CC BY
37
;аниче-цены в рными эужки,
іблица 2
іучен-
юсобу
"І З
З 21,45
1 10,26
0,59
і 7,82 5 9218
1 65,56
) 1.49
ритель-агента-. Одна-
1НЫМ с і солей збходи-I мгно-по спо-
[0ННЫМ
колько І, кото-снятия 'льтаты льству-:войств
Таким образом, обработка стружки с использованием ЭВР позволяет получить диффузионный сок с высокими технологическими показателями и свекловичный жом с достаточными для последующего прессования структурно-механическими характеристиками, а также моделировать условия тепломассообмена в экстракционном аппарате с учетом геометрических параметров стружки и возврата жомопрессовой воды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лысянскнй В.М. Процесс экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет. — М.: Пищевая пром-сть, 1973. —
224 с.
2. Загорулько А.Я. Получение диффузионного сока с помощью электроплазмолиза / / Сахарная пром-сть. — 1958.
— № 5. — С. И.
3. Буренков Н.А. Вакуумирование свекловичной стружки при получении диффузионного сока // Сахарная пром-сть. — 1958. — № 10. — С. 7.
4. Макеев А.С., Бевзуненко B.C., Буренков Н.А. Вибрирование при диффузионном процессе / / Сахарная пром-сть. — 1956. — № 8. — С. 36.
5. Бенин Г.С. О применении ультразвука в сахарном производстве / / Сахарная пром-сть. — 1964. — № 5. — С. 15.
6. Стратиенко О.В., Лобода П.П., Лысянскнй В.М. Влияние низкочастотных механических колебаний на экстракцию сахара из свекловичной стружки // Изв. вузов, Пищевая технология. — 1970.- -г К» 4. — С. 157.
7. Влияние обеззараживания питательной воды ультрафиолетовыми лучами на микробиологическое разложение сахарозы на диффузии /Фельдман А.И., Фесюн Н.Н., Миненко Е.В. и др. / Тез. докл. научно-техн. конф. «Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в пищевой и перерабатывающей отрасли АПК*. 24-26 сент. 1991 г. — Киев: КТИПП, 1991. — С. 147.
8. Поведение структурных элементов растительной клетки в электрическом поле / Карпович Н.С., Бажал И.Г., Гулый И.С. и др. // Сахарная пром-сть. — 1981. — № 10. —
С. 32.
9. Получение диффузионного сока электрохимическими способами / Бажал И.Г., Ворона Л.Г.. Купчик М.П. и др. // Сахарная пром-сть. — 1982. — № 3. — С. 19.
10. Новые способы получения и очистки диффузионного сока / М.П. Купчик. В.В. Манк, Л.Г. Ворона и др. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1985. — 22 с.
11. Степанова Е.Г., Кошевой Е.П. Технологические эффекты процесса экстрагирования сахара из свеклы с применением ЭАЖС / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1992.
— № 3-4. — С. 55.
12. Полож. решение* НИИГПЭ от 21.04.93 по заявке
№ 5054791 /13 от 16.07.92. Способ получения диффузионного сока из сахарной свеклы/Кошевой Е.П..
Степанова Е.Г.
13. Мачихнн Ю.А., Мачихин С.А., Гуськов А.А. Реология пищевых масс. — М.: Пищевая пром-сть, 1971. — 460 с.
14. Хелемский М.З., Ерошенко И.А. Результаты исследований физико-механических свойств ткани сахарной свеклы / / Сахарная пром-сть. — 1972. — № 11. — С. 47.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 08.12.93
668.1.033.1
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОМЫЛЕНИЯ НЕЙТРАЛЬНОГО ЖИРА ПРИ КАУСТИЧЕСКОМ ДООМЫЛЕНИИ
В.К. ТИМЧЕНКО, З.Н. ТОВСТОЛУГ,
А.В. ПОПСУЙШАПКА, А.Б. ЧУМАК
Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина
Двухстадийная схема омыления жировых смесей, принятая в качестве основной в отечествен^ ном мыловарении, достаточно изучена лишь в части карбонатного омыления. Между тем, каустическое доомыление представляет собой сложную совокупность параллельно и последовательно протекающих реакций, обусловленных сложным составом карбонатной массы, основной из которых является омыление триацилглицеринов нейтрального жира водным раствором гидроксида натрия.
Известно, что процесс омыления нейтрального жира при наличии сформировавшейся мицелляр-ной структуры карбонатной массы протекает как гомофазный [1]. Однако нет сведений о количественной оценке кинетических и термодинамических параметров омыления триацилглицеринов в условиях каустического доомыления, что и определило задачу настоящего исследования.
Для выявления закономерностей в кинетике каустического доомыления жировых смесей изучали скорость и глубину процесса в зависимости от температуры и величины избытка гидроксида на-
трия. О скорости и полноте омыления судили по количеству остающегося нейтрального жира в про-
бах мыльной основы, отобранных через определенные промежутки времени.
На рис. 1 приведены кинетические кривые расходования нейтрального жира Сж в процессе каустического доомыления при различных температурах карбонатной массы концентрацией 67-70% жирных кислот, содержащей 0,1-0,2% бикарбоната натрия, 0-1% карбоната натрия, 3,45-5% суммы неомыляемых органических веществ и неомы-ленного жира. В готовом мыльном клее массовая доля жирных кислот составила 60-63%, избыточного гидроксида натрия 0,3% (кривые 1,2) и 0,5-0,1% (кривые 3, 4).
Как следует из приведенных данных, в пределах исследованных концентраций реагентов, характерных для промышленных условий производства мыла, и наличия избытка гидроксида натрия 0,3% доомыление необходимого количества нейтрального жира происходит за время г до 5 мин.
При каустическом доомылении карбонатных масс в условиях избытка гидроксида натрия, равного 0,05-0,1% натрия, наблюдалось резкое уменьшение скорости процесса омыления нейтрального жира. Очевидно, что при- таком избытке гидроксида натрия ввиду низкой концентрации гидроксильных ионов сказывается обратимый характер реакций на промежуточных стадиях омыления триацилглицеринов.
В результате начальных стадий изучаемого процесса получаются неустойчивые продукты (моно-и диацилглйцериныК выделение и учет которых крайне затруднительны. То обстоятельство, что все промежуточные продукты реакций образуются и превращаются по одному и тому же пути, а также то, что они не влияют на взаимосвязь между расходованием исходных веществ и накоплением продуктов реакции, позволяет осуществить расчет кинетических параметров по суммарному уравнению:
СН2ОСОН СН2ОН
сност + ЗЫаОН-
-ЗИСООМа + СНОН
СН2ОСОК СН20Н
Эта реакция необратима из-за нечувствительности иона НСОО к атаке молекулой спирта (глицерина) или глицерат-анионом [2].
Установлено, что процесс омыления триацилглицеринов нейтрального жира гидроксидом натрия подчиняется законам реакций второго порядка. Критерием этого является выполнение линейной зависимости 1п (Сщо~х)/(Сжо~ *) от времени т при температуре 80'С (кривая /) и 95Т (кривая 2, рис. 2).
Для односторонних реакций, имеющих второй порядок, скорость реакций в дифференциальной форме может быть представлена в виде [3]: с$х
~ = к жо - [Сщо - .
где £ — эффективная константа скорости
процесса омыления, м /моль*с;
Сжо.Сцо — начальные концентрации триацил-глицерижзв и гидроксида натрия, кмоль/м ' х — удельная химическая переменная, характеризующая количество вещества, прореагировавшего за определенней промежуток времени, кмоль/м'
Х =
Сжо ~ Сж Сщо - Сщ См - Сцо С г - Сг0
1
1
где Сж, Сщ, См, Сг — текущие концентрации соответственно триацилглицеринов гидроксида натрия, мыла и глицерина, кмоль/м .
Эффективную константу скорости процесса омыления вычисляли по формуле:
^ ________1_____^ Сжо(Сщр - х)
(Сщо - Сжо)1 Сщо(Сжо ~ х)
Расчетные значения эффективных констант для исследованных температур составили следующие величины:
1,96- 10
-5
м'/моль-с при ? = 80°С;
к
к - 2,82-10 ° м°/моль-с при ^ = 95°С.
Зависимость константы скорости процесса омыления триацилглицеринов гидроксидом натрия от температуры определена в виде:
» л/4 ( 27й00)
^ = 0,26-ехр - —г^г" •
* ( ЙТ )
Эмпирическое значение энергии активации — 27,9 кДж/моль.
Таким образом, основным фактором, влияющим на скорость процесса омыления нейтрального жира в условиях каустического доомыления, является скорость солюбилизации полных и неполных ацил-глицеринов в мыльных мицеллах, что и определяет лимитирующую стадию. При наличии диффузионных сопротивлений, вызываемых повышенной вязкостью омыляемой массы, исследованный процесс
цил-
рия,
Ьая, I ве-а оп-ени,
Сео
:,с
ации
ина-
десса
т для ощие
омы-ия от
ш —
ощим в жи-яется ацил-еляет зион-й вяз-оцесс
протекает в смешанной диффузионно-кинетической области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технология переработки жиров / Арутюнян Н.С., Арише-ва Е.А.. Янова Л.И. и др. — М.: Агропромиздат. 1985. — 348 с.
2. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. — М.: Химия, 1973. — 318 с.
3. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики.
— М.: Высшая школа, 1984. — 463 с.
Кафедра технологии жиров
Поступила 29.05.92
661.734.1:543.244.6
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ АНТОЦИАНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ
В.Н. ВАСИЛЬЕВ, И.А. МУСОРИЛ,
Ю.Н. ОМЕЛЬЧЕНКО, И.Я. КАЛВИНЬШ Кубанский государственный университет
Основу большинства красящих веществ цветов и ягод составляют антоцианы [ 1 ]. Все они являются гликозидами и при кипячении с кислотами (или при воздействии некоторых ферментов) распадаются на сахар и антоцианиды, имеющие характер пирилиевых солей. В настоящее время известны четыре основных типа этих соединений: пеларго-нидин, цианидин, дельфинидин, а также реже встречающийся апигенидин. Разнообразие окрасок растительных красителей антоцианового ряда в значительной степени связано с протонированием пирилиевого центра молекулы и типом заместителя по гидроксильным группам [2].
Одним из основных методов извлечения анто-цианов из растительного сырья является экстракция. В качестве примера растительного красителя антоцианового ряда можно привести пищевой краситель из цветков шток-розы [3], который получают экстракцией водным 2%-ным раствором лимонной кислоты ЛК с последующим сгущением вакуум-упариванием. Контроль содержания ЛК в растворе антоцианов играет важную роль для анализа процесса получения красителя и качества конечного продукта.
Задача исследования — разработка удобной и достоверной экспресс-методики контроля содержания ЛК в водных экстрактах антоцианов и пищевом концентрате красителя из цветков шток-розы.
Известны методы [4, 5] количественного определения ЛК в водных растворах, в частности: радиохимический, ионообменный, спектрофотометрический, с использованием ферментов. Однако из-за сложности реализации они не могут быть рекомендованы для широкого применения в производстве. Гравиметрический метод дает наиболее достоверные результаты при содержании ЛК более 50 мг в аликвоте. Постановка задачи позволяет им пользоваться, но большая продолжительность (более 1 ч) сводит на нет все преимущества этой методики. Кроме того, в водном экстракте красителя присутствуют посторонние вещества, в частности, пектины, которые могут значительно искажать результаты анализа. Эти же причины делают неприемлемыми редокс-метод, хотя его чувствительность по ЛК 4-5 мг, а также метод сожжения
Сиггиа и Майша. Не подходит и кислотно-основное титрование с применением фенолфталеина либо азофиолетового, так как исходный раствор уже имеет окраску. Поэтому же исключены иные прямые методы, основанные на изменении цвета анализируемого раствора, и титриметрическое определение органических кислот по остатку щелочи. Потенциометрическое титрование дает удовлетворительные результаты. Но в связи с тем, что лимонная кислота является трехосновной и труд-нодиссоциирующей, требуется специальное оборудование для фиксирования конечной точки титрования. Иодометрическое титрование ЛК по методу Кольгофа неселективно: присутствие катионов второй группы может существенно искажать результаты. Неприемлем в данных условиях и кон-дуктометрический метод, так как в растворе содержатся минеральные соли, экстрагированные из исходного сырья.
Наиболее пригодным и не требующим специального оборудования оказалось комплексонометри-ческое титрование. Известен (4] метод, позволяющий быстро определять 8-25 мг Л К путем осаждения ее ионами свинца (2+) с последующим титрованием избытка соли раствором ЭДТА. Данную методику мы аппроксимировали для контроля содержания ЛК в водных растворах пищевого красителя из цветков шток-розы.
Важное значение имеет выбор индикатора, фиксирующего конец титрования. При определении концентрации ионов свинца рекомендуют использовать бромпирогаллоловый красный, ксшгендшз-вый оранжевый, ПАН, ПАР, пирогаллоле выя красный, сульфарсазен, эриохром красный Б, эриох-ром черный Т [6]. С последним индикатором нами получены наиболее удовлетворительные результаты.
В зависимости от интенсивности окраски 1 мл анализируемого раствора разбавляли в 100 или 1000 раз. К 10 мл разбавленного раствора прибавили избыток соли свинца (в нашем случае — ацетат). Выпавший белый осадок отфильтровали, промыли 2-3 раза дистиллированной водой. К фильтрату прибавили 4-5 мл аммиачного буфера до pH 10-11 и 1 мл раствора (1 М) винной кислоты или ее соли, перемешали, добавили 20-30 мг эриохрома черного Т и оставшийся свинец оттитровали ЭДТА (0,1 н). Титрование осуществляли до перехода окраски индикатора из фиолетовой в
