13 / 64
11
ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 11 • 2015
В
ведение
. Кристаллообразование — сложное и
многофакторное преобразование структуры, свя-
занное с тепло- и массообменными процессами.
Выделяют два вида центров кристаллообразования:
гомогенные, формирующиеся в результате локальных
флуктуаций состава среды, и гетерогенные, состоящие
из примесных элементов иной природы [1–3].
Кристаллообразование в технологии сгущенных
продуктов с сахаром на молочной основе — достаточ-
но сложный, длительный, энергозатратный процесс.
Новые знания [4] служат основой совершенствования
данного процесса. Анализ имеющихся знаний о гете-
рогенном кристаллообразовании сахаров позволил
выдвинуть гипотезу о возможности интеграции дан-
ного процесса в технологии сгущенных молочных
продуктов с сахаром. С позиции технологичности при-
менение в качестве центров кристаллообразования
нерастворимых в воде веществ можно рассматривать
как решение, имеющее высокий инновационный
потенциал. Решение данной проблемы позволит осу-
ществлять процесс кристаллообразования не зависимо
от температуры и концентрации раствора, тем самым
существенно усовершенствовать и интенсифициро-
вать традиционную схему производства сгущенных
консервов с сахаром.
Цель работы
— экспериментально обосновать про-
цесс гетерогенного кристаллообразования лактозы и
интегрировать его в технологию сгущенных молочных
продуктов с сахаром.
Объекты и методы исследования
. На различных эта-
пах работы объектами исследований служили сухая
лактоза, имитационные зародышевые материалы
(ИЗМ) и аналоги сгущенных продуктов с сахаром на
молочной основе.
При выполнении работы применялись стандарти-
зированные и общепринятые методы исследования, а
также оригинальные методы, обеспечившие выполне-
ние поставленных задач. В частности, общие струк-
турные особенности гетерогенных кристаллов опре-
деляли методом микроскопирования с применением
ближнепольного оптического микроскопа МИК-
МЕД-6 (объектив-планахромат — Plan 10/0.25
∞
0.17)
с программным обеспечением «Микро-Анализ PRO».
Более детальные исследования кристаллов выполнены
на цифровом сканирующем (растровом) микроскопе
TescanVega 5130MM, оснащенном YIG детекторами
вторичных (SE) и обратно рассеянных (отраженных)
электронов (BSE) (на базе ИПЭиЭ имени А.Н. Север-
цова). Линейные размеры кристаллов лактозы в иссле-
дуемых образцах сгущенных молочных продуктах с
сахаром определяли микроскопированием.
Средний размер кристаллов находили по формуле:
,
(1)
где Д — средневзвешенный линейный размер крис-
таллов лактозы, мкм;
k
— количество интервалов
линейных размеров;
a
i
— линейный размер кристаллов
i
-го интервала, мкм;
n
i
— частота встречаемости крис-
таллов
i
-го интервала.
Коэффициент однородности
U
кристаллизации
определяли по методу Фигуровского, в модификации
авторов:
n
i
=
m
i
√
s
—
+
—
1;
(2)
k
N
=
∑
n
i
;
(3)
i
=1
;
(4)
,
(5)
где
N
— общее количество кристаллов;
σ
— среднеквад-
ратичное отклонение размеров кристаллов, мкм;
m
i
—
частота кристаллов в [
a
i
;
a
i
+
∆
a
];
n
i
— скорректирован-
ная частота встречаемости кристаллов в [
a
i
;
a
i
+
∆
a
];
∆
a
—
шаг дискретизации, мкм;
s
— количество интервалов в
промежутке от заданного размера до эталонного. Дан-
ный подход позволяет определить значение коэффици-
ента однородности в интервале от 0 до 1.
Статистическую обработку и визуализацию экспе-
риментальных данных проводили с применением
методов матричной алгебры с помощью программ
STATGRAPHICS, МicrosoftExel, MatCad, CurveExpert,
УДК 637.024
Интегрирование процесса гетерогенного
кристаллообразования в технологию
сгущенных молочных продуктов с сахаром
Д-р техн. наук А. Г. Галстян; канд. техн. наук А. Е. Рябова; С.Н. Туровская
Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности (ВНИМИ), г. Москва
Д-р техн. наук, чл.‑корр. РАН А.Н. Петров
Всероссийский научно-исследовательский институт технологии консервирования, г. Видное, Московская обл.
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека