Кристалоутворювач «Естер к 01»

5 відгуків

Основним процесом у цукровому виробництві є кристалізація цукрози [1]. На сьогодні актуальним є пошук методів інтенсифікації цього процесу з метою отримання якісного цукру-піску із відповідним гранулометричним складом [2].

Одним із шляхів вирішення завдання є застосування якісного затравочного матеріалу, здатного утворювати кристали необхідного розміру в концентрованих цукрових розчинах. За дотримання технологічного режиму в продуктовому відділенні і застосування ефективно діючих затравочних матеріалів, вихід цукру можна збільшити на 0,15 ... 0,2% [2, 3].

Якість та ефективність сучасних затравочних матеріалів характеризується однорідністю, розміром мікрокристалів і складом стабілізаційної системи. Як стабілізатор доцільно використовувати поверхнево - активні речовини (ПАР). ПАР утворює сольватну оболонку навколо мікрокристалів і таким чином запобігає конгломерації кристалів в момент їх утворення і подальшого зростання, а також процесам піноутворення за рахунок зниження поверхневого натягу розчину [2, 3].

Саме використання якісних матеріалів, для утворення кристалічної основи, дозволяє ефективно регулювати процес кристалоутворення у пересиченому цукровому розчині і отримувати цукор з заданим розміром кристалів і високим відсотком їх однорідності. 
З метою отримання цукру з відповідним гранулометричним складом та скорочення тривалості уварювання утфелю було проаналізовано кристалоутворювач для цукрової промисловості «ЕСТЕР К 01» виробництва ТОВ НВП «Електрогазохім».

Для отримання більш об’єктивних результатів досліджували в якості затравки для кристалоутворення : цукрову пудру і заводську затравочну пасту у якості контрольних зразків та кристалоутворювач марки «ЕСТЕР К 01». Дослідження проводили на законсервованому сиропі, взятому на одному з цукрових заводів України у виробничий сезон 2016-2017 року. Якісні показники цукрового сиропу наведено у таблиці 1.

Таблиця 1
Якісні показники цукрового сиропу

1	Вміст сухих речовин (СР), %	72
2	Вміст цукрози,%	66,8
3	Чистота	92,8
4	Забарвленість, од. ICUMSA	768
5	Вміст солей кальцію, %	0,036
6	Вміст золи, %	0,142
7	Водневий показник (рН20)	6,80

Утфель уварювали у вакуумному випарнику (рис. 1), що містить: вакуумну колбу для уварювання (1); кран для підкачки сиропу (2); холодильник (3); прийомну колбу для конденсату (4); вакуумметр (5); редуктор для регулювання глибини вакууму (6); вакуум-насос (7), водяну баню (8).
малюнок 1.
 – Вакуумний випарник, що використовували для уварювання утфелю



Дослідні зразки утфелю уварювали під розрідженням. Перші 20…30 хв сироп підварювали за тиску Р=-60 кПа, далі тиск знижували до Р=-90кПа. Температуру процесу уварювання витримували в межах 69…72ºС.

Протягом перших 20 хв уварювання сироп доводили до вмісту СР=80…82%, що за вищевказаних умов відповідає коефіцієнту пересичення Кп≥1,2…1,3.

Після цього заводили затравки: цукрову пудру (з розрахунку 100 г на 40 т сиропу); кристалоутворювач «Естер К 01» (з розрахунку 4 мл на 40 т сиропу); заводську затравочну пасту (з розрахунку 15 г на 40 т сиропу).

В подальшому проводили уварювання утфелю і нарощування кристалів за двохразової підкачки сиропу, для зниження коефіцієнта пересичення і уникнення утворення великої кількості нових центрів кристалізації (випадання «муки») і задля сприяння росту вже існуючих кристалів.

Всі дослідження проводили на експериментальній базі лабораторії технології цукру, цукровмісних продуктів та інгредієнтів ІПР НААН України.

Отримані результати представлені в таблицях 2-5 та на рисунках 2-5.

Таблиця 2
Повний аналіз напівпродуктів за уварювання утфелю на різних кристалоутворювачах

№	Назва компоненту	Назва показника
		рН20	Вміст сухих речовин,%	Вміст цукрози%	чистота %	Забарвленість, од. ICUMSA	Вміст золи,%
1	Утфель	Цукрова пудра
		6,1	89,6	81,4	90,85	806	0,156
		Стандартна заводська паста
		6,1	91,2	82,25	90,19	828	0,158
		Кристалоутворювач «Естер К 01»
		6,1	91,6	82,15	89,68	818	0,158
2	Міжкристальний розчин	Цукрова пудра
		6,0	58,0	52,4	90,34	801	0,086
		Стандартна заводська паста
		6.0	58,2	51,85	89,09	822	0,090
		Кристалоутворювач «Естер К 01»
		6,1	58,6	53,2	90,78	808	0,092
3	Цукор	Цукрова пудра
		-	-	97,8	-	204	0,069
		Стандартна заводська паста
		-	-	97,75	-	192	0,065
		Кристалоутворювач «Естер К 01»
		-	-	98,15	-	193	0,064

Таблиця 3 
Характеристики кристалів цукру отриманих на різних затравочних матеріалах

№	Назва	Затравочний матеріал
		цукрова пудра	«Эстер К 01»	Паста
1	Середня кількість кристалів в секторі 0,5х0,5 см через 10 хв. після заведення кристалів	4  крупних кристали, більше 20 новоутворених дрібних кристалів	Більше 50 кристалів	Більше 30 кристалів
2	Середній розмір мікрокристалів в секторі 0,5х0,5 см через 10 хв. після заведення кристалів	0,5 mm ≥ 4 0,2 ... 0,3 mm ≥ 6 0,1mm≤большое количество	0,3 mm ≥ 9 0,1mm ≥ 30  0,1mm≤ большое количество	0,3 mm ≥59 0,1mm ≥ 20 0,1mm≤ большое количество
3	Кількість кристалів в секторі 0,5х0,5 см у звареному утфелі	1 mm ≥ 2 0,5mm ≥ 12  0,1mm≤ большое количество	1 mm ≥ 5 0,5mm ≥ 9  0,1mm≤ большое количество	0,5mm ≥ 13  0,1mm≤ большое количество
4	ередній розмір кристалів в секторі 0,5х0,5 см у звареному утфелі	Основна маса кристалів розміром 0,1…0,5 мм	Основна маса кристалів розміром 0,1…0,5 мм	Основна маса кристалів розміром 0,1…0,5 мм

Рисунок 2.
 – Мікрофотознімок кристалів цукру в утфелі за 5 хвилин після заведення затравки (кристали в секторі розміром 0,5х0,5 см за збільшення в 10 разів): А) цукрова пудра; Б) стандартна заводська паста; В) кристалоутворювач «Естер К 01»


Рисунок 3. 
– Мікрофотознімок кристалів цукру в утфелі за 10 хвилин після заведення затравки (кристали в секторі розміром 0,5х0,5 см за збільшення в 10 разів): А) цукрова пудра; Б) стандартна заводська паста; В) кристалоутворювач «Естер К 01»


Рисунок 4. 
– Мікрофотознімок кристалів цукру в утфелі за 20 хвилин після заведення затравки (кристали в секторі розміром 0,5х0,5 см за збільшення в 10 разів): А) цукрова пудра; Б) стандартна заводська паста; В) кристалоутворювач «Естер К 01»


Рисунок 5. – Мікрофотознімок звареного утфелю (в секторі розміром 0,5х0,5 см за збільшення в 10 разів): А) цукрова пудра; Б) стандартна заводська паста; В) кристалоутворювач «Естер К 01»

Таблиця 4
Тривалість уварювання утфелю  

Назва кристалоутворювача	Час уварювання утфелю, хв
Цукрова пудра	90…95
Стандартна заводська паста	70…75
Кристалоутворювач «Естер К 01»	75…80

Таблиця 5
Гранулометричний склад кристалів отриманих дослідних зразків цукру 

Розмір отворів сита, мм	Кристалоутворювач
	Цукрова пудра		Стандартна заводська паста		«Естер К 01»
	Средній размір частинок, d", мм	Відсоткова кількість цукру, що залишилась на ситі, f, %	Средній размір частинок, d", мм	Відсоткова кількість цукру, що залишилась на ситі, f, %	Средній размір частинок, d", мм	Відсоткова кількість цукру, що залишилась на ситі, f, %
2,50	2,70	0	2,70	0	2,70	0
1,25	1,35	1,86	1,35	1,03	1,35	3,27
1,00	1,10	13,87	1,10	8,51	1,10	13,57
0,80	0,90	32,75	0,90	18,99	0,90	29,28
0,50	0,65	22,93	0,65	39,80	0,65	48,04
0,20	0,35	21,89	0,35	31,67	0,35	5,84
Піддон	0,10	1,58	0,10	0,23	0,10	0,56
Середній лінійний розмір МА, мм	0,7482		0,648		0,7896
Коефіцієнт неоднорідності СV, %	36,18		38,63		27,62

З отриманих даних лабораторних досліджень можна зробити висновок, що хороші фізико-хімічні та якісні показники цукру забезпечує кристалоутворювач «Естер К 01». За його використання скорочується тривалість уварювання утфелю на 15…20 хвилин та збільшується обʼємна кількість кристалів в утфелі.
На кристалоутворювач розроблена і затверджена в встановленому порядку нормативно - технічна документація ТУ У 15.8-22942814-025: 2006.
Кристалоутворювач не здійснює токсичного впливу на стан людини, його виробництво сертифіковане згідно систем менеджменту безпечності харчових продуктів, що включає вимоги ISO 9001, ISO 14001, ISO 22000:2005, ISO/TS 22002-1:2009 та додаткові вимоги FSSC 22000. Препарат пройшов гігієнічну експертизу в Інституті гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва. На даний продукт є гігієнічний висновок Міністерства охорони здоров'я України №05.03.02-04 / 33149 від 24.07.2015 року.