделей постоянной жесткости выбраны хлориды, а смешанной жесткости – вода, полученная путем осаждения раствора с переизбытком хлоридов, сульфатов, карбонатов. В качестве контроля использовалась дистиллированная вода, жесткость которой условно принята как 0 мг-экв/л. Аналогично в работе рассматривалось влияние ионов Na+ в форме гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Показано, что буферная емкость молока смещает рН водных растворов, за исключением образцов, восстановленных с использованием полисолевого раствора, что обусловлено изначальной щелочностью раствора и предельным значением добавляемой соли. Также установлена минимальная динамика индекса растворимости в области традиционных концентраций для растворов моносолей. Однако термоустойчивость системы показала значительно бόльшую лабильность к ионному составу воды. В моделях с поликомпонентным составом соли анализируемые параметры показали более значимые изменения, приводящие к нестабильности системы для последующих технологических процессов. Анализ полученных материалов обосновал применение водоподготовки в процессе восстановления сухих молочных продуктов.

The effect of water ion composition on the process of dissolution of dry milk products was studied in the context of increasing the efficiency of technological solutions in the food industry. The working hypothesis was that the chemical composition of water can significantly affect both the rate and completeness of dissolution of dry milk products and the quality characteristics of the reconstituted compositions. The work investigated the effect of water hardness, the level of the hydrogen index, as well as the presence of individual trace elements separately and in their various variations. For models of constant hardness, chlorides were selected, and for mixed hardness – water obtained by precipitation of a solution with an excess of chlorides, sulfates, carbonates. Distilled water, the hardness of which was conventionally accepted as 0 mg-eq / l, was used as a control. Similarly, the work considered the effect of Na+ ions in the form of hydrocarbonates, chlorides and sulfates. It is shown that the buffer capacity of milk shifts the pH of aqueous solutions, with the exception of samples reconstituted using a polysalt solution, which is due to the initial alkalinity of the solution and the maximum value of the added salt. Also, the minimum dynamics of the solubility index in the area of traditional concentrations for monosalt solutions was established. However, the thermal stability of the system showed significantly greater lability to the ionic composition of water. In models with a polycomponent salt composition, the analyzed indicators showed more significant changes, leading to instability of the system for subsequent technological processes. The analysis of the obtained materials substantiated the use of water treatment in the process of restoring dry milk products.