Исследование процесса массовой кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром

• Автор: Шевчук, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Вологда- Молочное
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление

Условные обозначения Введение

1. Аналитический обзор

1.1 .Теоретические представления о зарождении

кристаллов в растворах.

1.2.Общие закономерности процессов массовой кристаллизации из пересыщенных водных растворов.
1.3.Особенности кристаллизации лактозы в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром.

1.4.Задачи исследований.

2. Экспериментальная часть.

2.1 .Организация эксперимента и характеристика

объектов исследований.

2.2.Методики определения растворимости лактозы и физикохимических свойств насыщенных растворов.
2.3.Методика приготовления пересыщенных растворов.
2.4.Методика исследования кинетики кристаллизации.
2.5.Метод моделирования и оптимизации температурного режима кристаллизации лактозы в молоке цельном сгущенном с сахаром.
2.6. Методы математической обработки результатов эксперимента.
3. Влияние сахарозы на физикохимические свойства насыщенных растворов лактозы.
3.1.Влияние сахарозы на растворимость лактозы.
3.2.Влияние сахарозы на вязкость и плотность насыщенных растворов лактозы.
4. Исследование закономерностей образования новой фазы при кристаллизации лактозы в пересыщенных водных растворах.
4.1.Влияние некоторых примесей на процесс массовой кристаллизации лактозы.
4.2.Расчет продолжительности индукционных периодов.
4.3.Влияние ряда параметров на устойчивость пересыщенных растворов при кристаллизации лактозы.
5. Совершенствование технологии производства сгущенных молочных консервов с сахаром на стадии охлаждения.
5.1 .Моделирование и оптимизация температурного режима при кристаллизации лактозы.
5.2.Разработка и апробация промышленного способа кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром.
Выводы.
Список использованных источников


На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан способ кристаллизации лактозы в сгущенных молочных консервах с сахаром, обеспечивающий выработку высококачественной продукции, повышающий ее хранимоспособность, что подтверждается актами производственных испытаний на 'ТУП УОМЗ ВГМХА им. Н. В. Верещагина" г. Вологда и ОАО "Останкинский молочный комбинат" г. Москва. Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на международной конференции "Научные и практические аспекты совершенствования традиционных и разработки новых технологий молочных продуктов", Вологда - Молочное, г. Эффективные технологии в молочном животноводстве и переработке молока", Вологда -Молочное, март, г. Современная техника и новые молочные продукты", Вологда -Молочное, г. Всероссийской научно - технической конференции "Современные достижения биотехнологии", Ставрополь, сентябрь, г. Развитие идей Липатова Николая Никитовича на рубеже столетий. Научные и практические аспекты переработки молока", Москва, ВНИИ молочной промышленности г. Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции", Воронеж, апрель, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ и подана заявка на изобретение № / (). Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 5 глав, выводы, список использованной литературы из 8 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 0 страницах, включает 7 страницы основного текста, таблицу и рисунков. Одной из первых теорий образования новой фазы была классическая теория, созданная Д. Гиббсом, М. Фольмером, В. Косселем, И. Н. Странским, Р. Каишевым /2,3/. Основой теории Д. Гиббса является положение термодинамики, согласно которому изолированная система абсолютно устойчива, если ее энтропия остается неизменной или уменьшается при постоянстве энергии системы. Возрастание энтропии при некоторых конечных изменениях системы свидетельствует об ее относительной ^ устойчивости. Примером такой системы может служить пересыщенный раствор, для которого энтропия возрастает на некоторую конечную величину в процессе кристаллизации. ДО=ДН-Т-Д8 <0, (1. АН, Д8 - энтальпия и энтропия кристаллизации. Ав > 0. Мстастабильная система может быть выведена из состояния метаравновссия только при внешнем воздействии, т. Таким образом, начало кристаллизации связано с преодолением энергетического барьера Дв. Дальнейшим развитием теории Д. Гиббса явились исследования М. Фольмера, которым были использованы основные положения учения о термодинамических флуктуациях, исходя из второго начала термодинамики. То есть в отдельных небольших частях системы происходят флуктуативные колебания около некоторых средних значений, отвечающих макроэнтропии системы. И' = 2ех р(-^); (1. ДБ-отклонение энтропии вследствие флуктуации от макроскопического значения; к - постоянная Больцмана. Продолжением развития флуктуационной теории М. Фольмера явились исследования Я. Б. Зельдовича /4/, согласно которым критический зародыш представляет собой активированный комплекс (переходное состояние системы). Движение системы через это переходное состояние является результатом флуктуаций и носит характер броуновского движения. Итак, из вышеизложенного следует, что термодинамический подход внес существенный вклад в изучение процесса кристаллизации. Однако, когда рост кристаллов не происходит путем послойного разрастания граней за счет двух- и трехмерных зародышей, термодинамические теории не применимы, так как не удается термодинамически определить понятие одно- и нульмерного зародыша. И.Н. Странского и Р. Каишева /3/. В разработанной ими модели кристалл рассматривается как упорядоченное образование, обладающее определенной внутренней энергией, которая трактуется как работа, необходимая для разделения кристалла на отдельные частицы. При этом для простоты были учтены силы взаимодействия между ближайшими соседями в кристаллической решетке. Рост трехмерного кристаллика, т. Таким образом, по Р. Каишеву и И. Н. Странскому процесс роста сводится к образованию зародыша критического размера. Однако, в отличие от теории М.