CC BY
47
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6, 2001
57
.151.1.
А
‘0 про-до сих
ого са-учена, иворе-
шяние
твори-
мелас-
[ияние
остни-
произ-
ой сре-
1енная
внана”
истоту
щения
иссле-
о саха-
юобра-п,", Г11
Оп | 1 ],
;перед :чество ие при 13 полюсы с
серий добав-5% от мелас-лучен-жание
фЯМОЙ
вычис-
зфици-
елассы
Таблица
N
нсх
вода
3,41
3.49
3.50 3,54 3,73 3,80
¡следу-
тении
¡льнои
5НЫШ-
¡чение
ОСТНИ-
ковой мелассы отрицательное — 0,64. Отсюда можно сделать вывод, что в условиях тростниковосахарного производства 1 кг инвертного сахара в мелассе увеличивает выход сахарозы на 0,64 кг. Это свидетельствует о целесообразности сохранения инвертного сахара и перевода его в мелассу.
Обработка полученных данных методами математической статистики позволила получить эмпирические зависимости изменения коэффициента насыщения а от концентрации инвертного сахара в мелассе у. Для тростниковой мелассы эта зависимость имеет вид
а’ = —0,011/ + 0,76.
ВЫВОДЫ
1. На основе анализа литературных данных и результатов исследования установлено, что мелассообразующий коэффициент инвертного сахара существенно зависит от общего количества и состава несахаров мелассы.
2. Отрицательная мелассообразовательная способность инвертного сахара, оказывающая влияние на снижение потерь сахарозы в мелассе и на повышение его выхода, свидетельствут о целесообразности сохранения инвертного сахара и перевода его в мелассу без разложения. Реализация этого требует применения особых технологий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Силина З.А. Роль отдельных несахаров в патокообразова-нии // Тр. Ленигр. технол. ин-та пищевой пром-сти. — 1938. — 1 (IX). — С. 22-28.
2. Инструкция по техническому контролю и учету сахарного производства. — Киев: ВНИИСП. 1970. — 439 с.
3. Герасименко А.А., Олянская С.П., Гривцева Э.А. Меласса и мелассообразование в свеклосахарном производстве. — Киев: Вита школа. Головное изд-во, 1984. —
318 с.
4. Зеликман И.Ф., Абдурашидов Т.Р. Характеристика несахаров тростниково-сахарного производства / / Сахарная пром-сть.— 1960. — № 10. — С. 19-21.
5. Иванов С.З., Палаш В.П. О роли редуцирующих веществ в образовании мелассы / / Там же.
6. Громковский А.И., Фарид Хаммуд. О растворимости сахарозы в многокомпонентных растворах / Воронеж, технол. ин-т. — 17 с. —Деп. в АГРОНИИТЭИПП 01.03.90 г., № 2220.
7. Даишев М.И., Зеликман И.Ф., Даишева П.М. К теории растворимости сахарозы в присутствии несахаров // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1968. — № 3. — С. 32-38.
8. Hugot Е. Handbook of cane sugar engineering. 3-rd cotnpl. rev.ed. — 1986.
9. Силин П.М. Технология сахара. — М.: Пищевая пром-сть, 1967. - 625 с.
10. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. — М.: Агропромиздат, 1986. — 431 с.
11. A.c. 1113741 СССР. Способ определения содержания сухих веществ в темноокрашенных сахарных растворах / А.И. Громковский, Н.С. Остроухое. Заявл. 30.06.82, № 3459345/28-13. — Опубл. в Б.И. — 1984. — № 34.
Кафедра технологии сахаристых веществ
Поступила 19.04.01 г.
637.345.664.1.054.065,
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ ЛАКТОЗЫ И САХАРОЗЫ В ПЕРЕСЫЩЕННЫХ РАСТВОРАХ
А.И. ГНЕЗДИЛОВА
Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина
Реальный процесс массовой кристаллизации, как известно [1], включает зародышеобразование, рост центров кристаллизации, их коагуляцию, агрегацию, перекристаллизацию и т.д. Все эти процессы в конечном счете оказывают влияние на структуру и качество кристаллических осадков.
Поскольку в промышленных условиях перерабатываются сложные многокомпонентные системы, состоящие из целого комплекса примесей, то возникает задача учета влияния примесей на процесс кристаллизации.
В настоящей работе экспериментально исследовано влияние различных по своей природе веществ на кинетику кристаллизации лактозы и сахарозы.
Пересыщенные растворы лактозы и сахарозы готовили в воде и водных растворах примесей. Необходимого пересыщения достигали путем выпаривания избытка влаги на роторной вакуум-вы-парной установке йУО-64. Полученные пересыщенные растворы герметически переводили в стеклянный термостатируемый кристаллизатор, снабженный стеклянной мешалкой, частота вращения которой составляла для пересыщенных сахарных растворов п = 5 с'1, для лактозных — п = 1 с .В ходе опытов через определенные промежутки времени с помощью термостатируемой пипетки отби-
рали пересыщенный раствор и в нем определяли мутность на нефелометре ФМ-56. После завершения кристаллизации с помощью микроскопа измеряли линейный размер кристаллов в направлении наибольшей оси, а затем рассчитывали их среднюю величину.
По полученным экспериментальным данным бы-
ли построены кинетические зависимости изменения мутности / в процессе кристаллизации при Т = 333 К сахарозы с начальным коэффициентом пересыщения КП = 1,2 (рис. 1:1 — чистый сахарный раствор; с примесью: 2 — льняного масла; 3 — лактозы, 4 — хлорида натрия) и лактозы с
58
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6, 2001
начальным коэффициентом пересыщения Кп = 1,85 (Рис. 2: 1 — чистый сахарный раствор лактозы; с примесью: 2 — льняного масла, 3 — хлорида
Л -
ГІ СЛ I IJri д,
4 — сахарс
Эти зависимости можно условно разделить на участки: АВ — индукционный период, ВС — начало кристаллизации, СО — интенсивная кристаллизация, ОЕ — завершение кристаллизации.
Если принять упрощенную модель, согласно которой кристаллизация осуществляется только за счет образования центров кристаллизации и их роста, то масса кристаллов М, выделившихся в начальный период времени г на участках ВС, может быть описана согласно [2] уравнением
М — cp Iw'У,
(1)
где
р
I
W
постоянная величина; плотность кристаллов; скорость зародышеобразования; линейная скорость роста.
Для проверки зависимости М от г4 на участках ВС использовался фотонефелометрический метод [2], согласно которому измеренное значение мутности / пропорционально концентрации суспензии, а значит, и количеству твердой фазы. Следовательно, если справедливо соотношение М и г4, то должно быть справедливым и соотношение между / и г4, В общем виде эта связь может быть представлена уравнением
/ = С’тт
где / — мутность, м
С’ — постоянная величина; т — показатель степени; г — время, мин.
(2)
-і
С помощью уравнения (2) были описаны участки ВС нефелограмм. Значения показателя степени т приведены в таблице, показывающей влияние примесей на параметры крис^алппи
Т = 333 к.
Как следует из таблицы, показатель степени m значительно меньше 4, что явно не согласуется с зависимостью (jt). Следовательно, реальный процесс кристаллизации не может быть сведен к упрощенной модели' образованию центров кристаллизации и их росту.
Как было установлено [3j, в пересыщенных растворах наряду с зародышеобразованнем и ростом имеет место коагуляция центров, в результате чего образующаяся полидисперсная система приближается к монодисперсной. На кривых мутности этому состоянию соответствуют прямолинейные участки CD, аппроксимирующиеся уравнением
J ■ a[i — г,) + Ь, (3)
где а, Ь — постоянные; -
г, — время, с которого начинается прямолинейная зависимость.
Таким образом, можно сделать заключение, что понижение показателей степени m в уравнении (2) является результатом коагуляционных процессов, протекающих параллельно с образованием центров кристаллизации и их ростом. На участке ВС эта коагуляция носит медленный характер, а затем на участке CD наступает быстрая коагуляция.
Все изученные примеси понижают показатель степени в уравнении (2), что свидетельствует об их интенсифицирующем воздействии на коагуляционные процессы. Следует отметить, что особенно это характерно для льняного масла и сахарозы.
Данные о мутности на прямолинейных участках CD были использованы в настоящей работе для определения размеров кристаллических зародышей. Поскольку на этих участках, как показано автором [3], объемная концентрация не изменяется: Соб = const, это позволило использовать метод Слонима [4] и рассчитать радиус частиц в процессе кристаллизации лак1ч)зы и сахарозы.
На основе данных "о мутности J пересыщенных растворов была определена характеристическая мутность ГУ] путем Экстраполяции значений (J/CJ на бесконечное1 разбавление;
|/J =Нш
(4)
Таблица
Параметры
Наименование примесей
- Льняное Хлор-ил . Лактоза . Сахароза
масло натрия
Пересыщенный раствор лактозы. An=i,85
Показатель степени /и в уравнении (2) 1,2 0,6 1.1 -
9 Радиус кристаллических зародышей, г -10 м 3,4 3,6 2,6 І -
Средний линейный размер кристаллов, Ы06 м 68,9 114,6 77 А -
Пересыщенный раствор лактозы, ІСП=1,2
Показатель степени т в уравнении (2) 1.6 0,9 1,4 1,4
9 Радиус кристаллических зародышей; г ТО м 7,7 8,1 6,2 6,7
Средний линейный размер кристаллов, 1-10и м 59,3 101,4 92,4 72,8
0,3
■5.3
5.6
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, №5-6, 2001
59
[ы участ-степени влияние
ппи ■г "
епени т [суется с ШЙ проведен к эов кри-
ных рас-I ростом гате чего иближа-ги этому участки
(3)
тся пря-
ние, что авнении процес-ованием участке актер, а коагуля-
<азатель гвует об коагуля-особен-1харозы. 'частках юте для зароды-|оказано меняет-гь метод роцессе
щенных
ическая
ачений
(4)
Таблица
хароза
0.3
5.3
5,6
а затем рассчитан ралиу; частиц по формуле Рэлея. Результаты расчетсв (таблица) показывают, что хлорид натрия и лгхтоза снижают радиус частиц, а льняное масло и сахароза его увеличивают, так как в наибольшей степени интенсифицируют коагуляционные процессы.
Однако если оценива~ь линейный размер кристаллов в конце процесса,то получаются несколько другие параметры (таблша). Льняное масло, хлорид натрия и лактоза уведиивают средний линейный размер кристаллов, ; сахароза его снижает, так как гранулометрический состав кристаллического осадка в конечном г^ете определяется соотношением скоростей все; стадий процесса кристаллизации: зародышеоб{азования, роста,, коагуляции, агрегации, перекристаллизации и т.п.
Льняное масло, адсор5ируясь на поверхности кристаллических зародыцей, увеличивает гидро-фобность их поверхности, усиливает связи типа сахароза—сахароза и лактш—лактоза и, таким образом, способствует коаг^яции и агрегации частиц, что приводит к увеличению их размера.
Хлорид натрия и лгктоз; замедляют процессы роста и зародышеобразэвамр. Однако их подавляющее действие на заэодыцеобразование относительно выше, чем на рост, В результате этого кристаллов в конце процесса оказывается меньше, но они крупнее, чем пр? кристаллизации чистых сахарных растворов, что согласуется с выводами других исследователей [5Д.
Сахароза снижает средний размер кристаллов лактозы, так как замедляе: зародышеобразование в меньшей степени, чем поцесс роста. В результате этого кристаллов обрауется много, но растут они крайне медленно.
Замедляющее влияние сахарозы на рост кристаллов лактозы обусловлено прежде всего высокой вязкостью [6] и, кроме того, процессом мута-ротации. Согласно литературным данным [7], при
концентрации сахарозы свыше 40% имеет место уменьшение скорости перехода /?- а с-форму, что и наблюдалось в настоящих исследованиях. В результате под микроскопом нами фиксировались наряду с а-формой кристаллы ,6-лактозы. .
ВЫВОДЫ
1. Качество кристаллического осадка определяется соотношением скоростей всех стадий кристаллизации: зародышеобразования, роста, коагуляции, агрегации и т.д.
2. Примеси в различной степени влияют на скорости этих стадий кристаллизации и в результате изменяют гранулометрический состав кристаллов, что необходимо учитывать при осуществлении кристаллизации в промышленных условиях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хамский Е.В.Кристаллизация в химической промышленности. — М.: Химия, 1979. — 344 с..
2. Чепелевецкий М.Л. Скрытые периоды кристаллизации и уравнение скорости образования зародышей кристаллов // Журн. физ. химии. — 1939. — XIII. — Вып. 5. —
С. 561-571. 3.
3. Познер Е. Индукционные периоды кристаллизации из пересыщенных растворов // Там же. — Вып. 7. —
С. 889-895.
4. Слоним И.Я. Определение размера частиц по светорассеянию / / Оптика и спектроскопия. — 1960. — XIII. — Вып. 2. — С. 243-257.
5. Харин В.М., Добролюбова В.Ф. О кристаллизации сахарозы в присутствии КС1 и ЫаС1 / / Изв вузов. Пищевая технология. — 1972. — № 1. — С. 134-137.
6. Гнездилова А.И., Топал О.И., Перелыгин В.М. Физико-химические свойства насыщенных растворов сахарозы и лактозы / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1998. — № 4. — С. 40-41.
7. Полянский К.К., Шестов А.Г. Кристаллизация лактозы: физико-химические основы. — Воронеж: ВГУ. 1995. — 184 с.
Кафедра технологического оборудования
Поступила 01.02.0! г.
664.951.3:001.4
ПОВЫШЕНИЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО УРОВНЯ КОПТИЛЬНОГО ПРЕПАРАТА ВНИРО
И.Н, КИМ, Г.Н. КИМ, Т.Н., САФРОНОВА
Дальневосточный государствыный технический рыбохозяйственный университет
В подавляющем большинстве копченую продукцию изготавливают с ^пользованием древесного дыма, основным недстатком которого является попадание в готовые иделия канцерогенных соединений типа полицикшческих ароматических углеводородов ПАУ [1], интезирующихся при всех способах пиролиза дрексины 12, 3].
В настоящее время е составе коптильного дыма идентифицировано оксшо 50 ПАУ, в том числе соединения высокой (бенз(а)пирен БП, ди-бенз(а,/)пирен, дибей(а,/г)антрацен), средней (бенз(б)флуорантен) и слабой (бенз(е)пирен, бенз(а)антрацен, дигенз(а,с)антрацен, хризен, индено(1,2,3-с,с0пиря) канцерогенной активности [2-4]. Одним из 1аиболее опасных канцерогенных агентов являете! БП, повсеместная распространенность и оценю значимости которого в воз-
никновении онкологических заболеваний предопределили признание его своеобразным лимитирующим показателем. В РФ законодательно ограничено содержание канцерогенных ПАУ в копченой продукции, которое по БП не должно превышать 1 мкг в 1 кг съедобной части продукта [5].
Для получения изделий с гарантированным соответствием существующим санитарно-гигиеническим требованиям необходимо использование коптильных препаратов [4]. Одним из наиболее сбалансированных по химическому составу и технологическим свойствам является препарат ВНИРО, рекомендуемый для поверхностной обработки изделий из мяса и рыбы [5]. Согласно действующим нормативным документам, содержание БП в препарате не должно превышать 1 мкг/кг.
Цель наших исследований — определение уровня канцерогенного потенциала коптильного препарата ВНИРО и поиск способов снижения данного показателя. Оценку качества исследуемого объекта проводили по содержанию в нем 17 приоритетных
