автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологических параметров хранения плодовощных консервов в металлической таре

На правах рукописи

ПЛАТОНОВА Татьяна Федоровна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВОЩНЫХ КОНСЕРВОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТАРЕ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

003465145

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощссушильной промышленности (ВНИИКОП)» Росссльхозакадсмии

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Горсньков Эдуард Семенович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Чернов Мишель Евгеньевич

кандидат технических наук, с.и.с. Федотова Ольга Борисовна

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии Россельхозакадемии

Защита состоится /Г апреля 2009 г. в // на заседании Диссертационного совета Д 212.122.02 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу: 109803, г. Москва, ул. Талалихина, д. 31

Автореферат размещен на сайте МГУТУ - www.mgutm.ru Отзывы высылать по адресу: 109004, Москва, ул. Земляной вал, 73

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУТУ

Автореферат разослан /6. О 3, ХХ/£ 'У9 ?

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор технических наук, профессор Г Р.К. Еркинбаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Несмотря на огромное разнообразие видов пищевых продуктов, в настоящее время накоплена обширная информационная база о процессах ухудшения их качества и порчи. Эти процессы, являющиеся основными факторами риска, для многих пищевых продуктов включают следующие изменения:

- химические (в том числе коррозионные);

- биохимические, связанные с воздействием света, кислорода и температуры хранения на составляющие продукта;

- микробиологические.

Понятия «минимальный срок годности» и «срок хранения» — не синонимы. Продолжительность последнего обычно отражает срок его годности, а первое - дает научную основу для определения второго. Так как отсутствует их универсальное или общепринятое определение, Британский институт исследований в области пищевых технологий предлагает пользоваться определением, согласно которому "срок хранения —это период времени, в течение которого пищевые продукты:

- остаются безопасными;

- имеют надежно сохраняющие органолептические, физико-химические и функциональные характеристики их качества;

- соответствуют приведенным на этикетке сведениям о пищевой ценности продукта в течение установленного срока хранения в рекомендованных условиях".

Одной из основных задач в развитии отечественной консервной промышленности является расширение возможностей применения металлической тары и средств укупорки, позволяющих решать проблемы, связанные с длительным хранением и максимальным снижением потерь по качеству пищевой продукции. Металлическая тара может подвергаться коррозии при контакте с пищевыми средами, что приводит не только к ухудшению ее свойств, но и к отрицательному влиянию ее на хранящиеся в ней продукты.

В связи с этим актуальным являлось изучение коррозионных процессов в зависимости от агрессивности пищевой среды, вида подготовки металлической тары и характеристик оловянного и лакокрасочных покрытий жести при различных параметрах хранения (температура, продолжительность).

/

Исходя из вышеизложенного, были определены цели и задача исследований.

Главная цель исследований заключалась в изучении изменений качественных показателей консервированных продуктов и выявлении закономерностей протекания коррозионных процессов металлической тары и средств укупорки в зависимости от параметров хранения. В связи с этим основной задачей при проведении исследований явилось изучение динамики изменения основных характеристик прс дукта и показателей его качества в ходе хранения и в выявлении тех изменений, кс торые, в конечном счете, могут преврають продукт в неприемлемый для потребителей.

Практическая цель исследований состояла в разработке рекомендаций п применению металлической тары и средств укупорки, изготовленных из белой жес ти ЭЖК II и III, а также с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом и безоловя нистой хромированной жести с различными лакокрасочными покрытиями, с устг новлением гарантийных сроков хранения плодоовощных консервов различного ас сортимента.

Достоверность результатов проведспных исследовании базируется н обобщении взаимосвязанных качественных показателей продукции, полученных лабораторных и производственных условиях с применением современных физике электрохимических и аналитических методов анализа, а также математической oi работки экспериментальных данных.

Научная новизна работы Впервые получены научные данные по интенсивности коррозионных процессе лакированной белой жести при контакте с продуктом и модельными растворами п новой методике электрохимического анализа, разработанной с участием автора.

Впервые проведены коррозионные испытания лакированной белой жести при пс вышенных температурах хранения модельных растворов и плодоовощных консервс и выявлено, что изменение скорости коррозии белой жести от температуры при koi такте с модельными растворами и консервными средами подчиняется уравнени; Аррениуса, что позволяет, используя метод логарифмирования зависимостей, npi гнозировать сроки хранения консервов и их перевозок при разных температурах продолжительности действия.

Впервые получены данные по состоянию тары, средств укупорки, изготовленнь из белой жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом и из хромирование лакированной жести с учетом оценки качества консервов при их хранении.

Исследовано влияние повышенных температур на накопление оксиметилфурф'

рола в плодоовощных консервах - технологического показателя качества продукции.

Изучены ингибиторы коррозии и биокорректоры коррозионных процессов металлической тары и средств укупорки.

Основные положения, выносимые на защиту

1 Теоретические и экспериментальные данные, подтверждающие соответствие скорости коррозии белой жссти при контакте с консервными средами уравнению Аррениуса в зависимости от температуры и продолжительности хранения продукта.

2 Возможность использования физико-электрохимических методов оценки коррозионной устойчивости белой и хромированной жести с различными лакокрасочными покрытиями по показателю их пористости.

3 Экспериментальные данные о коррозионной агрессивности плодоовощных консервов различного ассортимента.

4 Экспериментальные данные по ингибированию коррозионных процессов белой жести электролитического лужения и хромированной жести.

5 Рекомендации по применению сборных сварных банок с однослойными и двухслойными лакокрасочными покрытиями для консервов различного ассортимента.

Практическая значимость работы:

разработана методика определения пористости лакокрасочных покрытий, позволяющая производить ускоренную оценку коррозионных процессов лакированной белой жести при контакте с консервными средами;

получены данные по коррозионной агрессивности различных консервных

сред;

установлены защитные свойства однослойных и двухслойных лакокрасочных покрытий для жестяной тары и крышек типа I для консервов различного ассортимента;

проведен подбор ингибиторов коррозии при производстве консервов в металлической таре;

разработаны рекомендации по применению металлической тары и средств укупорки при производстве консервов различного ассортимента.

Апробация работы

Основные материалы диссертации были представлены на:

Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Технологические способы обработки и консервирования овощной продукции», Москва. 1988.; Второй Всероссийской научно-теоретической конференции «Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной пе-

рсработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности», Углич, 1996; Научно-практической конференции «Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности», Москва, 1997; Научно-практической конференции «Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности», Москва, 1999; Научно-практической конференции «Современные технологии пищевых продуктов нового поколения и их реализация на предприятиях АПК», Углич, 2000; Международной научно-практической конференции «Продовольственная индустрия юга России. Экологически безопасные энергосберегающие технологии хранения и переработки сырья растительного и животного происхождения», Краснодар, 2000; Научно-практической конференции «Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века», Углич, 2001; Научно-практической конференции «Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов», Углич, 2004; Международной научно-практической конференции «Плодоовощные консервы-технология, оборудование, качество, безопасность», Москва- Видное, 2004; 7-м Международном форуме «Пищевые ингредиенты XXI века», Москва, 2006; VI Международной научно-практической конференции «Техника и технология пищевых производств», Могилев (Р. Беларусь), 2007; Международной научно-практической конференции «Технологические и микробиологические проблемы консервирования и хранения плодов и овощей», Москва - Видное, 2007; Научно-практической конференции «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий», Углич, 2007; Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания», Углич, 2008.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 25 научных работ, том числе в соавторстве два патента.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и 32-х приложений.

Работа изложена на 141 странице компьютерного текста, содержит 33 таблиц и 20 рисунков. Список использованной литературы включает 85 источников, в т.ч. 35 зарубежных авторов.

СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЙ

ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1 Объекты исследований

Объектами исследований явились консервы различного ассортимента, разд< ленные на следующие группы:

1 Слабоагрессивные ТО3- скорость коррозии ниже 2,0 г/(м2' ч)):

2 Срсднеагрессивныс ("У». ТО3- скорость коррозии от 2,0 ло 3.9 г/(м2' ч)):

3 Сильноагрсссивныс (V,.- 10 - скорость коррозии выше 4.0 г/(м2' чП.

Эксперименты проводились с белой жестью электролитического лужена по ГОСТ 13345 ЭЖК I, ЭЖК И, ЭЖК III, по ГОСТ Р 52204 Е1,0; Е1,4; Е2,0; Е2,! Е4,0; Е5,6; Е8,4; Е11,2; Д2,8/5,6; Д2,8/8,4; Д5,6/8,4 и Д5,6/11,2; с хромированной ж< стью по ТУ 14-1-4756 «Жесть хромированная. Технические условия». На повср; ность жести наносились как отдельно, так и в смеси, лак ФЛ-559, лак ЭП-547, эмат ЭП-5147, эмаль ЭП-5127Х, лак ЭП-5216, эмаль ЭП-5283, скользящая добавка ПВО-ЗО.

2 Методики и методы исследований

Методика определения адгезионной прочности лакокрасочных покрыта

к металлическим тарным материалам методом отрыва липкой лентой от параллел! ных и решетчатых надрезов покрытия.

Методика определения пористости лакокрасочных покрытий, основаннг на образовании в сквозных порах покрытия осадков ярко окрашенного цвета, я] ляющимися продуктами взаимодействия ализаринового красного С с ионами алк миния, олова и железа в слабощелочной среде. Пористость оценивают по количес ву сквозных пор на единицу поверхности лакокрасочного покрытия.

Методика оценки коррозионной стойкости нелакированных металлич' ских тарных материалов методом измерения поляризационного сопротивления.

Методика экспресс-оценки защитной способности лакокрасочных покрь тий электрохимическим методом посредством цикличной поляризации. Оцеш производится путем раздельного определения поляризационного и общего поте] циалов при одновременном контроле коррозионного тока в процессе катодной т ляризации.

Методика оценки сплошности лакокрасочных покрытий. Впервые нам был разработан и использован метод оценки сплошности лакокрасочных покрыта

по величине скорости коррозии лакированной жести, что дало возможность оценить протекающие реакции с использованием уравнения Аррсниуса.

Сущность метода заключается в измерении величины коррозионного тока, появляющегося в электрохимической ячейке с исследуемым образцом лакированной жести, который является положительным электродом. Платиновый стержень - это отрицательный электрод.

Собранную ячейку помещают в термостат и устанавливают заданную температуру эксперимента.

Величину тока I регистрируют по амперметру. Исходя из продолжительности между замерами Дт и величиной приращения значения величины тока А1, рассчитывают скорость коррозии по следующей формуле: Ук=—. В соответствии с уравне-

Аг

нием Аррениуса изображают графически изменение натурального логарифма скоро., д/.

сти коррозии (/п —) от температурных параметров эксперимента при различной

Дг

его продолжительности.

Физико-химические, органолептические показатели качества консервов определяли стандартизированными методами, оксиметилфурфурол - методом газожидкостной хроматографии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 Исследование влияния органических кислот на коррозию нелакированной белой жести электролитического лужения при разных температурах

Исследования коррозионной агрессивности модельных растоворов, имитирующих плодово-ягодные соки и виноградного сока проводились с использованием не-

лакированной белой жести электролитического лужения ЭЖК III при температуре 20°С. В процессе выдержки образцов в модельных растворах и сокс определяли ток поляризации. После завершения коррозионных испытаний и механического удаления продуктов коррозии с поверхности металла в указанных растворах были определены потери массы образцов (Рср, г), а также содержание железа и олова атомно-абсорбционным методом. Результаты исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика коррозионных процессов белой нелакированной жести

№№ п/п

Наименование среды

t,° с /V г ЛР, шА К, 10\ г/(м2-ч) Мср, с/м" г, ч

20 0,0068 13,0 4,68 5,02 1030

40 0,0057 32,0 5,45 4,80 1030

55 0,0059 37,0 14,0 4,86 384

13,88 1030

20 0,0040 1,73 2,6 3,11 1030

40 0,0071 32,5 7,1 5,64 1030

55 0,0064 52,3 16,7 5,15 384

15,94 1030

20 0,009 23,0 7,65 7,19 1030

40 0,01 33,0 26,07 8,10 358

25,62 1030

55 0,0059 33,0 12,7 4,70 384

8,46 1030

20 0,0031 30,0 3,2 1,99 738

2,92 1030

40 0,0067 34,0 11,25 5,34 696

8,46 1030

55 0,0082 35,0 18,15 6,18 384

17,51 1030

Раствор 0,4% винной и 0,3% яблочной кислот (рН 2,3)

0,4% раствор винной кислоты (рЩ,8)

0,3% раствор яблочной кислоты (рН2,5)

Виноградный сок натуральный (рНЗ.З)

Анализ стационарных скоростей коррозии нелакированной белой жести ЭЖК III в модельных растворах, имитирующих плодово-ягодные соки и в натуральном виноградном соке при температуре 20°С показывает высокую коррозионную агрессивность 0,3% раствора яблочной кислоты Ftm =7,65 10"3 г/(м2 ч) по сравнению с другими растворами и виноградным соком.

Коррозионная агрессивность смеси растворов 0,4% винной и 0,3% яблочной кислот выше, чем раствора 0,4% винной кислоты и виноградного сока

В качестве примера представлены на рисунке 1 результаты кинетики коррозии жести при контакте с виноградным соком при температурах 20, 40 и 55°С.

20 18 16

>. 14 s"

л 12

о

о.

g- 10

«V И м \\ Г, 5°С

5

1 и 40°С

г 20"С

\

к /V U >- —< ч ~ Т

Г Г

Рисунок 1 - Зависимость скорости коррозии Ук, 103 г/(м2' ч) для белой нелакированной жести ЭЖКIII от продолжительности эксперимента (г, дни) для натурального виноградного сока сорта Алиготе - до конца эксперимента (45 дней) скс рость коррозии была постоянно! для указанных трех температур

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Продолжительность эксперимента, дни

На рисунке 2 представлены результаты определения скоростей коррозии, полученные двумя независимыми методами: методом измерения поляризационного сопротивления и атомно-абсорбционным методом для нелакированной белой жести ЭЖК III в виноградном соке и в растворах органических кислот, входящих в состав плодово-ягодных соков, при температуре 20°С.

м к О 5 о. а.

й 4

О Q.

О 2 U

1

1 I

3,2

3 4 5 6 Номера образцов

Рисунок 2 - Значения стационарных скоростей коррозии VCT' 103 г/(м2'ч), oi ределенных методом поляризационно!

сопротивления (1, 3, 5,7), скоростей коррозии Vcp Fe+sn Ю3, (г/(м2' ч), опред ленных по суммарному переходу желе и олова (2,4,6,8) при 20°С для образцов нелакированной белой жести ЭЖК III в модельных растворах, имитирующих

плодово-ягодные соки (1 и 2 - смесь 0,4% винной и 0,3% яблочной кислот, 3 и 4 - 0,4 % раствор винной кислоты, 5 и б - 0,3% раствор яблочной кислоты, 7 и 8 - винограднь натуральный сок)

Кроме этого было установлено, что результаты исследований, полученные методом поляризационного сопротивления, немного выше результатов, полученных атомно-абсорбционным методом из-за дополнительного механического удаления продуктов коррозии с поверхности образцов. Сравнение полученных результатов

показывает наибольшую коррозионную активность 0,3% раствора яблочной кислоты по сравнению с 0,4% раствором винной кислоты и их смеси (0,4% винной и 0,3% яблочной кислот). Кроме этого определено, что скорость коррозии образцов в 0,3% растворе яблочной кислоты примерно в 1,6 раза больше, чем в 0,4% растворе винной кислоты, и примерно в 1,6 раза выше, чем из смеси растворов винной и яблочной кислот. Аналогичные эксперименты были проведены для модельных растворов, имитирующих плодово-ягодные соки, и непосредственно в яблочном соке (таблица 2).

Таблица 2 - Характеристика коррозионных процессов белой нелакированной жести ЭЖК III в модельных растворах и в яблочном соке

№№ п/п Наименование среды t, "с Рср,Г /с шА Кср10\ г/(м"-ч) Л/ср, г/м2 Ч

1 0,7% раствор яб- 20 0,0086 25,3 5,95 6,63 1108

лочной + 0,01% р-р

щавелевой +0,01% 40 0,011 20,6 7,99 8,84 1108

р-р лимонной +

0,01% р-р винной 55 0,006 52,0 13,5 4,78 384

кислот 14,55 1108

2 0,7% раствор яб- 20 0,0075 20,0 5,23 5,94 1108

лочной кислоты 40 0,0085 24,3 6,12 6,78 1108

55 0,0058 38,7 11,0 4,54 384

12,50 1108

3 0,3% раствор 20 0,09 23 7,65 7,19 1030

яблочной кислоты 40 0,10 33 26,07 8,10 358

25,62 1030

55 0,0059 30 12,7 4,70 384

12,90 1030

4 Яблочный сок 20 0,0053 17,67 3,84 4,15 1108

неосветленный 40 0,0138 - 10,07 11,17 1108

натуральный 55 0,0063 33,7 15,3 5,20 384

16,28 1108

Анализ полученных результатов показал, что самой агрессивной средой оказался 0,3% раствор яблочной кислоты. Скорость коррозии для образцов жести в 0,3% растворе яблочной кислоты в 1,3 раза больше скорости коррозии, чем в 0,7% растворе этой кислоты и в 2,0 раза больше скорости коррозии в яблочном соке. В начальный момент скорость коррозии снижается за счет накопления продуктов коррозии на поверхности жести, затем несколько повышается и становится стационарной примерно через 10-15 суток. Поверхность образцов жести, находившихся в растворе смеси 0,7% яблочной кислоты + 0,01% щавелевой, винной и лимонной кислот и в 0,7% растворе яблочной кислоты жесть была покрыта продуктами коррозии белого цвета с серым налетом. Поверхность образцов в 0,3% растворе яблочной кислоты покрыта продуктами коррозии черного цвета, в яблочном соке - продуктами коррозии белого цвета, выявляющими структуру кристаллического олова.

2 Исследование устойчивости лакокрасочных покрытий при повышенных температурах

В защитном действии лакокрасочных покрытий важную роль играет прочность их адгезионного взаимодействия с поверхностью белой жести электролитического лужения, наиболее распространенной жести ЭЖК II и ЭЖК III.

Стерилизация опытных образцов лакированной жести проводилась в модельных растворах при температуре 120°С в течение одного часа, затем образцы выдерживались в термостате в этих же растворах при температурах 20, 40 и 55°С в течение 10 суток, одного, двух и трех месяцев. Заметное ослабление адгезионной прочности покрытий наблюдалось только после трехмесячной продолжительности эксперимента. При этом следует также отметить, что существенных различий по адгезионной прочности покрытий при воздействии температур 40 и 55°С не наблюдалось.

Наиболее агрессивной средой в коррозионном отношении оказался 2% раствор винной кислоты. Ослабление адгезии в данном случае сопровождалось развитием подпленочной коррозии. В лучшем состоянии находились образцы с однослойным покрытием из смеси эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и скользящей добавки ПВО-ЗО (5% объемных) и двухслойным покрытием смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) с добавлением ПВО-ЗО (5% объемных во второй слой). Для них развитие коррозионных процессов на поверхности жести не приводило к нарушениям целостности самих лакокрасочных покрытий. Для определения массы лакокрасочного покрытия снятие его с лакированной белой жести осуществлялось с использованием смывки СИФХ, состав которой разработан автором диссертации в соавторстве и запатентован (Изобретение Би 1295729 А1).

Исходя из полученных данных, для предварительного отбора видов и систем лакокрасочных покрытий, имеющих наиболее высокие адгезионные и защитные свойства, можно рекомендовать выдержку образцов в модельных растворах при температурах 40 и 55°С с определением адгезии методом отрыва липкой ленты от решетчатого надреза после выдержки образцов в течение 10 суток, одного, двух и трех месяцев.

С целью выяснения возможности ускоренного прогнозирования продолжительности хранения фруктовых и других консервов в металлической таре и, соответственно, оценки состояния тары и лакокрасочных покрытий на внутренней по-

верхности банок нами были проведены более углубленные исследования по оцеш состояния лакокрасочных покрытий, определению накопления водорода, переход железа в процессе длительного хранения указанных соков в металлических банк; №9, изготовленных из белой жести электролитического лужения ЭЖК II при темп ратурах 20, 40 и 55°С. Для экспериментов был использован яблочный сок с массовс долей титруемых кислот в расчете на яблочную кислоту — 0,9% с рНЗ,1 и виногра, ный сок с массовой долей титруемых кислот в расчете на винную кислоту 0,8% рНЗ,0. Для защитных покрытий применялись лак ЭП-547, эмаль ЭП-5147 и ПВО-3 В процессе хранения оценивали сплошность покрытий по величине тока (I, мА), и коплению водорода (Н2, мл), переходу железа (Ее, мкг/мл).

Нами были проведены испытания белой жести с двухслойным покрытием л ком ЭП-547, однослойным и двухслойным покрытиями смесью эмали ЭП-5147, ла! ЭП-547, ПВО-ЗО (во второй слой) с яблочным и виноградным соками. В качест! примера в таблице 3 приводим результаты исследований для яблочного сока, фас ванного в ж/б №9 из белой жести с указанным двухслойным покрытием.

Нами были рассчитаны средние скорости коррозии по изменению тока I времени (Д1/Дт), накоплению водорода (ДН2 /Дт), переходу железа (ДРс/Дт) при хр: нении исследуемых образцов (таблица 4).

Линейный коэффициент корреляции Пирсона гху равен (минус 0,958 ^ мин; 0,999), что подтверждает сильную обратную корреляционную зависимость мелу обратным значением абсолютной температуры (1/Т) и натуральным логарифмом (/, измеряемых величин.

Установленные кинетические зависимости разрушения покрытий, накоплен! водорода и перехода железа изменяются симбатно. При сильном разрушении и крытия ток перестает изменяться, достигая определенных стационарных значений.

Исходя из положений физической химии, во всех случаях характер получе]

ных зависимостей подчиняется уравнению Аррениуса V = ке пт , где

V— скорость реакции процесса разрушения;

к- эмпирический постоянный коэффициент для данного процесса;

Е - энергия активации;

Я - универсальная газовая постоянная;

Т- абсолютная температура, К;

е - основание натурального логарифма.

Таблица 3 - Результаты коррозионных испытаний жестяных банок №9 с яблочным соком (двухслойное покрытие смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547(50%) и ПВО-ЗО - 5% во второй слой)

Продолжительность хранения, мес Температура х 20° Сх" ранения, Продолжительность хранения, сутки Температура хранения, 40°СХ) Продолжительность хранения, сутки Температура хранения, 55°СХ|

I, шА Н2, мл Ре, мкг/мл 1, птА Н?, мл Ие, мкг/мл 1, гпА Н2, мл Ие, мкг/мл

3,0 9 1 9 4 41 9 27 20 36 17 59

8,5 34 4 16 7 130 90 135 30 11 201 282

11,0 46 63 148 11 160 102 143 40 17 65

14,0 87 130 15 106 62 100 48 142 165

15,0 90 119 30 55 74 134 50 65 17

18,0 99 124 42 81 144 65 137 135

90 134 156 80 176 196

120 122 133 150 114 212

"Я

консервы хранились в термостатируемых условиях; эксперимент проводился в складских условиях

Таблица 4 - Значения скорости н их натуральные логарифмы изменения тока (—), накопления водорода (-2-), железа (-) в

Дг Дг Дг

яблочном соке, фасованном в жестяные банки №9 с различными видами лакокрасочных покрытий

Двухслойное покрытие лаком ЭП-547 Однослойное покрытие смесью эмали ЭП-5147(50%), лака ЭП-547(50%), ПВО-ЗО (5% объемных) Двухслойное покрытие смесью эмали ЭП-5147(50%), лака ЭП-547(50%), ПВО-30(5% объемных - во второй слой)

Д с/ 1/Т, 10° К'1 АI Дг Дг &Н2 Дг А т Д/ч? ~д7 , Д/ч? 1п- Дг Д/ Дг Дг Д//2 Дг Дг Д/=е Дг Дг М Дг Дг Дг Дг ЛРе ~д7 ¡п- Дг

20/ 3,4 0,63 -0,46 0,37 -0,99 0,37 -0,99 0,2 -1,61 0,2 -1,61 0,4 0,92 0,24 -1,43 0,1 -2,3 0,07 -2,66

40/ 3,2 1,6 0,18 1,67 0,51 1,6 0,47 0,6 -0,51 3,1 1,31 3,7 1,31 0,9 -0,11 2,0 0,69 2,1 0,74

55/3,1 1,2 0,47 4,63 1,53 4,8 1,44 1,0 0 2,7 0,99 4,2 1,57 1,1 0,095 3,75 1,32 3,83 1,34

Гху -0,999 -0,997 -0,997 -0,999 -0,958 -0,971 -0,978 -0,985 -0,981

гху - линейный коэффициент корреляции (Пирсона)

Учитывая результаты наших исследований, уравнение Аррсниуса имеет следующий вид: для скорости разрушения лакокрасочного покрытия по изменению вс-А/ , ...................-............... А Я;

личины тока

А г

ке «7

скорости перехода железа

для скорости накопления водорода Д Fe

Д г

■ = ке ят

для

Ar

ке

Полученные значения натуральных логарифмов скоростей реакций для яблочного и виноградного соков, а также для 2% раствора винной кислоты, фасованных в жестяные банки №9 с различными лакокрасочными покрытиями внутренней поверхности тары при разной продолжительности и температурах эксперимента, позволили рассчитать:

£7 - энергию активации процесса разрушения покрытия; Ей 2 - энергию активации процесса накопления водорода; £Уе - энергию активации растворения железа.

Энергия активации рассчитывалась по формуле: Е = Я tg а ,

где Я - универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж / моль К;

tg а - тангенс угла наклона экспериментальной аппроксимирующей прямой

или изменение скорости реакции во времени —, представленных на графиках, по-

Дг

строенных по данным экспериментов (рисунки 3, 4 и 5).

InV 2 1.»

\ ч

V.v ч \ч 1 1 1 in, ioV

5 3 Об 3. S 1

V

3

• V 2

1,5 1 0.9

-2,5 -3

■

ч

1/Т, II

и з 1 ■ 1 1 1 ' V-! ' * ""К3 25 ,35

\ .

г

1 1 j i

1-lnV,! 2-l«V„i J-l»Vr,

1 - In V,; 2-l»V„! 3-lnV„

Рисунок 3 - Зависимости логарифмов скорости реакций от температуры для жести ЭЖК III с двухслойным покрытием лаком ЭП-547 в яблочном соке

Рисунок 4 - Зависимости логарифмов скорости реакций от температуры для жести ЭЖК III с двухслойным покрытием смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и ПВО - 30 (5% объемных - во второй слой) в яблочном епке

Аналогичные данные были получены в экспериментах с виноградным соком.

Рисунок 5 - Зависимости логарифмов скорости реакций от температуры для жссти ЭЖК 111 с двухслойным покрытием смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и ПВО -30 (5% объемных во второй слой) в виноградном соке

Анализ результатов проведенных исследований показал, что для жестяных банок №9 с яблочным соком энергия активации процесса разрушения лакокрасочного покрытия (ЕI) меньше энергии активации накопления водорода (Ен,) и железа (Е|с ), т.е. процессы накопления водорода и железа в большей степени зависят от повышения темпершуры, чем от процесса разрушения лакокрасочных покрытий (таблица 5).

Таблица 5 - Энергии активации коррозионных процессов и разрушения покрытий

Модельная среда Тип покрытия Е, Ен, Ере

2% раствор винной кислоты Двухслойное

лаком ЭП-547 53,1 84,3 137,4

То же Однослойное

смесью* 49,6 79,6 102,8

Виноградный сок Двухслойное

лаком ЭП-547 54,3 131,6 84,3

То же Однослойное

смесью* 50,3 120,6 74,3

Яблочный сок Двухслойное

лаком ЭП-547 36,9 113,4 95.9

То же Однослойное

смесью* 32,3 95,9 62.4

То же Двухслойное

смесью** 21,9 57,7 57,8

* смесь лака ЭП-547 (50%), эмали ЭП-5147 (50%) и скользящей добавки ПВО-ЗО (5% объемных) ** смесь лака ЭП-547 (50%), эмали ЭП-5147 (50%) и скользящей добавки ПВО-ЗО (5% объемных

во второй слой)

Для яблочного сока в банках №9 с различными покрытиями установлено, что для двухслойного покрытия лаком ЭП-547 скорость растворения железа при всех температурах (20, 40 и 55°С) выше по сравнению с однослойным покрытием смесью эмали ЭП-5147, лака ЭП-547 и ПВО-ЗО. Повышение температуры в разной сте-

пени влияет на процесс разрушения защитных покрытий, накопления водорода, перехода железа для банок, поэтому сравнительная оценка качества покрытий при одной выбранной повышенной температуре не пригодна для прогноза их стойкости при нормальных условиях хранения.

Состояние двухслойных лакокрасочных покрытий при контакте с виноградным соком было аналогичным и для яблочного сока.

Состояние металлической тары с различными лакокрасочными покрытиями в виноградном сокс подчиняются одинаковым закономерностям по Аррсниусу, поэтому при эксперименте для ускоренных испытаний можно использовать повышенные температуры. Лучшими защитными свойствами в виноградном соке так же, как и в яблочном, обладает смесь эмали ЭП-5147, лака ЭП-547 и ПВО-ЗО.

3 Исследование защитных свойств лакокрасочных покрытий внутренней поверхности жестяной тары в модельных растворах и в консервных средах методом катодной поляризации

Нами были проведены исследования по оценке защитных свойств различных

лакокрасочных покрытий методом цикличной катодной поляризации прерывистым током, включающим раздельное определение омического и поляризационного потенциала в момент разрыва цепи при одновременном фиксировании коррозионного тока. В качестве электролита использовался 3% водный раствор хлористого натрия, являющимся модельным раствором при испытаниях, и в котором наиболее часто выявляется такой дефект, как отслаивание лакокрасочного покрытия.

На основании проведенной работы можно сделать следующие выводы:

- при испытаниях в 3% водном растворе хлористого натрия наблюдается зависимость между остаточной адгезией покрытий и относительным падением поляризационного сопротивления;

- в сиропах фруктовых консервов такую зависимость установить не удалось, однако, оказалось возможным провести сравнительную оценку покрытий по величине удельного поляризационного сопротивления;

Установлена корреляция между величиной поляризационного сопротивления и массовой долей титруемых кислот в исследуемой среде. В результате проведенных исследований разработана методика оценки защитных свойств лакокрасочных покрытий для белой жести электролитического лужения в 3% водном растворе ИаС! с помощью катодной поляризации прерывистым током.

4 Исследование коррозионной агрессивности плодоовощных соков по отношению к хромированной и белой жести

Производство бсзоловянистого материала - хромированной жести с применением в технологическом процессе соединений шсстивалснтного хрома является экологически небезопасным. Поэтому сокращение использования соединений шестивалентного хрома является весьма актуальной проблемой.

Проведенная нами работа по исследованию коррозионной стойкости лакированной хромированной жести при различных вариантах нанесения хроматной пленки - в процессе хроматирования и в ваннах пассивации имеет целью:

- всестороннее изучение влияния различных процессов пассивации на состояние поверхности и электрохимические свойства хромированной жести;

- определение варианта хроматной обработки, при котором лакокрасочные материалы, используемые в производстве хромированной жести, имеют наилучшие адгезионные свойства.

Анализ результатов исследований коррозионной стойкости хромированной жести с различными видами хроматной обработки (электрохимическое и химическое хроматирование) показал, что вариант обработки, исключающий хроматирова-ние, имеет более низкую коррозионную устойчивость поверхности жести, о чем свидетельствуют как более высокие скорости коррозии в различных средах, так и переход хрома в 2% водный раствор винной кислоты.

Для проведения длительных коррозионных испытаний образцов уже лакированной хромированной жести после стерилизации выдерживали в модельных средах в течение 3-х месяцев. Оценку состояния покрытий проводили через 10 суток, один, два и три месяца испытаний.

Лучшие результаты были получены для покрытия из смеси эмали ЭП-5127 X (33%), лака ЭП-527Х (67%) и ПВО-ЗО (5% от объема смеси). Результаты определения адгезии покрытий лаком ЭП-527Х после испытаний в растворе 0,5% уксусной кислоты и 2% растворе хлористого натрия показали, что адгезия различных лакокрасочных покрытий к хромированной жести без пассивации с различными вариантами хроматирования составляет 100% и не изменяется в процессе хранения в течение трех месяцев. Кроме этого, для определения коррозионной агрессивности натуральных плодоовощных соков в качестве объектов исследований были выбраны следующие наиболее распространенные соки: томатный, виноградный и яблочный.

Испытания проводились на ячейках методом измерения поляризационного сопротивления. В качестве электродов использовали белую жесть ЭЖК 1122 Л2 с массой покрытия оловом 5,6/5,6 г/м2 и хромированную жесть ХЖК.

Эксперимент проводился в течение 240 час (10 суток).

Результаты определения скоростей коррозии, коррозионных потерь металлов, тока поляризации, продолжительности периода стационарной скорости коррозии, содержания металлов в натуральных томатном и фруктовых соках для образцов из белой жести ЭЖК и хромированной жести ХЖК представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Результаты коррозионных испытаний для жести ЭЖК II22 Л2 и жести ХЖК

Наименование сока Наименование жести Потери массы, г Поляризационный ток, I, шА Стационарная скорость коррозии, V ю\ г/(м2ч) Переход металла, мг/кг

Fe Sn Cr

Виноградный сок ХЖК 0,0025 25 8,9 173 - 0,22

Виноградный сок ЭЖК II 0,0008 25 3,4 5,4 47,5 -

Томатный сок ХЖК 0,0028 30 10,7 160 - 0,23

Томатный сок ЭЖК II 0,0006 20 1,9 5,5 15,0 -

Яблочный сок ХЖК 0,0180 10 77,6 848 - 0,45

Яблочный сок ЭЖК II 0,0005 3 1,6 5,7 22,0 -

Нами было установлено, что в начальный момент времени наблюдается более высокая скорость коррозии, обусловленная повышенными температурами сред (заполнение ячеек исследуемыми образцами происходит при температуре 95 °С) и наличием свободной поверхности металла, не занятой продуктами коррозии, а также восстановлением остаточного кислорода. С течением времени скорость коррозии быстро снижается и после 2,5 суток достигает постоянного значения, которое остаётся неизменным в течение последующего периода действия среды. В результате коррозионных испытаний выявлено, что коррозионная агрессивность яблочного сока по отношению к хромированной жести почти в 7 раз выше коррозионной агрессивности томатного сока к той же жести. Видимо, это связано с наличием в томатном соке компонентов, ингибирующих, в определенной мере, коррозионные процессы. Для белой жести коррозия в этих соках почти одинакова. Стационарная скорость коррозии хромированной жести в виноградном соке почти в 3 раза больше, чем для белой жести в этом же соке. Для того, чтобы ускорить получение результатов, для закладок на хранение были выбраны консервы, характеризующиеся повышенной коррозионной агрессивностью.

В процессе хранения проводилась оценка состояния тары, лакокрасочных покрытий и качества консервов. В результате этих исследований установлено, что после одного месяца хранения консервов "Перец обжаренный, в маринаде" все показатели качества консервов соответствовали требованиям действующей нормативной документации.

По результатам проведенных исследований были разработаны «Рекомендации по применению тары из хромированной жести ХЛЖК-У с покрытием ЭП-5127Х, изготовленной по ТУ 14-1-4756-89 для консервов промышленного производства и домашнего консервирования», утв. 19.12.1995.

5 Исследование коррозионной агрессивности органических кислот и наиболее распространенных овощных консервов и томагопродукгов

Основными коррозионно-агрессивными компонентами овощных консервов и томатопродуктов являются органические кислоты (яблочная, лимонная и уксусная), а также хлористый натрий.

Исследования проводили с белой жестью ЭЖК III (масса оловянного покрытия 8,4/8,4 г/м2) в водных растворах лимонной кислоты и хлористого натрия: 0,25 % лимонной кислоты + 1% хлористого натрия; 0,5% лимонной кислоты + 1% хлористого натрия; 1,0% лимонной кислоты+1% хлористого натрия; 2,0% лимонной кислоты + 1% хлористого натрия.

Результаты определения скорости коррозии в вышеуказанных растворах представлены на рисунке 6.

12'

Рисунок 6 - Зависимость скорости коррозии белой жести от продолжительности действия лимонной кислоты и хло-

ристого натрия 1 - 2% лимонной кислоты +1% №С1

2 - 0,5% лимонной кислоты +1% ИаС1

3 - 0,25% лимонной кислоты+1% №С1 4-1% лимонной кислоты+1% 1ЧаС1

100 200 300 400 500 «00 ТОО &00

Визуальный контроль состояния поверхности металла позволил установить, что в этих модельных растворах продукты коррозии серого цвета выявляют кристаллическую структуру олова. Это даёт основание считать, что замедленный рост

коррозии с течением времени для белой жести обусловлен заполнением свободной поверхности этой жести продуктами коррозии олова.

При длительном хранении консервов в металлических банках из белой жести и стеклянных банках, укупоренных крышками типа I с различными лакокрасочными покрытиями внутренней поверхности, периодически (раз в 3-6 месяцев) проводился контроль качества консервов и банок. При этом оценивались следующие параметры: изменения органолсптических и физико-химических показателей качества консервов через каждые полгода хранения; результаты разбраковки консервов; данные по накоплению металлов (для тары из белой жести -8п, Ре; из хромированной- Ре, Сг); результаты контроля качества внутренних лакокрасочных покрытий металлической тары после каждого полугода хранения консервов. Общее количество исследованных консервов составило 42 наименования.

В таблице 7 представлен перечень основных видов овощных консервов и томатных продуктов с минимальными, и максимальными сроками хранения.

Таблица 7 - Сроки хранения овощных консервов и томатопродуктов различного ассортимента

Наименование консервов

Вид тары

Срок хранения в rape с однослойным и двухслойным лакокрасочными покрытиями_

Натуральные Зелёный горошек Огурцы консервированные

Закусочные Икра из кабачков Икра из баклажанов

Томатные продукты Сок томатный натуральный Сок томатный натуральный Томаты натуральные залитые протертой томатной массой Томатная паста

Томатный соус_

ж/б №9 ж/б №13

ж/б №9 ж/б №12

с/б 1 -82-3000

ж/б №13

ж/б №13 ж/б №9 ж/б №9

2 и 4 года

1 и 3 года

2 и 3 года 2 и 3 года

2 и 4 года 2 и 3 года

2 и 3 года 2 и 3 года 1 и 2 года

В результате проведенного анализа полученных данных установлено:

- однослойное покрытие смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и скользящей добавки ПВО-ЗО (5% от объёма смеси) обеспечивает сохранность слабоагрессивных овощных консервов со сроком хранения до 2 лет;

- двухслойное лакокрасочное покрытие из смеси эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и скользящей добавки ПВО-ЗО (5% от объема смеси - во второй слой) является оптимальным для защиты внутренней поверхности металлической тары из белой и хромированной жести под средне- и сильноагрессивные овощные консервы, кроме маринадов, со сроком хранения их, соответственно, до четырёх и двух лет.

6 Влияние повышенных температур на накопление оксимстилфурфурола в плодоовощных консервах и на стойкость лакокрасочных покрытий тары

Проведение исследований обусловлено необходимостью установления гарантийных сроков хранения и продолжительности транспортных перевозок плодоовощных консервов при повышенных температурах в металлической таре.

В результате исследований было установлено, что после двух месяцев хранения при 40 °С в нектаре яблочно-виноградном (рН 3,4) наблюдалось превышение содержания оксиметнлфурфурола (ОМФ) над допустимым его количеством (20 мг/л) почти в 2 раза, после четырех месяцев - в 3 раза. Для соков и нектаров других видов с рН от 3,7 до 4,3 превышения предельно допустимых концентраций ОМФ не установлено. При температуре 55 °С уже через месяц хранения для фруктовых соков и нектаров разнообразного ассортимента содержание ОМФ увеличилось в 2 - 3 раза, через четыре месяца - в 4 - 7 раз. Для томатного сока (рН 4,3) превышение допустимой концентрации ОМФ наблюдалось после 4-х месяцев хранения. Установлено, что в данном интервале температур и продолжительности хранения накопление ОМФ во времени носит линейный характер. Максимальная скорость накопления ОМФ - 32,3 мг/л в месяц установлена для яблочно-виноградного нектара, хранившегося при температуре 55 °С, минимальная - 1,0 мг/л в месяц для сока томатного (температурный режим 40 °С).

Рассчитаны средние скорости разрушения лакокрасочных покрытий металлической тары, которые подчиняются по всем вариантам ранее приведенному уравнению Аррениуса (см. с. 12).

Таким образом, выявлена возможность использования повышенных температур для оценки эффективности защитного действия лакокрасочных покрытий в консервных средах путем определения температурной зависимости параметров, характеризующих скорость разрушения лакокрасочных покрытий при повышенных температурах и увеличения содержания оксиметилфурфурола - технологического показателя качества продукции.

7 Исследование качественных показателей консервов, фасованных в металлическую тару, изготовленной из жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом

Начиная с 1993 года нами проводились исследования, связанные с разработкой рекомендаций по применению сборных банок со сварным швом, изготовленных на консервном комбинате «Крымский» из белой жести электролитического лужения с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом для производства консервов с различной степенью коррозионной агрессивности (низкой, средней и высокой) следующего ассортимента: «Зеленый горошек» по ГОСТ 15842; «Горох со свиным жиром в томатном соусс» по ГОСТ 17649; «Соус острый «Новинка» по ТУ РФ 21-295.

Для изготовления корпусов и концов банок была использована белая жесть ЭЖК 22 АзД II с толщиной оловянного покрытия на внутренней поверхности банок 1,2 и 2,8 г/м2 производства Магнитогорского металлургического комбината.

Для установления сроков хранения часть консервов выдерживалась в термостате при 32°С (ускоренный метод), другая часть - в обычных складских условиях (20-25°С). В процессе хранения контролировались физико-химические и органолеп-тические показатели качества консервов, определялось содержание железа, олова и меди в продуктах. Кроме этого оценивалось состояние лакокрасочных покрытий внутренней поверхности тары. На внутреннюю поверхность тары нанесено однослойное покрытие смесью эмали ЭП-5147(50%), лака ЭП-547(50%) и ПВО-ЗО (5% от общего объема смеси) и двухслойное - то же, но скользящая добавка ПВО-ЗО добавлялась только во второй слой.

Как показали результаты органолептической оценки качества консервов "Зеленый горошек" столового и мозговых сортов, "Соуса острого "Новинка", "Гороха со свиным жиром в томатном соусс" по веем вариантам опытов они оказались довольно высокими - от 4,0 до 4,7 баллов (по 5-ти балльной системе) после одного -двух лет их хранения в сварных сборных банках № 9 из белой жести с внутренним покрытием оловом 2,8 и 1,2 г/м2.

Анализ результатов после 6,5 месяцев хранения консервов в тсрмостатирус мых условиях при 32°С показал, что "Зеленый горошек" можно хранить в течение двух лет без изменения качества тары и консервов, изготовленных в сварных банках из белой жести с тонкими покрытиями оловом с указанными ранее однослойным и двухслойным внутренними лакокрасочными покрытиями.

По результатам проведенных ранее исследований разработаны рекомендации по производству консервов в таре из белой лакированной жести электролитического лужения с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом, регламентирующими порядок применения этой жести для выработки сборных банок со сварным швом и консервов в них. Для изготовления сборных сварных банок следует использовать белую лакированную жесть электролитического лужения в листах с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом 2,8/1,2 и 1,2/2,8 г/м2 в соответствии с требованиями ТУ 14-1-4854. В случае соответствия лакированной жести требованиям указанной нормативной документации се используют для изготовления сборных сварных банок и средств укупорки для консервированной продукции в соответствии с рекомендациями, изложенными в таблице 8.

Таблица 8 - Рекомендации но применению сборных сварных банок с тонкими н сверхтонкими покрытиями оловом для производства консервированной продукции

№ Толщина оловянного покрытия

п/и Наименование консервов (внутреннего/наружного), г/м2

2,8/1,2 1,2/2,8

односл. двухсл. односл. двухсл.

1. Мисорастительные и салобобовые + + + +

2. Закусочные

2.1 Икра овощная - + - +

2.2 Салаты - + - +

2.3 Овощи фаршированные в томатном

2.4 соусе - + - +

Овощи резаные в томатном соусе - + - +

3 Обеденные + +

4. Натуральные

4.1 Зеленый горошек, фасоль

стручковая, кукуруза сахарная - + - +

4.2 Огурцы, кабачки, патиссоны + + - +

4.3 Томаты цельно-консервированные - + - -

4.4 Свекла и морковь гарнирные - + - -

5 Томатные (концентрированные

томатопродукты, соуса, сок томат-

ный) - + - +

6. Фруктовые

6.1 Повидло, варенье, джем + + + +

6.2 Соки фруктовые - + - +

6.3 Компоты (кроме компотов из темно-

окрашенных плодов и ягод) + - -

В эксперименте применялись следующие лакокрасочные покрытия: однослойное - смесью эмали ЭП-5147 (50%), лака ЭП-547 (50%) и ПВ0-30 (5% объемных) и двухслойное - смесью ЭП -5147 (50%)+- ЭП-547 (50%) (1-й слой); смесь ЭП-5147 (50%) + ЭП-547 (50%)+ ПВО-ЗО (5% объемных - во 2-й слой).

8 Подбор ингибиторов коррозии при производстве консервов в металлической таре из белой и хромированной лакированной жести

8.1 Ингибиторы фитат калия и фитин

Снижение коррозионной агрессивности консервов в ряде случаев может дос тигаться за счет введения пищевых ингибиторов коррозии. Действие ингибиторо имеет избирательный характер из-за многокомпонентное™ и сложности консер! ных срсд и изучено недостаточно. Исходя из этого, выбор эффективных ингибитс ров коррозии проводился нами для консервов различного ассортимента.

Ингибирующий эффект нового препарата (фитата калия), разработанного ИХРВ АН Узбекистана, проверялся в 3% растворе хлористого натрия для нелакирс ванной белой жести ЭЖК II и хромированной жести ХЖК. Последняя использовг лась для изготовления концов (крышек и донышек) к таре из белой жести.

Экспериментальные работы проводились на Крымском консервном комбинг те. Консервы вырабатывались в жестяных банках №9 с различными ингибиторами:

- «Зеленый горошек» с добавлением в качестве ингибитора коррозии смес 0,03% фитина + 0,01% аскорбиновой кислоты (антиоксиданта);

- «Зеленый горошек» с добавлением 0,03% фитата калия к массе готовог продукта;

- «Икра из кабачков» с добавлением 0,03% фитата калия к массе продукта.

Консервы хранились в складских условиях при температуре 20-25 °С в тече

ние двух лет. В процессе хранения оценивались физико-химические и органолетт ческие показатели качества консервов и состояние защитных покрытий внутренне поверхности тары, определялось количественное содержание железа и хрома.

В результате проведенных исследований установлено:

- качество консервов «Зеленый горошек» и «Икра из кабачков», изготовлег ных в ж/б №9 с добавлением ингибиторов коррозии по органолептическим и физг ко-химическим показателям качества соответствует требованиям действующе нормативной документации;

- состояние внутренней поверхности жестяных банок №9 соответствует трс бованиям ГОСТ 5981, кроме контрольного варианта (консервы «Зеленый горошек» без добавления в заливу ингибитора).

Таким образом, применение ингибиторов коррозии (0,03 % фитина + 0,01% аскорбиновой кислоты; 0,03% фитата калия) способствует стабилизации качеств консервов «Зеленый горошек» и «Икра из кабачков» и увеличивает сроки их храш

ния. В работе применялись различные вещества, разрешенные органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России в качестве добавок в пищевые продукты, в том числе и указанные как ингибиторы коррозии.

8.2 Влияние гидролизата желатина на коррозионную агрессивность фруктовых консервов

Действие ингибиторов коррозии имеет избирательный характер из-за многокомпонентное™ и сложности сред. В ряде случаев за счет пищевых добавок возможно совместное действие их как стабилизаторов прозрачности, так и ингибиторов коррозии. Такой добавкой для фруктовых соков и сиропов может служить гидроли-зат желатина со средней молекулярной массой около 20000 в количестве 0,2- 1,0% к массе. Нами подтверждена эффективность этого ингибитора при проведении многих экспериментов.

Были приготовлены виноградно-яблочный коктейль в двух повторностях: без добавления (контроль) и с добавлением 0,2% гидролизата желатина, компоты из черешен и вишен в трех повторностях: без (контроль) и с добавлением 1% (1-й опытный) и 0,2% (2-й опытный) гидролизата желатина и другие фруктовые консервы.

В качестве примера в таблице 9 приведены данные по ингибированию коррозионной активности компота из вишен по трем основным коррозионным показателям.

Таблица 9 - Влияние гидролизата низковнзкого желатина на коррозионные процессы

Образец консервов Стационарная Содержание Состояние внутренней поверхности

«Компот нз вишен» скорость кор- водорода в металлической тары

розии, г/(м" ч) банке, см3

Контрольный 9,310" 9,5 Корпус имеет подпленочную коррозию

(без добавления гидро- по царапинам и продольному шву, на

лизата желатина) концах до 5% поверхности точечная

1-й опытный коррозия до 0,1 мм.

2-й опытный 1,010"3 3,0 Корпус и концы без изменения.

1,6-10"3 4,1 Легкое потемнение лакокрасочного по-

крытия по продольному шву,

концы - без изменений.

Способ производства фруктовых консервов по данной технологии запатентован (Патент на изобретение №2235480, приоритет изобретения 28.05.2001)

9 Разработка рекомендации по применению металлической тары и средств укупорки при производстве плодоовощных консервов

Практика производства плодоовощных консервов показала, что использование высококачественного сырья, современной технологии его переработки не обес-

печивает в полной мере сохранения качества готовой продукции и гарантированна го срока сё хранения.

Следует отмстить, что брак, связанный с неправильным подбором тары средств укупорки без учета коррозионной агрессивности плодоовощных консервс приводит не только к экономическим потерям, но и моральному ущербу.

С учетом результатов, проведенных нами научно-исследовательских работ лабораторных, стендовых, полупроизводственных и опытно-промышленных услс виях, были подобраны лакокрасочные покрытия для белой жссти элсктролитич* ского лужения различного сортамента, в том числе с тонкими и сверхтонкими ш крытиями оловом, для консервов разного ассортимента и коррозионной агрсссивнс сти. Разработка рекомендаций по применению указанной жести осуществлялась ш этапно на многих предприятиях консервной промышленности: Крымском и Адь гейском консервных комбинатах, консервном комбинате ОАО «Конпрок» (г. Белп род), Тираспольских консервных заводах им. 1 -го Мая и им. Ткаченко (Республи1< Молдова), консервном заводе в г. Ходженте (Таджикистан) и др.

Итоговым нормативным документом по результатам исследований явилас «Технологическая инструкция по лакированию жести белой горячего и электрол1 тического лужения в листах, предназначенной для производства консервной тары крышек 1-82», утв. 12.02.2007.

ВЫВОДЫ

1. На основе анализа литературных данных о прогнозировании сроков хранеш: и влиянии температуры на изменение качества пищевых продуктов, о методах ко] розиоппого контроля в консервной промышленности, о коррозионно-активных кок понентах плодоовощных консервов, ускорителях и ингибиторах коррозии и о де1 ствующей классификации консервных сред по их коррозионной агрессивности 01 ределены направления исследований по установлению технологических параметре хранения плодоовощных консервов в металлической таре при различных темпер турах.

2. Проведенные исследования показали возможность использования органич ских кислот для приготовления модельных растворов, имитирующих действие ра личных соков, при испытаниях нелакированной и лакированной белой и хромир! ванной жести.

3. Исследована кинетика коррозионных процессов в модельных растворах и на: более распространенных «подвижных» средах - яблочном и виноградном соках щ: температурах 20, 40 и 55°С по отношению к нелакированной белой жести электр! литического лужения различных классов покрытия оловом и хромированной жест Экспериментально показано, что в начальный момент времени скорость коррозг увеличивается, затем после накопления продуктов коррозии она заметно снижает«

и в дальнейшем после их разрушения увеличивается, достигая определенного стационарного значения до завершения эксперимента.

4. Впервые разработан и использован в исследовательской практике новый способ оценки сплошности лакокрасочных покрытий методом измерения величины коррозионного тока, появляющегося в термостатируемой ячейке: положительный электрод - исследуемый образец жести, отрицательный — платиновый стержень.

5. Выявлено, что скорости изменения коррозионного тока, накопления водорода и перехода железа для виноградного сока при температуре 20°С были меньше, чем для яблочного сока, но повышение температуры хранения усиливало интенсивность процессов разрушения лакокрасочных покрытий при контакте с виноградным соком.

6. Выявлено, что изменение стационарной скорости коррозии в зависимости от температуры среды подчиняется уравнению Аррсниуса, а значения ее натурального логарифма имеют прямо пропорциональную зависимость от температуры, что доказано математической обработкой экспериментальных данных. Полученные значения натуральных логарифмов скоростей реакций могут быть использованы для расчета энергии активации процессов разрушения покрытий, накопления водорода, перехода металлов в плодоовощные консервы, фасованных в жестяную тару, что позволяет прогнозировать сроки их хранения.

7. Экспериментальные данные по коррозионной агрессивности виноградного, яблочного и томатного соков по отношению к лакированной хромированной жести показали, что скорость коррозии в яблочном соке больше в 7 - 8 раз, чем в виноградном и томатном, а по отношению к белой жести-скорости примерно одинаковы.

8. Результаты лабораторных, опытных и опытно-промышленных испытаний позволяли провести оптимальный подбор видов жести и лакокрасочных покрытий для установления реальной продолжительности хранения консервов в течение четырех и двух лет.

9. Получены новые данные по ингибирующей способности фитиновой кислоты и ее солей, метионина и Сахаров на коррозионную агрессивность плодоовощных консервов.

10. По результатам научных исследований разработана и внедрена следующая нормативная документация:

- «Рекомендации по применению тары из хромированной лакированной жести ХЛЖК-У с покрытием эмалью ЭП-5127Х, изготовленной по ТУ 14-1-4756-89 для консервов промышленного производства и домашнего консервирования», утв. 19.12.1995;

- «Рекомендации по применению жести белой консервной электролитического лужения с пониженной массой покрытия оловом по ТУ 14-1-5318 для производства тары под различные пищевые продукты», утв. 20.11.1999.

- «Рекомендации по производству и применению сварных банок из белой жести электролитического лужения с тонкими покрытиями оловом 2,8/2,8 г/м2», утв. 21.09.2005;

- «Рекомендации по применению белой жести электролитического лужения ЭЖК с покрытиями оловом массой 1,0/1,0; 1,4/1,4; 2,0/2,0; 4,0/4,0; 5,6/11,2 г/м2, выпускаемой по ГОСТ Р 52204-2004 и жести ЭЖК с покрытием олово-хром массой 2,8/2,8 г/м2 по ТУ 14-1-5430-2001 для изготовления банок и средств укупорки, предназначенных для производства пищевых продуктов», утв. 07.12.2005;

- «Технологическая инструкция по лакированию жести белой горячего и эл>. тролитического лужения в листах, предназначенной для производства консервн< тары и крышек типа I» в редакциях 1993, 2004 и.2007 гг.

11. По результатам опытно-промышленных испытаний на Крымском и Адыгс ском консервных комбинатах, Белгородском консервном заводе ОАО «Конпрок Тираспольских консервных заводах им. 1-го Мая и им. Ткаченко (Республика Мо дова), консервном заводе в г. Ходжснт (Таджикистан) разработаны рекомендации i применению металлической тары и средств укупорки при производстве плодоово1 ных консервов различного ассортимента, разной коррозионной агрессивности и у тановлены технологические параметры хранения плодоовощных консервов в мета личсской таре.

Патентование новых технических решений.

1. Платонова Т.Ф. A.c. SU 1295729 AI. Смывка. /Арсланов В.В., Платоно Т.Ф., Огарев В.А., Сатова Н.М., Соснов Л.П., Ямов А.Г./; заявитель и патентообл датсль Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиац] и Институт физической химии АН СССР. 20.09.83 г.

2.Платонова Т.Ф. Патент №2235480. МПК А 23 Ll|212 Способ производст фруктовых консервов. /Горенькова А.Н., Робсман Г.И., Платоно Т.Ф./патентообладатель - Всероссийский научно-исследовательский институт ко сервной и овощесушильной промышленности РАСХН; заявлен 28.05.2001 г., опу ликован 10.09.2004, Бюл. №25.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Платонова Т.Ф. Однослойное покрытие с улучшенными адгезионными защитными свойствами для консервной тары [Текст] // Тезисы докладов Bcecoic ной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Технол гические способы обработки и консервирования овощной продукции» - Моею Москва, 1988.- С.55.

2. Платонова Т.Ф. Хромированная лакированная жесть улучшенного качест для консервной тары [Текст] /Платонова Т.Ф., Горенькова А.Н., Колтукова С.Ю.. Вторая Всероссийская научно-теоретическая конференция «Прогрессивные экол гически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозр дукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологически ценности». Тезисы докладов - Москва, Углич, 1996.- С.497-498.

3. Горенькова А.Н. Технологические аспекты классификации плодоовощи! консервов по коррозионной агрессивности к металлическим тарным материал; [Текст] /Горенькова А.Н. Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф., Колтукова С.Ю. // «С вершенствование техники и технологии производства плодоовощных консерво! Научно- технический сборник трудов ВНИИКОП - Москва, 1996. - С.171-176.

4. Робсман Г.И. Рациональное использование различных видов тары и упак вочных материалов для консервной продукции [Текст]/Робсман Г.И., Платонова Т.1 //Там же.-С.218-223.

5. Робсман Г.И. Системный подход к выбору тары для плодоовощных консе вов [Текст] /Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф., Кс тукова С.Ю. //Научно-практическая конференция «Прогрессивные экологичес безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции д создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности». 1 зисы докладов - Москва, 1997.-С. 159-160.

6. Робсман Г.И. Влияние свойств тарных материалов на качество плодоовощных консервов [Тскст]/Робсман г.И., Горснькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // Научно-практическая конференция «Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности». Тезисы докладов. -Москва, 1999,- С.330-331.

7.Робсман Г.И. Исследование технологических и защитных свойств белой жссти со сверхтонкими юкрьпиями оловом для тары пищевых продуктов [Текст] /Робсман Г.И., Горснькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // -Там же.- С. 332-333.

8. Робсман Г.И. Хромированная жесть с новыми лакокрасочными покрытиями - экономичный материал для производства консервной тары, крышек и кронеппробок [Текст] /Робсман Г.И., Горснькова А.Н., Платонова Т.Ф., Товстокора Н.С. // Научно-практическая конференция. Тезисы докладов. - Углич, 2000,- С.414-416.

9. Платонова Т.Ф. Отечественные порошковые лаки для защиты сварных швов сборных металлических банок под различные виды консервов [Текст] /Платонова Т.Ф., Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С. // Материалы Международной научно-практической конференции «Продовольственная индустрия юга России. Экологически безопасные энергосберегающие технологии хранения и переработки сырья растительного и животного происхождения» - Краснодар, 2000.- С.66-67.

10. Платонова Т.Ф., Белая жесть с пониженной массой покрытия оловом - экономичный материал для производства металлических крышек и кроненпробок. /Платонова Т.Ф., Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С. // Там же. - С.77.

11. Робсман Г.И. Проблемы обеспечения экологической безопасности при производстве и использовании консервной тары [Текст] /Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф.// Научно-пракшческая конференция. Труды - Углич, 2001.-С. 391-393.

12. Робсман Г.И. Влияние свойств металлической тары на качество и безопасность плодоовощных консервов [Текст] /Робсман Г.И., Товстокора Н.С., Горенькова А.Н., Платонова Т.Ф. // Научно-пракшческая конференция. Доклады - Углич. 2004 -С.82-85.

13. Робсман Г.И. О коррозионной агрессивности плодоовощных консервов в металлической таре [Текст] /Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // Международная научно-практическая конференция «Плодоовощные консервы -технология, оборудование, качество, безопасность». Сборник материалов. Том 1 - Москва- Видное, 2004. - С. 211225.

14. Робсман Г.И. Исследование влияния пищевых добавок на ингиби-рование коррозионных процессов при хранении консервов в таре из белой жести [Текст] /Робсман Г.И., Горенькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф.//Там же.-С. 226-233.

15. Робсман Г.И., Исследование влияния аитоциановых пигментов на коррозионную стойкость белой жести [Текст] /Робсман Г.И, Горснькова Л.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // Там же. - С.233-236.

16. Горснькова А.Н. Ингибиторы коррозионных процессов при производстве плодоовощных консервов, фасованных в металлическую тару [Текст] /Горснькова А.Н., Товстокора И.С., Платонова Т.Ф. // 7-й Международный форум. «Пищевые ингредиенты XXI века». Сборник докладов - Москва, 2006. - С. 78-79.

17. Цимбаласв С.Р. Влияние повышенных температур на накопление оксимстилфурфурола в плодоовощных консервах и на стойкость лакокрасочных покрытий тары [Тскст]/Цымбаласв С.Р., Горснькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // У1 Международная научно-практическая конференция. «Техника и технология пищевых производств». Тезисы докладов -- Могилев, 2007. - С. 212-213.

18. Робсман Г.И. Разработки в области применения белой жести новых сортаментов производства ОАО «ММК» [Текст] /Робсман Г.П., Шавырип

B.А., Горснькова А.Н., Товстокора Н.С., Платонова Т.Ф. // Международная научно-практическая конференция «Технологические и микробиологические проблемы консервирования и храпения плодов и овощей». Сборник научных трудов - Москва - Видное, 2007.-С.261- 263.

19.Платонова Т.Ф. Высокие защитные свойства металлической тары -важнейший фактор сохранения качества плодоовощных консервов при их длительном хранении [Текст] /Платонова Т.Ф., Горснькова А.Н., Товстокора Н.С.// Научно-практическая конференция «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-ппщевых технологий» - Углич, 2007.-С.264-265.

20. Платонова Т.Ф. Коррозионная устойчивость лакокрасочных покрытии при повышенных температурах хранения [Текст] /Платонова Т.Ф., Го-реньков Э.С., Горснькова А.Н. // «Продукты длительного храпения», №2. Москва. 2007.-С. 4-6.

21. Платонова Т.Ф. Применение жести при производстве консервной тары [Текст] /Платонова Т.Ф., Горенькова А.Н.// «Продукты длительного хранения», №2, Москва 2008. - С. 23-25.

22. Платонова Т.Ф. О положительном экологическом влиянии использования белой жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом для производства консервных бапок [Текст] / Всероссийская конференция «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания» - Углич, 2008,

C.69 -70.

23. Платонова Т.Ф. Исследование коррозионной агрессивности плодоовощных консервов по отношению к белой и хромированной жести [Текст] /Платонова Т.Ф., Горснькова А.Н.// - Москва, «Хранение и переработка ссльхозсырья», №2, 2009.

Подписано в печать 3.03.2009 г.

Печать офсетная. Бумага офсетная.

Заказ № 01-03 Тираж 100 экз.

Отпечатано в типограф™ «Вымпел» г. Видное, ул. Донбасская, д. 1а, тел. (495) 646-96-84, (495) 971-84-23. vimpel777@yandex.ru

Введение

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Прогнозирование срока хранения пищевых продуктов

1.2 Методы коррозионного контроля металлической тары и средств укупорки в консервной промышленности

1.3 Коррозионно-активные компоненты фруктовых консервов и действующая классификация консервных сред по их агрессивности

1.4 Ускорители и ингибиторы коррозии

1.5 Влияние температуры на функцию изменения качества пищевых продуктов

2 Объекты, методы и методики исследований

3 Экспериментальная часть

3.1 Исследование влияния органических кислот на коррозионную стойкость нелакированной белой жести электролитического лужения

3.2 Исследование коррозионной устойчивости лакокрасочных покрытий в модельных растворах и в плодовоягодных соках в процессе их длительного хранения при различных температурах

3.2.1 Результаты исследований устойчивости лакокрасочных покрытий при повышенных температурах

3.2.2 Исследования защитных свойств лакокрасочных покрытий внутренней поверхности жестяной тары в модельных растворах и в консервных средах

3.2.2.1 Исследование свойств лакокрасочных покрытий в модельных растворах

3.2.2.2 Исследование коррозионной агрессивности плодоовощных соков по отношению к хромированной и белой жести

3.2.2.3 Исследование коррозионной агрессивности наиболее распространенных овощных консервов и томатопродуктов

3.2.2.4 Влияние повышенных температур на накопление окси-метилфурфурола в плодоовощных консервов и на стойкость лакокрасочных покрытий тары

3.3 Исследование качества консервов и состояния тары из белой жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом в процессе их хранения

3.3.1 Исследования качественных показателей консервов, фасованных в металлическую тару, изготовленную из жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом

3.3.2 Разработка рекомендаций по применению сборных сварных банок из жести с тонкими и сверхтонкими покрытиями оловом

3.4 Подбор ингибиторов коррозии при производстве консервов в металлической таре из белой и хромированной жести

3.4.1 Использование солей фитиновой кислоты для ингибиро-вания коррозионных процессов

3.4.2 Использование гидролизата желатина в качестве ингибитора коррозии

3.4.3 Влияние Сахаров различной концентрации на коррозионную агрессивность модельных сред, имитирующих действие плодоовощных консервов

3.5 Разработка рекомендаций по применению металлической тары и средств укупорки при производстве плодоовощных консервов 127 Выводы

Срок хранения» для современных пищевых продуктов в настоящее время является важнейшим их понятием и свойством. Действительно, если он отражает соответствующий показатель минимального срока годности, что закреплено нормативными актами Европейского Союза, то он дает крайне важную техническую информацию о пищевом продукте. Эта информация способствует обеспечению пищевой безопасности данного продукта и сохранению его потребительских свойств, хотя понятия «минимальный срок годности» и «срок хранения» — не синонимы (продолжительность последнего обычно отражает срок его годности, а первое дает научную основу для определения второго). В мировой практике в области пищевых технологий существует определение, согласно которому "срок хранения — это период времени, в течение которого пищевой продукт: остается безопасным; надежно сохраняет свои характерные органолептические, физико-химические, микробиологические и функциональные показатели качества; соответствует приведенным на этикетке сведениям о составе, пищевой ценности продукта в течение всего срока его хранения в рекомендованных условиях".

Таким образом, срок хранения — это понятие, включающее ряд аспектов, каждый из которых крайне важен как для производителей, так и потребителей пищевых продуктов. Два основополагающих аспекта срока хранения «безопасность» и «качество пищевого продукта» — взаимосвязанные понятия. Например, не может идти речь о сроке хранения пищевого продукта, в безопасности которого возникают сомнения, поскольку это предполагает немедленный отзыв продукта. Более того, показатели контроля микробиологической безопасности и качества пищевых продуктов зачастую идентичны, и поэтому отдельное рассмотрение безопасности и качества при оценке срока хранения нецелесообразно.

Индивидуальные характеристики качества зависят от конкретного пищевого продукта и его производителя. Аналогичные пищевые продукты-конкуренты необязательно обладают одинаковыми характеристиками качества и имеют идентичный срок хранения.

Поскольку безопасность пищевого продукта закреплена нормативными актами и представляет собой довольно ясное требование, любое исследование срока хранения обязательно включает оценку продукта с точки зрения его безопасности. После ее установления основная задача состоит в определении порога окончания срока хранения. Для этого используется накопленная информация о показателях качества, определяющих приемлемость продукта для потребителя. Так как эти показатели являются химическими, функциональными, микробиологическими или физико-химическими и специфичны для каждого конкретного продукта, производитель должен провести ряд экспериментов, предназначенных для изучения поведения продукта в ходе всего срока хранения и определения окончания его срока. Назначать срок хранения выпускаемых продуктов без проведения экспериментов на основе научных принципов очень рискованно, поскольку убытки от возможных исков могут быть весьма значительными.

Несмотря на огромное разнообразие видов пищевых продуктов, в настоящее время накоплена обширная информационная база о процессах ухудшения их качества и порчи. Основные процессы, приводящие к ухудшению качества и порче многих пищевых продуктов, включают изменения, индуцированные дневным или искусственным освещением; микробиологические, химические (в том числе коррозионные) и биохимические изменения составляющих продукта при воздействии кислорода и температуры хранения. Перечисленные изменения являются основными факторами риска для качества продуктов. В случае отсутствия надлежащего контроля наличие хотя бы одного из этих факторов неизбежно сокращает срок хранения большинства пищевых продуктов.

Одной из основных задач в развитии отечественной консервной промышленности является расширение возможностей применения металлической тары, позволяющих решать вопросы, связанные с длительным хранением и максимальным снижением потерь по качеству пищевой продукции.

Металлическая тара претерпевает различные изменения в процессе ее изготовления, а также может подвергаться коррозии при контакте с пищевыми продуктами, что приводит не только к ухудшению ее свойств, но и к отрицательному влиянию на хранящиеся в ней продукты за счет перехода в продукт металлов и полимерных органических соединений из лакокрасочных покрытий.

Процесс коррозии белой жести под влиянием пищевой среды сложен. Механизм его протекания может быть различен в зависимости от состава пищевой среды и создавшихся внутри герметичной тары условий.

Известны наиболее распространенные методы защиты внутренней поверхности консервной тары из белой жести от коррозии:

- лакирование - нанесение органических полимерных покрытий, защищающих белую или хромированную жесть от соприкосновения с пищевой средой;

- пассивирование жести — нанесение химическим или электрохимическим методами тонких оксидных пленок, повышающих коррозионную стойкость;

- уменьшение коррозионного действия пищевой среды путем добавления специальных веществ, замедляющих скорость коррозии - ингибиторов.

Исходя из вышеизложенного были определены следующие цель и задача исследований.

Цель исследований заключается в изучении динамики изменения основных характеристик и показателей качества продукта в ходе хранения и в выявлении изменений состояния тары, которые, в конечном счете, могут превратить продукт в неприемлемый для потребителей. При проведении исследований предусматривается изучение закономерностей изменения скорости коррозионных процессов в зависимости от технологических параметров хранения.

Задачей исследований являлась разработка практических рекомендаций по подготовке металлической тары, средств укупорки с различными видами лакокрасочных покрытий и установление рекомендуемых технологических параметров и сроков хранения плодоовощных консервов в металлической таре.

выводы

1. На основе анализа литературных данных о прогнозировании сроков хранения и влиянии температуры на изменение качества пищевых продуктов, о методах коррозионного контроля в консервной промышленности, о корро-зионно-активных компонентах плодоовощных консервов, ускорителях и ингибиторах коррозии и о действующей классификации консервных сред по их коррозионной агрессивности определены направления исследований по установлению технологических параметров хранения плодоовощных консервов в металлической таре при различных температурах.

2. Проведенные исследования показали возможность использования органических кислот для приготовления модельных растворов, имитирующих действие различных соков при испытаниях нелакированной и лакированной белой и хромированной жести.

3. Исследована кинетика коррозионных процессов в модельных растворах и наиболее распространенных «подвижных» средах - яблочном и виноградном соках при температурах 20, 40 и 55°С по отношению к нелакированной белой жести электролитического лужения различных классов покрытия оловом и хромированной жести. Экспериментально показано, что в начальный момент времени скорость коррозии увеличивается, затем после накопления продуктов коррозии она заметно снижается и в дальнейшем после их разрушения увеличивается, достигая определенного стационарного значения до завершения эксперимента.

4. Впервые разработан и использован в исследовательской практике новый способ оценки сплошности лакокрасочных покрытий методом измерения величины коррозионного тока, появляющегося в термостатируемой ячейке: положительный электрод - исследуемый образец жести, отрицательный — платиновый стержень.

5. Выявлено, что скорости изменения коррозионного тока, накопления водорода и перехода железа для виноградного сока при температуре 20°С были меньше, чем для яблочного сока, но повышение температуры хранения усиливало интенсивность процессов разрушения лакокрасочных покрытий при контакте с виноградным соком.

6. Выявлено, что изменение стационарной скорости коррозии в зависимости от температуры среды подчиняется уравнению Аррениуса, а значения ее натурального логарифма имеют прямо пропорциональную зависимость от температуры, что доказано математической обработкой экспериментальных данных. Полученные значения натуральных логарифмов скоростей реакций могут быть использованы для расчета энергии активации процессов разрушения покрытий, накопления водорода, перехода металлов в плодоовощные консервы, фасованных в жестяную тару, что позволяет прогнозировать сроки их хранения.

7. Экспериментальные данные по коррозионной агрессивности виноградного, яблочного и томатного соков по отношению к лакированной хромированной жести показали, что скорость коррозии в яблочном соке больше в 7

- 8 раз, чем в виноградном и томатном, а по отношению к белой жести - скорости примерно одинаковы.

8. Результаты лабораторных, опытных и опытно-прмышленных испытаний позволяли провести оптимальный подбор видов жести и лакокрасочных покрытий для установления реальной продолжительности хранения консервов в течение четырех и двух лет.

9. Получены новые данные по ингибирующей способности фитиновой кислоты и ее солей, метионина, низковязкого желатина и Сахаров на коррозионную агрессивность плодоовощных консервов.

10. По результатам научных исследований разработана и внедрена следующая нормативная документация:

- «Рекомендации по применению тары из хромированной лакированной жести ХЛЖК-У с покрытием эмалью ЭП-5127Х, изготовленной по ТУ 14-14756-89 для консервов промышленного производства и домашнего консервирования», утв. 19.12.1995 г.;

- «Рекомендации по применению жести белой консервной электролитического лужения с пониженной массой покрытия оловом по ТУ 1.4-1-5318 для производства тары под различные пищевые продукты», утв. 20.11.1999 г.

- «Рекомендации по производству и применению сварных банок из белой жести электролитического лужения с тонкими покрытиями оловом 2,8/2,8 г/м2», утв. 21.09.2005 г.; .

- «Рекомендации по применению белой жести электролитического лужения ЭЖК с покрытиями оловом массой 1,0/1,0; 1,4/1,4; 2,0/2,0; 4,0/4,0; 5,6/11,2 г/м2, выпускаемой по ГОСТ Р 52204-2004 и жести ЭЖК с покрытием* олово-хром массой 2,8/2,8 г/м2 по ТУ 14-1-5430-2001 для изготовления банок и средств укупорки, предназначенных для производства пищевых продуктов», утв. 07.12.05 г.;

- «Технологическая инструкция по лакированию жести белой горячего и электролитического лужения в листах, предназначенной для производства консервной тары и крышек типа I» в редакциях 1993, 2004 и 2007 гг.

11. По результатам опытно-промышленных испытаний на Крымском и Адыгейском консервных комбинатах, Белгородском консервном заводе ОАО «Конпрок», Тираспольских консервных заводах им. 1-го Мая и им. Ткаченко (Республика Молдова), консервном заводе в г. Ходжент (Таджикистан) разработаны рекомендации по применению металлической тары и средств укупорки при производстве плодоовощных консервов различного ассортимента, разной коррозионной агрессивности и установлены технологические параметры хранения плодоовощных консервов в металлической таре.

1. Андрющенко Е.А., Котлов Ю.Г., Поляков С.Г., Робсман Г.И., Товстокора Н.С. Оценка коррозионной агрессивности консервных сред методом поляризационного сопротивления. // Защита металлов, №5, т. XXIII, 1987, С.862 865.

2. Андрющенко Е.А., Новожилов Б.В., Шварцман И.С. Модель коррозии металлов с защитными лакокрасочными покрытиями. //Защита металлов, №1, том XXI, С. 132 134.

3. Бойцова Е.А., Андрющенко А.А., Ульянова Т.Н. Коррозионная агрессивность яблочного сока//Пищевая промышленность 1991. №4, С. 32-35.

4. Большая советская энциклопедия. Ингибиторы химические. — 3-е изд. М., 1972. - Т. 10. - С.524-526.

5. Булдаков А.С. Пищевые добавки. СПб: Ut, 1996. С. 33-34.

6. Волкова М.Е. Коррозия алюминия в растворах уксусной кислоты, хлористого натрия и в их смеси. // Защита металлов 1976. - т.7. - №6. С.688 - 689.

7. Врубель Я. Измерение давления в консервной банке как критерий скорости ее коррозии под влиянием агрессивности //Opakowanie 1977. №11

8. Голубев В.Н., Шелухина Н.П. Пектин: химия, технология, применение. М.: АТФ АФ, 1995.С. 338-355, 362-364.

9. Гореньков Э.С. и др. Технология консервирования М.: Агропромиздат, 1987. - 351 с.

10. Горенькова А.Н., Андрющенко Е.А., Малинина А.К., Бойцова Е.А., Репина Е.П. Ингиби-рование коррозионных процессов в средах плодоовощных консервов, фасованных в металлическую тару.//М: АгроНИИТЭИПП (Экспресс-информация), вып. 6, 1988.

11. Грживо В.С, Локшин Я.Ю. Коррозия консервной жестяной тары. ЦНИИТЭИпище-пром.М., 1962. С. 34-37, 51

12. Зайцев В.М., Лифляндский В.Г. и др. Прикладная медицинская статистика: Учебное пособие 20е изд. - СП б: ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2006.

13. Залкинд Ц.Н., Колотыркин Я.Н. Непрерывный контроль коррозии работающего оборудования // Коррозия и защита от коррозии — 1981, т.8. С. 181 216.

14. Захарина О.С., Фридман С.Г. и др. К вопросу о потерях органических кислот в плодово-ягодном виноделии // Виноделие и виноградарство СССР. 1967. №4. С. 26 - 30.

15. Левянто С.И., Пархомовская А.Д. Исследование коррозионной стойкости хромированной жести в модельных консервных средах. // Консервная и овощесушильная промышленность- 1976. .№10. С.29-31.

16. Левянто С.И., Путилова И.Н. Ингибиторы для защиты хромированной жести от коррозии //Консервная и овощесушильная промышленность -1971. №9. С.13-14.

17. Левянто С.И., Путилова И.Н. Оптимальные концентрации ингибиторов для консервной тары из хромированной жести // Консервная и овощесушильная промышленность 1972. №9. С. 23-24.

18. Левянто С.И., Путилова И.Н. Способ консервирования томатопродуктов в таре из хромированной жести. А.с. 563156 (СССР), кл.А 23 3/00, приоритет 08.12.75. Б.И. - 1977, №24

19. Ленинджер А. Биохимия М., Изд-во «Мир», 1974. - 957 с.

20. Локшин Я.Ю. Коррозионная стойкость алюминиевых консервных банок с различными пищевыми продуктами // Консервная и овощесушильная промышленность -1978. №5. С. 4143.

21. Ласковский Ю.Н., Миндлина Д.С. Современные методы определения тяжелых металлов в мясных консервах. М.: ЦНИТЭИПищепром, 1962. - 77 с.

22. Мазохина Н.Н. Анализ и оценка качества консервов по микробиологическим показателям М: Пищевая промышленность, 1977. - 471.

23. Ман С.М.Д. Тестирование срока хранения. — Лондонский South Bank, Великобритания, в кн. «Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание». С. 406 424.

24. Мансфелд Ф. Определение тока коррозии методом поляризационного сопротивления. Достижения науки о коррозии и технологии защиты от неё М.: Металлургия, 1980. - т.6. С.173-268.

25. Метлицкий Л.В. Биохимия плодов и овощей М.: Экономика, 1970. С.117-118.

26. Мизрахи С. Ускоренное тестирование срока хранения. — Израильский технологический институт «Технион», в кн. «Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание». С.379 — 405.

27. Покровский А. А. Химический состав пищевых продуктов М.: Пищевая промышленность, 1976. - 228 с.

28. Путилова И. И., Балезин С.А., Баранник В.И. Ингибиторы коррозии металлов. М.: Гос-химиздат, 1958. 364 с.

29. Путилова И.Н., Руденко К.В., Тереньтьев А. П. Ингибиторы коррозии, М.: НФХ, 1964. т.38. - №2 - С. 494.

30. Рогачев В.И., Левянто С.И и др. Способ приготовления заливки для натуральных растительных консервов в таре из хромированной жести. А.с. 1340713 (СССР), кл.А 23 в 7/00, приоритет 03.08.84. Б.И. - 1987. -№ 42.

31. Розенфельд И.Л. Замедлители коррозии в нейтральных средах. -М.: АН СССР, 1954. -362 с.

32. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. М.: Химия, 1977. - 352 с.

33. Салдулаев Ш.Ш. Технология производства фитина из шрота семян хлопчатника. Автореферат АН Уз ССР, Ташкент, 1984.

34. Сингх Т.К., Кадволладер К.Р. Методы определения срока хранения. Университет штата Иллинойс, США, в кн. «Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание». С. 206 -228.

35. Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание /под ред. Р Стеле; пер. с англ. — СПб.: Профессия, 2006.-480 с.

36. Сухарева Л.А., Яковлев B.C., Мжачих И.Е. Тароупаковочные материалы в производстве и хранении пищевой продукции М.: Пищепромиздат, 2003. - 559 с.

37. Таукис П.С., Гианнакуру М.К. Температурная стабильность пищевого продукта: анализ и контроль. Государственный Афинский технический университет, Греция, в кн. «Срок годности пищевых продуктов: Расчет и испытание». С.62 - 92.

38. Тихонь 3., Адамчик В. Зависимость между отрицательным давлением и коррозией в консервных банках // Opakowanie -1978. №5 С. 22-24.

39. Тищенко А.Н., Вихрова З.Г. Защитное действие нетоксичных ингибиторов коррозии // Пищевая промышленность 1988. -№ 7. С.33-35.

40. Товстокора Н.С., Андрющенко Е.А., Гореньков Э.С. Влияние добавок лимонной кислоты на коррозионную агрессивность абрикосового сока. Экспресс-информация (отечественный опыт), АгроНИИТЭИПП, вып. 6, М.: 1986. С. 10 - 12.

41. Товстокора Н.С. Подбор ингибиторов коррозии металлической тары для фруктовых консервов. //Пищевая промышленность, М.: 1994, №11. С. 31.

42. Товстокора Н.С. Исследование коррозионной агрессивности фруктовых консервов для выбора лакокрасочных покрытий внутренней поверхности металлической тары. Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук, М.: 1995.(рукопись)

43. Тодт Ф. Коррозия и защита от коррозии, М.: Химия, 1966. С.410-414.

44. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов, М.: АН СССР, 1959. - 281 с.

45. Тохизики Кауэуо. Влияние условий получения стальной основы на коррозионную стойкость луженой жести // Тэцу то хлгинэ -1982, 68-№12. С. 1176.

46. Тресслер Д.К. Джослин II. А. Химия и технология плодово-ягодных и овощных соков -М.: Пищепромиздат» 1957. C.137-I39, 281, 283.

47. Церевитннов Ф.В. Химия и товароведение свежих плодов и овощей, т.П М.: Госторгиз-дат, 1949.-511 е.

48. Черезов А.А., Ареланов В.В., Бурьяненко В.Н., Огарев В.А. Лакокрасочные материалы и их применение, 1979. №5. С. 37.

49. Шварцман И.С., Андрющенко Е.А. Исследование особенностей коррозионого процесса под лакокрасочными покрытиями. //Лакокрасочные материалы и их применение, 1983. №6. С. 28-29.

50. Шобингер У. Плодово-ягодные в овощные соки М: Легкая и пищевая промышленность, 2004. С.32-35.

51. Aluminium Taschenbuch, 13 Aublage Aluminium - Verlag Dusseldorf, - 1974, - P. 113-130.

52. Application of Phitic AciB Применение фитиновой кислоты. // Mutsui Toadsie Chemicals, Inc. Tokjo Japan, 1986, -P. 5-7.

53. Arengo-Jones R.W. Oiled cane for apple juice // Fruit Products I. 1937 - N. 17- P. 105.

54. Baldini M., Stacchini A., Zanasi F. Indagini sulla cessione di Ferro, stagno e Piombo da con-tenitori in conservati. // Riv. eoc. ital. sci alim. 1983. - S. 119-122.

55. Bearflle D. W., Greenwood E.A., Warwick M. Laboratory studies of the corrosion of sicles-cams in solalered tinplate containers Part 1. The use of an accebeatecl corrosion test. Corros, J.Brit 1963. -V. 18, № 1 -P. 47-50.

56. Birnrs W.E. Kactak R.H. and Pettissler G.H. The Oxidation of Tim J. The Kinetics of Oxidation of pure Tin and the Filect of Temperature and Oxiden Pressure I. // Electrodeum Soc. 1961. -№. 103.-P. 6-12,

57. Birnis W.E.,Trotto P.S. and Pettissier G.E. The Oxidation ent Tin The Morfhology and Mode of Growth of Oxide Filnusion pure Tifi. I. // Electrochemie Soc. 1961. - H. 108. - P. 1621.

58. Brennig Christa^ Verpackungeverkstoff // Weiftleoh Contin Stahlmarkt 1983. B. 33, Jfel-S. 37-38.

59. Butler T.Y. and Carter P.R. Polarisation Method for Determining the Corrosion Rate of Tin-plate // Electrochem Teehod -1963. № 1. - P. 22-27.

60. Calata P., Cabamss J.M. Application de tecnlcas electroguimicas pura el estudio de los prcble-mas de corrosion de los hojalata. Rev. agroguem I tecnol. alem. 1981. B. 21. - № 3 - S. 341352

61. Cichon Zofia, Adamocik Waclav, Saleznose miedzy, podcismiemem a corozia w puszkach konserwowych // Opakowania. 1978. -S. 5. - S. 22-24.

62. Gurada D., Karvanek Milan, Sulcova I. Investigation of the quality of varnshes on the inner side of aluminium capas of preserve jers. // Sb. USCNT Praze/ 1977/ E. 49. - S. 37-57.

63. Hartwell R.R. Certain aspects of internol corrosion in tin plate containers/ // Advances in Food Research, 1951. № 3. -.P. 327-383.

64. Haare W.E. Hedges E.S., Barry B.T.K. The technology of Tinplate, London Ltd, 1965

65. Horio Takatomo Ivamato Voshitomnio Shiga Iwao. The nitrate corrosion of canned orange // Soft trink in Japan/ 1967. - V. 4, P. 12. - P. 54-61.

66. Iokio I. Study of interior surface of tinplate corrosion, sucrose influence on tinplate corrosion // Uniw Fisch. 1978. V. 64, N 2, - P. 89-93.

67. Iomura Ioshinori. Corrosion resistance of besh alloged tinplate// J. Iron and steel Inst. Ian. -1982.-V. 68,№ 12.-P. 1171.

68. Kohmann E., Sanborn N.H. Factors of affenting the relative potentials of tin andiron // Ind. Eng. Chem. 20, 1373-1377.

69. Kubacki B. Rola azotanow w Rorozji blachy blalej. // Przemysl bermentacyjny i rolny. 1980. -E. 20, N3.-S. 27-28.

70. Kunzne Sr Korrosivitat verschiedener Lebensmitttel gryppen gegenliber Packmittel aus Aluminium//Aluminium. 1976. - B. 52, №5. - S. 296-301.

71. Labuza T. P., Schmidl M. K. Accelerated shelf-lief testing of foods // Food Technology, 1985, 9, 57-62,134.

72. Labuza T. P., FU В., Taoukis P. S., Prediction for shelf life and safety of minimally processed CAP/MAP chilled foods // Journal of Food Protection, 1992, 55, 741-750.

73. Liebmann H. La cjrrosion interieur des boites de fer -blane/ C.I.P.C. 3. // Internat Congress on Canned Foods Roon, 1956.

74. Mahadevlah tt. Factors affecting tin pickup in canned mango products, // Indian Food Packer. -1976.-V. 30, № 5. P, 92-94

75. Mizrahi S. Accelerated shelf-lief test // The Stability and Shelf-lief of Food/ Kilcast, d., Subramaniam/ H. (eds). Woodhead Publishing: Cambridge, 2000/ - P. 107-128.

76. Mrak E.M. Hydrogen springer studies in canned fruits in syrup. // Canner. 1968, - № 13, - P. 17.

77. Nehring P. Oberflachenreaktionen am Weipblech als Wechselwiskung mit Fullgut. // Mitt/ For-schungsges/Blechverabes. 1966.- S. 76-77.

78. Rola Azotonow W. Korozji. В cahy Bialey // Prsemyse Ferstenteyjny i Ovocowo Wapzywny. -1980. -№ 24. -S. 27-28.

79. Seryga M., Berkovic K., Cikovic N., Santo V. Utjlcay sactava soli salamure na korozljy bejelo lima// Prekrambeno tehnol rev.- 1982. -V. 20, № 3-4. - S. 163-166.

80. Stern M., Corrosiomo 1958. - N 14. - P. 44.

81. Unllg Н. Corrosion and Corrosion Control. New-York, 1971.

82. Wrobel I. Pomiar cisnienia puszki konserwowej jako miaza szybkosci korozie puaski pod wplwemagresywnych produktow. // Opakowanle. 1977. - № 1. - S. 16-20.