Спосіб отримання фторованої кухонної солі

Реферат: Спосіб отримання фторованої кухонної солі включає введення у кухонну сіль, підігріту до температури 73-75 °C, розчину фторвмісної добавки з харчовим емульгатором "Моногліцериди дистильовані". Розчинення харчового емульгатора "Моногліцериди дистильовані" проводять у 40-45 % водному розчині фториду калію під дією ультразвуку частотою 65-100 кГц, 2 інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см протягом 10-15 хв. UA 110437 U (12) UA 110437 U UA 110437 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів виробництва фторованої кухонної солі і може бути використана в соляній і харчовій галузях промисловості. Виробництво фторованої кухонної солі у промислових масштабах відбувається згідно з ДСТУ 3583-97 (ГОСТ 13830-97) введенням добавки фториду натрію або фториду калію у кількості (25050) г/т. Однак, строк зберігання цього продукту не перевищує 6 місяців, що пов'язано зі втратами фториду натрію (калію) за рахунок процесів відновлення завдяки протіканню хімічних реакцій з домішками кухонної солі. Крім того, фторид натрію (калію) є токсичним, що потребує вкрай рівномірного його розподілу у пачці солі. Однак, останнє є неможливим, тому що внаслідок мікрокапілярних ефектів частки фториду натрію (калію) мігрують з центру пачки до її країв (30-50 % протягом трьох-чотирьох місяців). Також дана сіль злежується протягом 3 місяців [1]. Описано [2] декілька технологічних способів одержання фторованної кухонної солі, що передбачають обробку кухонної соли фторуючими добавками, наприклад фторидом калію або фторидом літію. Однак ці добавки нестійкі і строк зберігання даної кухонної солі не перевищує трьох місяців. Найбільш близьким аналогом до способу, що заявляється (прототип), є спосіб отримання фторованої кухонної солі [3], що включає приготування суміші фториду натрію з розплавом харчового емульгатора, моногліцериду дистильованого, та введення її у підігріту до температури на 3-5 °C вище температури плавлення емульгатора кухонну сіль з наступним перемішуванням. Однак, строк зберігання такої солі не перевищує 12 місяців. Крім того, технологічний процес приготування такої солі був дуже складним через необхідність використання розплаву харчового емульгатора моногліцериду дистильованого. Також, необхідно було використовувати значну кількість моногліцериду дистильованого (не менше як 2,5 г/кг кухонної солі) [3]. Спільними суттєвими ознаками найближчого аналога і способу, що заявляється, є використання суміші фторвмісної добавки з харчовим емульгатором, дистильованим моногліцеридом (МГД), та введення її у кухонну сіль, підігріту до температури на 3-5 °C вище температури плавлення емульгатора кухонну сіль з наступним перемішуванням. Недоліками способу є недостатній строк зберігання кінцевого продукту, що не перевищує 12 місяців та складність технологічного процесу через необхідність використання розплаву харчового емульгатора, моногліцериду дистильованого. Також недоліком способу є необхідність використання значної кількості дистильованого моногліцериду (МГД) (не менше як 2,5 г/кг кухонної солі). В основу корисної моделі поставлена задача збільшення строку зберігання кінцевого продукту - фторованої кухонної солі та використання меншої кількості моногліцериду дистильованого. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що попередньо готують фторвмісну добавку наступним чином: готують 40-45 % розчин фториду калію у дистильованій воді. Далі готують 55-58 % розчин емульгатора моногліцериди дистильовані у 40-45 % розчині фториду 2 калію під дією ультразвуку частотою 65-100 кГц, інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см протягом 10-15 хв. Відповідну кількість приготованої таким чином фторвмісної добавки (вміст фториду калію повинен бути 250 мг/кг проби кухонної солі, а емульгатора моногліцериди дистильовані - 1,0-1,5 г/кг проби кухонної солі) змішують з підігрітою до температури 73-75 °C 1 кг кухонної солі. У табл. 1 наведено вплив частоти ультразвуку на розчинність харчового емульгатора моногліцериди дистильовані у розчині фториду калію. Як виходить з даних табл. 1 найкраща розчинність харчового емульгатора моногліцериди дистильовані виходить при використанні ультразвуку частотою 65-100 кГц, при цьому концентрація розчину фториду калію повинна бути 40-45 %. Використання ультразвуку частотою менш 65 кГц і більше 100 кГц призводить до зменшення розчинності харчового емульгатора МГД у розчині фториду калію. Використання розчину фториду калію менше 40 % або більше 45 % призводить до зниження розчинності емульгатора МГД. З даних табл. 1 виходить також, що харчовий емульгатор МГД розчиняється у розчині фториду калію тільки під дією ультразвуку. Використання механічного перемішування 1000 об/год. протягом однієї години до утворення розчину не призвело. Розчинність емульгатора моногліцериди дистильовані МГД у розчині фториду калію саме під дією ультразвуку пов'язана зі структурними змінами розчину під дією останнього [4]. Використання фториду калію замість фториду натрію обумовлено значно більшою розчинністю першого у воді, 95 г/100 г води та 4,03 г/100 г води [5]. 1 UA 110437 U Таблиця 1 Вплив частоти ультразвуку на розчинність харчового емульгатора моногліцериди дистильовані у розчині фториду калію Частота УЗ, кГц 64 65 85 90 100 101 Без дії УЗ* Розчинність харчового емульгатора, г/100 мл, у розчині фториду калію, %, 38 % 39 % 40 % 43 % 45 % 46 % 47 % 5 11 22 23 31 25 22 8 22 54 54 57 28 24 11 22 56 56 58 27 23 11 21 55 55 58 25 20 12 22 55 55 58 26 21 4 14 31 33 35 18 6 0 0 0 0 0 0 0 У цій таблиці і наступних наведені усереднені результати шести дослідів. Інтенсивність 2 ультразвуку - 5,0 Вт/см , час дії ультразвуку - 10 хв. * Використовувалося механічне перемішування 1000 об/год. протягом однієї години У табл. 2 наведено вплив інтенсивності ультразвуку на розчинність харчового емульгатора моногліцериди дистильовані у розчині фториду калію. 5 Таблиця 2 Вплив інтенсивності ультразвуку на розчинність харчового емульгатора моноліцериди дистильовані у розчині фториду калію Інтенсивність УЗ, Вт/см 4,4 4,5 5,0 6,0 6,5 6,6 Без дії УЗ* 2 Розчинність емульгатора, г/100 мл, у розчині фториду калію, %, 37 % 39 % 40 % 43 % 45 % 46 % 47 % 5 15 15 14 22 21 19 7 18 55 56 56 25 20 11 22 56 56 58 27 23 9 18 57 56 57 22 18 9 19 56 56 57 23 16 7 10 15 17 18 10 3 0 0 0 0 0 0 0 Частота ультразвуку - 85 кГц, час дії ультразвуку - 10 хв. 10 Як виходить з даних табл. 1 найкраща розчинність харчового емульгатора моноліцериди 2 дистильовані МГД виходить при використанні ультразвуку інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см , при цьому концентрація розчину фториду калію повинна бути 40-45 %. Оптимальна інтенсивність 2 ультразвуку - 4,5-6,5 Вт/см (табл. 2). При цьому оптимальний час дії ультразвуку 10-15 хв. (табл. 3). 2 UA 110437 U Таблиця 3 Вплив часу дії ультразвуку на розчинність харчового емульгатора моноліцериди дистильовані у розчині фториду калію Час дії УЗ, хв. 9 10 12 14 15 16 Без дії УЗ* Розчинність емульгатора, г/100 мл, у розчині фториду калію, %, 38 % 39 % 40 % 43 % 45 % 46 % 47 % 5 17 18 19 20 19 18 11 22 56 56 58 27 23 11 21 57 57 57 25 25 11 22 57 57 57 22 22 12 23 58 58 58 23 23 12 23 20 19 16 10 10 0 0 0 0 0 0 0 2 Частота ультразвуку - 85 кГц, інтенсивність ультразвуку - 5,0 Вт/см . 5 У табл. 4 наведено порівняння методів отримання фторованної кухонної солі за методом по прототипу та за методом, що пропонується. Як виходить з даних, наведених у табл. 4, використання методу, що пропонується, дозволяє збільшити строк придатності солі до 2-х років, при цьому кількість необхідного емульгатора МГД може бути зменшена з 2,5 до 1,0-1,5 г/кг проби солі. Таблиця 4 Порівняння методів отримання кухонної солі за відомим способом та за способом, що пропонується 2 *Знайдено KF, мг/кг проби Опір стиску, кг/см № Введено Введено KF, про емульгатора МГД, 9 12 18 24 9 12 18 24 мг/кг проби би г/кг проби місяців місяців місяців місяці місяців місяців місяців місяці Спосіб за прототипом [3] 1 200 1,00 98 40 12 4 0,11 0,28 1,03 2,12 1 220 1,00 113 56 17 6 0,09 0,21 1,05 2,12 1 250 1,00 121 64 21 7 0,08 0,23 1,05 2,14 2 200 2,00 180 93 33 11 ****0,11 0,28 2 220 2,00 199 108 42 14 ****0,09 0,27 2 250 2,00 235 167 54 19 ****0,10 0,28 3 200 2,50 195 190 62 25 ******0,11 3 220 2,50 215 209 75 28 ******0,09 3 250 2,50 239 221 83 34 ******0,09 Спосіб, що пропонується 1 200 0,50 156 154 132 111 0,21 1,22 2,03 3,12 1 220 0,50 175 170 151 122 0,22 1,28 2,04 3,12 1 250 0,50 212 208 197 138 0,20 1,27 2,03 3,14 2 200 1,00 198 190 185 150 0,05 0,18 0,30 0,52 2 220 1,00 218 210 205 165 0,04 0,16 0,27 0,52 2 250 1,00 245 236 232 188 0,04 0,17 0,25 0,54 3 200 1,50 199 195 188 180 ****0,11 0,22 3 220 1,50 219 215 210 198 ****0,09 0,22 3 250 1,50 248 240 238 225 ****0,10 0,23 * - у цій таблиці наведені усереднені результати шести дослідів. **- Ознак злежування не знайдено 10 Тобто, використання методу, що пропонується, дозволяє зменшити злежуваність готового продукту і збільшити термін зберігання фторвмісної добавки - розчину фториду калію в емульгаторі МГД до 2- років (опір стиску при досліджуванні злежування кухонної солі 3 UA 110437 U 2 5 10 15 20 25 30 35 40 ексикаторним методом вважається допустимим менше 0,3 кг/см ) [2]. Слід також зазначити, що зберігання кухонної солі за способом, що пропонується, більш 24 міс. неможливо через злежуваність продукту (табл. 4). Приклад. Попередньо готують фтормісну добавку таким чином. Попередньо готують фторвмісну добавку наступним чином: готують 40-45 % розчин фториду калію у дистильованій воді. Далі готують 55-58 % розчин емульгатора моноліцериди дистильовані у 40-45 % розчині 2 фториду калію під дією ультразвуку частотою 65-100 кГц, інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см на протязі 10-15 хв. Відповідну кількість приготованої таким чином фторвмісної добавки (вміст фториду калію повинен бути 250 мг/кг проби кухонної солі, а емульгатора моноліцериди дистильовані 1,0 г/кг проби кухонної солі) змішують з підігрітою до температури 73-75 °C 1 кг кухонної солі. Кожну пробу отриманої таким чином кухонної солі поділяють на дві частини. Одну частину вносять до ексикатора для проведення випробувань на злежуваність ексикаторним методом [2], другу - поміщають у стандартну упаковку і через 9, 12, 18 та 24 місяці визначають вміст фториду калію [2]. Результати випробувань наведені у табл. 4. Результати випробувань показують, що таким чином можливо отримати фторовану кухонну сіль з незначною злежуваністю, строк зберігання якої становить 24 місяці. Таким чином, експеримент показав, що використання методу, що пропонується, дозволяє, завдяки розчиненню харчового емульгатора "Моноліцериди дистильовані" у 40-45 % водному 2 розчині фториду калію під дією ультразвуку частотою 65-100 кГц, інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см на протязі 10-15 хв., отримати фторовану кухонну сіль з незначною злежуваністю, строк зберігання якої становить 24 місяців при зменшенні кількості харчового емульгатора МГД на фторування 1 кг кухонної солі до 1,0-1,5 г. Джерела інформації: 1. ДСТУ 3583-97 (ГОСТ 13830-97). Сіль кухонна. Загальні технічні умови. - К: Вид-во стандартів, 1997. - 38с. 2. Бакланов О.М., Авдєєнко А.П., Чмиленко Ф.О., Бакланова Л.В. Аналітична хімія кухонної солі і розсолів. - Краматорськ: вид-во ДДМА, 2011. - 284 с 3. Способ фторирования поваренной соли / Φ.А. Чмиленко, Л.В. Бакланова, В.Б. Голик, А.Н. Бакланова, Т.А. Матвеева. - А.с. СССР № 1623953. - Опубл. 30.01.1991. - бюл. № 4. 4.Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Гл.ред. И.П. Голямина - М.: Сов. энцикл., 1979. 400 с. 5. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии: Справ. Узд. - 6-е перераб. и дополн. М.: Химия, 1989. - 448 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб отримання фторованої кухонної солі, що включає введення у кухонну сіль, підігріту до температури 73-75 °C, розчину фторвмісної добавки з харчовим емульгатором "Моногліцериди дистильовані", який відрізняється тим, що розчинення харчового емульгатора "Моногліцериди дистильовані" проводять у 40-45 % водному розчині фториду калію під дією ультразвуку 2 частотою 65-100 кГц, інтенсивністю 4,5-6,5 Вт/см протягом 10-15 хв. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на фторування 1 кг кухонної солі використовують 1,0-1,5 г харчового емульгатора "Моногліцериди дистильовані". Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4