АНАЛИЗ НА ЗАХАРНО ЦВЕКЛО
Лабораторна работа номер 2.
АНАЛИЗ НА ЗАХАРНО ЦВЕКЛО
Целта на работата: да се овладеят методите за определяне на качеството на захарното цвекло в съответствие с изискванията на GOST R 52647-2006 „Захарно цвекло. Спецификации"
Захарното цвекло е технологична култура, от чиито корени се получава захар. По-рядко се преработва в алкохол.
Технологични качества на захарното цвекло - комплекс от биологични, химични и физични характеристики, които определят хода на технологичните процеси на неговата преработка в захарните заводи и добива на кристална захар.
За производството на захар, корени от захарно цвекло, които отговарят на изискванията наGOST R 52647-2006 „Захарно цвекло. Спецификации” (Таблица 5). Кореноплодите от захарно цвекло трябва да имат форма и цвят, характерни за ботаническия вид, с отстранени листа и дръжки, неувехнали, не се допуска наличие на мумифицирани и загнили корени.
Физични и химични параметри на цвеклото
Име на индикатора
Норма
Съдържание на захар,%, не по-малко
Замърсяване, %, не повече
Съдържанието на зелена маса,%, не повече
Съдържанието на изсъхнали кореноплодни растения,%, не повече
Съдържанието на кореноплодни култури с тежки механични повреди,%, не повече
Съдържанието на цъфтящи кореноплодни растения,%, не повече
За регионите на Южния федерален окръг нормата на съдържание на захар в корените на захарното цвекло е най-малко 12%, нормата на замърсяване - не повече от 10%.
Основният критерий за оценка на икономическата ефективност на производството на захар е добивът на кристална захар от всеки тон преработено цвекло. Добивът на захар зависи от технологичното качество на цвеклото, коетосе определя от съдържанието на захар, зрялост, тургорно състояние, степен на замърсяване, концентрация на незахари в сока от цвекло.
Основната характеристика на суровината е захарността на цвеклото. Зависи от зрелостта на кореноплодите: когато се достигне техническа зрялост, най-голямото количество захароза се натрупва в цвеклото с висока чистота на сок от цвекло. Техническата зрялост на захарното цвекло се постига по-бързо в сух период, отколкото в дъждовен, и зависи от сорта, метеорологичните условия, техниките на отглеждане на културите и плодородието на почвата. Излишъкът от органични и минерални азотни торове забавя узряването на цвеклото, докато фосфорните и калиеви торове го ускоряват. Кореноплодите, които не са достигнали границата на физиологично развитие, след прибиране на реколтата, се характеризират с висока интензивност на дишане и консумация на натрупана в тях захароза. Съхранението на такива суровини е съпроводено с големи (около 1,5 пъти) среднодневни загуби на захароза и значително влошаване на нейните технологични качества.
Оборудване и консумативи
Мелничка за тъкани от цвекло.
Съд за храносмилане.
Разреден разтвор на оловен оцет (разтвор за храносмилане).
Термостат или водна баня с термометър при 100°C.
Пипета с двупосочен спирателен кран с капацитет 178,2 cm3.
Стъклена чаша с капацитет 200-300 см 3.
Баня за охлаждане или кристализатор.
Работна поръчка
Вземане на проби за анализ
Захарното цвекло се доставя в завода на партиди. За партида се счита една транспортна единица цвекло, придружена от един документ за качество. Преди претегляне всяка партида се проверява от инспектор и се установява съответствието й с изискванията на стандарта.
Контрол на токсични елементи, пестициди и радионуклиди в кореноплодни културизахарно цвекло се извършва преди прибиране на реколтата от целия обем, отгледан от един производител по една технология. Размерът на пробата се взема в зависимост от площта на засяване на захарно цвекло в размер на една проба от площ до 50 хектара. При поле над 50 ha, то условно се разделя на правоъгълни участъци по 50 ha, от които се вземат проби. За пробата се вземат 7-10 точкови проби в количество от 2-3 растения всяка, те се изкопават с щикова лопата по диагонала на полето на равни интервали. От точковите проби се съставя обща проба от полето от поне 15 кореноплодни култури.
Вземането на проби от захарно цвекло за определяне на физико-химичните показатели се извършва от представители на лабораторията за суровини на захарния завод в присъствието на представител на доставчика. Размерът на извадката се взема в зависимост от броя на входящите транспортни единици на ден от всички доставчици: до 300 автомобила включително - от всяка пета транспортна единица на един доставчик; над 300 - от всеки десети.
В случай на откриване чрез визуална проверка в отделни транспортни единици на разнородност в качеството на захарното цвекло или несъответствие с неговите показатели, се извършва допълнително вземане на проби от тези транспортни единици.
Пробите се вземат ръчно и механично.
При ръчния метод цвеклото се взема с вилици за цвекло от всяка партида на равни части от около 4 kg в три точки по централната линия на тялото: от предната страна - след отстраняване на слой с дебелина 10-15 cm. При механизирания метод пробите се вземат със сондата на линейния пробовземател Rupro последователно в три точки, разположени по централната линия на тялото: отпред, в средата, отзад.
Общата маса на точковите проби трябва да бъде най-малко 12 kg.
За контрол на преработено цвеклочипсът се взема от лентовия транспортьор 6 пъти на смяна за определяне на съдържанието на захар и 2 пъти на смяна - качеството на чипса.
Определяне на физични и химични параметри
Определяне на замърсяването на цвеклотоКореноплодите се поставят в сух калибриран леген, претеглят се с точност до 10 g - определя се брутното тегло.
Кореноплодите се почистват от земята, отрязват се странични корени, избират се опашки с диаметър 1 cm или по-малко, листни дръжки, кълнове, върхове, органични и минерални примеси. Земята, полепнала по корените, се отделя с тъпата страна на ножа и неметални четки, а при влажно време корените се измиват и избърсват. Чисто, сухо, без примеси, цвеклото се претегля с точност до 10 g в същия съд (почистено), в който е определено брутното тегло, и се намира нетното тегло.
Стойността на общото замърсяване и замърсяване на цвеклоOZ,%, се изчислява с точност до 0,1% по формулата
,
къдетоMbr - бруто тегло,Mn - нето тегло, g.
Пробите се сортират по всеки показател в следната последователност:
събирайте корени със сериозни механични повреди (счита се за механично повредени цвекло, при които кореновата култура има нарушение на целостта на тъканта с 1/3 или повече в резултат на чипове, разфасовки, счупвания, смачкване, увреждане от гризачи), претегля се и се връща към пробата;
се избират мумифицирани корени (кореноплодни култури със загуба на вода над 20%), претеглят се и се връщат към пробата;
цъфтящи кореноплодни растения (през първата година от живота, кореноплодите образуват цъфтящи издънки), претеглете ги;
изсъхнали кореноплодни култури (със загуба на вода над 6%) и претеглени;
гнили кореноплодни култури (кореноплодни култури с явни признаци на развитие на гнилостни процеси, които причиняват промени в тъканите, както и с нейните структурни промени:стъкловидно тяло, белещо се или почерняло) и се претеглят.
Определяне съдържанието на захар в цвеклото.
Горещ метод на смилане.26 g каша от цвекло се претеглят на технически везни в лодка от неръждаема стомана, поставена в съд за смилане. От автоматична пипета добавете 178,2 cm 3 разреден разтвор на оловен оцет, покрийте с гумен капак и завинтете здраво. След разклащане с хоризонтални движения съдът се поставя в термостат или на водна баня, загрята до 82-83 °С за 30 минути, като през това време температурата в термостата се поддържа 80 °С, а във водната баня - 75-80 °С.
По време на периода на термостатиране съдът се разклаща два пъти на равни интервали с хоризонтални движения (поне 8-10 движения). Не се допуска преобръщане и вертикално разклащане на съда. След 30 минути съдът се прехвърля за 20 минути в термостат-хладилник с температура 20 ° С. Охладеният съд се избърсва, енергично се разклаща с вертикални движения (най-малко 15 движения), съдържанието се филтрира през хартиен филтър.
Фунията и филтърната чаша трябва да са сухи. Горният ръб на филтъра не трябва да се издига над страната на фунията, която е покрита със стъкло по време на филтриране. Първите части от филтрата се отстраняват. Полученият филтрат се излива в поляриметрична кювета с дължина 400 mm и ротационният капацитет се измерва със захариметър.
В случай на обработка на развалено цвекло, храносмилането с гореща вода трябва да се извърши при температура 75-76 ° C.
Метод на студено храносмилане.Претеглете 52 g каша от цвекло върху лист паус 13x13 cm на техническа везна и го прехвърлете в предварително измит, изсушен или избърсан съд 2 на мелницата за цвекло RTS-2M (фиг. 5). Накъсва се лист паусмалки парчета и също се поставят в съд. Два обема от 178,2 cm 3 от разредения разтвор на оловен оцет след това се добавят към съда от автоматична пипета.
Ориз. 5. Дробилка за цвеклови тъкани RTS - 2M: 1 - гнездо за съд; 2 - съд за смилане на тъкани; 3 - тяло на мелница; 4 - електродвигател; 5 - уплътнение; 6 - ножове за нарязване на цвекло
Съдът се монтира в гнездото 1 на мелницата за цвекло, тялото 3 се спуска така, че фланецът с гуменото уплътнение 5 да стои на ръба на съда и да го затваря без изкривяване. След това отворете вентила, за да охладите съда по такъв начин, че в края на мелницата температурата на съдържанието на съда да е 19-21 °C.
Мелничката за тъкани е свързана към мрежата, чрез плавно завъртане на дръжката на трансформатора, напрежението се довежда до 130 V за предварително смилане на чиповете и след 1 минута до 220 V. След 3 минути дръжката на трансформатора се настройва на нула, устройството се изключва от мрежата, водата се изключва и тялото на хеликоптера се повдига. В новите модификации на мелницата за тъкани процесът на раздробяване на чипс от цвекло се извършва автоматично.
По време на преработката на развалено цвекло понякога се получават мътни дигерати. В тези случаи дигератът се филтрира през хартиен филтър или слой памук. 50 cm 3 от филтрата се прехвърлят в 100 cm 3 колба, избистрят се с Gerles реактиви I и II, по 10 cm 3 всеки на няколко етапа, регулират се до марката и се филтруват след разбъркване. Филтратът се излива в 400 mm поляриметрична кювета. Удвоеното отчитане на захариметъра дава съдържанието на захар в чипса от цвекло.
Индикация Захарозата се намира в клетъчния сок във вакуолите на клетките на цвеклото, заобиколени от тънък слой протоплазма. Протоплазмата е полупропусклива преграда: тяпропуска водата, но не пропуска веществата, разтворени в клетъчния сок. Едва след разрушаването на протоплазмата, разтворените вещества навлизат във водата през клетъчните стени.
Когато чипсовете от цвекло се нагряват до температура от 70-78 ° C, протоплазмата се разрушава, което прави възможно извличането на захароза по време на процеса на дифузия. В същото време от тъканта на цвеклото, всички клетки на която са счупени, например от каша от цвекло, захарта може бързо да се измие в рамките на 3-5 минути.
Методът за извличане на захар от натрошена каша от цвекло намери практическо приложение за определяне на съдържанието на захар в цвеклото при приемане.
Когато храносмилането се извършва с вода, се говори за метод на храносмилане с вода. Ако определянето на захарозата в дигерата се извършва чрез поляриметричен метод, тогава този метод за определяне на масовата част на захарозата в цвеклото се нарича смилане.
В зависимост от температурата, при която се извършва смилането, има методи на студено и горещо смилане.
Студеното храносмилане, извършено при стайна температура, изисква предварително унищожаване на тъканните клетки от цвекло със специални мелници.
Пробата може да бъде подложена на горещо смилане с по-ниска степен на разпадане, тъй като при повишена температура захарозата от непокътнати клетки дифундира през термично денатурирани клетъчни мембрани.
При чистота на сока от 89%, масовата част на твърдите вещества в него ще бъде 21%: 18,68/89 × 100 = 21%. Това количество твърди частици съответства на плътност от 1,085 g/cm 3 . Следователно обемът, зает от 23,66 g сок, ще бъде равен на 21,8 cm 3: 23,66 / 1,085 = 21,8 cm 3.
Въз основа на това не 200, а 178,2 cm 3 (200-21,8) от разтворителя се добавят към проба от 26 g. За дозиране на това количество разтворител се използва автоматична пипета.
Съдържанието на захар в цвеклото, определено по метода на горещо и студено смилане, се сравнява едно с друго, като се оценява сближаването на резултатите.
Методът на смилане със студена вода е експресен метод и се използва широко при приемане на захарно цвекло. Неговата точност обаче е малко по-ниска от тази на метода на горещо смилане, въпреки че разликата между тях е малка. Смята се, че съдържанието на захар в цвеклото, определено по метода на студено смилане, е средно с 0,05% по-ниско от това, определено по метода на горещо смилане. Тази разлика се дължи на факта, че в мелницата не е възможно да се унищожат всички клетки от тъканта на захарното цвекло.
Въпроси за самоконтрол
1. Какви са изискванията на GOST R 52647-2006 за качеството на цвеклото?
2. От какво зависи технологичното качество на цвеклото?
3. Как се извършва вземането на проби от цвекло?
4. Каква е процедурата за определяне на заразеността на цвеклото?
5. Как се оценява качеството на цвеклото?
6. На какво се основават методите за определяне на съдържанието на захароза в цвеклото?
7. Защо в метода на храносмилането се използва пипета с капацитет 178,2 cm 3?
8. Какъв е методът на студено смилане?
9. Как се раздробява тъканта на цвеклото?
10. Какъв е методът на горещо смилане?
11. Защо се използва проба от 26,0 g при поляриметрично определяне на захароза в цвекло?
12. Кой от методите за определяне съдържанието на захароза е най-точен и защо?