Исследование процессов миграции токсичных элементов с внутренней поверхности металлической тары в консервированные продукты Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

2. Bahmatov Yu.F., Drapenko N.V., Timirgaleev K.R. Technology of metal covering from liquid melt on lengthy hardware with the compound operations of cleaning and stimulated crystallization // Modeling and development of metal forming processes: international collection of scientific works. / under edition V.M. Salganik. Magnitogorsk: Publishing house of Magnitogorsk state technical university of G.I. Nosov, 2012. P. 247-251.

3. Bahmatov Yu.F., Drapenko N.V., Timirgaleev K.R. Technological prospects of metal sacrificial coatings on steel constructions from the liquid melt positioned in space by a magnetic field // Materials of the international scientific and practical conference. «Creation of highly effective productions at the mining and metallurgical complex entities» (On September 3-4, 2013. Verhnyaya Pyzhma). Ekaterinburg - Ural worker. 2013. P. 150.

УДК 664.8.014

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МИГРАЦИИ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТАРЫ В КОНСЕРВИРОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ

Стеблянко В.Л., Асадуллина Г.З., Сафонова О.П., Пономарев А.П.

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия

Металл остается одним из важнейших упаковочных материалов для пищевых продуктов. Свойственные металлам прочность и светонепроницаемость обеспечивают высокий уровень защиты пищевых продуктов на протяжении очень больших промежутков времени. Однако металлическая упаковка имеет и свои недостатки. Одним из таких существенных недостатков является миграция токсичных элементов из металлического материала в упаковываемый продукт.

В Российской Федерации безопасность тары, предназначенной для контакта с пищевыми продуктами и средами, определяется в соответствии с существующими Гигиенические нормативами ГН 2.3.3.972-00 «Гигиена питания. Тара, посуда, упаковка, оборудование и другие виды продукции, контактирующие с пищевыми продуктами» [1] - по показателям, имеющим гигиеническое и эпидемиологическое значение. Это означает, что металлическая тара, контактирующая с пищевыми продуктами, подлежит санитарно-эпидемиологической экспертизе в уполномоченных или аккредитованных организациях или учреждениях государственной санитарно-эпидемиологической службы на территории России.

Санитарно-химические исследования проводят химико-аналитическими методами. Их цель - выявить, какие химические соединения и в каких количествах могут переходить из материала в контактирующие с ними пищевые продукты. Перечень контролируемых веществ для консервной тары приведен в техническом регламенте на металлическую тару, в государственных стандартах на консервные банки [2] и гигиенических нормативах. Наличие этих веществ в пищевом продукте определяют чаще всего на модельных средах (дистиллированной воде, слабых растворах кислот и др.), имитирующих свойства предполагаемого ассортимента пищевых продуктов при температурно-временных режимах, воспроизводящих реальные условия эксплуатации изделий. Сами пищевые продукты малопригодны для проведения подобных исследований, поскольку они являются сложной системой, в которой трудно или невозможно определить микроколичества отдельных химических соединений, входящих в их состав.

Целью работы является оценка соответствия металлической консервной тары санитарно-эпидемиологическим нормам по величине миграции ионов токсичных металлов в рыбные, мясные и молочные консервы.

Существуют различные методы определения миграции металлов: фотометрический, атомно-абсорбционный, колориметрический, полярографический, метод тонкослойной хроматографии. В данной работе при определении миграции ионов железа и олова был применен фотометрический метод, который основан на взаимодействии этих ионов с сульфосали-

циловой кислотой в щелочной среде с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения.

Испытания проводили со следующими модельными средами [2]: 3 %-ный раствор молочной кислоты, 0,3 %-ный раствор молочной кислоты, 3 %-ный раствор поваренной соли, 2 %-ный раствор винной кислоты, белковая жидкость № 1, 3 %-ный раствор уксусной кислоты, 0,3 %-ный раствор молочной кислоты, вода дистиллированная. В испытаниях использовались банки с неповреждённым и активированным (повреждённым) покрытием.

Содержание железа и олова определяли с помощью построения градуировочного графика зависимости оптической плотности от массовой концентрации. Для построения градуировочного графика были приготовлены серии стандартных растворов с точно известной массовой концентрацией железа и олова. Чтобы перевести эти элементы в окрашенное комплексное соединение, поочередно добавляли по 1 мл растворов хлорида аммония, сульфоса-лициловой кислоты и аммиака. При этом окраска раствора с добавлением последнего реагента становилась желто-оранжевой, что свидетельствовало о содержании железа в пробе. О содержании ионов олова судили по образованию в водно-этанольных растворах комплексного соединения олова с кверцетином, окрашенного в желтый цвет. На фотоэлектроколориметре измеряли оптическую плотность по отношению к дистиллированной воде и строили градуи-ровочные графики зависимости оптической плотности от содержания элементов в растворе. Затем в мерную колбу вместимостью 50 см3 помещали аликвотный объем подготовленных вытяжек, равный 1 - 5 см3, и вливали поочередно растворы хлористого аммония, сульфоса-лициловой кислоты, аммиака, для определения олова также использовали раствор кверцети-на. Оптическую плотность исследуемых растворов измеряли по отношению к раствору сравнения. Если подготовленные к фотометрированию растворы содержали осадок или величина их оптической плотности превышала величину оптической плотности раствора сравнения, испытание повторяли, используя меньший аликвотный объем вытяжки либо строя дополнительный градуировочный график с применением другого светофильтра для растворов сравнения с большей массовой концентрацией.

По результатам проведённых опытов было установлено, что имеет место миграция ионов железа и олова с внутренней поверхности жестяных банок. Миграция железа и олова с активированной поверхности в 2 - 4 раза выше, чем с неактивированной. Токсичные элементы мигрируют менее интенсивно в банках с неактивированной поверхностью, содержащих 3 %-ный раствор поваренной соли и дистиллированную воду, более интенсивно - в банках с активированной поверхностью, содержащих 0,3 %-ный раствор молочной кислоты. Полученные в результате опытов значения существенно превышают показатели санитарно-гигиенических норм [1]: 0,3 мг/дм3 - для железа и 2 мг/дм3 - для олова.

Важно отметить, что миграция олова с активированной поверхности ниже, чем с неактивированной. Это объясняется тем, что при оголенной стальной основе банки перенапряжение на железе (аноде) выше, поэтому превалирует процесс растворения железа. Когда же внутреннее покрытие не нарушено, необходимо предварительное растворение поверхностного слоя олова до толщины, через которую железо могло бы растворяться и мигрировать в модельную среду. В случае банок с лаковым покрытием такие процессы практически исключены, поэтому железо и олово могут мигрировать только через дефекты, царапины, полученные при производстве, транспортировке и технологических процессах, связанных с производством консервов, и через конструкционные элементы (закаточные швы, закрепки).

Для определения ионов цинка и свинца использовалась качественная реакция с раствором дитизона в хлороформе. При наличии ионов цинка и свинца раствор становится красным, что связано с образованием комплексного соединения. Наиболее интенсивно окрасился 3%-ный раствор молочной кислоты, наименее - 3%-ный раствор поваренной соли.

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что с внутренней поверхности металлической тары протекает миграция опасных ионов железа, олова, цинка, свинца. Причём, в некоторых модельных средах эта миграция значительна. Наиболее агрессивной средой является молочная кислота, наименее - поваренная соль. Кислая среда спо-

собствует большей миграции ионов железа, олова, цинка, свинца, поэтому кислые консервы (маринованные, фруктовые и др.) не фасуются в банки без лакового покрытия. В обычных банках из белой жести (без лака) может реализовываться только сгущённое молоко и иногда мясные консервы при условии максимальной толщины оловянного покрытия.

Список литературы

1. ГН 2.3.3.972-00. Гигиена питания. Тара, посуда, упаковка, оборудование и другие виды продукции, контактирующие с пищевыми продуктами. Предельно допустимые количества химических веществ, выделяющихся из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами [Текст]. Введ. 01.08.00.

2. ГОСТ 5981-88 Банки металлические для консервов. Технические условия [Текст]. М.: Изд-во стандартов, 2000.

References

1. GN 2.3.3.972-00. Food hygiene. A tare,a ware,a package,an equipment and other types of production contacting to foodstuff. Maximum permissible amounts of the chemicals which are selecting from materials, contacting to foodstuff [Text]. Introduction. 01.08.00.

2. GOST 5981-88 Metal cans for preserves. Specifications [Text]. M.: Publishing house of standarts, 2000.

УДК 621.778.1-426

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОЙ ПРОВОЛОКИ ВОЛОЧЕНИЕМ

Харитонов В.А.

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия

Стальная проволока и изделия из неё (канаты, пружины, металлическая сетка и т.п.) являются основной, как по объему, так и по значению продукцией метизного передела черной металлургии, и находят массовое применение практически во всех отраслях промышленности.

Её конкурентоспособность, определяемая принципом получения продукции с заданными свойствами при невысоких производственных расходах, обеспечивается в реализуемом для изготовления проволоки производственном процессе.

Производственный процесс, как система, включает в себя технологический процесс и операторы: основные и обобщенные. Основные, к которым относятся люди (специалисты) и технические системы (технологическое оборудование), обеспечивают реализацию процесса. Обобщенные операторы: внутренние и внешние условия, специальная информация, управления их регулирования, влияют на эффективность процесса [1].

Свойства проволоки и затраты на её изготовление определяются уровнем требований действующей нормативно-технической документации к готовой продукции, показателями качества и стоимостью катанки-заготовки. Однако решающее влияние оказывают уровень применяемого технологического процесса и характеристики оборудования, используемого для реализации технологического процесса. При этом технические возможности оборудования и реализуемые технологические режимы должны находиться в соответствии друг с другом. Поэтому для реализации новых технологических процессов необходимо проектировать новое оборудование, а при использовании оборудования с более высокими техническими характеристиками, чем применяемое, технологический процесс должен быть, как минимум, модернизирован.