Исследование кинетики кристаллизации глюкозы и разработка промышленных способов ее производства

Хворова, Людмила Степановна

Технология сахара и сахаристых продуктов

автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Исследование кинетики кристаллизации глюкозы и разработка промышленных способов ее производства

доктора технических наук: Хворова, Людмила Степановна
город: Москва
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.18.05

Диссертация по технологии продовольственных продуктов на тему «Исследование кинетики кристаллизации глюкозы и разработка промышленных способов ее производства»

Автореферат диссертации по теме "Исследование кинетики кристаллизации глюкозы и разработка промышленных способов ее производства"

На правах рукописи

003457733

ХВОРОБА ЛЮДМИЛА СТЕПАНОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГЛЮКОЗЫ И РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СПОСОБОВ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: 05.18.05 - Технология сахара и сахаристых продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 2 ДЕК 2008

Москва - 2008

003457733

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов» Россельхозакадемии

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Сидоренко Юрий Ильич

доктор технических наук,

профессор Решетова Раиса Степановна

доктор технических наук,

профессор Спичак Василий Варфоломеевич

Ведущая организация: ГУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара»

Защита состоится «25» декабря 2008 г. в 10 ч на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.01 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд, 53 ВК.

Приглашаем Вас принять участие в заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря Совета проф. Жигалова М.С.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП

Автореферат разослан « » ноября 2008 г.

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.01 кандвдат технических наук, профессор

1.0БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы. Глюкоза является лекарственным средством стратегического назначения и пищевым продуктом, обеспечивающими здоровье нации и национальную безопасность страны. Она широко применяется в здравоохранении, в медицинской и пищевой промышленности, спортивной медицине, ветеринарии.

При этом потребность здравоохранения Российской Федерации только в фармакопейной глюкозе составляет около 7 тыс. т. в год. Потребность в пищевой глюкозе на порядок больше.

В настоящее время Российское здравоохранение и медицинская промышленность полностью обеспечиваются глюкозой фармакопейной и пищевой по импорту.

Тема диссертации, посвященная изучению кинетики кристаллизации глюкозы и разработке технологии для создания высокоэффективного производства фармакопейной и пищевой глюкозы в России, имеет особую актуальность и важное народнохозяйственное значение.

1.2. Цель и задачи исследований - разработка технологии производства глюкозы пищевого и фармакопейного назначения в ангидридной и гидратной формах.

Задачи исследований - разработать научные основы процесса кристаллизации; изучить влияние основных физико-химических факторов на кинетику кристаллизации глюкозы в гидратной и ангидридной формах из сиропов с глюкозным эквивалентом от 80 до 100 % и на основе полученных результатов обосновать пути совершенствования этих процессов; разработать, провести производственную проверку и внедрить новые рациональные способы кристаллизации гидратной глюкозы; разработать и внедрить технологию глюкозного продукта с новыми функциональными свойствами; разработать и внедрить новую технологию глюкозы фармакопейного качества в ангидридной форме; предложить промышленности новую комплексную технологию получения фармакопейной ангидридной и пищевой гидратной глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала.

Научной базой настоящей работы явились фундаментальные исследования П.М. Силина, Н.П. Силиной, С.Ф. Ралля, И.Е. Садового, Н.Г. Гулюка, А.И. Громковского, М.С. Жигалова, А.Р. Сапронова,

А-А. Славянского, В.И. Тужилкина, Л.Н. Матусевича, И.В. Мелихова и других ученых.

Концепцией при изучении кинетики кристаллизации глюкозы являются положения о гетерогенном строении растворов и кристаллизации как фазового превращения растворенного вещества в кристаллическое состояние при определенных условиях.

1.3. Научная новизна. Впервые разработана математическая модель кинетики кристаллизации глюкозы, на основе которой определена лимитирующая - кристаллохимическая стадия процесса кристаллизации гидратной глюкозы. Модель позволяет контролировать в любой момент кристаллизации концентрацию межкристального раствора, скорость кристаллизации глюкозы и содержание кристаллов в утфеле и корректировать режим охлаждения утфелей.

Для изучения кинетики кристаллизации глюкозы разработаны методики определения скорости кристаллизации, гранулометрического состава кристаллов, концентрации сухих веществ в растворах и утфелях.

Исследовано влияние важнейших параметров на кинетику кристаллизации глюкозы:

- растворимости глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры в интервале 20...75 °С и глюкозного эквивалента для сиропов ферментативного гидролиза крахмала;

- скорости кристаллизации гидратной и ангидридной глюкозы от суммарного влияния избыточной концентрации, температуры, глюкозного эквивалента; определены границы метастабильных зон для кристаллизации обоих ввдов глюкозы;

- затравки с учетом массы, количества и поверхности кристаллов и предложена методика расчета количества затравки;

- вязкости утфеля в зависимости от вязкости межкристального раствора, содержания и размера кристаллов; определено влияние вязкости утфеля на гранулометрический состав кристаллов в процессе кристаллизации глюкозы;

- разработана методика расчета режима охлаждения утфелей в соответствии со скоростью кристаллизации глюкозы;

- определено влияние сорбита, патоки, фруктозы на скорость кристаллизации

глюкозы в помадной массе и определены их оптимальные концентрации для рецептур глюкозной помадки;

- впервые исследованы и установлены условия зародышеобразования и наращивания кристаллов при получении утфелей ангидридной глюкозы; разработан инструментальный метод контроля количества образующихся кристаллов на стадии зародышеобразования.

1.4. Практическая значимость разработок. На основании результатов исследований:

разработана и внедрена установка для изучения кинетики кристаллизации глюкозы (АС №849075); разработана рациональная технологическая схема с применением раскачек утфелей оттеками для снижения вязкости утфелей (Пат. РФ № 2336308 ); разработана и внедрена на ВДКПК технология непрерывной кристаллизации гидратной глюкозы; разработана и внедрена технология одностадийной кристаллизации гидратной глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала на Верхнеднепровском, Ефремовском и Бесланском крахмалопаточных комбинатах (АС № 863642); разработана и внедрена технология глюкозной помадки с функциональными свойствами энергизирующего, витаминного, иммуностимулирующего действия (патенты РФ № - 1805868, 2030879, 2094050, 2335134); разработана и внедрена на ВДКПК первая отечественная технология ангидридной глюкозы фармакопейного качества; впервые разработана и испытана в производственных условиях отечественная комплексная технология получения глюкозы в ангидридной и гидратной формах из сиропов ферментативного гидролиза крахмала (Пат. РФ № 2314351).

1.5. Апробация результатов работы проведена на 14 Международных научных симпозиумах, конференциях и выставках: 111 (1968), VI (1974), У111 (1981) Всесоюзных научных симпозиумах «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов», Москва; XI (2003), XI11 (2005), ХУ (2007), ХУ1 (2008) Международных конференциях по крахмалу, Москва-Краков; Научно-технической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», М., МГУПП, 2006; Всероссийской научно-практической конференции «Медико-биологические аспекты физического воспитания», Тамбов, 2004; 1У (2001), У (2003), У1 (2005) и У11 (2007) Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино.

Образцы новых видов продукции экспонировались на международных выставках и конкурсах: «Медицина для вас», «Традиционная восстановительная медицина», «ЭкоПродЭкспо, 2003», «Лучшая диагностическая и оздоровительная технология восстановительной медицины», 2003; «Экологически безопасная продукция», 2004; «Инновации 2000». Разработки удостоены медалей ВДНХ СССР, ВВЦ РФ, дипломов, Государственной премии УССР.

1.6. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 76 научных трудах, 8 из которых - в рецензируемых журналах ВАК в 2008 г; получено 8 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

1.7. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем работы без приложений составляет 267 стр., в т.ч. 73 рисунка, 55 таблиц.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы проанализированы и обобщены научная информация отечественных и зарубежных авторов по теории кристаллизации химических веществ и углеводов, научно-практические данные по кристаллизации и технологии получения глюкозы в гидратной и ангидридной формах, получению глюкозных продуктов с биологически активными добавками. На основании анализа литературы сформулированы основные направления, цель и задачи исследований.

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1.0бъекты исследований. Для исследований использовались глюкозные сиропы, полученные различными способами (табл.1). Таблица 1. Показатели качества сиропов

Показатели качества Способы получения сиропов

кислотный кислотно-ферментативный ферментативный растворение глюкозы

Глюкозный эквивалент, % 90 -91 94-95 97-98 99,5

Массовая доля, % по СВ

глюкоза 86 92,5 95-96 99,3

зола 1,6 0,4 0,2 0,04

протеин 0,08 0,08 0,11 0,03

оксиметилфурфурол 0,3 0,008 0,003 следы

ЫаС1 0.8 0.25 - -

Цветность, ед. опт. пл. 2,29 0,3 0,2 0,0

3.2. Приборы, установки и методики исследований

3.2.1. Приборы. Углеводный состав сиропов определяли углеводным анализатором (ВГЖХ) фирмы «BISHOFF» и химическими методами (методы Лейна - Эйнона и Зихерта - Блейера); протеин - методом Кьельдаля на приборе В-324 фирмы BUCHI; определение гранулометрического состава кристаллов проводили микроскопами Leica DMLM и МБИ-4 с микрофотонасадкой; удельное вращение измеряли поляриметром Polartronic NH8 фирмы «SCHMIDT + HAENSCH»; фотоколориметры марок ФЭК-56 и КФК-2 использовали для определения оптической плотности растворов.

3.2.2. Установки и методики исследований

3.2.2.1. Определение скорости кристаллизации глюкозы. Для изучения кинетики кристаллизации глюкозы разработано устройство (АС № 849075),

состоящее из кристаллизационной трубки, термостата, сборников рабочего и отработавшего растворов, ротаметра, вакуум-насоса.

Кристаллизационная трубка (рис. 1) представляет собой стеклянную двустенную трубку с вкладышами, закрывающуюся с обоих концов резиновыми пробками с вставленными в них термометрами и трубками для подачи и отвода сиропа. Перед началом опыта навески затравочных кристаллов отвешивают в стеклянные вкладыши с торцевыми донцами, обтянутыми капроновыми сетками, и помещают в кристаллизационную трубку. Требуемая

Рис. 1. Кристаллизационная трубка:

1 - кристаллизационная трубка;

2 - трубка для отвода сиропа;

3 - термометр; 4 - резиновая пробка;

5 - термостатируюшая рубашка;

6 - стеклянные втулки; 7 - стеклянные вкладыши; 8 - резиновое кольцо; 9 - трубка для ввода сиропа.

температура сиропа в трубке поддерживается за счет циркуляции воды в ее двустенном пространстве. Принцип работы устройства заключается в определении прироста затравочных кристаллов во вкладышах

после пропускания (с помощью вакуума) рабочего раствора через кристаллизационную трубку. В конце опыта кристаллы от сиропа отделяют центрифугированием, прирост массы сухих и чистых кристаллов находят из калибровочного графика. За скорость кристаллизации принимают количество глюкозы, кристаллизующейся на затравке кристаллов массой в 1 г в мин. Наибольшее отклонение параллельных определений от среднего значения не превышает 6%.

3.2.2.2. Определение концентрации сухих веществ в растворах и утфеле

На основании испытаний трех методов контроля концентрации сухих веществ - рефрактометрического и высушивания с помощью бумажных роликов в сравнении с методом точной навески для пересчета показаний рефрактометрического метода (СВр) в истинные сухие вещества (СВист) предложена эмпирическая формула

СВист=1,032 СВр-0,777 (1)

Определение концентрации сухих веществ в утфеле проводили после разбавления его дистиллированной водой (приблизительно 1:1) и растворения кристаллов; степень разбавления учитывалась точным взвешиванием навески утфеля до разбавления и его раствора непосредственно перед рефрактометрическим измерением.

3.2.2.3. Определение гранулометрического состава кристаллов глюкозы

Отсутствие объективного метода контроля качества кристаллов особенно ощущается при проведении исследований и оценке различных режимов кристаллизации и конструкций применяемой аппаратуры. Испытаны ситовой и микроскопический методы. При микроскопическом методе пробы глюкозы или утфеля разбавляли насыщенным раствором глюкозы на предметном стекле микроскопа и проводили микрофотографирование кристаллов при увеличении х56. Гранулометрический состав кристаллов вычисляли из результатов измерений их по фотографиям. Дня сравнения микроскопического анализа с ситовым количественные значения фракций микроскопического метода пересчитывали в весовые. Полученные результаты показывают, что ситовой и микроскопический методы дают близкие между собой значения (табл. 2) и позволяют для анализа кристаллов глюкозы рекомендовать ситовой и микроскопический методы, а для утфелей - только микроскопический, которым можно определять не только гранулометрический состав, но также степень неоднородности и форму кристаллов.

Метод Содержание фракций кристаллов, %

определения Глюкоза БМК Глюкоза ВДКПК

<0,15, 0,15-0,25, >0,25, <0,15, 0,15-0,25, >0,25

мм мм мм мм мм мм

Ситовой 71,24 18,39 10,37 69,05 13,90 17,05

Микроскопический 73,74 14.30 11,96 70,28 15,97 13,81

4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГИДРАТНОЙ ГЛЮКОЗЫ

4.1. Математическое моделирование кинетики кристаллизации

Как известно, процесс кристаллизации в общем виде состоит из двух

стадий: диффузионного подвода молекул кристаллизующегося вещества к поверхности кристалла и реакции встраивания их в кристаллическую решетку.

В теории кристаллизации глюкозы до сего времени нет однозначного мнения о преобладающем влиянии той или иной стадии на скорость процесса кристаллизации.

Разработанная математическая модель кинетики кристаллизации относится к процессу кристаллизации глюкозы на готовой поверхности кристалла. Процесс диффузии (рис.2) молекул глюкозы к поверхности кристалла определяется

следующим дифференциальным уравнением

ас(*,г)_ ^ д2с(х,т) 8т дх2

Крметаллы глюкозы

ИГ-ч .

¿Г и

Рис. 2. Схема к расчету кинетики кристаллизации

где - коэффициент диффузии. При начальном условии

где Ср - масса растворенного вещества в единице объема пересыщенного раствора, кг/м3. Граничные условия основывались на следующих предположениях:

1. Концентрация раствора у поверхности граней растущего кристалла принимается равной - С0 = С(0, г), она больше концентрации насыщения, но меньше концентрации пересыщения - Ср в общей массе раствора. При росте кристалла в растворе через определенный промежуток времени устанавливается стационарное состояние, при котором скорость отложения растворенного вещества из слоя раствора, соприкасающегося с кристаллической поверхностью, равна скорости его диффузии из массы раствора в этот слой. Тогда граничное условие на границе раствор - кристалл (.х = 0) имеет следующий вид:

дС(х,т), дх

где /3 - коэффициент кристаллохимической реакции, характеризующий скорость поверхностных процессов, м/с.

2. Принимая толщину слоя раствора между двумя кристаллами равной 2 к, считаем, что толщина слоя, определяющая процесс диффузии, равна И и при х = к концентрация раствора имеет максимальное значение. При этом второе граничное условие имеет вид

дС(х,т).

дх (5)

Как видно из уравнений (4) и (5) граничные условия неоднородные. Поэтому будем искать решение поставленной задачи в виде

С{х,т) = Сп+к{х,т) (6)

Тогда для описания кинетики процесса диффузии необходимо решить

ды(х,т) = т д2\у(х,т)

дт дх1

У>(х,0) = Ср-С„

следующую задачу дф,т). . , .. (7)

дх

5уК*,Т) , _п

а! ОХ

Решение поставленной задачи с использованием программы МаШетайса 6.0

имеет следующее выражение

. ЧСр-Сп)-еТ .^.яг^+ш^)]

где ^ = / йЬ - критерий, характеризующий диффузный и кристаллохимический режимы кристаллизации; ц„ - корни следующего характеристического уравнения:

^совС/О-д.-вт 00 = 0 (9)

Для примера, вычисление первого из десяти значений М„ - корней этого

характеристического уравнения в зависимости от критерия £ (в диапазоне его значений от 10'5 до 106) проведено по уравнению (10)

0.9986 • Е, + 0.35856 • ^1 99412 V1 + 0.68781^ + 0.145318- ¿Г'"412 (10)

Коэффициент корреляции данных уравнений г3 2:0.999999.

Концентрация С0 на границе кристалл - раствор (х=0) определяется из

уравнения

а -с ,у 4<с><>е *

А скорость кристаллизации ^ = /3 • (С0 - Сл) описывается следующей

зависимостью^=^2.д).^_^)+2.д.{^.[1+^соб(2.д)]^} (12)

Масса кристаллов, образующаяся за время г на единице поверхности затравки,

лА

то

На основании преобразования уравнений (8) и (10) получено уравнение (14), позволяющее определять средне интегральные значения межкристального

С, ¿¡Т-У_ ' Л^р-нгу-ь )_

' У* Т ¿ю(2.д).(4-^)+2.д-{^[1+^оо8(2-д)]+/|} (13)

раствора -С,- в процессе кристаллизации и вычислять на основании экспериментальных данных коэффициенты кристаллохимической реакции Р и диффузии М, толщину диффузного слоя к, если известен

хотя бы один из этих параметров.

Вычисление параметров Со, Укр, т и критерия \ проведено при постоянной температуре кристаллизации 40 °С; начальной концентрации пересыщенного раствора Ср=870 кг/м3; концентрации насыщенного раствора Сп=804 кг/м3. При этих условиях значение коэффициента диффузии глюкозы с учетом температуры и вязкости раствора составляет БЬ = 3,8'Ю'10 м2/с; значение коэффициента кристаллохимической реакции Р=11,6'Ю"9 м/с; толщина слоя объемной диффузии Ь— 510"5 м.

Из результатов вычислений следует, что истощение раствора от исходной концентрации до почти насыщенного состояния (Сп=810 кг/м3) происходит при снижении скорости кристаллизации глюкозы от 610"7 кг/м2с до минимальной за 7-8 ч, а содержание кристаллов достигает максимума через 5-6 ч с дальнейшим незначительным приростом.

Критерий £ показывает, какой из процессов (диффузионный или кристаллохимический) является определяющим. При £ <1( /?< Д£/ к) скорость процесса зависит от поверхностных явлений; при £ >1( ¡¡> ОЬ/ к) процесс считают диффузионным. При вычислении критерия £ в наших условиях получены его значения <1, что свидетельствует о лимитирующей стадии - кристаллохимической реакции при кристаллизации гидратной глюкозы, а не диффузии. Это можно объяснить тормозящим воздействием реакции таутомерного превращения (3 - глюкозы в а- форму при встраивании молекулы а- глюкозы в кристаллическую решетку, что косвенно подтверждается также высокой скоростью кристаллизации ангидридной глюкозы в условиях почти мгновенной таутомерной реакции при температуре 65-75 °С.

В табл. 3 приведены сравнительные данные, характеризующие условия кристаллизации глюкозы в гидратной и ангидридной формах, и

а=

Глюкоза гидратная Глюкоза ангидридная

Темнера- тура, С Растворимость, г в 100 г воды % СВ Вязкость, Пас Избыточная концен-ция (ЛС), г/100 г воды Время кристаллизации, ч Темнера-тура, С Растворимость, г в 100 г воды % СВ Вязкость, Пас Избыточная концен-ция (ДС), г/100 г воды Время кристаллизации, ч

40 162 нас 61,83 0,0230 0 65 320 76,2 0,0650 0

40 203 66,96 0,0520 41 48 65 426 81 0,214 106

40 186 65,00 0,0370 24 65 459 82 0,30 139 7

Длительность мутаротации т», = 172 мин ; 1 =40иС. Длительность мутаротации т„ =1 Омин - 7 мин; 1 =-65"С.

Коэффициент диффузии ОЬ(4()) =3,8 10 10 м2 /с Коэффициент диффузии 1)1,(65) = 2,36' 10 |<?м2 /с

Кристаллизация при снижении температуры охлаждением Скорость кристаллизации возрастает с повышением температуры Лимитирующая - кристаллохимическая стадия Кристаллизация при уваривании под разрежением Скорость кристаллизации понижается с повышением температуры Лимитирующая - диффузионная стадия

подтверждающие, что при кристаллизации гидратной глюкозы лимитирующей стадией является кристаллохимическая реакция, а при кристаллизации ангидридной глюкозы- диффузионная. Основаниями для такого заключения являются низкая скорость кристаллизации гидратной глюкозы, несмотря на низкую вязкость межкристального раствора и более высокий коэффициент диффузии. Возрастание скорости кристаллизации гидратной глюкозы с повышением температуры объясняется ускорением кристаллохимической реакции и процесса мутаротации.

Кристаллизация ангидридной глюкозы отличается более высокой скоростью поверхностных процессов, в том числе и ускоренной (в 15 раз быстрее) реакцией таутомерных превращений р - глюкозы в а - форму. Наблюдаемое незначительное снижение скорости кристаллизации с повышением температуры можно объяснить тормозящим воздействием на процесс диффузии вязкости растворов, в 5-6 раз превышающих вязкость растворов гидратной глюкозы, из-за чего величина коэффициента диффузии в условиях кристаллизации ангидридной глюкозы ниже. 4.2. Растворимость глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры и глюкозного эквивалента для сиропов, полученных с

применением ферментов, представлена на рис. 3, из которого следует, что растворимость глюкозы возрастает с повышением температуры и при снижении ГЭ растворов. Для практического применения эта зависимость выражена эмпирической формулой

Рис. 3. Зависимость растворимости глюкозы от температуры и глюкозного эквивалента

р =_ГУ_

0,0372-ГЭ2 -0,00813- 1п Г ГЭ2 -10,65 (15)

где Р - растворимость глюкозы, г /100 г воды; ГЭ - глюкозный эквивалент, %; ? - температура, °С

4.3. Затравки оказывают значительное влияние на кинетику кристаллизации глюкозы, т. к. высокая потребность в затравочных кристаллах - 10-15 % по массе утфеля - снижает производительность кристаллизаторов на 20-30 %, а качество затравки, характеризующееся количеством введенных центров кристаллизации, в итоге определяет гранулометрический состав кристаллов, выход и качество глюкозы. Для характеристики качества затравки разработана методика контроля ее по размеру кристаллов, количеству центров кристаллизации и их суммарной поверхности.

По результатам исследований семи образцов товарной глюкозы ситовым анализом с использованием кристаллографии (с учетом размеров по осям а:в:с =1,735:1,0:1,908) вычислены объем, масса, количество кристаллов и их поверхность в 1 г фракции и 1 г товарной глюкозы в зависимости от линейного размера кристалла -Ьа по его оси а (рис. 4). При этом масса кристаллов (ш, г) выражается эмпирической формулой

т=[2,92б-10"*-Ьа^-0,0283-и+0,781],10'в; Я = 0,999

Количество кристаллов (п, шт) в 1 г глюкозы описывается уравнением

(16)

п =10 6'19,8160.975 0,983 (17)

а площадь поверхности 1 г кристаллов (/, см2) вычисляется из

(18)

Расчетные данные свидетельствуют о том, что в зависимости от размера (50-200 мкм) кристаллы имеют массу

»2 =

уравнения Н668,25/Ъа-0,00294)102; 11=0,996

£ <0^ о 18 - О гч 9

• 1С

8- З15

£ 7

6 5

4{-3 2 1

> /

1 /

100 150 1_а, мкм

200 250

от 0,12'10"6до 10,810"6 г, их количество в 1 г глюкозы достигает 600 тыс. шт. и более, а поверхность 1 г - около

500 см, В 100 кг

Рис. 4. Зависимость массы (1), количества (2) и утфеля при размере поверхности (3) в I г кристаллов от их кристаллов 110 мкм их линейного размера (Ьа ) ,0

содержится 5,8' 10 штук,

в затравочном утфеле при среднем размере кристаллов 60-70 мкм их количество в 3-4 раза больше.

4.4. Зависимость скорости кристаллизации гидратной глюкозы от основных параметров

Для исследований использовали сиропы с ГЭ 91-98%, полученные

с применением ферментов, и растворы глюкозы с ГЭ 99,5-100 %. Полученные результаты описаны эмпирическим уравнением зависимости скорости кристаллизации глюкозы одновременно от трех параметров, а также представлены на рис. 5, 6.

j^-_£-1,095( 1,796+log AC) (9.969+log AC)pg-2,115+5,446 log AC ^4.255-0.01561og ГЭ -l,011791og AC

(19)

где К - скорость кристаллизации, мг/г. мин; ГЭ - глюкозный эквивалент, %; АС- избыточная концентрация, г/100 г воды; t - температура, °С.

Анализ показывает, что скорость ^ кристаллизации гидратной глюко-

Рис. 5. Зависимость скорости кристаллизации (К) от глюкозного эквивалента (ГЭ) и избыточной концентрации (ДС)

зы возрастает с повышением избыточной концентрации, глюкозного эквивалента и температуры.

Наибольшее влияние оказывает избыточная концентрация. Скорость кристаллизации прямо пропорциональна избыточной концентрации при ее значениях приблизительно до 25 г в 100 г воды (рис. 7), при дальнейшем увеличении избыточной концентрации она возрастает медленнее, достигая максимума в интервале ее значений 35-40 г в 100 г воды.

Рис. 6. Зависимость скорости кристаллизации (К) от температуры и глюкозного эквивалента

При этом с учетом гранулометрического состава кристаллов для растворов с ГЭ 91-97 % оптимальной является избыточная концентрация 35-40 г в 100 г воды при дозировке утфельной затравки не менее 25 %;

К, 10 мг

Г'МИН 8 6

15 20 25 30 35 40 45 АС, гИ 00 г воды

Рис.7. Зависимость скорости кристаллизации глюкозы от избыточной концентрации при температуре: 1-45°С; 2-35°С; 3-25°С

для растворов с ГЭ 98 -100 % величина избыточной концентрации должна

быть ниже - 30-35 г / 100 г воды. На основании этих данных уточнены

рабочие границы метастабильной зоны кристаллизации, выраженные в

концентрациях СВ сиропов (рис. 8).

Рис. 8 . Границы метастабильной зоны (1-верхняя, 2- рабочая, 3 -насыщения) при кристаллизации гидратной глюкозы из растворов с ГЭ 98 -100 %

30 35 40 Температура,0 С

4.5. Влияние вязкости утфелей на кинетику кристаллизации

глюкозы проявляется в ее механическом воздействии на кристаллы, приводящем к их истиранию и ухудшению гранулометрического состава.

Исследование вязкости модельных утфелей показало, что при концентрации кристаллов более 30 % утфели проявляют свойства неньютоновских жидкостей. Их реологические свойства характеризуются двумя параметрами - наименьшей пластической вязкостью и динамическим напряжением сдвига; оба параметра находятся в прямой зависимости от вязкости межкристального раствора и резко возрастают с увеличением

Производственная проверка в условиях Верхнеднепровского и Беслан-ского крахмалопаточных комбинатов подтвердила указанные выводы.

Для наглядности зависимость относительной вязкости утфеля от массовой доли кристаллов представлена на рис. 9. Подобный характер зависимости наблюдается и для динамического напряжения сдвига. Эмпирическая формула для вычисления значений вязкости утфеля (?/„) от массовой доли кристаллов (к) и вязкости межкристального раствора (//о) представлена в виде степенной функции

Т)н = Т\о 7,528 • 104 • К3,466 (20)

Динамическое предельное напряжение сдвига (0с1) утфеля также возрастает с увеличением (к) и выражается эмпирическим уравнением

ва =1,256 10"4 К3,8542 (21)

Полученные формулы можно использовать для оценки реологических свойств утфелей и обоснования своевременного окончания процесса кристаллизации. Для расчетов валов мешалок на прочность и потребляемой мощности на перемешивание и транспортирование утфелей можно принять

концентрации кристаллов в утфеле.

Рис. 9. Зависимость относительной вязкости утфеля (т1н/т]0) от массовой доли кристаллов (к)

максимальные значения: Г| н=27,0 Па' с; 0d = 250 Па.

4.6. Выявление условий истирания кристаллов в процессе кристаллизации. Опыты проводились в производственных условиях ВДКПК и БМК. Процесс кристаллизации глюкозы из сиропа с ГЭ 90-91 % продолжался 100-120 ч при снижении температуры от 44...43 °С до 28...30 °С. Величина избыточной концентрации поддерживалась в пределах, характерных для метастабильной зоны, что исключало выпадение «муки» и ее возможное влияние на гранулометрический состав кристаллов. Из полученных результатов (рис. 10) следует, что средний размер кристаллов на протяжении процесса кристаллизации (от начала и

приблизительно до его середины) возрастает, достигает 110-115 мкм, а затем начинает уменьшаться из-за истирания кристаллов, которое опережает их рост. В конце процесса центрифугирования, которое длится около 8 ч, средний размер кристаллов оставленной затравки уменьшается до 60 - 65 мкм.

Рис. 10. Изменение среднего размера кристаллов (dcp>) - 1, наименьшей пластической вязкости (Ц„) - 2 и содержания кристаллов (к) - 3 в утфеле при кристаллизации глюкозы

Как показали исследования, уменьшение среднего размера кристаллов утфеля начинается при его вязкости г)н =10-12 Пас, что соответствует содержанию кристаллов около 35 % по массе утфеля, а при их содержании около 45 % ухудшение качества утфеля становится явным; он приобретает белесый цвет из-за измельчения кристаллов и внедрения пузырьков воздуха.

4.7. Влияние размера кристаллов на качество центрифугирования

Уменьшение среднего размера кристаллов отрицательно отражается на процессе центрифугирования утфелей, что показано в опытах с центрифугированием модельных утфелей, приготовленных из кристаллов

разного размера и межкристального раствора. Количество отделившегося межкристального раствора снижается при уменьшении размера 1фисталлов

характерных для гидратной глюкозы.

4.8. Методика расчета оптимального режима охлаждения утфелей

Режим охлаждения утфелей оказывает исключительное влияние на кинетику кристаллизации гидратной глюкозы. Оптимальный режим кристаллизации ее должен предусматривать строгое соответствие скоростей охлаждения и кристаллизации. Для расчета режима охлаждения утфелей применен один из принципов, испытанный в сахарном производстве. За основу принято уравнение зависимости концентрации пересыщенного раствора Сл от температуры с, полученное нами из данных Джексона и Сильби, для чистых растворов глюкозы

Сп =а(0,00096253429^-0.0184Г + 0.8646815), (22)

где а - коэффициент пересыщения.

Продифференцировав левую и правую части уравнения по времени т, получим изменение концентрации раствора (АС/Дт) в зависимости от скорости охлаждения (ДУДт), которую обозначим через ¡V. ДС/Дт=а(0,001925068 -0.0184) Д1/Дт, (23)

Второе уравнение для ДС/Дт получим, выразив скорость изменения концентрации через скорость кристаллизации - К и площадь поверхности кристаллов в 100 кг утфеля-£ ДС/Дт=100 К£'(100-1,1 СВ0) (100-к), (24) где СВ0 - концентрация сухих веществ межкристального раствора в данный момент времени, % ; к - концентрация кристаллов в утфеле, %.

При совместном решении уравнений (23) и (24) получим расчетное уравнение для скорости охлаждения утфеля: 100 К £

ЙГ=----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(25)

а (0,001925068^—0.0184) (100- 1,1 СВо)(100-к) Использование уравнения (25) при расчете режима охлаждения

утфелей позволяет сократить продолжительность кристаллизации на

10-12 ч за счет поддержания избыточной концентрации раствора на

максимальном уровне.

5. РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГИДРАТНОЙ ГЛЮКОЗЫ

5.1.Испытания технологической схемы с раскачками утфеля оттеками

Для снижения отрицательного воздействия высокой вязкости утфелей

на их качество проведены опыты с раскачками утфелей зеленой патокой.

Установлено, что качество утфеля после раскачки заметно повышается из-за снижения его вязкости, которое подтверждается более высокой скоростью вращения цилиндра ротационного вискозиметра (кривая 1) (рис.12), и улучшения гранулометрического состава кристаллов за счет снижения содержания в них мелких фракций (рис. 13).

0.3

ю о

я а. 0.25

¡з 0.2

3 0.15

я В. 0.1

У о 0.05

с.

,1 2

/ / j

у У

50' 45

ш 40

S 35

'I 30 ё 25

| 20: 0)

1 15-

50 100 150 200 250 &

Нагрузка, г

60 80 100 120 140 160 180 200 Размер кристаллов, мкм

Рис. 12. Реологические характеристики утфеля: 1—после и 2 до раскачки

Рис. 13. Гранулометрический состав кристаллов: —до и — после раскачки

Однако, низкий ГЭ зеленой патоки, который на 7-10% ниже ГЭ утфеля, при раскачке снижает ГЭ утфеля, а использование его в качестве затравки приводит к снижению ГЭ утфелей последующих кристаллизаций. В производственных условиях ВДКПК испытана схема с промежуточным центрифугированием утфеля и возвратом межкристального раствора для раскачки, а сырых кристаллов - для приготовления затравки. Процесс кристаллизации с такой затравкой протекает интенсивнее, а раскачка снижает вязкость утфеля и улучшает гранулометрический состав кристаллов. Однако для работы по этой схеме требуется установка дополнительного оборудования, что усложняет технологию.

Для устранения недостатков, присущих обеим схемам, испытана раскачка утфеля белой патокой. Раскачку проводили за 15-20 ч до окончания процесса кристаллизации белой патокой с концентрацией 45-50 % СВ и 90,3 % ГЭ в количестве 5-10 % по массе утфеля. Вязкость утфеля после раскачки снизилась из-за уменьшения содержания кристаллов в нем на 4-5 % и понижения на 30-40 % вязкости межкристального раствора из-за снижения концентрации СВ в нем на 1-1,5 %. При этом степень пересыщения межкристального раствора не изменилась, т.к. после добавки белой патоки его ГЭ возросло на 1-1,5 %. Данные табл. 4 подтверждают преимущества раскачки утфелей белой патокой. Она имеет ГЭ 89-92 %, примерно одинаковый с ГЭ утфеля (90-91 %), и не снижает ГЭ утфеля при раскачках и длительном применении его для затравки.

Таблица 4. Показатели качества утфелей при разных способах раскачки

Технологическая схема Глюкозный эквивалент, %

сиропа утфеля раствора раскачки

ДО раскачки после раскачки

С раскачкой зеленой патокой 90-91 90-91 89,5-90 80-81

С промежуточным центрифугированием 90-91 92-93 90-91 84-85

С раскачкой белой патокой 90-91 90-91 90-91 89-92

Длительность цикла центрифугирования такого утфеля сокращается на 2025%, повышается выход глюкозы из кристаллизатора на 3-5 % и улучшается качество глюкозы из-за снижения цветности ее растворов на 2-4 %. На способ получен патент № 2336308 от 20.10.2008 г. Схема рекомендована к

, внедрению на глюкозных заводах.

5.2. Разработка непрерывного процесса кристаллизации глюкозы

Периодический способ кристаллизации имеет существенные недостатки: низкую производительность кристаллизаторов из-за использования 30% их объема для затравки и удлинения цикла из-за I

вспомогательных операций (заливки, перемешивания, выгрузки) в каждом I

кристаллизаторе; трудность обслуживания, регулирования температуры в каждом аппарате и невозможность получения утфелей равномерного качества. |

1 На ВДЮЖ в линии 2-го продукта испытана производственная

установка (рис.14) для непрерывной кристаллизации глюкозы. Сироп непрерывно заливали в один из сборников, куда подавали утфель или влажные кристаллы для затравки. Перемешанная смесь сиропа с

сироп из вакуум-аппарата

Рис. 14 . Схема установки непрерывной кристаллизации глюкозы: 1 - холодильники; 2 - кристаллизаторы; 3, 4 - шнеки дли гпюкозного утфеля; 5 - течка для утфеля-затравки; 6 -емкость с мешалкой; 7 - насос

затравкой поступала в первый кристаллизатор, из которого переливом или шнеками утфель перемещался по всем аппаратам установки; готовый утфель выгружался из последнего - седьмого кристаллизатора. Температуру утфеля в каждом последующем кристаллизаторе поддерживали на 2 °С ниже в сравнении с предыдущим. В результате кристаллизации получен утфель с содержанием кристаллов 41,44 % при истощении гидрола до нормы - ГЭ 70,5 % (табл. 5).

Центрифугирование утфелей проходило без затруднений. Производительность установки составляла 1,5 м3/чили 36 м3 утфеля Таблица 5. Усредненные показатели качества утфеля по кристаллизаторам

непрерывной установки

№ Температура, Межкристальный Содержание

кристаллизатора °С раствор кристаллов, %

СВ. % ГЭ. %

1 43 76.5 83.5 11.78

2 40.3 75.3 82.13 20.63

3 38.2 73.0 77.63 24.48

4 36.3 72.0 75.97 33.54

5 34.1 69.3 73.57 39.08

6 31.5 68.5 71.82 40.88

7 29 68.0 70.50 41.44

в сутки вместо 20 м всех семи кристаллизаторов при периодическом

режиме. Установка внедрена в линии 2-го продукта.

5.3. Кристаллизация сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала в одну стадию

Эти сиропы имеют ГЭ в среднем 94,5 % при содержании глюкозы в них

90-90,5 %. Расчет и испытания

в»

90 88

§ 86

| 84

С 82

Я 80 В"

| 78 С 76

■

/ / Г

г /

показали, что ГЭ межкристального раствора в конце кристаллизации такого сиропа составляет 86,3 %, а смесь получаемых побочных продуктов (зеленая, белая патока, крупка и др.) при выходе глюкозы из утфеля 38 % имеет ГЭ 89,42 % (рис. 15). Технологическая схема одностадийной кристаллизации сиропа с ГЭ 90,5-91 %, полученного смешиванием осахаренного сиропа (ГЭ 94,5 %) с зеленой патокой (ГЭ 78-79 %), является более рациональной, т.к. одной стадии совместить кристаллизацию двух продуктов и

ГЭ сиропа, %

Рис. 15. Зависимость ГЭ побочных продуктов от ГЭ исходного сиропа:— смесь побочных продуктов (зеленая, белая патоки, крупка и др.); — межкристальный раствор

позволяет в

получить одну глюкозу высокого качества при глубоком истощении сиропа.

Расчет показывает, что для получения сиропа с ГЭ 90,5 - 91 % на 100 кг СВ сиропа с ГЭ 94,5 % необходимо добавлять от 25 до 38 кг СВ зеленой патоки с ГЭ 78-79 %; добавляемая порция зеленой патоки возрастает до 60 % в зависимости от количества возвращаемых в основную цепь иных, с высоким ГЭ продуктов (белой патоки, крупки, скрубберной пыли).

Результаты кристаллизации сиропа с ГЭ 90,68 % показали, что истощение его происходит до ГЭ 76,81 %, сравнимого с двухстадийным процессом, при котором ГЭ гидрола составляет 75, 7 %.

Рис. 16. Наращивание кристаллической массы в утфелях при кристаллизации: 2- по одностадийной схеме; 1,3-первый и второй продукты по двухпродуетовой схеме

Сравнительные данные наращивания кристаллической массы в утфелях при кристаллизации по двухпродуктовой и одностадийной схемам (рис.16) показали, что более глубокое (на 1 % больше) истощение сиропа при работе в две стадии должно повышать выход глюкозы также на 1 %. Однако потери СВ по двухпродуктовой схеме возрастают на 2 % и, следовательно, этого теоретически возможного увеличения выхода не хватает даже на компенсацию повышенных потерь и подтверждает эффективность одностадийной схемы. Промышленные испытания одностадийной технологической схемы (рис.17) проведены на ВДКПК. При испытаниях ГЭ кристаллизуемых сиропов составлял 88,5—91,56 %, а ГЭ межкристальных оттеков в конце кристаллизации снижался до 76,5-77 %. Продолжительность кристаллизации составляла около 90 ч, а длительность цикла центрифугирования утфелей понизилась на 20-25 % по

сравнению с утфелями кислотного способа. Для использования высокой кристаллизационной способности сиропов с ГЭ 94,5-95 % предложено смешивать его с зеленой патокой не сразу, а приблизительно через сутки от начала кристаллизации (АС СССР № 8636420), благодаря чему продолжительность процесса кристаллизации сокращается на 10-12 ч.

Очищенный осахаренный сироп ——————

Первый оттек

Дозирующее устройство

Актгакьш уголь,

быЕШИЙ! уттотребле кии

Обесцвечивание

жидкого сиропа *

Фильтрование

Выпаривание *

Обесцвечивание густого сиропа

, Фильтрование *

Контрольное фильтрование

Активный уголь Фильтрационный 'осадок в кори

Активный уголь

Уваривание

Первый оттек (60%)

Второй оттек

^Скрубберная

пыль —«.» ■ Крупка—

Охлаждение ^ *

Кристаллизация #

Первый оттек Ценгрифу-

на реализацию гирование

(¿10%) +

Сушка——

РассеБ к утшшка * Глюкоза

Рис. 17. Схема получения глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала с одностадийной кристаллизацией

Внедрение способа кислотно-ферментативного гидролиза крахмала с

одностадийной кристаллизацией сиропов вместо кислотного способа

позволило снизить продолжительность процесса кристаллизации от

100-120 ч до 80 ч. При этом выход глюкозы из крахмала возрос на 7-8 %,

упростилась технология и снизились затраты на ее обслуживание из-за

ликвидации линии второго продукта Технологическая схема внедрена на

крахмалопаточных комбинатах - ВДКПК, ЕГПК и БМК. В 1985 г. за разработку и внедрение технологии коллектив авторов награжден Государственной премией УССР.

5.4. Разработка технологии глюкозной помадки с функциональными свойствами предусматривает создание нового продукта питания, обогащенного биологически активными веществами плодово-ягодных и лекарственных растений. Разработаны рецептуры и технология глюкозной помадки с функциональными свойствами в качестве малобелкового энергизирующего средства с витаминной и иммуностимулирующей активностью. Основным компонентом помадки является глюкоза, которая в рецептуре выполняет роль сладителя, структурообразователя,

энергетического средства. В состав рецептур помадки включены клюква, облепиха, черника, черная смородина, боярышник, экстракты шиповника и эхинацеи. В технологии глюкозной помадки ведущей является стадия формования, физико-химической основой которой служит процесс кристаллизации глюкозы. В качестве наполнителей и антикристаллизаторов испытаны также сладители: фруктоза, патока, сорбит и их влияние на скорость кристаллизации глюкозы.

При этом каждый из испытуемых компонентов оказывал приблизительно одинаковое (табл. 6), в среднем на 30 %, понижающее влияние на скорость кристаллизации глюкозы.

Таблица 6. Влияние патоки, сорбита, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы

Состав компонентов Текучесть сиропа, с Сухие вещества сиропа, % Скорость кристаллизации, мг/г.мин

Глюкоза 10 77,4 7,68

Глюкоза: патока 3,5:1 18 77,5 5,50

Глюкозахорбит 3,5:1 15 77,4 5,55

Глюкоза: фруктоза 3,5:1 16 77,2 5,22

При экспериментальном хранении опытных образцов помадки установлено, что наибольшей влагоудерживающей способностью обладает помадка с фруктозой.

На основании исследований в рецептуру помадного сиропа введены сорбит и патока, минимально тормозящие процесс кристаллизации на стадиях приготовления помадной массы и выстойки, и фруктоза,

обладающая высокой влагоудерживающей способностью, обеспечивающей стабильность качества продукта при хранении. Введение фруктозы в помадную массу рекомендовано проводить в конце кристаллизации. Для помадки, упакованной в полиэтиленовый пакет и картонную коробку, установлен срок годности - б месяцев.

По результатам медико-биологических и клинических испытаний (НИИ питания, НИИ фармации, ВИЛАР) глюкозная помадка, как малобелковый продукт, рекомендована для питания детей - больных фенилкетонурией и хронической почечной недостаточностью; для профилактики авитаминозов и витаминно-минерального дефицита (помадка с экстрактом шиповника, с облепихой, черной смородиной, клюквой); в качестве иммуностимулирующего средства (с экстрактами шиповника и эхинацеи). Во ВНИИ крахмалопродуктов организовано опытное производство глюкозной помадки с реализацией ее через торговую и аптечную сети. Способ защищен авторскими свидетельствами и патентами РФ (№ - 1805868, 2030879, 2094050, 2335134). Продукция удостоена медалей и дипломов ВДНХ СССР и ВВЦ РФ.

6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГЛЮКОЗЫ В АНГИДРИДНОЙ ФОРМЕ

6.1. Исследование кинетики кристаллизации ангидридной глюкозы

При исследовании влияния физико-химических параметров на кинетику кристаллизации ангидридной глюкозы испытаны основные, необходимые для разработки технологического режима кристаллизации: растворимость, избыточная концентрация, глюкозный эквивалент, температура, затравка.

6.1.1. Растворимость глюкозы при температуре получения ангидридной глюкозы (55...75 °С) в присутствии примесей ферментативного гидролиза крахмала представлена в виде эмпирических уравнений

по ГЭ Рга=0,05221-0,309 (26)

по глюкозе РГД0548Ь 0,374 (27)

6.1.2. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от основных физико-химических факторов

Согласно методу рационального планирования эксперимента

проведено 25 опытов с варьированием каждого из трех исследуемых факторов - ГЭ, избыточной концентрации (АС) и температуры (1) - на пяти уровнях.

На основании экспериментальных данных получено уравнение зависимости скорости кристаллизации (К) от перечисленных параметров К = 1,44 К)"3 {Г0'845 ( 100"гэ) + О,23 } (ДС)0-89 -(219-1). (28)

Рис. 18. Зависимость скорости кристаллизации от ГЭ сиропа(температура 55°С; ДС сиропа, г/100 г воды: 1 - 105; 2 - 65; 3 - 25)

Как видно из уравнения, с ростом избыточной концентрации скорость кристаллизации увеличивается не прямо пропорционально ей, а быстрее. По 1рафикам зависимости скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от перечисленных параметров (рис. 18-20) можно проследить за

К, мг/(г ■ мин)

15 12 9 в 3

-2 -3

К, мг/(гмин) 7

4Ь

25 45 65 85 ДС,г/100гН20

Рис. 19. Зависимость скорости кристаллизации от избыточной концентрации (при ГЭ,%: 1 - 100; 2 -98; 3-96)

55 60 65 70 75 t,°G

Рис. 20. Зависимость скорости кристаллизации от температуры сиропа (ГЭ -98%; ДС, г/100 г воды: 1 -105; 2 - 65; 3 -

повышением скорости кристаллизации с возрастанием глюкозного эквивалента, избыточной концентрации и незначительным снижением ее с ростом температуры. При снижении глюкозного эквивалента сиропа со 100 до 96 % скорость кристаллизации уменьшается в 5 раз, из-за чего получение ангидридной глюкозы из сиропов с ГЭ ниже 94 % практически невозможно. Поэтому получать ее целесообразно из растворов сырой (после центрифуг) глюкозы с ГЭ 99,5 % и из сиропов с ГЭ 97-98,5 %, полученных ферментативным гидролизом крахмала. 6.1.3. Температура кипения и зародышеобразование

Исследования по определению зависимости температуры кипения сиропа от концентрации сухих веществ показали, что при уваривании сиропа от 70 до 85 % СВ температура кипения сиропа повышается от 66 до 80 °С при разрежении 600 мм рт. ст.; от 62 до 76,5 °С при вакууме 650 мм рт. ст.; от 60 до 72 °С при вакууме 700 мм рт. ст.; от 56,5 до 69 °С при вакууме 730 мм рт. ст.

Начало образования кристаллов контролировалось с помощью микроскопа. Самопроизвольного зарождения кристаллов не наблюдалось при уваривании сиропа в течение 4-5 ч до концентрации СВ 88-90 % и более, вплоть до превращения сиропа в прозрачный леденец.

При внесении затравки из кристаллов ангидридной глюкозы в количестве 0,01 % кристаллообразование во всей массе сиропа происходило через 30-60 с при концентрации сиропа 82-85 %. По результатам исследований определены границы метаста-бильной зоны пересыщенных растворов (рис. 21). При температуре 65...70 °С и концентрации 82-83 % СВ проводится образование зародышей, при

Рис. 21. Границы метастабильной зоны уваривания утфелей ангидридной глюкозы в зависимости от температуры кипения при разрежениях, мм рт. ст: 1-600, 2 - 650, 3-700, 4730; — граница насыщения,--верхняя

граница пересыщения

СВ 79 -81 % - наращивание кристаллов. 6.2.Разработка технологии ангидридной глюкозы 6.2.1. Технологический режим кристаллизации разрабатывали при уваривании утфелей на лабораторной установке, а затем в полузаводских условиях - в вакуум-аппарате объемом 20 л.

Опыты проводили при температурах 65...70 °С и избыточной концентрации глюкозы в межкристальных растворах 87 - 120 г/100 г воды в опытах 1-5 и 130 - 170 г/ 100 г воды в опытах 6-7, что соответствовало концентрации СВ в растворах 79-82 %. В конце опытов концентрацию межкристальных растворов понижали до 77-79 %.

Результаты опытов (1-5) для чистых растворов глюкозы и (6-7) для сиропов ферментативного гидролиза крахмала представлены в табл. 7. Уваривание утфелей из чистых растворов продолжалось от 5 ч 40 мин до 6 ч 30 мин. Готовые утфели при концентрации СВ 88,3-88,9 % содержали 52,4 - 57,3 % кристаллов. В зависимости от избыточной концентрации

Таблица 7. Результаты опытов по увариванию утфелей

№ опыта Время, ч, мин Концентрация, %СВ Характеристика кристаллов

раствора утфеля выход, % влажность, % размер, мм

1 6-20 78 88,6 52,8 3,82 0,11x0,17

2 6-15 77 89,7 56,1 1,86 0,12х 0,18

3 5-40 78 89,9 57,3 2,14 0,18x0,25

4 6-30 78 88,3 52,4 3,38 0,12x0,14

5 6-30 78 89,6 56,6 2,52 0,21x0,25

6 9-10 79 89,6 54,1 2,20 0,12x0,25

7 9-00 79 89,7 53,7 2,97 0,12х 0,21

глюкозы в растворах при уваривании кристаллы имеют средний размер 0,10,2 мм; крупные кристаллы (опыт 5) получены при уваривании при избыточной концентрации 120 г в 100 г воды, а мелкие - в опыте 1 - при низкой избыточной концентрации (87 г /100 г воды). Влажность кристаллов после центрифугирования колеблется от 1,86 до 3,82 % в зависимости от размера, однородности кристаллов и концентрации СВ межкристального раствора. В опытах 6-7 при кристаллизации глюкозы из сиропа с ГЭ 98 %, полученного ферментативным гидролизом крахмала, продолжительность

процесса возрастает до 9 ч. Влияние примесей ферментативного гидролиза выражается также и в заметной тенденции роста кристаллов в длину. Анализ цветности утфелей и полученных кристаллов при уваривании показал, что прирост цветности утфелей не превышает 4 - 5 % и не снижает качество фармакопейной глюкозы.

6.2.2. Промышленные испытания технологии проводились на ВДКПК,

где смонтирована опытная линия (рис. 22) и включена в производственную цепь медицинской глюкозы.

Рис. 22. Схема опытной установки для получения ангидридной глюкозы Для испытаний технологии во ВНИИК разработан и изготовлен вакуум-аппарат ВАГ-7,5 в нержавеющем исполнении на 7,5 т утфеля за один цикл.

При испытаниях в вакуум-аппарат набирали сироп в количестве 25-30 % к полезному объему аппарата, сгущали до пробы (83-84 %). Заводку кристаллов проводили затравкой из 10-15 г ангидридной глюкозы на 1 тонну сиропа.

Достаточное количество образовавшихся кристаллов наблюдали через 3—5 мин после внесения затравки органолептически (по слабому помутнению сиропа), с помощью микроскопа и колориметрическим методом. Наращивание кристаллов проводили при уваривании утфеля с поддержанием СВ в межкристальном растворе в пределах 80-82 % за счет подкачек сиропа с СВ 50-55 %. Продолжительность уваривания составляла 6-7 ч (рис. 23).

Полученный утфель имел концентрацию 89-91 % СВ и содержал 50-55 % однородных, четко ограненных кристаллов с размером 0,15—0,25 мм при концентрации межкристального раствора 76-77 %.

Рис. 23. Наращивание кристаллической массы при уваривании утфеля

6.2.3. Центрифугирование утфелей проводили на предварительно подогретой паром центрифуге ФПН-1251 Л. Промывку кристаллов водой с температурой не ниже 60 °С начинали сразу же после загрузки центрифуги утфелем. Продолжительность цикла центрифугирования не превышала 4 мин вместо 12-15 мин для гидратной глюкозы. Предлагаемая технология предусматривает сокращение длительности процесса кристаллизации в 6-7 раз по сравнению с технологией гидратной глюкозы. Для обеспечения выработки 25-30 т ангидридной глюкозы в сутки требуется 2 вакуум-аппарата производительностью 7,5 т вместо 7-8 кристаллизаторов по 40 т при получении гидратной глюкозы; количество центрифуг сокращается в 3 раза, а расход электроэнергии на центрифугирование снижается в 3,7 раза. Уменьшение расхода тепла почти в 5 раз наблюдается в процессе высушивания ангидридной глюкозы от влажности 2,5-3 % до 0,5-1 % в сравнении с гидратной глюкозой, требующей высушивания от 14-16 % до равновесной влажности -9%.

Условия кристаллизации ангидридной глюкозы (6-7 ч при температуре 65-70°С) исключают развитие микробиологических процессов и позволяют получать глюкозу с высокой микробиологической чистотой, а низкое содержание влаги в ангидридной глюкозе препятствует размножению микробов и при ее хранении, способствует увеличению срока годности глюкозы и препаратов из нее и повышает эффективность транспортных перевозок.

б.2.4.Разработка нормативной документации на производство глюкозы

Выработано более 20 партий ангидридной глюкозы по 3-5 т. Установлено полное соответствие ее качества требованиям Госфармакопеи, Х-XI изд. По микробиологической чистоте ангидридная глюкоза значительно превосходит гидратную. Она содержит до 10 микробов в 1 г при норме 100 микробов. Испытания ангидридной глюкозы на гигроскопичность показали, что она активно поглощает влагу из воздуха при относительной влажности его > 75 %. Установлен срок годности глюкозы 5 лет при ее упаковке в мешки из полиэтилена с запайкой и вложением их в крафт- и льняные мешки.

На основании фармакологических испытаний Минздравом СССР выдано Регистрационное удостоверение № 86/447/1 от 2 апреля 1986 г. на производство и применение ангидридной глюкозы в медицинской практике. Разработана и утверждена Фармакопейная статья - ФС 42-3102-94 «Глюкоза безводная», а по результатам промышленных испытаний технология ангидридной глюкозы Госагропромом СССР и Минздравом СССР рекомендована к внедрению вместо медицинской гидратной глюкозы. Разработаны технологические регламенты для проектирования и совместно с ГИПРОСАХпромом - проекты строительства цехов по производству фармакопейной ангидридной глюкозы мощностью 31 и 15 тв сутки.

7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ ИЗ СИРОПОВ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

Высокие требования к качеству фармакопейной глюкозы предъявляются по цветности и прозрачности растворов, содержанию минеральных и углеводных примесей. Поэтому ее получают по технологии с гидролизом

крахмала с помощью ферментов, с дополнительной очисткой активным углем и ионообменными смолами или перекристаллизацией растворов пищевой глюкозы, приготовленных на дистиллированной воде.

Внедрение ферментов для гидролиза крахмала в глюкозном производстве привело к улучшению состава сиропов, особенно, по увеличению содержания глюкозы до 96,5-97,5 %.

Для получения глюкозы из таких сиропов разработана рациональная технологическая схема (Пат. РФ № 2314351), представленная на рис. 24. Она включает промывку крахмала и приготовление крахмальной суспензии на дистиллированной воде; гидролиз крахмала с использованием ферментов, не требующих для их активации ионов кальция; очистку активным углем с

Глюкоза ангидридная Зеленая Глюкоза гидратная фармакопейная патока ( = 9 %)

ПУ=Ш

Рис. 24. Технологическая схема получения глюкозы фармакопейной и пищевой из сиропов, полученных с применением ферментов

низким содержанием водорастворимой золы (0,01-0,05 %). После очистки ГЭ сиропов возрастает на 1-1,5 %. Из таких сиропов наиболее рационально получать глюкозу в ангидридной форме. Кристаллизация ее протекает при температуре 65...70°С в зависимости от глюкозного эквивалента (ГЭ) сиропов в течение 6-8 ч при уваривании утфелей в вакуум-аппарате, что ускоряет процесс и исключает нежелательное развитие микроорганизмов. Уваренный утфель содержит 50-55% кристаллов при концентрации сухих веществ 90-91 % (рис. 25).

Продолжительность процесса центрифугирования утфеля составляет 4-5 мин. Готовая глюкоза содержит менее 1 % влаги и имеет фармакопейное качество, при этом микробиологическая чистота ее выше медицинской гидратной глюкозы. Первый оттек, отделяемый при центрифугировании утфеля ангидридной глюкозы, имеет ГЭ 94,5-95,5 %; получать глюкозу из него можно только в гидратной форме. За одну кристаллизацию его можно

-Г 90

£ 88 Н

а 86

&84 82

во-

время уваривания, мин

Рис. 25. Рост концентрации СВ утфеля при уваривании

истощить до ГЭ 77-79 %, как показали исследования и опыт одностадийной кристаллизации сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала. Для этого необходимо в сироп с ГЭ 94,5-95,5 % добавлять оттеки от второй кристаллизации с ГЭ 77-79 % в пропорции, требующейся для снижения ГЭ сиропа до 90-91 %. Кристаллизация проводится в течение 70-80 ч при охлаждении утфеля от 45 до 30 °С. Полученный утфель центрифугируют, гидратную глюкозу направляют на сушку и упаковку, а межкристальный оттек частично возвращают для регулирования ГЭ сиропа гидратной глюкозы. Оставшуюся часть оттека реализуют в виде готового глюкозного продукта - зеленой патоки. По предлагаемой схеме из сиропа с ГЭ 98,0-98,5 % получают ангидридную глюкозу фармакопейного качества за 7-8 ч без перекристаллизации, а из оттеков - пищевую гидратную

глюкозу за 70-80 ч.

При этом суммарная продолжительность стадий кристаллизации обоих продуктов сокращается в 1,5 раза и составляет в среднем 85 ч вместо 130 ч при получении фармакопейной и пищевой глюкозы в гидратной форме. Упрощается технология, повышается выход глюкозы и возрастает микробиологическая чистота фармакопейной глюкозы.

. Технология испытана в опытно-промышленных условиях Борисоглебского крахмального завода и промышленных условиях глюкозного завода «Экзон- Глюкоза» ( Республика Беларусь).

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований и других выполненных работ получены выводы и даны рекомендации промышленности.

1. Впервые разработана математическая модель кинетики кристаллизации глюкозы, на основе которой определена лимитирующая - кристалл-лохимическая стадия процесса кристаллизации гидратной глюкозы. Модель позволяет контролировать в процессе кристаллизации концентрацию межкристального раствора, скорость кристаллизации глюкозы и содержание кристаллов в утфеле и корректировать режим охлаждения утфелей.

2. Для изучения кинетики кристаллизации глюкозы разработаны методики определения скорости кристаллизации (АС СССР № 849075), гранулометрического состава кристаллов, концентрации сухих веществ в растворах и утфелях.

3. Исследовано влияние важнейших параметров на кинетику кристаллизации глюкозы:

- растворимости глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры в интервале 20...75°С и глюкозного эквивалента для сиропов ферментативного гидролиза крахмала;

- затравки в зависимости от массы, количества и поверхности кристаллов; разработана методика расчета количества;

- вязкости утфеля в зависимости от вязкости межкристального раствора,

содержания и размера кристаллов и определено влияние вязкости утфеля на гранулометрический состав кристаллов в процессе кристаллизации глюкозы;

- определено влияние сорбита, патоки, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы в помадной массе и определены их оптимальные концентрации для рецептур глюкозной помадки;

- исследованы и установлены параметры стадий зародышеобразования и наращивания кристаллов при получении утфелей ангидридной глюкозы; разработан инструментальный метод контроля количества образующихся кристаллов на стадии зародышеобразования.

4. Научно обоснован, разработан и испытан в производственных условиях ВДКПК, БМК рациональный способ снижения вязкости утфелей раскачками их оттеками. Лучшие результаты получены от применения белой патоки (Пат. РФ № 2336308). Продолжительность цикла центрифугирования снизилась на 20-25 %, повысился выход глюкозы из кристаллизатора на 3 - 5 %, снизилась цветность растворов глюкозы на 2-4 %.

5. Разработан и внедрен в производственных условиях ВДКПК непрерывный способ кристаллизации гидратной глюкозы, повышающий производительность станции кристаллизации на 40 %.

6. Научно обоснован, разработан и внедрен рациональный способ одностадийной кристаллизации (АС РФ № 863642) для сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала на ВДКПК, БМК, ЕГПК. При этом ликвидирована линия 2-го продукта, а выход глюкозы повысился на 7-8 %. Технология удостоена Государственной премии УССР в 1985 г.

7. Впервые научно обоснована, разработана и внедрена технология глюкозной помадки с функциональными свойствами. Медико-биологические испытания показали ее эффективность в качестве малобелкового и энергизирующего средства с витаминной и иммуностимулирующей активностью. Способ защищен АС и патентами РФ (№ 1805868, 2030879, 2094050, 2335134).

фармакопейной глюкозы. Технология рекомендована к внедрению взамен медицинской гидратной. Разработаны и утверждены Минздравом СССР и РФ Фармакопейная статья ФС 42-3102-94 «Глюкоза безводная» и Технологический регламент на ее производство. Получено разрешение Минздрава СССР на производство и применение ангидридной глюкозы взамен медицинской гидратной (Регистрационное удостоверение № 86/447/1 от 2 апреля 1986 г.). Разработана конструкция вакуум-аппарата в нержавеющем исполнении на 7,5 т утфеля за один цикл. Разработаны Технологические регламенты для проектирования производства медицинской ангидридной глюкозы и совместно с ГИПРОСАХПромом проекты на строительство новых цехов фармакопейной ангидридной глюкозы мощностью 31 и 15 т в сутки.

10. На основании проведенных исследований и практического использования результатов диссертационной работы решена важная народнохозяйственная задача по созданию высокоэффективной технологии для организации производства фармакопейной и пищевой глюкозы в России. Общий суммарный экономический эффект от внедрения разработок составляет около 40 млн руб.

9. ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ

1. Трегубов H.H., Хворова JI.C. Зависимость вязкости глюкозного утфеля от содержания кристаллов//Сахарная пром-сть,- 1965.-№ 4.-С.56

2. Хворова JI.C., Трегубов H.H. О вязкости глюкозных утфелей // Труды ВНИИ крахмалопродуктов. - М.-1966.- Вып.8.- С.71-78

3.ЛадурТ.А., Хворова J1.C. Качество кристаллической глюкозы // НТИ «Крахмалопаточная пром-сть».- М.:ЦИНТИПищепром-1968.- Вып.4,-С.1-9

4. Трегубов H.H., ЛадурТ.А., Хворова JI.C. Улучшение условий

кристаллизациии и центрифугирования глкжозных утфелей путем раскачки их зеленой патокой // Сахарная пром-сть.- 1968.- № 2,- С. 54-59

5. Хворова JI.C., Трегубов H.H. Некоторые реологические свойства глюкозных утфелей // Сахарная пром-сть.- 1969.-№ 1.-С.61-64

6. Хворова Л.С., Сидорова Е.К. Снижение вязкости межкристального оттека при производстве глюкозы // НТИ «Крахмалопаточная пром-сть».- М.: ЦНИИТЭИПищепром.-1971.- Вып. 5.-С. 1-6

7. Трегубов H.H., Хворова JI.C. Определение гранулометрического состава кристаллов в глюкозном утфеле // Сахарная пром-сть,-1971.- № 8,- С. 48-53

8. Хворова Л.С. Определение величины удельного вращения медицинской глюкозы // НТИ «Крахмалопаточная пром-сть».- М.: ДНИИТЭИПищепром.-1971.-Ж11.-С.1-7

9. Трегубов H.H., Хворова Л.С., Сидорова Е.К. Производственная проверка кристаллизации глюкозы с промежуточным центрифугированием и затравкой в виде сырых кристаллов // Сахарная промышленность.-1973.-№ 2,- С.63-67

10. Сидорова Е.К., Хворова Л.С., Романюха Н.Д. Уточнение технологического режима кристаллизации медицинской глюкозы // Э-И «Крахмалопаточная промышленность. - М.:ЦНИИТЭИПищепром.-1973.-№ 4.-С.1-4

11. Сидорова Е.К., Хворова Л.С., Коваленко В.В. Получение глюкозы фармакопейного качества из сиропа 1 продукта // Э-И «Крахмалопаточная промышленность».- М.:ЦНИИТЭИПищепром.~ 1973.-Вып.8.- С.5-8

12. Хворова Л.С. Исследование процесса кристаллизации ангидридной глюкозы// Тез. докладов У1 Всесоюзн. научн. симпоз. по физико-химии крахмала и крахмалопродуктов.-М.,1974,- С.78

13.Хворова Л.С. Производство ангидридной глюкозы.-М.: ЦНИИТЭИПищепром. - 1974.- 32 с.

14. Клейман И.Л., Медзеновский В.Б., Хворова Л.С. Исследование процесса кристаллизации глюкозы методом многофакторного планирования. // Труды ВНПО «Пшцепромавтоматика».- Одесса.- 1975.-Вып. 14.- С.125-127

15. Хворова Л.С., ГулюкНГ., Бондарь Е.Г. Производственная проверка технологии получения медицинской ангидридной глюкозы //Сахарная промышленность, - 1977.- № 9.-С.59-62

16. Кривцун J1.B., Овчинников А.Е., Филиппова Н.И., Салтанова О.В., ХвороваЛ.С. и др. Водопотребление и водоотведение в крахмалопаточной промышленности.- М., 1977.-73 с.

17. Сидорова Е.К., Хворова JI.C. Качество импортной кристаллической глюкозы // НТРС «Пищевая промышленность».- М.: ЦНИИТЭИПищепром.-1978.- Сер.5.- № 2.- С.6-9

18. ГулюкН.Г., ХвороваЛ.С., Сидорова Е.К. и др. Опыт непрерывной кристаллизации глюкозы //НТРС «Пищевая промышленность».-М.: ЦНИИТЭИПищепром. -1979,- Сер. 5.- Вып.2.- С.7-11

19. Трегубов H.H., Хворова Л.С., Тищенко- Романченко Г.В. Кристаллизация глюкозы из сиропов, осахаренных ферментами // Сахарная пром-сть.-

1980.-№ П.- С.47-50

20. Тищенко-Романченко Г.В., Хворова U.C., Трегубов Н.Н Определение скорости кристаллизации глюкозы //НТРС «Пищевая пром-сть».-М.: ЦНИИТЭИПищепром. -1981.-Сер.5.-Вып.2.- С. 11-15

21. Тищенко-Романченко Г.В., Хворова Л.С., Трегубов H.H. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от основных физико-химических факторов //Сахарная пром-сть.-1981,- № 8,-С.56-58

22. Кривцун Л.В., Салтанова О.В., Хворова Л.С. Временная отраслевая методика нормирования водопотребления и водоотведения в крахмалопаточной промышленности. - M., 1981,48 с.

23. Хворова Л.С., Тищенко-Романченко Г.В., Трегубов H.H. Исследование условий кристаллизации ангидридной глюкозы //Тез. докладов У111 Всес. научн. симпоз. «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов».-М.,

1981. -С.27-29

24.Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Тищенко-Романченко Г.В. Кристаллизация глюкозы в одну стадию из сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала // НТРС «Пищевая промышленность».- М.: ЦНИИТЭИПищепром. -1982.- Сер.5.- Вып. 4.-С.З-6

25. Карчевская В.В., Хворова Л.С. и др. Об использовании глюкозы ангидридной в медицинской практике // Фармация. - 1983.-№ 3.- С.59-61

26. Гулюк Н.Г., Лукин Н.Д., Хворова Л.С. и др. Пути совершенствования процессов кристаллизации глюкозы // Сахарная пром-сть.-1983.-№ 8.-С.43-45

27. Кривцун Л.В., Хворова Л.С. Опыт рационального водоиспользования в крахмалопаточной промышленности//НТРС «Пищевая промышленность».-

M.:ЦНИИТЭИПищепром,-1983 .-Cep.5.- Вып. 1.-28 с.

28. Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Бондарь Е.Г и др. Внедрение способа одностадийной кристаллизации глюкозы на Верхнеднепровском крахмалопаточном комбинате // Сахарная пром-сть.- 1986.-№ 7.- С.48-50

29. Хворова Л.С., Пихало Д.М. Рефрактометрический метод определения концентрации сухих веществ в чистых глюкозных растворах // Э-И «Отечеств, опыт » - АгроНИИТЭИПП.-1987.-Сер.З.-Вып. 2.-С.10 -12

30. Хворова JI.C. Новое в технологии кристаллизации глюкозы в СССР и за рубежом.- М.: АгроНИИТЭИПП, 1987.- Сер. 19- Вып.6.-28 с.

31. Хворова JI.C. Физико-химические свойства медицинской ангидридной глюкозы // Э-И « Пищевая пром-сть. Отечественный производственный опыт».- М.: АгроНИИТЭИПП.- 1988.- Вып.6.-С.14-16

32. Хворова Л.С. Расчет продуктов в производстве медицинской глюкозы // НГИС «Передовой научно-производственный опыт в пищевой пром-сти.».-М.: АгроНИИТЭИПП .-1989.- Вып.23.-С.16-21

33.Хворова Л.С., Бондарь Е.Г., Сарапука В.Я. Промышленные испытания технологии получения медицинской ангидридной глюкозы // Э-И «Отечеств, производств, опыт». - М.: АгроНИИТЭИПП. -1989.-Вып.10.-С.13-18

34.Полищук В.П., Ефимовский B.C., Кривцун Л.В., Хворова Л.С. и др. Опыт рационального использования воды на Бендерском паточном заводе.-М.:АгроНИИТЭИПП.-1989,-Сер. 19.-Вып. 1.-28 с.

35. Хворова Л.С., Шлеина Л.Д. Метод контроля затравки при кристаллизации глюкозы // Пищевая пром-сть.-1990.-№ 4.-С. 58-60

36. Хворова Л.С., Бондарь Е.Г., Сарапука В .Я и др. Производственная проверка получения медицинской глюкозы в кристаллизаторах //Инф. сб. «Передовой промышленный опыт для внедрения в сахарную промышленность».- М. АгроНИИТЭИПП.- 1990.- Вып.б.-С. 17-21

37. Хворова Л.С. Экономия затравки при кристаллизации глюкозы // Пищевая пром-сть,- 1990,- № 8.-С. 29-31

38. Хворова Л.С., Пихало Д.М. О качестве медицинской ангидридной глюкозы // Передовой производств, опыт для внедрения в пром-сть.-М. : АгроНИИТЭИПП.- 1992.- Вып.1.-С.20-23

39. Андреев Н.Р. Хворова Л.С. Глюкозная помадка - новый вид сахаристого продукта для диетического и лечебно-профилактического питания. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1994. - Сер. 19.- Вьш.2,- 22 с.

40. Фармакопейная статья ФС 42-3102-94 «Глюкоза безводная»

41.Хворова Л.С., Андреев Н.Р., Фонин B.C. Глюкозная помадка с биологически активными добавками - новый продукт лечебно-профилактического назначения // Труды 111 Международного симпоз. «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». -М:Пущино,- 1999.-С.367-369

42. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды (Справочник под ред. Сизенко Е.И.).-М.:ГИП.-1999.- 464 с.

43. Андреев Н.Р., Хворова JI.C., Фонин B.C. и др. Продукты лечебно-профилактического назначения на основе глюкозы с биологически активными добавками // Материалы 1У международного симпозиума «Биологически активные добавки к пище: XXI век».- М.,2000.- С.9-10

44. Андреев Н.Р., Хворова Л.С.,Фонин B.C. Получение ценных лечебно-профилактических продуктов на основе глюкозы, плодово-ягодных и лекарственных растений // Труды 1У международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» - Пущино, 2001. - С.640-641

45.Хворова Л.С., Лукин Н.Д., Нюнина H.H., Соловьева С.Ю. Исследования очистки сиропов при получении глюкозы // Материалы XI международной конференции по крахмалу.- М.- 2003.- С.81

46. Хворова Л.С. Разработка технологии медицинской кристаллической ангидридной глюкозы //В сб. «Труды научно- практической конференции»,-Углич,2003.- С. 474-477

47. Хворова Л.С. Разработка технологии и исследование свойств ангидридной глюкозы // Материалы XI международной конференции по крахмалу.- Москва-Краков. - 2003.- С.175

48. Андреев Н.Р., Хворова Л.С., Фонин B.C. Получение ценных лечебно-профилактических продуктов на основе глюкозы, плодово-ягодных и лекарственных растений // Труды У международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».- М.- Пущино, 2003.-С. 299-300

49. Андреев Н.Р., Хворова Л.С., Сидорова О.А и др. Глюкозная помадка -ценнейший энергизирующий продукт для дополнительного питания спортсменов // Материалы Всерос. научно-практич. .конференции

«Медико- биологические аспекты физического воспитания».- Тамбов, ТТУ,

2004.- С.26-27

50. Андреев Н.Р., Хворова JI.C., Сидорова О.А. Исследования по оптимизации технологии получения глюкозной помадки // Материалы XIII международной конференции по крахмалу.- М.- 2005.- С.86 5¡.Хворова JI.C. Анализ состава примесей глюкозы при получении ее из кукурузного крахмала // Труды У1 международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».- Пущино,

2005.-С. 468-470

52. Андреев Н.Р., Хворова JI.C., Фонин B.C. Лечебно-оздоровительный продукт глюкозная помадка с биологически активными компонентами растений // Труды У1 международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».- Пущино, 2005. - С.232-233

53. Хворова Л.С. Анализ технологических схем кристаллизации глюкозы // Труды 1У научно-технической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». - М.: МГУПП, 2006.-С. 145-147

54. Хворова Л. С., Лукин Н.Д., НюнинаН.Н. Эффективность применения активных углей для очистки глюкозных сиропов // Материалы IV научно-техн.конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». -М.:МГУПП, 2006.- С.143-145

55. Лукин Н.Д., Ананских В.В., Лапидус Т.В., Хворова Л.С. Технологический контроль производства сахаристых крахмалопродуктов (методическое пособие).- М.:Россельхозакадемия, 2007.-261 с.

56. Хворова Л.С. Оптимизация режима кристаллизации гидратной глюкозы //Труды ХУ международной конференции по крахмалу. - Москва- Краков, М.-2007.- С. 116.

57. Андреев Н.Р., Лукин Н.Д., Хворова Л.С. Получение медицинской глюкозы из кукурузного крахмала при осахаривании его ферментами // Труды У11 международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».- Пущино, 2007. - С. 288-290

58. Хворова Л. С., Кореневская-Давыдова Е.В. Производство глюкозной помадки // Кондитерское и Хлебопекарное производство.-2008.-№ 3,- С.24-26

59. Andreev N.R., Lukin N.D, Khvorova L.S. Biotechnology of Glucose syrup for

its sequential crystallization //XU1 International Starch Convention June 16-20 2008.- Cracov-Moskow: Wydawnictwo Naukowe Acapit.- P. 42

60. Хворова JI.С. Роль пересыщения при кристаллизации гидратной глюкозы // Сб. научных трудов ВНИИ крахмалопродуктов,- М.:ВНИИК,2008.-Вып.12.-С.119-127

Статьи, опубликованные в рецензируемых журналах ВАК

61. Хворова JI.C. Оценка способов получения гидратной глюкозы по скорости кристаллизации // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2008.-№ 1,- С.40

62. Хворова JI.C. Исследование условий кристаллизации гидратной глюкозы из сиропов, полученных с применением ферментов // Хранение и переработка сельхозсырья - 2008.- № 6 .- С.48-49

63. Хворова JI.C., Коваленок В.А. Математическое моделирование кинетики кристаллизации глюкозы // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008,- № 5,- С.45-48

64. Хворова JI.C. Технология производства фармакопейной и пищевой глюкозы //Пищевая промышленность.-2008.-№ 6,- С.56

65. Хворова JI.C. Влияние реологических свойств утфелей на кинетику кристаллизации гидратной глюкозы // Сахар.-2008.6,- С.2-5

66. Хворова JI.C. Эффективность производства и применения глюкозы в ангидридной форме // Вестник РАСХН.-2008.-№ 4.-С.89-91

67. Хворова JI.C. Влияние примесей на кинетику кристаллизации глюкозы // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.- № 9.-С.30-32

68.Хворова Л.С. Кристаллизация глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала // Пищевая промышленность.- 2008. -№ 8,- С.52-53

Авторские свидетельства и патенты

69. АС СССР № 849075. Установка для определения скорости кристаллизации кристаллов / JI.C. Хворова, Г.В.Тищенко-Романченко, Н.Н. Трегубов.-Опубл. 23.07.81.- Бюл. № 27

70. АС СССР № 863642 Способ кристаллизации глюкозы / Н.Г. Гулюк, Е.К. Сидорова, Л.С. Хворова.- Опубл. 15.09.81.-Бюл. №34

71. Пат.РФ № 2314351 Способ получения глюкозы /Л.С. Хворова, Н.Р.Андреев, Н.Д. Лукин и др.-Опубл. 10.01.2008.-Бюл. №1

72. Пат. РФ № 1805868 Способ получения глюкозной помадки / JI.C. Хворова, Н.Р. Андреев, A.C. Парфенов и др.- Опубл. 30.03.93.- Бюл. № 12

73. Пат. РФ № 2030879-Способ получения глюкозной помадки / Л.С. Хворова, Н.Р. Андреев, A.C. Парфенов и др.- Опубл. 20.03.95,- Бюл. №8

74. Пат. РФ № 2094050. Витаминное средство / Д.М. Мухамеджанова, Л.С. Хворова, Д.М. Попов и др.- Опубл. 27.10,97.- Бюл. № 30

75. Пат. РФ № 2336308 от 20.10.2008 г. Способ кристаллизации глюкозы / Л.С. Хворова, Н.Р.Андреев, Н.Д. Лукин

76. Пат. № 2335134 от 10.10.2008 г. Способ получения глюкозной помадки / Л.С. Хворова, Н.Р. Андреев

Список сокращений

СВ - сухие вещества; ГЭ - глюкозный эквивалент; ДС - избыточная концентрация;

В ДКПК - Верхнеднепровский крахмалопаточный комбинат;

БМК - Бесланский маисовый комбинат;

ЕГПК - Ефремовский глюкозно-паточный комбинат;

ВНИИК-Всероссийский научно-исследовательский институт крахмало-

продуктов;

ВИЛАР - Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений.

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" ОГР № 1067746281514 от 15.02.2006г. Москва, Талалихина, 33

Подписано к печати 20.11.2008г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 3,00. Тираж 100. Заказ 262.

WWW.FRANTERA.RU

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Хворова, Людмила Степановна

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Цель и задачи исследований

Научная новизна

Практическая значимость разработок

Апробация результатов работы

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 .Строение растворов

1.2.Теории кристаллизации

1.2.1. Термодинамическая теория

1.2.2. Диффузионная теория

1.2.3. Кристаллохимическая теория

1.2.4. Молекулярно-кинетическая теория

1.2.5.Дислокационный механизм роста кристаллов

1.2.6.Механизм послойного роста кристаллов

1.2.7.Блоковый механизм роста кристаллов

1.3. Основные факторы зародышеобразования

1.3.1. Зародышеобразование

1.3.2. Силы межмолекулярного взаимодействия при образовании 25 кристаллов

1.3.3. Степень пересыщения

1.3.4. Температура

1.3.5. Примеси

1.3.6. Перемешивание

1.3.7. Затравочные кристаллы 28 1.3.8. Электрофизическое воздействие 29 1.3.9. Магнитное поле

1.4. Рост кристаллов

1.4.1. Пересыщение

1.4.2. Перемешивание

1.4.3. Влияние температуры

1.4.4. Влияние примесей

1.4.5. Друзы

1.5. Физико-химические свойства глюкозы и ее растворов и особенности 36 ее кристаллизации

1.5.1. Реакция таутомерных превращений

1.5.2 Растворимость глюкозы

1.5.3. Вязкость растворов

1. 6. Кристаллизация глюкозы 43 1.6.1. Зависимость скорости кристаллизации от основных физикохимических параметров

Пересыщение

Температура

Примеси

Способы затравок

Перемешивание

Вязкость утфелей

1.6.2. Способы кристаллизации

1.7. Качество глюкозы

1.7.1. Цветность и прозрачность растворов

1.7.2. Микробиологическая чистота глюкозы

1.8. Технология ангидридной глюкозы

1.9. Применение глюкозы в кондитерской промышленности 76 1.10.Заключение для определения задач исследований

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований . Получении глюкозных сиропов

2.2. Приборы, установки, и методики исследований

2.2.1. Приборы

2.2.2. Установки и методики исследований 81 2.2.2.1 .Определение скорости кристаллизации глюкозы 81 2.2.2.2. Определение концентрации сухих веществ в растворах и утфеле 84 2.2.2.3. Определение гранулометрического состава кристаллов 87 2.2.2.4. Метод контроля затравки при кристаллизации глюкозы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГИДРАТНОЙ ГЛЮКОЗЫ

3.1. Математическое моделирование кинетики кристаллизации

3.1.1. Вычисление коэффициента диффузии 110 3.1.2 .Константа скорости кристаллохимической реакции

3.2.Растворимость глюкозы и выражение пересыщения

3.3. Влияние затравок

3.4. Зависимость скорости кристаллизации гидратной глюкозы от основных физико-химических параметров 133 3.4.1 Кристаллизация глюкозы из чистых растворов

3.4.2. Кристаллизация глюкозы из сиропов с различным ГЭ

3.4.3. Границы метастабильной зоны кристаллизации гидратной глюкозы

3.5. Влияние вязкости утфелей на кинетику кристаллизации

3.6. Выявление условий, при которых происходит истирание кристаллов

3.7. Влияние размера кристаллов на процесс центрифугирования

3.8. Методика расчета оптимального режима охлаждения утфелей

ГЛАВА 4 . РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СХЕМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ГИДРАТНОЙ ГЛЮКОЗЫ 155 4.1. Испытания технологической схемы с раскачками утфелей оттеками

4.1.1. Раскачка утфелей оттеком промежуточного центрифугирования

4.1.2. Испытания технологической схемы с раскачками утфелей зеленой патокой

4.1.3. Испытания технологической схемы с промежуточным центрифугированием утфеля

4.1.4. Испытания раскачки утфелей белой патоки

4.2. Разработка непрерывного процесса кристаллизации глюкозы

4.3. Кристаллизация сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала в одну стадию

4.4.Разработка технологии глюкозной помадки с функциональными свойствами

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГЛЮКОЗЫ В АНГИДРИДНОЙ ФОРМЕ

5.1. Исследование кинетики кристаллизации ангидридной глюкозы

5.1.1. Растворимость глюкозы

5.1.2. Зависимость скорости кристаллизации глюкозы от основных физико-химических факторов

5.1.3. Температура кипения сиропов и зародышеобразование

5.2. Разработка технологии ангидридной глюкозы 209 5.2.1 .Технологический режим кристаллизации

5.2.2. Разработка конструкции вакуум-аппарата и проведение испытаний

5.2.3. Промышленные испытания технологии

5.2.4.Центрифугирование утфелей 213 5.2.5.2.Разработка Технологического регламента для проектирования промышленного производства медицинской ангидридной глюкозы

ГЛАВА 6. РАЗРАБОКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ ИЗ СИРОПОВ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА КРАХМАЛА

6.1. Получение фармакопейной глюкозы в ангидридной форме

6.2. Получение пищевой глюкозы в гидратной форме из оттеков

ГЛАВА 7. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ГЛЮКОЗЫ

7.1. Исследование качества гидратной глюкозы

7.1.1. Исследование распределения примесей в кристаллах

7.1.2. Разработка способа повышения микробиологической чистоты гидратной глюкозы

7.2. Качество глюкозы ангидридной 240 ВЫВОДЫ 244 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 248 ПЕРЕЧЕНЬ ПРИЛОЖЕНИЙ 271

Введение 2008 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Хворова, Людмила Степановна

Глюкоза кристаллическая пищевая и фармакопейная вырабатываются на предприятиях крахмалопаточной промышленности.

С физиологической и питательной точек зрения она имеет преимущества перед другими углеводами; непосредственно усваиваясь организмом, глюкоза снабжает все органы и ткани необходимой биологической энергией для поддержания их жизненных функций. Из главных компонентов нашей пищи лишь глюкоза может непосредственно ресорбироваться. Содержание сахара в крови от 80 до 100 мг на 100 мл крови является решающим фактором в снабжении всех клеток необходимой энергией. Пищевые углеводы -крахмал, олигосахариды и моносахариды - действуют лишь после их превращения в глюкозу.

Глюкозу широко применяют в медицинской практике, как лекарственный препарат [1,162], зачастую по жизненным показаниям, при больших потерях крови, сердечной слабости, шоке и других болезнях. Она входит в состав кровезаменяющих и противошоковых жидкостей и других препаратов. Кристаллическая глюкоза используется как наполнитель при изготовлении многих таблетированных лекарственных средств, является исходным сырьем для получения сорбита и аскорбиновой кислоты, а также для приготовления многих ветпрепаратов.

В пищевой промышленности при производстве мороженого, фруктовых консервов, конфет, безалкогольных напитков глюкоза отличается от сахарозы иным приятным, менее сладким вкусом с ощущением прохлады и сильным бактериостатическим действием (при одинаковых концентрациях).

В спортивной медицине [75] глюкозу используют в качестве энергизирующего средства при дополнительном питании спортсменов в подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах их деятельности

Большим преимуществом глюкозы является также полезность побочных продуктов переработки кукурузы по сравнению с полезностью побочных продуктов производства сахарной свеклы, которое выражается соотношением 1: 0,65 [213]. В мировых масштабах использование продуктов из кукурузы все возрастает. В Японии более 25 % сладителей потребляется в виде глюкозы, а в США потребление углеводных продуктов из кукурузы составляет 11% от общего количества сахара и оно все возрастает.

Потребность здравоохранения Российской Федерации только в фармакопейной глюкозе составляет около 7 тыс. тонн в год. Потребность для пищевых и медицинских целей на порядок больше.

Обеспечение здравоохранения России фармакопейной глюкозой осуществлялось с единственного в СССР предприятия - Верхнеднепровского крахмалопаточного комбината мощностью 4,6 тыс. тонн глюкозы в год. По объему и качеству глюкозы указанное производство не удовлетворяло потребности не только здравоохранения СССР (15 тыс. тонн в год), но даже России.

Тема диссертации, посвященная исследованию кинетики кристаллизации и созданию высокоэффективного производства пищевой и фармакопейной глюкозы в России, имеет особую актуальность и важное народнохозяйственное значение.

Научной базой настоящей работы явились фундаментальные исследования П.М.Силина, Н.П.Силиной, С.Ф.Ралля, И.Е.Садового, Н.Г. Гулюка, А.И. Громковского, М.С. Жигалова, А.В.Зубченко, А.Р.Сапронова, A.A. Славянского, В.И.Тужилкина, О.Г Козловой,

Л.Н. Матусевича, И.В. Мелихова, Е.В. Хамского и других ученых. Цель и задачи исследований. Целью работы является решение важной государственной проблемы - разработка технологии получения глюкозы в ангидридной и гидратной форме пищевого и фармакопейного назначения.

Задачи исследований: изучить влияние основных физико-химических факторов на кинетику кристаллизации глюкозы в гидратной и ангидридной формах из сиропов с глюкозным эквивалентом от 80 до 100 %; математически описать кинетику процесса кристаллизации глюкозы в ангидридной форме и на основе полученных зависимостей обосновать пути совершенствования этих процессов; разработать, провести производственную проверку и внедрить новые способы кристаллизации гидратной глюкозы; разработать и внедрить технологию получения глюкозного продукта с новыми функциональными свойствами; разработать и внедрить новую технологию получения глюкозы фармакопейного качества в ангидридной форме; предложить промышленности новую комплексную технологию получения ангидридной и гидратной глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала.

Концепцией при изучении кинетики кристаллизации глюкозы являются положения о гетерогенном строении растворов и кристаллизации как фазового превращения вещества из растворенного состояния в кристаллическое при определенных условиях.

Научная новизна. Впервые разработана математическая модель кинетики кристаллизации глюкозы, на основе которой определена лими-рующая - кристаллохимическая стадия процесса кристаллизации гидратной глюкозы. Модель позволяет контролировать в любой момент кристаллизации концентрацию межкристального раствора, скорость кристаллизации глюкозы и содержание кристаллов в утфеле и корректировать режим охлаждения утфелей.

Разработаны методики для определения скорости кристаллизации, гранулометрического состава кристаллов, концентрации сухих веществ в растворах и утфелях.

Исследовано влияние важнейших параметров на кинетику кристаллизации глюкозы:

- растворимости глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры в интервале 20.75 °С и глюкозного эквивалента для сиропов ферментатив-ного гидролиза крахмала;

- затравки с учетом массы, количества и поверхности кристаллов и предложена методика расчета количества затравки; вязкости утфеля в зависимости от вязкости межкристального раствора, содержания и размера кристаллов; определено влияние вязкости утфеля на гранулометрический состав кристаллов в процессе кристаллизации глюкозы;

-определено влияние сорбита, патоки, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы в помадной массе и определены их оптимальные концентрации для рецептур глюкозной помадки;

Практическая значимость разработок. На основании результатов исследований: разработана и внедрена установка для изучения кинетики кристаллизации глюкозы (AC №849075); разработана рациональная технологическая схема с применением раскачек утфелей оттеками для снижения вязкости утфелей (Пат. РФ № 2336308 ); разработана и внедрена на ВДКПК технология непрерывной кристаллизации гидратной глюкозы; разработана и внедрена технология одностадийной кристаллизации гидратной глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала на Верхнеднепровском, Ефремовском и Бесланском крахмалопаточных комбинатах (АС № 863642); разработана и внедрена технология глюкозной помадки с функциональными свойствами энергизирующего, витаминного, иммуностимулирующего действия (патенты РФ № - 1805868, 2030879, 2094050, 2335134); разработана и внедрена на ВДКПК первая отечественная технология ангидридной глюкозы фармакопейного качества; впервые разработана и испытана в производственных условиях отечественная комплексная технология получения глюкозы в ангидридной и гидратной формах из сиропов ферментативного гидролиза крахмала (Пат. РФ № 2314351).

Апробация результатов работы проведена на 14 Международных научных симпозиумах, конференциях и выставках: 111 (1968), VI (1974), У111 (1981) Всесоюзных научных симпозиумах «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов», Москва; XI (2003), XI11 (2005), ХУ (2007), ХУ1 (2008) Международных конференциях по крахмалу, Москва-Краков; Научно-технической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», М., МГУПП, 2006; Всероссийской научно-практической конференции «Медико-биологические аспекты физического воспитания», Тамбов, 2004; 1У (2001), У (2003), У1 (2005) и У11 (2007) Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино.

Образцы новых видов продукции экспонировались на международных выставках и конкурсах: «Медицина для вас», «Традиционная

Заключение диссертация на тему "Исследование кинетики кристаллизации глюкозы и разработка промышленных способов ее производства"

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований и других выполненных работ получены выводы и даны рекомендации промышленности. 1.Впервые разработана математическая модель кинетики кристаллизации глюкозы, позволяющая контролировать уровни трех параметров: концентрации межкристального раствора, скорости кристаллизации и выхода кристаллов. Впервые определена лимитирующая кристаллохимическая- стадия процесса кристаллизации гидратной глюкозы.

2. Для изучения кинетики кристаллизации глюкозы разработаны методики определения скорости кристаллизации (АС №849075), гранулометрического состава кристаллов, концентрации сухих веществ в растворах и утфелях. 3. Экспериментально установлено влияние важнейших параметров на кинетику кристаллизации гидратной глюкозы:

- растворимости глюкозы в зависимости от суммарного влияния температуры в интервале 20. 75 °С и глюкозного эквивалента для сиропов ферментативного гидролиза крахмала; полученная зависимость представлена в виде формулы и таблицы:

- скорости кристаллизации гидратной и ангидридной глюкозы от суммарного влияния избыточной концентрации, температуры, глюкозного эквивалента; дано математическое описание установленных зависимостей скорости кристаллизации глюкозы от перечисленных факторов; определены границы метастабильных зон для кристаллизации обоих видов глюкозы;

- вязкости утфеля в зависимости от вязкости межкристального раствора, содержания и размера кристаллов, представлены в виде формул; определено разрушающее влияние вязкости утфеля на гранулометрический состав кристаллов в процессе кристаллизации глюкозы;

- дано математическое описание взаимосвязи скорости охлаждения утфелей со скоростью кристаллизации глюкозы; разработана методика расчета режима охлаждения утфелей в соответствии со скоростью кристаллизации;

- определено влияние сорбита, патоки, фруктозы на скорость кристаллизации глюкозы в помадной массе и определены их оптимальные концентрации для рецептур глкжозной помадки;

8. Впервые научно обоснована, разработана и внедрена отечественная технология получения фармакопейной ангидридной глюкозы при уваривании утфеля в вакуум-аппарате в течение 6 ч вместо 60 ч кристаллизации гидратной глюкозы. Повысилась микробиологическая чистота фармакопейной глюкозы. Технология рекомендована к внедрению взамен медицинской гидратной. Разработаны и утверждены Минздравом СССР и РФ Фармакопейная статья ФС 42-3102-94 «Глюкоза безводная» и Технологический регламент на ее производство. Получено разрешение Минздрава СССР на производство и применение ангидридной глюкозы взамен медицинской гидратной (Регистрационное удостоверение № 86/447/1 от 2 апреля 1986 г.). Разработана конструкция вакуум-аппарата в нержавеющем исполнении на 7,5 т утфеля за один цикл. Разработаны Технологические регламенты для проектирования производства медицинской ангидридной глюкозы и совместно с ГИПРОСАХПромом проекты на строительство новых цехов фармакопейной ангидридной глюкозы мощностью 31 и 15 т в сутки.

9. Впервые научно обоснована и разработана отечественная комплексная технология получения фармакопейной ангидридной глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала (Пат. РФ № 2314351), а из оттеков-пищевой гидратной глюкозы. Технология испытана в опытно-промышленных условиях Борисоглебского крахмального завода и промышленных условиях глюкозного завода «Экзон-Глюкоза» (Республика Беларусь). 10. На основании проведенных исследований и практического использования результатов диссертационной работы решена важная народнохозяйственная задача по созданию высокоэффективной технологии для организации производства фармакопейной и пищевой глюкозы в России. Общий суммарный экономический эффект от внедрения разработок составляет около 40 млн руб.

Библиография Хворова, Людмила Степановна, диссертация по теме Технология сахара и сахаристых продуктов

1. Алтыкис А.И. Исследование оптимальных условий и разработка рационального технологического процесса производства медицинской глюкозы.- Автореф. дис. канд. тех. наух.- М., 1954.- 12 с.

2. Амирова С.А., Пойлов В.З., Головченко Л.В. и др. Влияние электромагнитного поля и электрообработки на массовую кристаллизацию солей // Межвузовский сб. научных трудов «Процессы в дисперсных средах». Иваново, 1986.-С.34-38

3. Андреев И.И.Скорость роста и растворения кристаллов //Журнал русского физико-химического общества.- 1908.-Т.40.- Вып.З.- С.397

4. Андреев Н.Р. Хворова Л.С. Глюкозная помадка новый вид сахаристого продукта для диетического и лечебно-профилактического питания. - М.: АгроНИИТЭИПП, 1994. - Сер. 19.- Вып.2.- 22 с.

5. Андреев Н.Р., Хворова Л.С., Сидорова O.A. Исследования по оптимизации технологии получения глюкозной помадки // Материалы XIII Межд. конференции по крахмалам.- М., 2005.-С.86

6. Андреев Н.Р., Хворова Л.С., Фонин B.C. Глюкозная помадка с биологически активными компонентами растений лечебно-профилактического назначения //Материалы Межд. конф. «Технологии и продукты здорового питания».- М., 2005.-С. 3-6

7. Андреев Н.Р., Хворова JI.C., Фонин B.C. и др. Продукты лечебно-профилактического назначения на основе глюкозы с биологически активными добавками // Материалы 1У Международного симпозиума «Биологически активные добавки к пище: XXI век».- М.,2000.-С.9-10

8. Архипович H.A., Петрушевский В.В., Бондарь Е.Г. Влияние перемешивания на скорость кристаллизации // Сахарная пром-сть.-1969.-№ 4.-С.68-73

9. A.c. СССР №849075. Установка для определения скорости кристаллизации кристаллов. 0публ.23.07.1981.- Бюл. № 27 / Н.Н.Трегубов, JI.C. Хворова, Г.В. Тищенко-Романченко

10. A.c. СССР № 863642. Способ кристаллизации глюкозы. Опубл. 15.09.81.-Бюл. № 34. / Н.Г. Гулюк, Е.К. Сидорова, JI.C. Хворова

11. Бакли. Рост кристаллов. Перевод с англ.- М., 1954.- 405 с.

12. Бондарь Е.Г. Векслер Б.А. Распределение потерь красящих веществ в кристаллах утфеля II продукта // Сахарная пром-сть.-1970.10.- С. 64-67

13. Бондарь Е.Г., Петрушевский B.B. Образование вторичных кристаллов при кристаллизации гидратной глюкозы // Сахарная пром-сть. -1968.- № 7.-С.60-62

14. Бурлацкий С.Ф. Флуктуационная кинетика диффузионных процессов // Автореф. дис. докт. физ.-мат. наук.-М.-1988.- 49 с.

15. Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты.-Л.:Химия, 1977.-360 с.

16. Вульф Г.В. Избранные работы по кристаллофизике и кристаллографии.- Гостехтеоретиздат.- 1952.

17. Гиббс Дж. В. Термодинамические работы.- М.-Л.:Гостехиздат, 1950.-492 с.

18. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л.:Химия, 1983.- 704 с.

19. Голыбин В.А., Исаевская А.К. Влияние аффинации на степень удаления несахаров //Сахар.-2003.-№ 1.-С.44-46

20. Гопчак Н.Я. Исследование и разработка нового способа кристаллизации гидратной кристаллической и медицинской глюкозы //Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1980.- 33 с.

21. Гопчак Н.Я., Архипович H.A., Бондарь Е.Г. Кристаллизация медицинской гидратной глюкозы // Сахарная пром-сть.- 1981 .-№ 3.- С. 56-58

22. Гопчак Н.Я., Сторчевая В.В., Банах О.П. Опыт Верхнеднепровского крахмало-паточного комбината по предотвращению грибковых заболеваний глюкозных утфелей //Сахарная пром-сть.- 1987.-№ 4.- С. 36-37

23. Гопчак Н.Я., Шорникова А.Н., Кмита Л.В. Получение ангидридной глюкозы в кристаллизаторах //НТРС «Пищевая промышленность».- 1978.-Сер. 5.-№ 1.-С. 13-16

24. Грабовська Е.В. Розвиток наукових основ удосконалення технологий цукристих крохмалепродугпв // Автореф. дис. докт. техн. наук -Киев, 2006.- 43 с.

25. Громковский А.И., Богданчикова B.C. Расчет оптимального режима кристаллизации утфеля последнего продукта // Сахарная пром-сть.- 1980. -№ 5.- С. 40-43

26. Гулюк Н.Г. Индукционные периоды при кристаллизации глюкозы из водных растворов // Сахарная промышленность.- 1980.-№ 11.-С. 43-44

27. Гулюк Н.Г. Научное обоснование и разработка усовершенствованной и новой безотходной технологии глюкозы //Автореф. дис. докт. техн. наук.- М., 1984, 47 с

28. Гулюк Н.Г. Растворимость глюкозы в ферментативных крахмальных гидролизатах // НТРС «Пищевая пром-ность».-1979.-Сер.5.-Вып.6.-С.4-7

29. Гулюк Н.Г., Лукин Н.Д., Хворова Л.С., Ананских В.В. Пути совершенствования процессов кристаллизации глюкозы //Сахарная промышленность.- 1983.-№ 8.-С.43-45

30. Гулюк Н.Г., Пихало Д.И. Вязкость глюкозных растворов и сиропов. //Сахарная промышленность.-1980.-№3.-С. 52.54

31. Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Бондарь Е.Г., и др. Внедрение способа одностадийной кристаллизации глюкозы на Верхнеднепровском крахмало-паточном комбинате //Сахарная промышленность.- 1986.-№ 7.-С.48-50

32. Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Сарапука В.Я. Производственные испытания одностадийной кристаллизации глюкозных сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала //Тезисы IX Всес. научн. симп. «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов».- 1984. С. 31-32

33. Гулюк Н.Г. Длительность индукционных периодов при кристаллизации глюкозы с затравкой // кн. Научно-технический реферативный сборник «Крахмалопаточная промышленность».- 1980.- В.2.-С.6.9

34. Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Сидорова Е.К. и др. Опыт непрерывной кристаллизации глюкозы // НТРС «Пищевая промышленность».- М.: ЦНИИТЭИПищепром. 1979. - Сер. 5.- Вып.2.- С.7-11

35. Гулюк Н.Г., Хворова Л.С., Тищенко-Романченко Г.В. Кристаллизация глюкозы в одну стадию из сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала //Крахмало-паточная промышленность.- М.:ЦНИИТЭИПищепром, 1982.- Вып. 4.- С.3-6

36. Дьюлаи 3. Образование зародышей кристаллов в водных растворах.-В сб. «Рост кристаллов», т.З.-М.: АН СССР, 1961.- С.98

37. Денисова H.A. В чем заблуждаются физики?- Бишкек: Илим, 2000.-111с.

38. Денисова H.A. Механизм кристаллизации. Сообщение об открытии. -Бишкек: Илим, 1996.- 98 с.

39. Дистлер Г.И. В кн. « Рост кристаллов», т.8.- М.:АН СССР, 1968.-С.108-123

40. Дмитриенко А.У., Бренман С. А. Условия включения несахаров в растущие кристаллы // Сахарная промышленность.- 1992. -№5 .-С.13-15

41. Жарова Е.Я., Ладур Т.А., Малыжев A.A. и др. Производство кристаллической глюкозы из крахмала.- М.:Пищевая пром-сть, 1967.-238 с.

42. Жарова Е.Я. Применение физических методов при кристаллизации глюкозы. -М.:ЦНИИТЭИПищепром, 1965.- 25 с.

43. Жигалов М.С., Штерман B.C., Сапронов А.Р. и др. Кристаллизация глюкозы с предварительным приготовлением начального утфеля //Сахарная промышленность.- 1987.- № 4.-С. 41-43

44. Зубченко A.B. Новое в кинетике кристаллизации сахара.- М.: Пищевая промышленность, 1973.-159 с.

45. Зубченко A.B., Харин С.Е., Левин Ю.В. Кинетика фазовых переходов при перемешивании сахарных растворов // Изв. Вузов. Пищевая технология.- 1969.-№ 2.-С.133-136

46. Инюшкин Г.В., Авербух Я. Д., Карташева Г.В. К вопросу о возникновении новых центров кристаллизации в присутствии затравки // ЖПХ, 1968.-Т.16.- № 9.- С.2076-2078

47. Инюшкин Г.В., Заостровский Ф.П., Матвеев A.B. К вопросу о роли переходного слоя при кристаллизации // Сб. научн. трудов «Процессы в дисперсных средах».- Иваново, 1986.- С.58-61

48. Инюшкин Г.В., Шабалин К.Н. Скорость вращения кристаллов и особенности их роста // Кристаллография.-1964.-Т.9.-№ 2.-С.306-307

49. Каганов И.Н., Жигалов М.С. Скорости роста кристаллов сахара в нечистых растворах// Сахарная промышленность.- 1965.-№ 1.-С. 16-19

50. Каишев Р. О некоторых вопросах молекулярно-кинетической теории образования и роста кристаллов.- В кн.: «Рост кристаллов», т. 3.-М.:АН СССР, 1961.- С.26

51. Карнаушенко Л.И., Гордиенко JI.A., Коркач A.B. Влияние глюкозного сиропа на реологические свойства помадных конфет // Хранение и переработка сельхозсырья.-2000.-№ 5. С.35-37

52. Карчевская В.В., Хворова Л.С. и др. Об использовании глюкозы ангидридной в медицинской практике // Фармация.-1983.-№ 3.-С.59-61

53. Кидяров Б.И. Кинетика образования кристаллов из жидкой фазы.-Нсб.:Наука, 1979.-132 с.

54. Клейман И.Л., Медзеновский В.Б. , Хворова Л.С. Исследование процесса кристаллизации глюкозы методом многофакторного планирования эксперимента // Труды ВНПО «Пшцепромавтоматика».- Одесса.- Вып. 14.-1975.-С.125-127

55. Клейман И. Л. К вопросу управления режимом охлаждения глюкозных утфелей // Сахарная пром-сть.-1975.-№ 1.-С.56-58

56. Кобелева И.Б., Никитин A.B. Применение пищевкусовой добавки из красной смородины в кондитерской промышленности // Хранение и переработка сельхозсырья.-2007.-№ 5.-С.73-74

57. Козлова О.Г. Рост и морфология кристаллов.- М: МГУ, 1980.-357 с.

58. Козявкин А.П., Одородько Н.И., Бобровник Л.Д. О включении примесей в кристаллы желтых Сахаров // Сахарная пром-сть.- 1980. № 2. -С.25-26

59. Кот Ю.Д., Глыгало Е.М. Исследование реологических свойств утфелей // Известия Вузов «Пищевая технология» .- 1969,- № 1.-С.69-71

60. Кот Ю.Д.Теория кристаллизации сахарозы // Сахарная пром-сть.-1987.-№ 12.-С.15-17

61. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А. и др. Химия углеводов.-М:Химия,1967.- 672 с.

62. Краснов К.С. Молекулы и химическая связь.- М.: Высшая школа, 1984.-295 с.

63. Кривцун Л.В., Овчинников А.Е., Филиппова Н.И., Салтанова О.В., Хворова Л.С. и др. Водопотребление и водоотведение в крахмалопаточной промышленности.- М., 1977.-73 с.

64. Кривцун Л.В., Салтанова О.В., Хворова Л.С. Временная отраслевая методика нормирования водопотребления и водоотведения в крахмалопаточной промышленности. М., 1981, 48 с.

65. Кривцун Л.В., Хворова Л.С. Опыт рационального водоиспользования в крахмалопаточной промышленности //НТРС «Пищевая промышленность».-М. :ЦНИИТЭИПищепром.-1983 .-Сер.5.- Вып. 1.-28 с.

66. Кузнецов В.А. Кристаллы и кристаллизация.- М., 1954.- 411 с.

67. Кухарски С., Высоцки А. Выживаемость клеток некоторых микроорганизмов в экспериментально инфицированных инфузионныхрастворах 5 % глюкозы и 0,9 % натрия хлорида // Фармация,- 1989,-№ 4,-С.22-24

68. Ладур Т.А. Качество кристаллической глюкозы, получаемой при ферментативном гидролизе крахмала // Сахарная промышленность.- 1987.-№11.- С. 58-59 73.

69. Ладур Т.А. Научные основы и практическое применение биоконверсии при производстве сахаристых продуктов из крахмала. Дисс. докт. техн. наук в виде научного доклада. М., 1992.- 60 с.

70. Ладур Т.А., Бородина З.М., Гринченко С.Я. Микрофлора и микробиологический контроль в крахмалопаточном производстве.- М.: ЦНИИТЭИПищепром.-1981 .-Вып.4.-24 с.

71. Ладур Т.А., Хворова Л.С. Качество кристаллической глюкозы // НТИ «Крахмалопаточная пром-сть».- М.:ЦИНТИПищепром-1968.- Вып.4.-С.1-9

72. Ласкова И.Л., Утешев Б.С. Иммуномоделирующее действие энергизирующих препаратов при физических нагрузках //Экспериментальная и физическая фармакология.-1995.-№ 2.- С.44-47

73. Лопаткина Г.А., Богачева Г.А., Волейко Н.С. Влияние интенсивности перемешивания на размеры кристаллов // ЖПХ.- 1962.-Т.35.-Вып.10.- С.2180

74. Лукин Н.Д. Разработка технологии новых сахаристых продуктов из крахмала.- Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1999.- 65 с.

75. Лукин Н.Д., Ананских В.В., Лапидус Т.В., Хворова Л.С. Технологический контроль производства сахаристых крахмалопродуктов. Методическое пособие.- М.: Россельхозакадемия, 2007.-261 с.

76. Лычев А.П., Черемисин А.И. О влиянии постоянного магнитного поля на кристаллизацию // Электронная обработка материалов,-1978,-№ 6.-С. 38-40

77. Маллин Дж. Кристаллизация. Перевод с англ.- М: Металлургия, 1965.- 347с.

78. Матусевич JI.H. Кристаллизация из растворов в химической промышленности.- М.:Химия,1968.-303 с.

79. Матусевич JI.H., Шабалин К.Н. Интенсивность размешивания растворов и крупность получаемых кристаллов // ЖПХ.- 1952.- Т. 25.-Вып. П.- С.1157-1164

80. Маюрникова JI.A., Гореликова Г.А., Позняковский В.М. Применение экстрактов растительного сырья в качестве биологически активных добавок к пище // Хранение и переработка сельхозсырья.-2000.-№ 5.-С.41-42

81. Мелихов И.В., Козловская Э.Д., Кутепов A.M. и др. Концентрированные и насыщенные растворы. М.: Наука, 2002.- 456 с.

82. Мелихов И.В., Присяжнюк В. А. К изучению активности затравочных кристаллов //Теоретические основы химической технологии,-1977.-Т.11.-№ 5.-С.665-671

83. Мелихов И.В., Берлинер Л.Б. Кинетика периодической кристаллизации при наличии затравочных кристаллов, растущих с флуктуирующими скоростями// Теоретические основы химической технологии.-1985.-Т. 19.-№ 2.-С. 158-165

84. Михневич Г.Л., Гудзь Л.Н. Образование зародышей в пересыщенных растворах сахарозы // Сб. «Рост кристаллов».-М.:АН СССР, 1961 .-Т.З .-С. 12

85. Методы химии углеводов. Перевод с англ. под ред. Кочеткова Н.К.-М.:Мир,1967.- 562 с.

86. Мухин Г.Е., Асс Т.В. Украинський химичний журнал.-1925.-Т. 1.-С. 458

87. Непрерывная кристаллизация гидратной глюкозы при перемешивании. Патент США № 4357172, заявл. 17.12.80 г., опубл. №217484 2.10.82 г.

88. Новиков А.Н., Панов В.И., Присяжнюк В.А. Устойчивость пересыщенных растворов, содержащих ПАВ, в присутсвии затравочных кристаллов // В кн. «Промышленная кристаллизация».- JI.-.Химия, 1969.-С. 89-93

89. Нечаев А.П., Кочеткова A.A., Зайцев А.Н. Пищевые добавки.-М.:Колос-Пресс, 2002.-256 с.

90. Нывлт Я. Кристаллизация из растворов. М.:Химия, 1974.-150 с.

91. Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М.: Высшая школа, 1983. -182 с.

92. О разработке и серийном производстве государственного стандартного образца состава глюкозы // Материалы IX Всесоюзн. конф. Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение,- М.,1989.-С. 271-273

93. Побережная З.Н., Каграмова К.А. и др.// Тезисы докладов 3-го съезда фармацевтов УССР.- Харьков, 1979.-С.209-210

94. Панов Б.И., Новиков А.Н. Методика оценки устойчивости пересыщенных растворов // В кн. «Промышленная кристаллизация».-JI. :Химия, 1969.-С.65-72

95. Пат. РФ № 2314351 Способ получения глюкозы /Л.С. Хворова, Н.Р.Андреев, Н.Д. Лукин и др.- Опубл. 10.01.2008.- Бюл. № 1

96. Пат. РФ № 1805868 Способ получения глюкозной помадки / Л.С. Хворова, Н.Р. Андреев, A.C. Парфенов и др.- Опубл. 30.03.93.- Бюл. № 12

97. Пат. РФ № 2030879.Способ получения глюкозной помадки / Л.С. Хворова, Н.Р. Андреев, A.C. Парфенов и др.- Опубл. 20.03.95.- Бюл. № 8

98. Пат. РФ № 2094050. Витаминное средство / Д.М. Мухамеджанова, Л.С. Хворова, Д.М. Попов и др.- Опубл. 27.10.97.-Бюл. № 30

99. Пат. РФ № 2336308 от 20.10.2008 г. Способ кристаллизации глюкозы / Л.С. Хворова, Н.Р.Андреев, Н.Д. Лукин

100. Пат. № 2335134 от 10.10.2008 г. Способ получения глюкозной помадки / Л.С. Хворова, Н.Р. Андреев

101. Перелыгин В.М. , Крыльский Д.В. Растворимость в системе вода-глюкоза-фруктоза//Сахарная промышленность.- 1986.-№ 3.-С.50-51

102. Перелыгин В.М., Гнездилова А.И. Влияние примесей на продолжительность индукционных периодов при кристаллизации сахарозы и лактозы // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2001.-№ З.-С. 38-40

103. Петров Т.Г., Трейвус Е.Б., Пунин Ю.О. Выращивание кристаллов из растворов. Л.: Недра, 1983. - 200 с.

104. Петров С.М., Курицын В.А., Арапов Д.В. Кинетическая модель скорости роста кристаллов сахарозы из чистых и нечистых растворов // Сахар.- 2004. № 6. - С. 26-29

105. Петрушевский В.В. Исследование процесса кристаллизации гидратной глюкозы и разработки способа непрерывной кристаллизации. -Автореф. дис. канд. тех. наук.-Киев, 1970,-22 с.

106. Петрушевский В.В. Удельная поверхность кристаллов гидратной глюкозы //Сахарная пром-сть.- 1975.- № 2.- С.68-69

107. Полищук В.П., Ефимовский B.C., Кривцун J1.B., Назарова Н.И., Хворова Л.С. Опыт рационального использования воды на Бендерском паточном заводе.-М.:АгроНИИТЭИПП.-1989.-Сер. 19.- Вып. 1.-28 с.

108. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур //Сборник статей.- М.:АН СССР, 1966.- 163 с.

109. Ралль С.Ф. Производство пищевой глюкозы и кристаллизация как основной процесс её получения //Автореф. дис. докт. тех. наук-М.,1947. -49 с.

110. Рид В.Т.Дислокации в кристаллах.- М.:Металлургиздат, 1957.115. Садовый И.Е. Зависимость скорости кристаллизации глюкозы отосновных физических факторов //ЖПХ.- Т. ХХУ1.-№ 9.-1953.-С. 949-959

111. Садовый И.Е., Чубик И.А. Влияние перемешивания на скорость кристаллизации глюкозы //Изв. ВУЗов. «Пищевая технология».- 1958.- № 4

112. Сапронов А.Р. Физико-химическая структура растворов сахарозы. //Сахарная промышленность.- 1964.-№ 2.- С.17-20

113. Сапронов А.Р., Колчева P.A. Красящие вещества и их влияние на качество сахара. М.: Пищевая пром-сть, 1975.- 349 с.

114. Семенов Е. В., Славянский A.A., Ильина В.В. Моделирование процесса роста кристаллов сахарозы из ее растворов //Сахарная промышленность. -2004.-№ 4.-С. 37-40

115. Семенов Е.В., Славянский A.A., Мойсеяк М. Б. и др. Кристаллизация сахарозы как диффузионный процесс // Сахарная промышленность.-2003.-№ 1.-С.48-51

116. Славнова E.H. Взаимодействие органической примеси с неорганическими кристаллами. // Сб. Рост кристаллов. АН СССР.- 1957.- т.1.-С.149

117. Сидорова Е.К., Хворова Л.С., Коваленко В.В. Получение глюкозы фармакопейного качества из сиропа 1 продукта //Э-И «Крахмалопаточная промышленность.-М.:ЦНИИТЭИПищепром.- 1973.- Вып.8.- С.5-8

118. Сидорова Е.К., Хворова JI.C., Романюха Н.Д. Уточнение технологического режима кристаллизации медицинской глюкозы // Э-И «Крахмалопаточная промышленность». М.:ЦНИИТЭИПищепром.-1973.-№4.-0.1-4

119. Силин П. М. Вопросы технологии сахаристых веществ.-М.:Пищепромиздат,, 1950.- 162 с.

120. Славянский A.A. Оценка качества сахара-песка и технологических мероприятия по обеспечению его стандартности. -Дисс. . канд.техн. .наук.- М.: МТИПП, 1974. 172 с.

121. Способ непрерывной кристаллизации концентрированной глюкозы. Патент 20635 и 20636 СФР Югославии, кл.89

122. Странский И.Н., Каишев Р. К теории расчета кристаллообразования кристаллических зародышей // Успехи физических наук.-1939.-Т.21.-№ .4.-С.408

123. Технология крахмалопаточного производства. Под ред. Сипягина A.C. М.: Пищепромиздат, 1958.- 423 с.

124. Титова Н.В. Разделение динамического и статического эффектов растворителя в электродных реакциях в водно-углеводных средах // Автореф. дисс. канд. хим. наук, 2007.- 24 с.

125. Тищенко-Романченко Г.В., Хворова JI.C., Трегубов H.H. Зависимость скорости кристаллизации ангидридной глюкозы от основных физико-химических факторов // Сахарная промышленность.-1981.- № 8. С.56-58

126. Тищенко Г.В., Шлеина Л.Д., Хворова Л.С. Ангидридная глюкоза -высокоэффективный сахаристый продукт // Тез. докладов Всес. конференции.- М.:ВДНХ СССР, 1982.- С.96-97

127. Тищенко-Романченко Г.В., Хворова JI.C., Трегубов H.H. Определение скорости кристаллизации глюкозы // НТРС «Пищевая промышленность».-М.: ЦНИИТЭИПищепром. -1981.-Сер.5.- Вып.2.-С. 11-15

128. Тодес О.М., Себалло В.А и др. Массовая кристаллизация из растворов.- Л.: Химия, 1984,- 235 с.

129. Толленс Б.-Эльснер К. Краткий справочник по химии углеводов.-М.:ГОНТИ,1938.- 685 с.

130. Трегубов H.H., Ладур Т.А., Хворова Л.С. Улучшение условий кристаллизации и центрифугирования глюкозных утфелей путем раскачки их зеленой патокой // Сахарная промышленность.-1968.- № 2.-С. 54-59

131. Трегубов H.H. Хворова Л.С. Зависимость вязкости глюкозного утфеля от содержания кристаллов // Сахарная пром-сть.- 1965.- № 4.-С.56

132. Трегубов H.H., Хворова Л.С. О роли вязкости утфелей в процессе кристаллизации глюкозы // Сахарная пром-сть.- 1966.-№ 1.- С. 57-58

133. Требин Л.И., Михайлик В.А., Штангеева Н.И. Колориметрическое определение среднего размера кристаллов сахара в утфеле // Сахарная промышленность.- 1977.- № 6.-С. 32-33

134. Трегубов H.H., Хворова Л.С. Изучение свойств глюкозных утфелей и пути увеличения производительности станции кристаллизации //Тезисы докладов Всес. научн. симпозиума. «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов».- М, 1968.-С. 51-53

135. Трегубов H.H., Хворова Л.С. Исследование некоторых структурно-механических свойств глюкозных утфелей // Тез. докл. научн. конф. по физико-химической механике в пищевых производствах.- М., 1969.-С. 82-83

136. Трегубов H.H., Хворова Л.С. Определение гранулометрического состава кристаллов в глюкозном утфеле //Сахарная промышленность.- 1971.-№ 8.-С.53-57

137. Трегубов H.H., Хворова JI.С., Сидорова Е.К. Производственная проверка кристаллизации глюкозы с промежуточным центрифугированием и затравкой в виде сырых кристаллов // Сахарная промышленность.- 1973.-№ 2.- С.63-67

138. Трегубов H.H., Хворова Л.С., Тищенко-Романченко Г.В. Кристаллизация глюкозы из сиропов, осахаренных ферментами // Сахарная промышленность.-1980,-№ 11.- С.47-50

139. Трейвус Е.Б. Кинетика роста и растворения кристаллов.- Л.:ЛГУ, 1979.-248 с.

140. Тужилкин В.И. Интенсификация технологии промышленной кристаллизации сахара // Автореф. дис. докт. техн. наук.- М., 1987.- 50 с.

141. Тужилкин В.И., Карагодин М.А., Сорокин А.И. Построение математической модели процесса кристаллизации сахарозы // Изв. ВУЗов «Пищевая технология».-1982.-№ 6.-С.76-79

142. Углеводный состав гидролизатов, полученных при ферментативном способе получения глюкозы из крахмала // Zesz. Probl. Postepow nauk го In. -1974.- № 159. С. 275.279. польск. РЖ «Химия». -1975.- Вып. 11.-С.429

143. Федулов И.Ф., Киреев В.А. Учебник физической химии.- М.-Л., Госхимиздат, 1952.-440 с.

144. Фиданко Сталиянов Сретенов. Метод получения кристаллической агидридной глюкозы. АС № 15472, Болгария, заявлено 07.05.70 г., опубл. 03.05.74 г.

145. Физические величины. Справочник. Под ред. И.С.Григорьева, Е.З. Мейлихова.- М: Энергоатомиздат, 1991.-1232 с.

146. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы.- М.: Наука, 1986.208 с.

147. Френкель Я.И. Общая теория гетерофазных флуктуаций и предпереходных явлений // ЖЭТФ.-1939.- Т. 9.- № 8. С.952

148. Хамский Е.В. Индукционные периоды при кристаллизации из растворов // Сб. «Кристаллизация и свойства кристаллических веществ».- JL: Наука, 1971.- 49 с.

149. Хамский Е.В. Кристаллизация в химической промышленности. М.: Химия, 1979. - 342 с.

150. Хамский Е.В. Кристаллизация и свойства кристаллических веществ. -Л.: Наука, 1971.- 95 с.

151. Хамский Е.В. Исследование фазового превращения в растворах // Автореф. дис. докт. хим. наук.-Л., 1980.-44 с.

152. Хамский Е.В., Майдурова O.E. О коллективном росте кристаллов // Межвуз. сб. научных трудов «Процессы в дисперсных средах». Иваново, 1986. - С.15-20

153. Харин В.М. Исследование кинетики массовой кристаллизации из растворов // Теоретические основы химической технологии.- 1975. T. IX.-№ 1.-С.31-39

154. Харин С.Е., Зубченко A.B., Левин Ю.Н. Кинетика фазовых переходов в пересыщенных растворах сахарозы // Коллоидный журнал.- № 1.- 1969.-С. 149

155. Хворова Л.С. Исследование процесса кристаллизации ангидридной глюкозы// Тез. докладов У1 Всесоюзн. научн. симпоз. по физико-химии крахмала и крахмалопродуктов.-М.,1974.- С.78

156. Фармакопейная статья ФС 42-3102-94 «Глюкоза безводная»

157. Хворова Л.С. Анализ состава примесей глюкозы при получении ее из кукурузного крахмала // Труды У1 международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования».-Пущино, 2005. С. 468-470

158. Хворова Л.С., Трегубов H.H. Некоторые реологические свойства глюкозных утфелей // Сахарная промышленность.- 1969.-№ 1.-С.61-64

159. Хворова Л.С. Новое в технологии кристаллизации глюкозы в СССР и за рубежом // Обзор, инф.- М.:АгроНИИТЭИПП, 1987.- Сер. 19. Вып.6.-28 с.

160. Хворова Л.С., Трегубов H.H. О вязкости глюкозных утфелей // Труды ВНИИ крахмалопродуктов.-М.,1966.-Вып.8.-С.71-78

161. Хворова Л. С., Кореневская-Давыдова Е.В. Производство глюкозной помадки // Кондитерское и Хлебопекарное производство.-2008.-№ 3.-С.24-26

162. Хворова Л.С. Определение величины удельного вращения медицинской глюкозы //НТИ «Крахмалопаточная промышленность»,-М.:ЦНИИТЭИПищепром.- 1971.- №.11.- С. 1-7

163. Хворова Л.С. Производство ангидридной глюкозы. Обзор.-М.:ЦНИИТЭИПищепром.-1974.-32 с.

164. Хворова Л.С. Разработка технологии и исследование свойств ангидридной глюкозы // Материалы XI международной конференции по крахмалу.- Москва-Краков, 17-19 июня 2003.- С. 175

165. Хворова Л.С. Разработка технологии медицинской кристаллической ангидридной глюкозы // В сб. «Труды научно-практической конференции».-Углич, 2003.- С.474-477

166. Хворова Л.С. Расчет продуктов в производстве медицинской глюкозы. // НТИС «Передовой научно-производственный опыт в пищевой пром-сти, рекоменд. для внедрения».-М.:АгроНИИТЭИПП. -1989.- Вып.23.-С.16-21

167. Хворова JI. С. Технологические схемы кристаллизации глюкозы // Труды IV научно-технической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации».- М.:МГУПП, 2006.-С. 145-147

168. Хворова Л.С. Физико-химические свойства медицинской ангидридной глюкозы //Э-И «Пищевая промышленность. Отечественный производственный опыт».-М.: АгроНИИТЭИПП. 1988. - Вып.6.-С.14-16

169. Хворова Л.С. Экономия затравки при кристаллизации глюкозы // Пищевая пром-сть.- Вып.2.-1990.- С. 29-31

170. Хворова Л.С., Бондарь Е.Г., Сарапука В.Я. Промышленные испытания технологии получения медицинской ангидридной глюкозы // Э-И «Отечественный производственный опыт в пищевой промышленности». -М.: АгроНИИТЭИПП, 1989.- Вып. 10.- С. 13-18

171. Хворова Л.С., Бондарь Е.Г., Сарапука В.Я. и др. Производственная проверка получения медицинской глюкозы в кристаллизаторах // Инф. сб. «Передовой промышленный опыт для внедрения в сахарную пром-сть»,-М.: АгроНИИТЭИПП.-1990.- Вып.6.-С. 17-21

172. Хворова Л.С., Гулюк Н.Г., Бондарь Е.Г. Производственная проверка технологии получения медицинской ангидридной глюкозы // Сахарная промышленность.- 1977.- № 9.- С. 59-62

173. Хворова Л.С., Лукин Н.Д., Нюнина Н.Н Эффективность применения активных углей для очистки глюкозных сиропов // Материалы IV научно-техн. конф. «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации».- М.:МГУПП, 2006.-С. 143-145

174. Хворова Л.С. , Лукин Н.Д., Нюнина H.H., Соловьева С.Ю. Исследования очистки сиропов при получении глюкозы // Материалы XI международной конференции по крахмалу.- Москва-Краков.- 2003.-С.81

175. Хворова Jl.С., Пихало Д.М. О качестве медицинской ангидридной глюкозы //Инф. сб. «Передовой производственный опыт, рекомендованный для внедрения в сахарную, крахмалопаточную и кондитерскую пром-сть».-М.:АгроНИИТЭИПП, 1992.- Вып.1.-С.20-23

176. Хворова Л.С., Пихало Д.М., Лерман Л.Б. Рефрактометрический метод определения концентрации сухих веществ в чистых глюкозных растворах // Э-И «Отечеств. опыт».-М.:АгроНИИТЭИПП. 1987.-Сер.З.-Вып.2.-С. 10-12

177. Хворова Л.С., Сидорова Е.К. Качество импортной кристаллической глюкозы // НТРС «Крахмал опаточная промышленность».-М.:ЦНИИТЭИПищепром.-1978.-№ 2.-С.6-9

178. Хворова Л.С., Сидорова Е.К.Снижение вязкости межкристального оттека при производстве глюкозы // НТИ «Крахмалопаточная промышленность».-М.:ЦНИИТЭИПищепром, 1971.-Вып.5.-С. 1-6

179. Хворова Л.С., Тищенко-Романченко Г.В. Исследование условий кристаллизации ангидридной глюкозы //Тез. докладов VIII Всесоюзного научн. симпоз. «Физико-химия крахмала и крахмалопродуктов».-М. 1981.-С.27-29

180. Хворова Л.С., Шлеина Л. Д. Метод контроля затравки при кристаллизации глюкозы //Пищевая пром-сть.- 1990.-№ 4.-С. 58-60

181. Хворова Л.С. Оптимизация режима кристаллизации гидратной глюкозы // Материалы XI международной конференции по крахмалу.-Москва-Краков, 2007.-С. 116

182. Хворова Л.С. Роль пересыщения при кристаллизации гидратной глюкозы // Сб. научных трудов ВНИИ крахмалопродуктов.-М.:ВНИИК,2008.- Вып.12.- С.119-127

183. Хворова Л.С. Оценка способов получения гидратной глюкозы по скорости кристаллизации // Хранение и переработка сельхозсырья.- 2008.2661.-С.40

184. Хворова Л.С. Исследование условий кристаллизации гидратной глюкозы из сиропов, полученных с применением ферментов // Хранение и переработка сельхозсырья 2008.- № 6 .- С. 48-49

185. Хворова Л.С., Коваленок В.А. Математическое моделирование кинетики кристаллизации глюкозы //Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.-№5.- С.45-48

186. Хворова Л.С. Технология производства фармакопейной и пищевой глюкозы // Пищевая промышленность.-2008.-№ 6,- С.56

187. Хворова Л.С. Влияние реологических свойств утфелей на кинетику кристаллизации гидратной глюкозы // Сахар.-2008.-№ 6.- С.2-5

188. Хворова Л.С. Эффективность производства и применения глюкозы в ангидридной форме // Вестник РАСХН.-2008.-№ 4.-С.89-91

189. Хворова Л.С. Влияние примесей на кинетику кристаллизации глюкозы // Хранение и переработка сельхозсырья.-2008.- № 9.-С.30-32

190. Хворова Л.С. Кристаллизация глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного гидролиза крахмала // Пищевая промышленность.- 2008. -№ 8.- С.52-53

191. Хониг П.Принципы технологии сахара. -М.:Пищепромиздат,1961.-616 с.

192. Хлопин В.Г. Избранные труды.- М.-Л.: АН СССР, 1957.-Т. 1.-370 с.

193. Шаскольская М.П. Кристаллы. М.: Наука, 1978.-207 с.

194. Щедрина И.Е., Брутко Л.И. Изучение некоторых факторов, влияющих на пирогенность растворов глюкозы // Фармация.1989.-№4.-С. 19-22

195. Шостенко А., Трушковский С., Бухальский А., Чуркин А. Мутаротация у-облученной Б- глюкозы // Материалы XI Международной конференции по крахмалу. Москва-Краков, 2003.-С. 114

196. Штангеева H.JI. Влияние технологических факторов на агрегацию кристаллов при уваривании сахарных утфелей // Сахарная промышленность.- 1985. № 12. - С.22-24

197. Штерман B.C. Динамика вязкости утфеля последнего продукта в процессе его кристаллизации охлаждением // Хранение и переработка сельхозсырья. -2007.-№ 5.- С. 65-69

198. Штерман B.C., Жигалов М.С., Сапронов А.Р., Лидин Г.К. Определение коэффициентов насыщения в технических глюкозных растворах // Сахарная промышленность.- 1988.-№ 1.-С.50-52

199. Andreev N.R., Lukin N.D, Khvorova L.S. Biotechnology of Glucose syrup for its sequential crystallization //XU1 International Starch Convention June 16-20 2008.- Cracov-Moskow: Wydawnictwo Naukowe Acapit.- P. 42

200. Arnold A. F., Hartland C.G. и др. Werkwijze voor het bereiden van Kristallijn dextrose- monohydraat. Заявка № 6908590, 5 .06.1969 г., опубл. 8.12. 1970 г. МКИ С 13 и 1/10 В Old 9/02

201. Dextrose and D Sorbitol // Prospect of Tokai Togyo, Japan, 1972.

202. Effects of glucose and fructose on cane sugar crystals morphology / G.Vaccari, G.Mantovani, G.Sgualdino et al // Zuckerindustrie.- 1991. V. 116. -№ 7.-S.610-613

203. Effect of dextran, glucose and fructose on sucrose crystal elongation and morphology / Z.Bubnik, G.Vaccari, G.Mantovani et al // Zuckerindustrie.- 1992. -V. 117.-№ 7.- S. 557-561

204. Edwards Larry W. Process for continuous crystallization of alpha monohydrate dextrose utilizing high agitation. Патент США № 4.357.172. Заявка №217484 от 17.12.80 г.

205. Ferrier W. G. The structure of P-d-glucose // Acta cryst.-1969.- № 13.-P. 675-679

206. Frank F.С. Crystal growth and dislocations // Adv. in phys.-1952.- V.I.-№ 1213. «Hrana j Jshrana».- 1968.- T.9.-№ 10-11,- P.709-713

207. Jackson R, Silsbee G. The Solubiliti Dextrose of Water // Us nat bureau of Standards scientific papers -1922.- P. 437.

208. Kossel W. К теории роста кристаллов // Nachr. Ges. Wiss. Göttingen. Jahresber. math.-phys. Klasse.- 1927.- S. 135

209. Kroner W, Reischel W, Hopper W. Beziehungen zwischen Trockensubstanz Refraktion und Dichte von Starke hydrolisaten // Zeitschr. anal. Ch.-122 (1941).- S. 321-334

210. Mark R. О кристаллизации из водных растворов // Zeitschr. fiir phis. Chemie.- 1908, Bd.61, S.385; 1909, Bd. 67, S.470; 1909, Bd. 68, S.104; 1910, Bd. 73, S.685; 1912,Bd.79, S.71

211. Nivit J., Jottifried J. Uber Kristallisation XXII Einfluss von Anwesentheit fester Phase an die Breite der metaestabilen Zone // Collect.-Crech. chem. Communs.-1967. № ю.- S.3459-3469

212. Newkirk W.B. Manufacture and uses Refined Dextrose // Ind. Eng. Chem.-1924.-V.16.-№ 11.-P. 1173-1175

213. Newkirk W.B. Development and Production of anhydrous Dextrose // Jnd. Eng. Chem.- 1936.- V. 28. № 7- P. 760-766

214. Newkirk W.B. Hydrate Dextrose //Ind. and Eng. Chem.-l939.-V.31 .-№ 1

215. Sadovoi A.J. Relution of rate of crystallisatin of glucose basic physical factors //Zum. prikl. ehem.-1953.- 26.- P. 859-949

216. Scoczynski A., Zglinski W. Wplyw roznych substaneji organicznych I nieorganicznych na procès kristalizacji glukozy // Rocznibl technologii i chemii zywnosky.-1974.-T.24.-№ 3.-S. 269-276

217. Sroczynski A., Zglinski W. Wpliw röznych czynnikow na procès kristalizacji glukozy //Zesz. probl. postepow nauk roln.- 1974.-№ 159.2691. S.219-225

218. Van Hook A. Sucrose cristallization mechanism of growth from aqueaus solution // Journal of crystal growth.-1969. № 5. - P. 305-311

219. Van Hook. Growth rate curver of sucrose crystals // Zuckerindustrie.-1984. -V.109.-№ 7.-S. 638-641

220. Vaschatko J., Smelik A. Die Kristallisacion der Sacharoze. D-Glucose und D-Fructose aus übersättigten Lösungendes des metastabielen Gebiete //Zucker.-1968.-№ 6.-S.144-151

221. Volker Hans H. Uber Probleme der Herstellung und Verwendung von Dextrose fondant // Die Starke.- 1966.- B. 18.- № 11.-C.354-359

222. Патент США № 3592688 от 17.07.1971. Jeorge Rhoades Dean, Ronaler Emmett Pyle. Dextroz Crystallization Process ( кристаллы двух фаз I-пентагон. при t< 32 °С и И- гексональные при t> 34 °С)

223. Shigeo Susuke. An overall look at the dextrose industry in Japan (Обзор промышленности по производству глюкозы в Японии) // Die Stärke. -1964.-№ 9.-Р.285-293

224. Патент ПНР, Кл. А23 3/00, № 190963, опубл. 20.08.79 г. Способ получения глюкозной помадки

225. Idaszak L.R. Manufacture of dextrose Патент США № 3257665, выд. 21.07.66 г. Кл. США 127-58; Кл. СССР 89 I; МПК С 13 к.

226. McDonald T.R.R. and Beevers С. А. // Acta Crist. -1952,- № 5.- Р.564

227. Патент Австралии № 26758709.9, (cl2d). Production of cristalline glucose /Renshler Delmar F., Langlois David P., Larson Roy F. и др; заявл. 19.09.61; опубл. 31.05.66

228. Corn Produckts Compani. Procede de Production de Dextrose unhydre. Патент Франции, № 1437734, заявл. 8. 04. 65

229. Акт приемочных испытаний способа одностадийной кристаллизации глюкозы на Верхнеднепровском крахмалопаточном комбинате С. 272-276

230. Расчет гарантированного экономического эффекта по заданию «Разработать метод одностадийной кристаллизации» С. 277-279

231. Протокол испытаний роторного насоса на перекачивании утфелейна Ефремовском глюкозно-паточном комбинате С.280

232. Акт ведомственных приемочных испытаний технологии производства ангидридной глюкозы в опытно-промышленных условиях Верхнеднепровского крахмалопаточного комбината С. 281-285

233. Регистрационное удостоверение № 86/447/1 на «Глюкозу ангидридную», выданное Минздравом СССР 2.04.86 г. С. 286

234. Фармакопейная статья ФС 42-3102-94 на «Глюкозу безводную» -ангидридную С. 287-288

235. Диплом Лауреата Государственной премии УССР С.289

236. ТУ 9188-028-00334735-97 (Ефремовский глюкозно-паточный комбинат) и ОСТ 10-019-94 на «Помадку глюкозную» С. 290-292

237. Технологический регламент на производство помадки глюкозной С.293

238. Сертификат соответствия на «Помадку глюкозную» С.294

239. Диплом о награждении ВНИИК за разработку и внедрение глюкозной помадки-продукта повышенной питательной ценности на конкурсе «Лучшая диагностическая и оздоровительная технология восстановительной медицины 2003» С.295

240. Диплом о награждении продукции глюкозной помадки ВНИИ крахмалопродуктов медалью «Экологически безопасная продукция» Международная выставка-2004 С.296-297

241. Диплом победителя дегустационного конкурса в номинации «Здоровый продукт» Помадка глюкозная. Вторая Московская специализированная выставка «Здоровое питание». Москва-2006 С.298

242. МИНИСТЕРСТВО ПЙЩЕВОИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ1. Замеи1. Упркондитера1. ГУБИН М.Г. 1983 года1. АКТ3 ноября 1983 года п.Днепровский Днепропетровской области

243. Приемочные испытания способа одностадийной кристаллизации глюкозы.

244. Ведомственная приемочная комиссия в совтаве :

245. ГУЛЮК Н.Г. Заместитель генерального директора по науке НПО по крахмалопродуктам

246. ХВОРОВА Л.С. старший научный сотрудник НПО покрахмалопродуктам

247. ГОНЧАК Н.Я. зав, сектором промышленных испнтаниіпри ВД КПК.

248. САРАПУКА В.Я. главный инженер ВД КПК

249. РОМАНОВСКИЙ А.И. директор завода патоки и глюкозы1. ВД КПК

250. СТЭДКО Н.Со Главный инженер производственногообъединения "Укркрахмалпатока"члены комиссии

251. И. Рекомендовать внедрение способа одностадийно?': кристаллизации глюкозы на предприятиях* отрасли,

252. ПРИЛОмЕхШ;: Протокол приемочных испытании' от 3 ноября ХУЬЗ годана // листах

253. Председатель комиссии Члены комиссии :н.С. СЕЖ)1. ШшК1. Д ГОПЧАК 13.Я;.САРА11У|СЛ1. РШЛНОВасЖ О'. Ш0Р1МШЗьлв.1. СССР

254. Министерство пищевой промышленности1. ПРОТОКОЛпос. Днепровский от 3 ноября 1983 года1. Днепропетровской обл.

255. Приемочные испытания способа одностадийной кристаллизации глюкозы из сиропов кислотно-ферментативного осахаривания крахмала

256. Ведомственная комиссия в составе:главный іобъединения "Укркрахмалпатока"

257. Председатель СЕМКО Н.С. - главный инженер производственногоиУкт1. Члены комиссии:

258. ГУЛЮК Н.Г. зам.генерального директора по науке1. НПО по крахмалопродуктам

259. ХВОРОБА Л.С. ст.научный сотрудник ШО по крахмалопродуктам

260. ГОПЧАК Н.Я. зав.сектором промышленных испытанийпри ВД КПК

261. САРАПУЛА В.Я. главный инженер Верхнеднепровскогокрахмалопаточного комбината

262. РОМАНОВСКИЙ А.И. директор завода патоки и глюкозы1. БД КПК

263. В результате приемочных испытаний комиссия установила следующее:

264. Технологическая схема смонтирована в соответствии с "технологической инструкцией на способ одностадийной кристаллизации".

Похожие работы

Технология продовольственных продуктов
05.18.00