CC BY
227УДК 664.127.7
Содержание зольных элементов в белом сахаре, методы их контроля и снижения
Л.И. ЧЕРНЯВСКАЯ ([email protected]), Ю.А. МОКАНЮК
УкрНИИСП
В.Н. КУХАР, А.П. ЧЕРНЯВСКИЙ
ООО «ФИРМА «ТМА»
Сахар — пищевой продукт, который принадлежит к категории товаров первой необходимости. В продовольственном балансе питания человека большинства стран он занимает не менее 10 %. Около половины расходуемой людьми энергии пополняется за счёт углеводов, 1/5 из которых — это сахар. Имея отличные вкусовые качества и высокую калорийность, он является одним из самых важных продуктов питания. Сахар улучшает вкус многих продуктов и блюд. Он легко и полностью усваивается организмом человека, хорошо восстанавливает израсходованную им энергию и поэтому является незаменимым пищевым продуктом, особенно для людей, занимающихся умственным и физическим трудом [1, 11, 13, 15, 17].
В странах Западной Европы население употребляет неперера-ботанного сахара около 16,9 %, остальные 83,1 % являются сырьём для других отраслей пищевой промышленности. Например, для приготовления напитков расходуется от 21,7 до 27 % сахара, для производства консервов — 5,8 %, хлебобулочных изделий — 3,2 %, кондитерских изделий — от 32,1 до 37,3 %, на прочие нужды — от 9,8 до 20,3% [15].
Учитывая тот фактор, что значительная часть сахара используется для кондитерской промышленности, рассмотрим некоторые особые требования к качеству сахара, используемому в этой отрасли. Технологические качества сахара-песка с точки зрения пригодности
для приготовления сахарного и инвертного сиропов, применяемых в производстве карамели, должны определятся не только показателями, соответствующими требованиям стандарта на «Сахар-песок. Технические условия» [15], но и некоторыми дополнительными показателями качества, имеющими значение для производства кондитерских изделий [15]. В связи с тем, что кондитерская отрасль, как и ряд других отраслей пищевой промышленности, не имеет своих технических условий на сахар-песок как сырьё для своего производства, в условия контрактов они вносят дополнительные требования к качеству белого сахара, поставляемого, например, для изготовления карамели, по следующим показателям:
— цветность сахара-песка, ед. ICUMSA - не более 104;
— мутность раствора сахара-песка, ед. ICUMSA — не более 20;
— цветность сахара-песка после нагревания до 175 оС в растворе (испытание на нагрев), ед. ICUMSA — не более 250;
— содержание нерастворимых веществ,% — не более 0,02;
— содержание солей кальция, % — не более 0,004.
По информации Всероссийского научно-исследовательского института пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности, сахар входит в рецептуру безалкогольных напитков (за исключением минеральных вод), пива и различных видов винодельческой продукции [7].
В частности, в пивоварении сахар применяют в некоторых случаях для брожения пивного сусла; в производстве безалкогольных напитков сахар занимает ведущее место, так как вместе со сладким вкусом придаёт продукту полноту вкуса и экстрактивность. Сахар разрешено использовать при изготовлении игристых, плодовых (столовых и специальных), медовых, ароматизированных вин, крепких виноградных и плодовых напитков и коктейлей, коньяков, бренди и кальвадосов.
В последнее десятилетие появились напитки так называемого «направленного» действия. Они предназначены для детского и ге-родиетического питания, рекомендуются людям с ослабленной иммунной системой, жителям регионов с неблагоприятной экологической обстановкой и пр. [7]. Многие производители в качестве источника углеводов используют также жёлтый сахар.
В производстве высококачественного шампанского можно использовать сахар только рафинадного достоинства, причём он должен быть с минимальным количеством диоксида серы. Повышенное содержание диоксида серы может вызвать появление в шампанском тона сероводорода, от которого очень сложно избавиться. Если для изготовления шампанского применяется свекловичный сахар, необходимо обращать внимание на его качество и степень очистки. При недостаточной очистке в сахаре может
40 САХАР № 11 • 2017
• ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
присутствовать алкалоид бетаина (представляющий собой триме-тильную производную гликола), который отрицательно влияет на букет и вкус игристых вин [4].
Сахар используется для доведения кондиций готового вина по сахару. Сироп готовят на винома-териале путём растворения в нём сахарного песка. Поскольку готовые купажи плодовых вин практически сразу идут на розлив и не хранятся длительное время, на этом этапе важно, чтобы вносимый сахар не обладал посторонним запахом и вкусом, которые могут передаться готовому вину.
Согласно нормативной документации на коньяк, сахар вводят в купажи коньяков в виде сахарного сиропа, приготовленного из рафинированного сахара и горячей воды, в целях смягчения вкуса. Сахарный колер, приготовленный из сахара, добавляют в купажи для придания определённого цвета и усиления окраски. Доказано, что колер является источником летучих соединений, способных участвовать в формировании букета коньяка. Некачественный колер придаёт вкусу напитка горечь и значительно снижает его стойкость к розливу [7].
В настоящее время часто происходит отбраковка коньяков по наличию в них осадка и посторонних включений, среди которых большую часть составляют осадки минерального характера, содержащие катионы кальция, магния, натрия и анионы, такие как сульфаты, фосфаты и хлориды. По исследованиям автора [7] было установлено, что осадки минерального происхождения являются следствием повышенного содержания кальция в белом сахаре. Содержание кальция в коньяках более 5—10 мг/л уже вызывает помутнение и появление осадка минерального характера [4].
Сахар является одним из основных ингредиентов для производ-
ства кремов, ликёров, наливок, пуншей, настоек, десертных напитков и водок [10]. Даже незначительные органолептические, микробиологические или физико-химические дефекты сахара вызывают существенные и необратимые изменения показателей в органолептике и стойкости ликё-роводочной продукции.
Поэтому критерии оценки качества сахара белого, поступающего на ликёроводочный завод, должны быть связаны с оценкой тех показателей, которые могут привести к ухудшению качества готовой продукции.
К дефектам качества сахара можно отнести:
— посторонний запах (мелассы, иногда нефти, химический), который может ухудшать или полностью изменять вкусоароматиче-ские характеристики напитка;
— посторонние включения (хлопья, ворсинки, тонкий осадок и пр.);
— мутность или опалесценция раствора сахара;
— интенсивность окраски раствора сахара, которая влияет на изменение цвета готового напитка;
— микробиологическая порча (изменение внешнего вида, выпадение осадка, изменение органо-лептических показателей);
— присутствие сернистых соединений и соединений кальция, магния, фосфатов.
Требования к качеству сахара белого для производства ликёро-водочной продукции [10], представлены в табл. 1.
Результаты испытаний сахара всех категорий представлены в табл. 2, из которой видно разницу между требованиями к сахару для ликёроводочной продукции и фактически полученными данными. Установлено, что наивысшую прогнозируемую стойкость при хранении имеют водки и настойки, приготовленные с использо-
Таблица 1. Требования к качеству сахара белого для производства
ликёроводочной продукции [10]
Наименование показателя Единица измерения Значение показателя
Внешний вид Белый, чистый, без пятен и посторонних примесей
Запах и вкус Сладкий, без посторонних запаха и привкуса как в самом сахаре, так и в его водном растворе
Чистота раствора Раствор сахара должен быть прозрачным, без нерастворимого осадка и других примесей
Массовая доля сахарозы %, не менее 99,7
Цветность в растворе ед. ICUMSA 30
Зола %, не более 0,015
Влажность %, не более 0,05
Содержание взвешенных частиц мг/кг, не более 2
Содержание SO2 мг/кг, не более 6,0
Содержание кальция мг/кг, не более 1,5
Содержание калия мг/кг, не более 10,0
Содержание сульфатов мг/кг, не более 5,0
Содержание фосфатов мг/кг, не более 5,0
№ 11 • 2017 САХАР 41
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ •
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
ванием сахара белого I категории, выпускаемого по ДСТУ 4623:2006 [6]. При применении сахара II и III категорий этого же стандарта [6] стойкость водок уменьшается соответственно в 1,5 и 2,7 раза, настоек — в 2 и 3 раза [10].
Необходимо учитывать, что некоторые из перечисленных дефектов требуют для своего развития определённого времени (от 1 до 60 суток), и напиток, который считался качественным в день розлива, может быть испорчен скрытыми дефектами сахара и в течение непродолжительного времени полностью потерять свою потребительскую ценность.
Именно поэтому входной контроль этого важного ингредиента предусматривает контроль качества сахара не только по показателям действующего стандарта на белый сахар, но и по ряду дополнительных показателей, определение которых может гарантировать соответствующее качество готовой продукции или предупредить выпуск некачественной продукции.
Следует отметить, что у многих мировых потребителей сахара как
сырья в пищевых отраслях существуют внутренние стандарты, которые фиксируют в контрактах на поставляемую продукцию. Кроме цветности оговариваются более жесткие требования к содержанию золы, кальция, фосфатов, сернистых соединений, крахмала, красящих и редуцирующих веществ, влажности, мутности, микробиологических показателей и тяжёлых металлов [10].
Сахар, используемый для приготовления напитков длительного хранения, должен соответствовать требованиям [18], предъявляемым компаниями «Кока-Кола» и «Пепси-Кола» к этому продукту. Кроме физико-химических показателей его проверяют на содержание флоккулированных осадков — хлопьев. Хлопья в подкисленных растворах свекловичного сахара образуются в результате действия двух основных факторов: взаимодействия отрицательно и положительно заряженных компонентов с образованием микрочастиц коллоидной дисперсности и последующей коагуляцией микрочастиц в хлопья.
Компонентами с отрицательным зарядом может быть олеаноловая кислота, любой из сапонинов, содержащий глюкуроновую кислоту, или полисахарид с клеточных стенок свёклы, содержащий уроно-вую кислоту. Положительно заряженным компонентом может быть белок или пептид с изоэлектриче-ской точкой выше рН подкисленных растворов (2,5—3,0).
Приведём данные исследований немецких специалистов [2], подтверждающих эту теорию, которые провели анализ состава полисахаридов в стандарт-сиропе, белом сахаре и хлопьях осадка, собранных при проведении флок-теста кислых безалкогольных напитков с белым сахаром (табл. 3). В дополнение к содержанию той же уроновой кислоты (т. е. пектина) полисахариды в стандарт-сиропе и белом сахаре состоят главным образом из арабана и галактана. Полисахариды, найденные в хлопьях осадка кислых безалкогольных напитков, более или менее одинаковы по составу и имеют сходство с ворсистыми участками молекул пектина (рис. 1).
Таблица 2. Физико-химические показатели сахара белого разных категорий по [10]
№ п/п Показатель и единица измерения Сахар I категории Сахар II категории Сахар III категории
Требования стандарта Результаты испытаний Требования стандарта Результаты испытаний Требования стандарта Результаты испытаний
1 Массовая доля влаги, % Не более 0,1 0,08 Не более 0,1 0,1 Не более 0,14 0,12
2 Цветность в растворе, ед. ЮТМ8А Не более 45 42 Не более 60 56 Не более 104 102
3 Массовая доля ферропримесей, % Не более 0,0003 0,0002 Не более 0,0003 0,00025 Не более 0,0003 0,00025
4 Массовая доля сахарозы, % Не менее 99,7 99,8 Не менее 99,7 99,8 Не менее 99,61 99,7
Содержание, мг/кг
5 Магния - Менее 0,1 - Менее 0,1 - Менее 0,1
6 Натрия - 3,5 - 2,0 - 3,0
7 Сульфатов - 3,4 - 3,6 - 3,5
8 Силикатов - Менее 0,5 - Менее 0,5 - Менее 0,5
9 Нитратов - Менее 0,5 - Менее 0,5 - Менее 0,5
10 Фосфатов - 4,5 - 8,0 - 14,5
11 Сернистых соединений - 5,0 - 9,0 - 12,0
42 САХАР № 11 • 2017
• ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
Таблица 3. Сравнение состава полисахаридов в стандарт-сиропе, сахаре и хлопьях, моль% [2]
Анализируемые продукты
Полисахарид Стандарт-сироп Сахар белый Хлопья
L-рамноза 2 4 4
L-арабиноза 40 36 54
D-галактоза 27 23 8
D-глюкоза 8 18 8
D-манноза D-ксилоза 10 6 11
D-фруктоза 0 0 0
Прочие 2 3 5
Уроновые кислоты 11 10 10
Рис. 1. Ворсистые и гладкие участки молекул пектина
Предприятия, вырабатывающие напитки длительного хранения, а также напитки с добавлением со-косодержащих компонентов, руководствуются следующими критериями для оценки сахаров, имеющих различное происхождение (полученный из свёклы или при переработке сахара-сырца) (табл. 4).
Провёденные А.В. Силаевым исследования [13] показали, что существует чёткая корреляционная зависимость между показателями «цветность», «мутность» и «зольность» сахара и его сенсорными характеристиками, отрицательно влияющими на органолеп-
тику готовых напитков. Данные исследования проводились на прозрачном, бесцветном напитке типа лимон-лайм, органолептика которого наиболее подвержена влиянию каких-либо дефектов ис-
Таблица 4. Показатели качества сахара, полученного из сахара-сырца и свёклы и используемого для производства напитков длительного хранения [18]
Показатель Стандарт качества для тростникового сахара Стандарт качества для свекловичного сахара
Цветность сахара в растворе, ед. ICUMSA, не более 60 35
Мутность, ед. ICUMSA, не более 70 20
Зола кондуктометрическая, % к массе, не более 0,035 0,015
Содержание сахарозы по прямой поляризации, %, не менее 99,7 99,7
Влажность,% к массе, не более 0,04 0,04
Нерастворимые примеси, мг/кг, не более 10 10
Образование флокулл при подкислении Нет Нет
Микробиологический тест на OFS AGAR 200 К0Е/10 г СВ 200 К0Е/10 г СВ
Вкус, запах, внешний вид Без постороннего вкуса, запаха, видимых загрязнений Без постороннего вкуса, запаха, видимых загрязнений
40 80
Цветность, ед. 1СЦМ$А
Ш Область высоких дегустационных показателей
\ | Область рискованных (удовлетворительные или
неудовлетворительные) дегустационных показателей
[Ц Область неудовлетворительных дегустационных показателей
Рис. 2. Органолептические дегустационные показатели напитка в зависимости от цветности и мутности используемого сахара [13]_
№ 11 • 2017 САХАР 43
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ •
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
ходного сырья. Оценка готового напитка проводилась опытными дегустаторами по критерию «приемлемо — неприемлемо» на основании сравнения с контрольным образцом напитка, приготовленном на сахарозе марки ЧДА (рис. 2).
Анализируя показатели диаграммы, можно сделать вывод, что для получения напитков с высокими дегустационными показателями используемый сахар должен находиться в пределах линий АВ и ВС, координаты точек которых соответствуют показателям «цветность; мутность» А (8; 20), В (33;
16) и С (40; 6). Сахар должен иметь предельные значения цветности 33 ед. ICUMSA и мутности 16 ед. ICUMSA. Если цветность сахара составляет 40 ед. ICUMSA, то показатель мутности не должен превышать 5—6 ед. ICUMSA.
Область рискованных (удовлетворительных или неудовлетворительных) дегустационных показателей получаемых напитков находится в пределах, ограниченных линией DЕ и ЕК с параметрами соответственно «цветность; мутность» D (16; 40); Е (49; 32); К (57;
17). Для этой области диапазон предельных значений цветности 49,0 ед. ICUMSA, мутности — 32 ед. ICUMSA.
Сахара, имеющие показатели цветности и мутности, выходящие за линию DЕ и ЕК ^ (16; 40); Е (49; 32); К (57; 17)], образуют все без исключения область неудовлетворительных дегустационных показателей получаемых напитков.
Рассмотрев и проанализировав требования основных потребителей сахара, использующих его как важный ингредиент для выпуска своей продукции, определим задачи и методы контроля готовой продукции и его показателей в свеклосахарном производстве.
Приведём основные требования к качеству сахара в зависимости
от условий его дальнейшей переработки:
— буферность раствора сахара-песка должна быть минимальной и близкой к буферной ёмкости чистой сахарозы;
— гранулометрический состав: размеры кристаллов от 0,63 до 1,0 мм; содержание мелких кристаллов (0,25—0,315 мм) — не более 4 %; содержание кристаллов размером менее 0,25 мм — не более 1 %;
— полная растворимость 5 г сахара-песка при температуре 20 оС — не более 8—10 мин;
— величина рН для сахара-песка колеблется в диапазоне 6,8-7,4. Измерение рН проводят в растворе 50 %-ной концентрации с применением стеклянного электрода. При этом удельная электропроводность дистиллированной воды не должна превышать 1,8 мкСм/см;
— фактический показатель рН20 растворов сахара, выпускаемого нашими предприятиями, колеблется в пределах 4-8,2. Разные значения рН20 растворов сахара свидетельствуют о наличии в нём определённых несахаров, не удалённых в технологическом процессе переработки свёклы. Очень высокий рН20 раствора сахара свидетельствует о наличии в нём СаСО3, который попадает в готовую продукцию вследствие неудовлетворительной фильтрации и разрыхления накипи вакуум-аппаратов. Например, если рН20 раствора сахара выше 10, то это соответствует о его повышенной зольности. Такой сахар осложняет производство напитков и кондитерских изделий;
— раствор сахара должен быть термоустойчивым, не содержать микроорганизмов, легко фильтроваться и не пениться [8, 9, 15].
При повышении зольности сахара повышается рН его раствора. Самую высокую зольность и щёлочность имеют фракции мелких
кристаллов и кристаллов с друзами [15, 8, 9]. По данным польских исследователей, если цветность сахара менее 85 ед. ICUMSA, то его зольность не превышает 0,03 %, а рН сахарного раствора, как правило, ниже 7,0. В анализируемых сахарах для промышленной переработки цветность изменялась в пределах 110—200 ед. ICUMSA, зольность была 0,027—0,070 %, рН сахарного раствора — 7,14—7,74 [5].
Если сахарный раствор имеет рН более 8,0, то в нём имеются соли СаСО3. Такие сахара стойки к инверсии, что вызывает перерасход кислоты для инверсии сахарных растворов при приготовлении карамелей и напитков.
Учитывая важность для качества сахара содержания в нём золы, рассмотрим этот показатель с точки зрения её измерения, контроля за её удалением в процессе производства и влияние разных факторов на её снижение.
Оснащённость производственных лабораторий перерабатывающих предприятий кондуктометрами (общего назначения и специализированными) даёт возможность проводить сплошной мониторинг всего выпускаемого сахара по этому показателю. Сахарные заводы, ориентированные на выпуск сахара высокого качества и используемого потребителями, которым также нужен высококачественный сахар, должны определять этот показатель в сахаре из каждой вари утфеля I кристаллизации.
Содержание золы — важнейший показатель качества продукции. В контроле сахарного производства содержание золы в свёкле является одним из основных критериев оценки её качества и спелости, содержание золы в соках и сиропе позволяют оценить правильность и полноту проведения технологического процесса очистки при переработке свёклы [8, 9, 14]. Показатель содержания золы
44 САХАР № 11 • 2017
• ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
в сахаре является одним из основных показателей готовой продукции, определяющих её категорию. К ним относятся ещё два показателя — цветность сахара, измеренная в растворе, и цветность в кристаллическом виде.
В продукции, выпускаемой перерабатывающими предприятиями Российской Федерации, её количество регламентируется ГОСТ 33222-2015 «Сахар белый. Технические условия» [3, 19], в соответствии с которым в сахаре I категории «экстра» должно быть золы не более 0,027 % (в пересчёте на сухое вещество), в сахарах категорий ТС1, ТС2 и ТС3 — соответственно 0,036; 0,036 и 0,05 %.
Сахара, вырабатываемые сахарными заводами стран Европейского союза [15], характеризуются такими показателями по золе: I категории — не выше 0,0108 % по массе сахара, II — не выше 0,027 %.
В белом сахаре содержание SO2 не должно превышать 15 мг/кг, в Великобритании содержание двуокиси серы в сахарах всех категорий не должно превышать 6 мг/кг [15].
По результатам исследований высококачественных отечественных сахаров, имеющих содержание золы 0,01—0,015 % к массе сухих веществ, с помощью атом-но-абсорбционного спектрофотометра типа Perkin Elmer были
Таблица 5. Основные зольные элементы, определяемые в сахаре [12]
получены данные [12], которые представлены в табл. 5.
Катионы золы сахара содержат калия примерно 20 % к общему её содержанию, ионы кальция, натрия, магния, железа присутствуют в значительно меньших количествах [12].
В зольном комплексе белого сахара представлены следующие анионы: 8042-, 8032-, С022- 8Ю2"-N0,"- Р043- С1-
Определяемый элемент Содержание
мкг на 100 г продукта мг на 1 кг сахара % к массе золы
Калий 6749±115 67,49 20
Натрий 1191±60 11,91 4
Кальций 2065±130 20,65 6,8
Магний 109±6,5 1,09 0,35
Железо 115±3 1,15 0,35
Медь 25±0,8 0,25 0,1
Марганец 8,2±0,4 0,082 0,03
Цинк 50,7±2 0,501 0,2
,3 ^ ~4 оксалаты, цитраты. По исследованиям ученых, 50 % золы сахара находится во внешнем слое кристалла (К+, №+, N0^, С1-); 50 % (Са2+, 8042-, Р04 3-) - внутри кристалла [5, 9].
Повышенное содержание золы в белом сахаре может быть обусловлено следующими факторами [8, 9, 14, 16]:
- переработка свёклы с высоким содержанием золы;
- переработка свёклы с наличием загнивших корнеплодов;
- высокое содержание солей кальция в соках;
- использование щелочных вводов (соды, тринатрийфосфата, щелочей);
- использование на выпарной станции ингибиторов накипе-образования и некачественное проведение процесса фильтрования сиропа;
- осуществление процесса суль-фитирования продуктов, содержащих свободную известь;
- проведение процесса II сатурации с более высокой щёлочностью, чем определено минимумом солей кальция; при этом образуются более растворимые соли, чем карбонаты, - сульфиты и сульфаты кальция;
— развитие микробиологической инфекции на диффузии.
Учитывая тот факт, что 86 % вырабатываемого в сахарной про-
мышленности белого сахара используется как сырьё для других отраслей пищевой промышленности [15], важно определять не только общее содержание в нём золы, но и её составляющих. Одно из основных мест занимает кальций (второе после калия), который можно удалить в технологическом процессе. Его содержание в сахаре определяют на этапе входного контроля сырья в кондитерской отрасли и при приготовлении безалкогольных, сокосодержащих напитков, ликероводочных изделий и пр.
Мы предлагаем к публикации методику, которая даст возможность определять в лаборатории сахарного завода содержание солей кальция в белом сахаре. Она была разработана в Украинском НИИ сахарной промышленности и апробирована на сахарах разного качества (см. приложение).
Таким образом, можно сделать следующие выводы.
Для выработки белого сахара с низким содержанием золы необходимо перерабатывать спелое, высококачественное сырьё.
Технологическая схема экстракции сахарозы должна обеспечивать минимальный переход несахаров при высокой чистоте продуктов, т. е. работать диффузионно-прессовым методом с эффектом очистки на этом участке не ниже 14—18 %.
Станция дефекосатурацион-ной очистки диффузионного сока должна быть гибкой для переработки сырья разного технологического качества, обеспечивать максимальное удаление несахаров (продуктов распада редуцирующих, азотистых и зольных веществ), низкую цветность продуктов при хороших седиментацион-но-фильтрационных показателях соков.
Станции фильтрования соков должны быть оснащены высокотехнологичным оборудованием,
№ 11 • 2017 САХАР 45
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ •
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
позволяющим получить соки с низкой мутностью, что даст возможность вывести осадок суспензии с производства и снизить неучтённые потери сахарозы вследствие высокой скорости процессов разделения соков и суспензии.
Выпарная установка должна обеспечивать продуктовое отделение экстрапарами для нормальной варки утфелей при максимально возможно низкой температуре ре-турного пара, который поступает на первый корпус, чтобы исключить прирост цветности сиропа на этомучастке.
Обеспечивать фильтрование сиропа и клеровки на фильтро-
вальном оборудовании, работающем с намывом вспомогательных фильтрующих средств, что даст возможность удалить из раствора максимальное количество взвесей (антинакипинов, коллоидных веществ, солей кальция, выкристаллизовавшихся при сгущении соков), кристаллизующихся вместе с молекулами сахарозы внутри кристалла.
Уваривание утфелей целесообразно выполнять в автоматическом режиме с использованием вакуум-аппаратов, оснащённых циркуляторами, что даст возможность получить более однородный кристалл с минимальным
количеством мелких кристаллов и друз.
Для разделения кристаллов и оттёков утфелей следует использовать центрифуги с высоким фактором разделения, что позволит уменьшить толщину пленки на кристалле, а следовательно, и количество зольных элементов, находящихся на поверхности кристалла, улучшить качество белого сахара и клеровки, поступающей на уваривание утфеля первой ступени кристаллизации.
Для обеспечения контроля предприятие должно иметь лабораторию, оснащённую современной измерительной техникой.
Приложение
Методика определения содержания солей кальция в белом сахаре
Взвешиваем на электронных или аналитических весах в нейзильберовой чашке для взятия навесок 20 г сахара. Отмеряем цилиндром 100 мл бидистиллиро-ванной или дистиллированной воды хорошего качества (удельная электрическая проводимость составляет 2 мкСм/см), температура воды — около 40 оС. Взвешенный сахар постепенно растворяем тёплой водой, помешивая стеклянной палочкой, и переводим в коническую колбу на 250—300 мл. Последними порциями воды ополаскиваем палочку, и эту воду тоже переводим в колбу. Полученный раствор сахара охлаждаем до 20 оС и весь раствор используем для титрования.
К полученному раствору добавляем 5 мл аммиачного буферного раствора, 1 мл 1,5—2 %-го раствора сульфида натрия 7—8 капель раствора инди-
катора хрома тёмно-синего или хромогена чёрного. Индикатор можно использовать и в сухом виде. Раствор тщательно перемешивают и титруют из бюретки раствором трилона Б (ЭДТА) концентрацией 1/28 н (0,0357 н) до перехода раствора из красного до зеленовато-синего (или сине-сиреневого). Записываем, сколько мл трилона Б пошло на титрование.
Параллельно проводим «глухой» опыт. Для этого к 100 мл бидистиллированной или дистиллированной воды, которая была использована для приготовления раствора сахара, добавляют все вышеперечисленные реактивы (5 мл аммиачного буферного раствора, 1 мл 1,5—2 %-го раствора сульфида натрия 7—8 ка-
пель раствора индикатора хрома тёмно-синего или хромогена чёрного) и титруют из бюретки раствором трилона Б концентрацией 1/28 н (0,0357 н) до перехода раствора из красного в зеленовато-синий (или сине-сиреневый). Записываем, сколько мл трилона Б пошло на титрование.
Если раствор сахара получился очень мутный, перед внесением реактивов добавляем несколько капель раствора HCl 0,1 н до исчезновения мути. Потом добавляем на 1—2 мл больше аммиачного буферного раствора, чтобы нейтрализовать кислоту, так как комплексные соединения кальция с индикатором и трило-ном Б быстро образуются лишь в щелочной среде при рН 8—10. Следует учесть, что 1 мл трилона Б концентрацией 1/28 н (0,0357 н) соответствует 1 мг СаО [5].
ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА
Пример 1. Навеска сахара 20 г (m). На титрование дистиллированной воды пошло 0,15 мл трилона Б (В). На титрование исследуемого раствора сахара пошло 2,7 мл трилона Б (А). Коэффициент раствора трилона Б составляет 1.
Исходя из того, что 1 мл трилона Б концентрацией 1/28 н (0,0357 н) соответствует 1 мг СаО [8], рассчитаем, сколько СаО содержится в исследуемых 20 г сахара.
(2,7—0,15)х1= 2,55 мл
Так, 20 г сахара содержит 2,55 мг СаО, а 1 000 г — соответственно Х мг СаО.
46 САХАР № 11 • 2017
• ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
Отсюда
Х= (1 000х2,55)/20= 127,5 мг СаО.
Учитывая, что массовая доля Са2+ в СаО составляет 40 % из 56, рассчитаем содержание Са2+ в 1 кг белого сахара.
Если в 56 частях СаО содержится 40 частей Са2+, то в 127,5 мг СаО содержится У Са2+.
Из пропорции определим:
У = (127,5х40)/56=91 мг Са2+ в 1 кг сахара.
В обобщённом виде формула примет вид:
[(А—В)х1х1000х40]/(тх56), мг Са2+ в 1 кг сахара;
[(2,7—0,15)х1х1000х40)]/(20х56)=91 мг Са2+ в 1 кг сахара.
Пример 2. Навеска сахара 20 г (т). На титрование дистиллированной воды пошло 0,15 мл трилона Б (В). На титрование исследуемого раствора сахара пошло 2,7 мл трилона Б (А). Коэффициент раствора трилона Б составляет 1.
Исходя из того, что 1 мл трилона Б концентрацией 1/28 н (0,0357 н) соответствует 1 мг СаО [5], рассчитаем, сколько СаО содержится в исследуемых 20 г сахара и выразим результат содержания СаО в % к массе сахара. То есть, если имеем значение СаО в % к массе сахара, расчёт будет выглядеть так:
0,1х1х(2,7—0,15)/20=0,01275 % СаО к массе сахара, т. е. в 100 г сахара содержится 0,01275 г СаО. Выразим эту величину в мг Са2+ на 1 кг сахара. (0,01275х1 000х10х40)/56=91 мг Са2+ в 1 кг сахара, где 1 000 — перевод г в мг; 10 — перевод в кг; 40 — массовая доля Са в СаО; 56 — молекулярная масса СаО. Методика может быть использована для оценки качества белого сахара в лаборатории сахарного завода в целях предложения потребителям, которым важно содержание солей Са в нём.
Список литературы
1. Бугаенко, И.Ф. Принципы эффективного сахарного производства / И.Ф. Бугаенко. — М. : Сахарный бизнес России, 2003. — 287 с.
2. Бруин, Я.М. Этот пленительный сладкий мир технологии сахара, никогда не скучный / Я.М. Бруин // Сахар и свёкла. — 2013. — № 1. — С. 5—18.
3. ГОСТ 33222-2015. Сахар белый. Технические условия.
4. Гречко, Н.Я. Вплив цукровмкно! сировини на яюсть шампанських виноматерiалiв / Н.Я. Гречко [та ин.] // Цукор Украши. — 2015. — № 11—12. — С. 36—39.
5. Добжицкий, Я. Химический анализ в сахарном производстве / Я. Добжицкий. — М. : Агропро-миздат, 1985. — 350 с.
6. ДСТУ 4623:2006. Цукор бший. Техтчт умови (Сахар белый. Технические условия).
7. Кузьмина, Е.И. Сахар в производстве вин и безалкогольних напитков / Е.И. Кузьмина // Сахар. - 2009. - № 7. - С. 35—38.
8. Нагорна, В.О. Яюсть бурякв. Оптимальш режими переробки бурякв рiзноl якост / В.О. Нагорна. — К. : 1ПК Мшагропрому Украши, 1998. — 70 с.
9. Нагорна, В.О. Зольшсть цукру
- важливий показник якост цукру / В.О. Нагорна // Цукор Украши.
- 1993. - № 3. - 25-28 с.
10. Олейник, С.И. Влияние сахара белого на стойкость ликерово-дочной продукции / С.И. Олейник // Цукор Украины. - 2013. - № 9.
- С. 48-52.
11. Сапронов, А.Р. Технология сахара / А.Р. Сапронов, Л.А. Сапронова, С.В. Ермолаев. - СПб. : Профессия, 2013. - 294 с.
12. Сахарная промышленность.
- 1974. - № 11.- С. 21.
13. Силаев, А.В. Сахара в индустрии напитков / А.В. Силаев // Food and Drinks. - 2005. - № 1. -Р. 2-7.
14. Чернявская, Л.И. Контроль сахарного производства в зависимости от требований потребителей сахара: технологические аспекты / Л.И. Чернявская // Сахар. - 2009.
- № 7. - С. 39-47.
15. Чернявская, Л.И. Сахар. Методы определения показателей качества / Л.И. Чернявская, В.П. Адамович, Ю.А. Зотова // К. : Фи-тосоциоцентр. —2007. — 268 с.
16. Чернявская, Л.И. Как добиться качества сахара экспортного потенциала // Л.И. Чернявская // Сахар. - 2017. - № 6.
- С. 22—27.
17. Чернявская, Л.И. Технохим-контроль сахара-песка и сахара-рафинада / Л.И. Чернявская, А.П. Пустоход, Н.С. Иволга // М. : Колос, 1995. — 359 с.
18. Требования к сахару, идущему для приготовления напитков длительного хранения. Нормативные документы производителей.
19. Чугунова, Л.С. Качество сахара-песка, производимого сахарни-ми заводами России / Л.С. Чугунова, С.И. Казакова // Сахар. — 2006.
— № 2. — С. 42—43.
Аннотация. Изложены требования к качеству сахара, используемого как сырьё и ингредиент другими пищевыми производствами. Приведены критерии качества готовой продукции в зависимости от категории выпускаемого сахара. Даны рекомендации по снижению зольных элементов в готовой продукции и методам контроля.
Ключевые слова: сахар, качество, золность, цветность, мутность. Annotation. The requirements for the quality of sugar, used by other food industries as raw materials and ingredient, are set forth. The criteria for the quality of finished products in dependence on the category of produced sugar are given. Recommendations on the reduction of ash elements in finished products and methods of control are offered. Key words: sugar, quality, ash, color, turbidity.
№ 11 • 2017 САХАР 47
ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ • ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ САХАРНЫХ ЗАВОДОВ •
Россия, г. Таганрог, Биржевой спуск, 8 • e-mail: [email protected]
