Технология бродильных и сахаристых производств. Лабораторный практикум. Учебное пособие

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

В.А. ГОЛЫБИН, В.А. ФЕДОРУК, Н.А. МАТВИЕНКО, Л.Н. ПУТИЛИНА

ТЕХНОЛОГИЯ БРОДИЛЬНЫХ И САХАРИСТЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2017

1

УДК 663.1 : 664.1

ББК Л87я7 + Л84я7

Т38

Научный редактор профессор В.А. ГОЛЫБИН

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра процессов и аппаратов перерабатывающих производств Воронежского государственного аграрного университета;

канд. техн. наук И.В. АПАСОВ (Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара)

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

В.А. Федорук, Н.А. Матвиенко, Л.Н. Путилина; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. – Воронеж: ВГУИТ, 2017. – 63 с.

ISBN 978-5-00032-245-1

Лабораторный практикум разработан в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки выпускников по направлению– 19.03.02 «Продукты питания из

растительного сырья». Предназначен для закрепления теоретических знаний дисциплин цикла Б1.

Приведены методики выполнения лабораторных работ по оценке качества сырья, основных полупродуктов, побочных продуктов и готовой продукции– белого сахара. Описано используемое в работах лабораторное оборудование.

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.

2

Лабораторная работа № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ РЕДУЦИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОДУКТАХ ПРОИЗВОДСТВА... 40

Лабораторная работа № 7. АНАЛИЗ САХАРА-СЫРЦА …………. 46

Лабораторная работа № 8. АНАЛИЗ МЕЛАССЫ …………………. 51

Лабораторная работа № 9. АНАЛИЗ БЕЛОГО САХАРА ……….. 57

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………………………………. 64

3

ОТ АВТОРОВ

Цель изучения дисциплины«Технология бродильных и сахаристых производств» (раздел «Сахарное производство»):

-овладение основами технологических процессов, используемых при производстве белого сахара из свеклы;

-изучение химического состава сырья, полупродуктов, основных процессов производства сахара из свеклы;

-обоснование оптимальных режимов получения производственных сахарных растворов из растительного сырья, их очистки, кристаллизации сахарозы;

-обеспечение выработки белого сахара в соответствии с действующим стандартом с использованием результатов научных исследований и опыта передовых предприятий отрасли.

При изучении дисциплины студентами должны быть освоены следующие компетенции:

-способность разрабатывать мероприятия по совершенствованию технологических процессов производства продуктов питания из растительного сырья (ОПК-2);

-способность определять и анализировать свойства сырья

иполуфабрикатов, влияющие на оптимизацию технологического процесса и качество готовой продукции, ресурсосбережение, эффективность и надежность процессов производства (ПК-1);

-способность владеть методами технохимического кон-

растительного сырья для освоения профильных технологических дисциплин (ПК-4);

- готовность обеспечивать качество продуктов питания из растительного сырья в соответствии с требованиями нормативной документации и потребностями рынка (ПК-8).

4

Лабораторная работа № 1.

РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ И ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОДУКТОВ

САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Цель работы: изучить методы определения массовой доли сухих веществ и сахарозы в продуктах сахарного производства; освоить метод поляриметрического определения массовой доли сахарозы в различных сахарных растворах.

Оборудование и материалы: весы технические; рефрак-

тометр РПЛ-3; сахариметр СУ-3; поляриметрические трубки длиной 200 мм; различные сахарные растворы.

Теоретические сведения

Для определения массовой доли сухих веществ существуют различные методы:

-термогравиметрический (метод высушивания);

-рефрактометрический, основанный на зависимости между массовой долей сухих веществ в растворе и его показателем преломления;

-денсиметрический (ареометрический), основанный на определении массовой доли сухих веществ по относительной плотности.

В ряде литературных источников массовую долю сухих веществ, определённую первым методом, называют истинной (истинные сухие вещества), а массовую долю сухих веществ, определённую другими методами– видимой (видимые сухие вещества). Это обусловлено высокой точностью первого метода,

атакже тем, что в них определяется сама влага, в то время как в остальных методах – показатель, функционально связанный с

5

Он основан на измерении показателя преломления раствора, который зависит от его концентрации.

Пересекая границу раздела двух сред, луч света меняет своё направление – преломляется.

Показатель преломления (n) – это отношение синуса угла падения a к синусу угла преломления b луча света, или отношение скорости света в вакууме(Св) к скорости света в исследуемой среде (Сс):

температуры, природы вещества и длины волны света. Обычно показатель преломления записывают с указанием температуры и

длины волны света в виде индексов вверху и внизу. Например, nD20 указывает на то, что показатель измерен при 20 оС для монохроматической жёлтой спектральной линии D паров натрия

(l = 589,3 нм).

При переходе света из какой-либо среды с показателем

преломления n в другую среду с показателем преломленияn

1 2

будем иметь соотношение

При прохождении света из среды с меньшим показателем преломления в среду с бóльшим показателем преломления есть

падения a луча (рис. 1), удаляя его от нормали в точке падения О (направления 1, 2, 3, 4), лучи будут выходить соответственно под меньшими углами к нормали (направления 1', 2', 3', 4'). Направив луч 4 таким образом, чтобы угол его падения a в среде 1 равнялся 90о, получим значение предельного угла bпред. преломления света в среде 2. В этом случае правее луча 4 будет тёмное поле, а левее

– светлое и в окуляр можно наблюдать границу между светом и

6

тенью (границу светотени). По этой границе можно измерить предельный угол преломления.

Таким образом, угол преломления луча света, который соответствует углу падения, равному 90о называют предельным углом преломления или углом полного внутреннего отражения.

Если a = 90о, то sin a = 1 и уравнение примет вид

Рис. 1. Схема полного внутреннего отражения лучей света:

этом принципе основано устройство приборов для измерения показателей преломления – рефрактометров.

Конструкция рефрактометра предусматривает наличие двух

7

призм, одна из которых является вспомогательной, а вторая – измерительной. Вспомогательная (осветительная) призма имеет матовую поверхность, каждая точка которой является как бы источником света. Измерительная призма имеет шлифованную поверхность и её показатель преломления известен. Кроме призм, основными частями рефрактометра являются шкала и зрительная труба, в которой находится система линз и компенсатор. Последний представляет собой призму Амичи, склеенную из трёх призм разных сортов стекла, устраняющую светорассеяние, имеющее место при прохождении света через оптически плотную среду

окуляр прибора, получения чёткой границы света и тени, что соответствует углу полного внутреннего отражения и по шкале

50 до 95 % – 0,1. Допустимая погрешность численно равна цене делений шкалы массовой доли сухих веществ. Измерение на рефрактометре РПЛ-3 можно проводить при температуре 10-30 оС.

Основной частью рефрактометра РПЛ-3 является корпус 2, укреплённый на штативе 1. В корпус вмонтированы призмы 4 и 5 в

8

специальных камерах, подсоединяемых штуцерами 6 к термостату. Через камеры пропускается вода с температурой20 оС. Для контроля температуры служит термометр7, который укреплён на штуцере камеры у нижней призмы. Имеется осветительное

пробку 8 (рис. 3) на корпусе прибора отвинчивают и ключом, вращая регулировочный винт, перемещают границу светотени до совмещения её с нулевым делением шкалы.

9

Рис. 2. Схема хода лучей в рефрактометре в проходящем свете:

1 – осветительная призма; 2 – измерительная призма; 3 – слой жидкости; 4 – призма Амичи; 5 – зрительная труба; 6 – шкала; 7 – окуляр

Рис. 3. Рефрактометр РПЛ-3:

1 – штатив; 2 – корпус; 3 – осветитель; 4 – нижняя (измерительная) призма; 5 – верхняя (осветительная) призма; 6 – штуцера; 7 – термометр; 8 – пробка;

9 – шкала; 10 – рукоятка; 11 – окуляр; 12 – шкала дисперсионного компенсатора; 13 – винт дисперсионного компенсатора; 14 – штепсельная вилка с трансформатором

10