Спосіб визначення втрат цукрози у цукровому виробництві

Спосіб визначення втрат цукрози в продуктах цукрового виробництва, що включає кількісне вимірювання приростів редукуючих речовин (глюкоза, фруктоза) і органічних кислот (молочної кислоти) в продуктах аналітичним методом шляхом вимірювань їх на певній ділянці виробництва на початку і в кінці технологічного процесу з подальшим розрахунком втрат, який відрізняється тим, що кількісне вимірювання глюкози і молочної кислоти в продуктах здійснюють за допомогою електродів з глюкозооксидазною і лактатооксидазною мембранами в комплекті з аналізатором речовин, а втрати цукрози розраховують за формулою: Псх = К ×К × 2(П -П ) + К ×К ×(Пкк - Пкн ), % до Винахід відноситься до області цукрового виробництва і призначений для визначення втрат цукрози в продуктах цукрового виробництва і може бути застосований в заводських і наукових лабораторіях. В продуктах цукрового виробництва (дифузійний сік, соки І і ІІ-ої сатурації, сироп, утфель, меляса і ін.) основною причиною втрат цукрози є її розпад на редукуючі речовини (глюкозу, фр уктозу), а потім на органічні кислоти (молочну кислоту) через дію на цукрозу високої температури, кислого або лужного середовища, мікроорганізмів і ін. Відомий аналітичний спосіб визначення втрат цукрози в продуктах цукрового виробництва (наприклад, в дифузійному соку), що полягає у вимірюванні приросту редукуючих речовин і органічних кислот в продуктах на окремій технологічній ділянці цукрового виробництва (наприклад, дифузійному відділенні) і потім перерахунок речовин розпаду, що утворилися, на кількість цукрози, що розпалася, по відповідних формула х [1]. Приріст вмісту редукуючи х речовин і молочної кислоти визначають як різницю кількостей цих речовин виміряних у відповідному продукті на початку і в кінці технологічного процесу на даній ділянці виробництва. Дослідженнями встановлено, що в сумі органічних кислот, що утворюються в продуктах, переважаючий вміст має молочна кислота (приблизно 94%). Визначення редукуючих речовин за відомим способом полягає в наступному. Наважку 50г дифузійного соку поміщають в колбу місткістю 250см 3, освітлюють 6см 3 розчину нейтрального оцтовокислого свинцю, доливають водою до мітки, збовтують і фільтрують. З фільтрату відбирають піпеткою 100см 3 в колбу на 200см 3, видаляють надлишок іонів свинцю розчином соди, доливають до мітки, збовтують і фільтрують. 1 2 ік ін 3 4 маси продукту, де: К1=19 - коефіцієнт перерахунку кількості виміряної , глюкози на кількість цукрози, що розклалася; К = 0,018 - коефіцієнт перерахунку ммоль/л глю 2 кози на % до маси продукту; П , П - виміряна в продукті кількість глюкози на ік ін певній ділянці виробництва в кінці і на початку технологічного процесу, ммоль/л; К = 1,35 - коефіцієнт перерахунку кількості вимі 3 ряної молочної кислоти на кількість цукрози, що розклалася; К = 0,009 - коефіцієнт перерахунку ммоль/л мо (19) UA (11) 71126 (13) A 4 лочної кислоти на % до маси продукту; Пкк,Пкн - виміряна кількість молочної кислоти на певній ділянці виробництва в кінці і на початку технологічного процесу, ммоль. 3 71126 4 З фільтрату відбирають 50см 3, що відповідає їв ( b3 ); 10г віджатого соку жому і промоїв ( b4 ); 5г дифузійного соку, в конічну колбу на 300см 3, g - вихід жому, частки одиниці до маси бурянейтралізують розбавленою оцтовою кислотою до ків; знебарвлення по фенолфталеїну, дистильованою u1 - густина бурякового соку, г/см 3; водою доводять об'єм до 100см 3, додають 10см 3 реактиву Мюллера і поміщають колбу на 10 хвиi3 - вміст редукуючих речовин в дифузійному лин в киплячу водяну баню. Потім колбу охолосоку % до маси соку; 3 джують до кімнатної температури і додають 5см i1 - вміст редукуючи х речовин в буряковій розчину оцтової або винної кислоти, 20см 3 0,0333н. розчину йоду, перемішують і витримують стружці % до маси буряків; 2хв. Потім додають 5см 3 розчину крохмалю і відi4 - вміст редукуючи х речовин в жомі % до титровують надлишок йоду 0,0333н. розчином гімаси жому: посульфіту. C0' =15,8 ; Vd = 0,34 × 0,8 =0,27 , Аналогічно виконують титрування з 50см 3 фіде 0,34 - вміст цукру в жомі після дифузії; льтрату без нагрівання - на холоді (глухий дослід). 0,8 - вихід жому з дифузії. Кількість витраченого гіпосульфіту віднімають Буряковий сік: з доданої кількості йоду і таким чином визначають Сухі речовини СР=19,8; Цукроза Сх=16,6; кількість йодного розчину, що вступив в реакцію. З рН=6,0. цієї кількості віднімають 0,2см 3 як поправку на відДифузійний сік: новлення, вироблюване 10см 3 реактиву Мюллера, СР=13,8; Сх-12,0; Дб=87,00; рН=5,8. по 0,2см 3 на кожний грам присутньої в наважці Вміст інверту: цукрози, і кількість см 3 йодного розчину, що пішов в буряках на глухий дослід. i1 = 0,159 Вміст редукуючих речовин визначають з розв дифузійному соку i3 = 0,159 рахунку, що 1см 0,0333н. йоду відповідає 1см 3 в жомі редукуючи х речовин. i4 = 0,159 Визначення молочної кислоти полягає в наКількість NaOH, що пішла на титрування елюступному. Наважку продукту (наприклад, соків атів: бурякового, очищеного дифузійного, віджатого бурякового соку 9,6; соку жому - по 10г) пропускають через іонітні колобарометричної води 1,1; нки, заповнені катіонітом КУ-2 в Н+ формі. В колодифузійного соку 8,0; нках відбувається кількісний іонний обмін - пережому 1,4. творення солей в кислоти. Виділення з катіоніту Густина бурякового соку: при СР=19,8 дорівкислот проводять промивкою його дистильованою нює u1 =1,08007. водою. Кількість кислот, що утворилися при пропуСоковий коефіцієнт буряків дорівнює: сканні наважки продукту через катіоніт, визначаb0 = 108007´ 0,8385 = 0,906 . , ють титруванням 0,1н. розчину NaOH. 1см 3 0,1н. розчину NaOH, що пішов на титрування відповідає Вихід дифузійного соку складе: 9мг молочної кислоти. 15,8 - 0,27 a3 = = 1294 . , Приклад 1. Розрахунок втрат цукрози ( P cx ) 12,0 від розкладання на дифузійній установці. Підставляємо всі дані у формули: P сх = P к + Pі % буряків ì[1,294´ 8,0 + 0,906´ 14] , ü P к = 0,09í ý= де P к - втрати цукрози за рахунок кислотоут- [0,906 ´ 9,6 + (1294 + 0,8 - 1) ´ 1,1]þ , î ворення (молочної кислоти) % до маси буряків; = 0,155 P і - втрати цукрози за рахунок утворення реPі = 0,95 (1 294 ´ 0,178 + 0,8 ´ 0,028 - 0,157 ) = 0,093 . , дукуючих речовин % до маси буряків; Втрати цукрози від розкладання на дифузійній Pк = 0,09 { а3 b3 + b0 gb 4 ] - [b0b1 + (a3 + g - 1)b2 ]} ; [ установці: P н = 0,155 + 0,093 = 0,248% до маси буряків. P і = 0,95(a3i3 + gi4 - i1) ; Недоліком відомого способу є його трудомістC0 '×Vd a3 = ; b0 = 0,8385× u1 ; кість, тривалість виконання аналізу, значна витраCs та реактивів. де C0 ' - цукристість бурякової стружки % до Задачею пропонованого винаходу є створення способу визначення втрат цукрози в продуктах маси буряків; цукрового виробництва, що дозволяє оперативно, Vд - враховані втрати цукрози на дифузійній з мінімальними трудовими витратами, витратою установці % до маси буряків; реактивів і необхідною точністю вимірювати вміст Cs - вміст цукрози в дифузійному соку % до редукуючи х речовин (глюкоза, фруктоза) і молочної кислоти в розчинах і розраховувати втрати маси соку; 3 цукрози. b1 , b2 , b3 , b4 - кількість см 0,1н. розчину Поставлена задача досягається тим, що кільNaOH, витрачена на титрування катіонуючих: 10г кісне вимірювання глюкози і молочної кислоти в бурякового соку і промоїв ( b1 ); 10г барометричної продуктах здійснюють за допомогою електродів з глюкозооксидазною і лактатооксидазною мембраводи і промоїв ( b2 ); 10г дифузійного соку і промо 5 71126 6 нами в комплекті з аналізатором речовин, а втрати зну мембрану для вимірювання глюкози в розчині, цукрози (цукроза розпадається в розчині на рівну інший - лактатооксидазну мембрану для вимірюкількість глюкози і фруктози) розраховують по фовання молочної кислоти. Сигнали з електродів по рмулі: кількісному вмісту глюкози і молочної кислоти в розчині поступають в аналізатор речовин, де фікP cx = К1 × К 2 × 2(Pік - Pін ) + К3 × К 4 × (Pкк - P кн )% суються на цифровому табло [2]. до маси продукту Виміряна кількість глюкози і молочної кислоти К = 19 , в буряковому соку характеризує їх вміст на дифуде 1 - коефіцієнт перерахунку кількості зійній ділянці заводу на початку технологічного виміряної глюкози на кількість цукрози, що процесу, а в дифузійному соку характеризує їх розклалася; вміст в кінці процесу на даній ділянці заводу. К1 = 19 - коефіцієнт перерахунку ммоль/л , Втрати цукрози розраховують по вищенаведеглюкози на % до маси продукту; ній формулі. P ік , P ін - виміряна в продукті кількість глюПриклад 2. В буряковому соку виміряний вміст кози на певній ділянці виробництва в кінці і на глюкози P ін і молочної кислоти P кн (початок початку технологічного процесу, ммоль/л; технологічного процесу). P ін 119 ммоль/л; = , 2(P ік - P ін ) - приріст перерахунку кількості P кн 0,70 ммоль/л. = виміряної молочної кислоти на кількість цукроВ дифузійному соку виміряний вміст глюкози зи, що розклалася; P ік і молочної кислоти P кк (початок технологічК3 = 135 - коефіцієнт перерахунку кількості , виміряної молочної кислоти на кількість цукроного процесу). = 4,80 ммоль/л; P ік зи, що розклалася; = 2,26 ммоль/л. P кк К 4 = 0,009 - коефіцієнт перерахунку ммоль/л Втрати цукрози від її розкладання на дифузіймолочної кислоти на % до маси продукту; ній установці: P кк , P кн - виміряна кількість молочної кисP cx = К1 × К 2 × 2(Pік - Pін) + К3 × К 4 × (P кк - Pкн) = лоти на певній ділянці виробництва в кінці і на = 1,9 ´ 0,018´ 2(4,80 - 1,19) + початку технологічного процесу, ммоль; + 135 ´0,009´ (2,26 - 0,70) = 0,22% , (Pкк - Pкн) - приріст кількості молочної кислок массе свеклы. ти в продукті, отриманий за наслідками виміВ таблиці приведені результати порівняльних рювань в кінці, і на початку процесу, ммоль/л. випробувань заявляємого і аналітичного способів Спосіб полягає в наступному. визначення втрат цукрози на дифузійній установці, Проби аналізованих продуктів (наприклад, буотримані на Яготинському цукровому заводі. рякового соку і дифузійного) додають по черзі пі3 петкою в кількості 1,0см у вимірювальний осередок аналізатора речовин, в якому встановлено два електроди. Один електрод містить глюкозооксидаТаблиця Заяв ляемый способ Аналитический способ св екловичный сок диффузионный сок № к-в о мок-в о мо- потери саха- к-в о редуцирующих к-в о органических потери сахак-в о к-в о опыта розы, % к в еществ, % к массе кислот, % к массе розы, % к лочной лочной глюкозы глюкозы свеклы свеклы массе св еклы кислоты кислоты массе св еклы ммоль/л ммоль/л 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1. 1,19 0,70 4,18 2,26 0,22 0,09 0,12 0,21 2. 1,16 0,82 3,85 2,12 0,20 0,08 0,12 0,20 3. 1,43 0,98 3,62 2,30 0,16 0,07 0,11 0,18 4. 1,36 1,12 3,35 2,63 0,15 0,08 0,09 0,17 5. 1,60 0,94 4,56 3,06 0,23 0,10 0,12 0,22 6. 1,56 1,44 5,12 4,15 0,27 0,11 0,13 0,24 7. 1,20 0,86 3,76 2,63 0,19 0,08 0,11 0,19 8. 1,64 1,16 4,72 2,84 0,23 0,09 0,16 0,25 9. 1,36 1,10 3,10 2,12 0,13 0,05 0,11 0,16 10. 1,28 1,02 3,24 3,08 0,16 0,06 0,09 0,15 Среднее значение: 0,194 0,197 Отклонение, в % к массе сока 0,003 в % отношении 1,5% 7 71126 Виконані дослідження показали, що використовування електродів з глюкозооксидазною і лактатооксидазною мембранами в комплекті з аналізатором речовин дозволяє оперативно, з мінімальними трудовими витратами, витратою реактивів вимірювати вміст глюкози і молочної кислоти в розчинах і з достатньою точністю визначати втрати цукрози від її розкладання в продуктах цукрового виробництва. При цьому середнє відхилення розрахованої величини втрат цукрози в дифузійному соку від аналітичного способу не перевищило - 0,003% до маси соку, що складає 1,5%. Таким чином, запропонований спосіб визна Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 8 чення втрат цукрози в продуктах цукрового виробництва з використанням селективних електродів з ферментними мембранами в комплекті з аналізатором речовин може бути використаний для розрахунку втрат цукрози від її розкладання у виробничих і наукових лабораторіях. Джерела інформації, взяті до уваги при складанні заявки. 1. Инструкция по химико-техническому контролю и учету сахарного производства, Киев, 1983, с.245-246, 260-261. 2. Инструкция по эксплуатации. Экспресс анализатор глюкозы, «Эксан-универсал». Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601