ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

5/2005

ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ

XXI

ВЕКА

ТЕМА НОМЕРА

Разработка ассортимента

сахара

Согласно расчету, профилактическая

доза экстрактов растений и их компо*

зиций составляет 2 — 3 г в расчете на

100 г сахара, т.е. невелика. Вместе с

тем основным критерием оценки тех*

нологии обогащенных продуктов слу*

жит гарантированное равномерное

распределение введенных добавок в

каждом единичном изделии. В данном

случае при внесении небольших коли*

честв фитодобавки получаемый обога*

щенный сахар должен обладать высо*

кой однородностью, т.е. все его крис*

таллы должны иметь одинаковые цвет

и вкусовые качества.

При получении прессованного обо*

гащенного сахара равномерное рас*

пределение компонентов экстрактов

по массе каждого кусочка не представ*

ляет технических трудностей, так как

базируется на процессе смешивания

полуфабрикатов до прессования – ос*

новным в технологии обогащения.

Кроме того, в кусочке массой 5,5 г не*

обходимо распределить около 0,2 г

добавки без строго равномерного рас*

пределения по всему объему.

При получении обогащенного крис*

таллического сахара путем простого

перемешивания практически невоз*

можно добиться равномерного рас*

пределения малых доз вносимых инг*

редиентов по поверхности каждого

кристалла, так как на один отдельно

взятый кристалл необходимо нанести

от 0,01 до 0,03 мг добавки.

Нормальные, выращенные в чистом

растворе кристаллы сахарозы имеют

сложную многогранную (15 и более

граней) форму. Кристаллическая саха*

роза относится к хорошо увлажняю*

щимся продуктам, так как она хорошо

впитывает воду, при этом влага сосре*

доточивается на поверхности в виде

пленки своего раствора. По классифи*

кационной схеме П.А. Ребиндера, в

этом случае влага связана с материа*

лом осмотически. Если адсорбцион*

ные слои имеют толщину всего в не*

сколько молекул воды, то адсорбци*

онная влага может прочно связываться

с частицами дисперсной фазы и, нахо*

дясь в сжатом состоянии, не раство*

рять веществ, которые в нормальном

состоянии хорошо растворимы, в том

числе и сахар. При нанесении раство*

ра добавки на кристаллы сахара про*

исходят сложные физико*химические

сахара

М.И. Егорова, Л.И. Беляева, Л.С. Чугунова

ВНИИ сахарной промышленности Россельхозакадемии (Курск)

процессы: образование пленки на по*

верхности кристалла, адсорбция ком*

понентов раствора, взаимная диффу*

зия сахарозы и компонентов раствора,

смачивание и растворение кристаллов

и др. Эти процессы протекают одно*

временно, как бы накладываясь и

влияя друг на друга, одни из них спо*

собствуют равномерному распределе*

нию добавки, другие – препятствуют.

Нами были изучены закономерности

распределения жидких добавок на по*

верхности кристаллов сахара в лабо*

раторных условиях при создании ста*

ционарного и динамического слоя са*

хара. Для нанесения растворов ис*

пользовали метод распыления, позво*

ляющий получить мелкодисперсные

капли раствора, которые способствуют

равномерному распределению компо*

нентов экстрактов по поверхности кри*

сталлов сахара. Для осуществления

процесса применяли центробежную

форсунку с оптимальным для данных

условий углом факела распыла.

В опытах использовали сахар*песок

с размером кристаллов в диапазоне

0,64 — 0,94 мм и коэффициентом не*

однородности 21,0 — 37,8 %. Требуе*

мую контрастность жидких добавок и

кристаллов сахара обеспечивали при*

менением трассера, в качестве которо*

го использовали раствор чернил или

краситель. Равномерность окрашива*

ния сахара оценивали в виде отноше*

ния количества окрашенных кристал*

лов пробы к общему количеству крис*

таллов, подвергшихся обработке (%).

Исследования проводили с приме*

нением математических методов пла*

нирования эксперимента. В качестве

основных факторов, влияющих на рав*

номерность распыления трассера,

были выбраны: высота слоя сахара,

начальная влажность кристаллов саха*

ра и дозировка трассера к массе саха*

ра. В результате статистической обра*

ботки экспериментальных данных полу*

чено уравнение регрессии, которое опи*

сывает стационарный процесс с учетом

влияния исследуемых факторов:

= 43,76 + 2,21

+ 16,19

+ 9,01

+ 10,61

+ 6,72

+ (1)

+ 8,12

+ 4,99

+ 1,95

+ 3,03

= 2,80;

= 3,26;

= 0,96,

где

– параметр отклика; Х

– высо*

та слоя сахара, см; Х

– начальная

влажность кристаллов сахара, %;

–

дозировка трассера, %.

Установлено, что при малом коли*

честве распыляемого трассера на рав*

номерность его распределения на

кристаллах неподвижного слоя сахара

влияют начальная влажность сахара и

высота слоя. Влажный сахар (влаж*

ность 0,60—1,20%) имеет тонкую

пленку воды вокруг каждого кристал*

ла, которая при распылении трассера

играет роль пограничного слоя, обво*

лакивающего поверхность отдельно

взятого кристалла. Вводимая жидкая

добавка, попадая на пограничную

пленку, за счет диффузии более быст*

ро и равномерно распределяется по

поверхности кристалла, чем при по*

падании на слой сухого сахара (влаж*

ность 0,14%).

При небольшой высоте слоя сахара

(0,5 см) наблюдается большая равно*

мерность распределения трассера по

сравнению с высотой более 2,5 см: при

начальной влажности 0,09 % равно*

мерность распределения трассера со*

ставила соответственно 58 и 30 %; при

влажности 1,20% – 90 и 45%. В пер*

вом случае проявляется эффект «само*

стоятельного» проникновения трассе*

ра к каждому кристаллу за счет корот*

кого пути прохождения (длина 6 — 10

кристаллов), что уже затруднительно

при длине пути более 2,5 см (30 — 50

кристаллов).

При малом количестве распыляемо*

го на стационарный слой сахара трас*

сера трудно добиться равномерности

нанесения, так как его капли попадают

в основном на верхний монослой. По*

этому с целью улучшения условий по*

падания необходимого количества

жидких добавок на каждый отдельно

взятый кристалл сахара создавали ди*

намический слой сахара, который спо*

собствовал перемещению кристаллов

из одного монослоя в другой.

В динамических условиях виброкон*

вейера на процесс распределения

трассера влияет высота слоя сахара,

скорость его передвижения и частота

колебаний конвейера. При влажности

сахара от 0,60 до 1,60 % в диапазоне

частоты колебаний 400 мин

и высоте

его слоя менее 1,0 см кристаллы полу*

чают достаточное количество импуль*

сов для перемещения их от нижнего

монослоя к вышележащим, и таким

образом происходит хорошее смеши*

вание трассера с сахаром: равномер*

ность окрашивания кристаллов сахара

достигала 90%. При высоте слоя более

1,0 см трассер плохо проникает внутрь,

попадая только на верхние слои крис*

таллов сахара (количество окрашен*

ных кристаллов составило менее

42%). Таким образом, исследуемый

процесс эффективно протекает при не*

большой высоте слоя сахара, поэтому

* Продолжение. Начало см. в № 4

Электронная Науч ая СельскоХозяйстве ная Библиотека