Введение
Само слово «сахар» происходит от санскритского sarkara (гравий, песок или сахар); спустя столетия этот термин вошел в арабский язык как sukkar, в средневековую латынь как succarum.
Первое упоминание о сахаре в античные времена относится ко времени похода в Индию Александра Македонского. В 327 до н.э. один из его полководцев, Неарх, докладывал: «Говорят, что в Индии растет тростник, дающий мед без помощи пчел; будто бы из него можно также приготовить опьяняющий напиток, хотя плодов на этом растении нет». Через пятьсот лет Гален, главный медицинский авторитет Древнего мира, рекомендовал «sakcharon из Индии и Аравии» как средство от болезней желудка, кишечника и почек. Персы тоже, хотя и много позже, переняли от индусов привычку к употреблению сахара и при этом немало сделали для усовершенствования способов его очистки. Уже в 700-е годы несторианские монахи в долине Евфрата успешно изготавливали белый сахар, используя для его очистки золу.
Арабы, распространившие с 7 по 9 вв. свои владения на Ближний Восток, Северную Африку и Испанию, принесли в Средиземноморье культуру сахарного тростника. Еще через несколько столетий вернувшиеся из Святой Земли крестоносцы познакомили с сахаром всю Западную Европу. В результате столкновения двух этих великих экспансий, Венеция, оказавшаяся на перекрестке торговых путей мусульманского и христианского мира, стала в конечном итоге центром европейской торговли сахаром и оставалась им на протяжении более 500 лет.
В Вест-Индии при переработке сахарного тростника, в начале прессы для отжима тростника приводились в движение волами или лошадьми. Позже, в местах, продуваемых пассатами, их сменили более эффективные ветряные двигатели. Однако производство в целом все еще оставалось довольно примитивным. После отжима сырого тростника полученный сок очищали с помощью извести, глины или золы, а затем выпаривали в медных или железных чанах, под которыми разводили костер. Рафинирование сводилось к растворению кристаллов, кипячению смеси и последующей повторной кристаллизации. Еще и в наше время остатки каменных жерновов и брошенные медные чаны напоминают в Вест-Индии о прошлых хозяевах островов, сделавших состояния на этом доходном промысле. К середине 17 века главными производителями сахара в мире стали Санто-Доминго и Бразилия.
В дальнейшем главные события в истории тростникового сахара сводятся к важным усовершенствованиям в технологии его культивирования, механической переработки и конечной очистки продукта.
В 1747 году немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф (Marggraf) (1709-1782) получил из сахарной свеклы кристаллическую сахарозу. Самое же важное событие в истории свекловичного сахара произошло в 1799 году, когда лабораторные опыты Франца Карла Ахарда (1753–1821) подтвердили, что производство этого продукта оправдано с экономической точки зрения. В результате уже в 1802 году возникли свеклосахарные заводы в Силезии (Германия).
В начале 19 века во время наполеоновских войн британский флот блокировал берега Франции, и ввоз туда сахара из Вест-Индии временно прекратился. Это вынудило Наполеона обратиться к немецкой модели и построить ряд опытных свеклосахарных предприятий. В 1811 году дело было уже неплохо налажено: посевы сахарной свеклы занимали свыше 32 тыс. га, и по всей стране работали рафинадные заводы.
После поражения Наполеона европейский рынок был буквально завален карибским сахаром, и недавно возникшее свеклосахарное производство начало хиреть. Интерес к нему, однако, снова возрос в годы правления Луи Филиппа и Наполеона III, и с тех пор это одна из важных отраслей экономики Франции.
В Америке о свекловичном сахаре заговорили в 1830-е годы. Возникшая в Филадельфии ассоциация делегировала своих представителей в Европу для изучения его производства. С 1838 по 1879 в США было предпринято около 14 неудачных попыток наладить выпуск свекловичного сахара. Настоящая катастрофа постигла мормонов в 1850-е годы, когда они закупили во Франции оборудование на 12 500 долл., доставили его морем в Новый Орлеан, далее вверх по Миссисипи в штат Канзас, наконец, оттуда на волах в Юту, но запустить его так и не смогли. Успеха добился Э. Дайер, применивший новые методы производства в Калифорнии. Благодаря ему в Америке возникло собственное свеклосахарное производство. С тех пор оно непрерывно развивалось, и сейчас доля свекловичного сахара составляет около 25% всего рафинада, выпускаемого в США.
К концу ХХ столетия в мировом производстве белого сахара сложилось устойчивое соотношение в использовании сахаросодержащего растительного сырья: 30% сахара производится из сахарной свеклы, а соответственно 70% из сахарного тростника. Каждая страна выбирает для себя наиболее экономически выгодное сырье. Как правило, это связано с климатическими условиями.
Создателем и организатором промышленного свеклосахарного производства в России является Я. С. Есипов. Он, как один из великих патриотов России сочетал в себе качества изобретателя, конструктора, ученого и др. Бланкеннагель осуществлял при строительстве завода в Алябьеве роль инвестора. В своих воспоминаниях Есипов писал «...несообразность наших нравов заставила нас разойтись и поставить новое при свидетелях условие...»
В 1803 году Есипов построил новый свеклосахарный и сахарорафинадный заводы в своем имении в Никольском Московской губернии, где он, заботясь о строительстве новых предприятий в России, организовал обучение специалистов сахарному делу. Здесь же Яков Степанович сделал и первый экономический расчет свеклосахарного производства. Известно, что Есипова не стало в 1805 году, а его завод, видимо, прекратил существование.
Заслуги ученых и организаторов свеклосахарного производства в России невозможно переоценить. Положительные результаты работы Аляьбьевского завода, выступления и призывы Есипова строить новые свеклосахарные предприятия и другие публикации тех лет, льготные условия правительства по возделыванию сахарной свеклы и строительству заводов, подготовка специалистов-сахарников (в Никольском и Алябьево) обеспечили сначала постепенное, а затем бурное развитие свеклосахарной промышленности России.
Решающее значение в возникновении и успешном развитии свеклосахарного производства, как одного из технических производств, занятого переработкой продуктов сельского хозяйства, имели факторы экономического порядка.
Помещики видели в развитии сахарного производства средство поднять доходность слабеющего и разваливающегося крепостного хозяйства.
Вскоре после возникновения этого производства им заинтересовались торговцы и предприниматели. Приток торгового капитала также содействовал развитию свеклосахарного производства.
В настоящее время в сахарной промышленности Российской Федерации имеются 95 сахарных заводов общей мощностью 276,1 тыс. т переработки свеклы в сутки, расположенных в 28 свеклосеющих регионах, которые за производственный сезон способны выработать свыше 3 миллионов т сахара-песка из свеклы. Кроме того, в межсезонный период (январь - август) на сахарных заводах может быть выработано столько же сахара из импортного сахара-сырца. Таким образом, предприятия отрасли могут обеспечить страну сахаром без закупок белого сахара за рубежом.
В условиях рынка при диспаритете цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию, отмене госзаказа на свеклу и перевода на давальческую систему переработки всего объема производимой продукции экономическая эффективность свекловодства существенно снизилась, свеклосеющие хозяйства стали сокращать посевы и расширять площади других культур, которые требуют меньше материально-технических ресурсов. Соответственно уменьшаются производство и урожайность корнеплодов. Так в 1996 году на переработку поступило лишь 14,7 млн. т свеклы (в 1989 году - 33 млн. т), а с гектара собрано в среднем всего 15,2 т.
Тяжелый экономический кризис переживает и сахарная промышленность: не хватает производственных мощностей, износ основных фондов на предприятиях превышает 50%. Современному техническому уровню соответствует лишь одна треть оборудования. В связи со спадом производства свеклы сахарные заводы испытывают трудности с сырьем.
Пути возрождения и дальнейшего развития свеклосахарного производства определены в Федеральной целевой программе «Сахар», которая 1 марта 1997 года утверждена Правительством Российской Федерации. Основная цель этой программы - увеличить производство сахара, улучшить обеспечение им населения и максимально сократить импорт.
В условиях, когда резко сократились государственные субсидии, заводы столкнулись с проблемами реализации продукции и не могут нормально вести производственную деятельность из-за отсутствия оборотных средств. Нужно снижать себестоимость производства сахара, сокращать потери, - только таким путем придет на рынок высококачественная и более дешевая продукция, способная конкурировать с поступающей из ближнего и дальнего зарубежья.
Одной из причин ухудшения финансового состояния свеклосахарного комплекса является то, что в последние годы не осуществляются государственные закупки сахарной свеклы для поставки ее и выработанного из нее сахара-песка в государственные фонды, вся свекла заготавливается и перерабатывается на давальческих условиях. И 25-30% сахара от выработанного, что остается сахарным заводам, не компенсирует полностью затраты на переработку сырья.
Для предотвращения дальнейшего спада производства разработана концепция формирования организационно-экономического механизма в свеклосахарном производстве. Она направлена на совершенствование организационных структур и управления в отрасли, формирование оптимального механизма взаимовыгодных экономических отношений сельхозпроизводителей и переработчиков, создание благоприятных условий для инвестиционной деятельности.
Качество российского сахара не уступает импорту, поэтому возрождение сахарной промышленности – одна из приоритетных задач на современной этапе.
Цель данной работы – провести экспертизу качества сахара-песка.
Задачи:
- рассмотреть теоретический аспект экспертизы качества сахара;
- выявить основные характеристики и классификацию сахара;
- описать технологический процесс изготовления сахара-песка;
- выявить возможные дефекты сахара;
- изучить методы контроля качества сахара-песка;
- провести исследование качества сахара-песка.
Методы исследования:
- теоретически анализ источников;
- эмпирическое исследование качества.
Глава I. Теоретический аспект экспертизы качества сахара
1.1. Основные понятия и определения экспертизы качества
Соответствие - соблюдение всех установленных тре6ований к продукции, процессу или услуге. Поскольку понятие «соответствие» является философским, то в практической деятельности устанавливают уровень (степень) соответствия, то есть сопоставляют фактические результаты показателей к установленным требованиям. Уровень соответствия товара можно выражать в коэффициентах соответствия, либо в процентах.
При определении уровня соответствия изделия требованиям нормативной документации коэффициент соответствия может принимать только два значения - 0 или 1. Если изделие соответствует нормативной документации, то коэффициент соответствия равен 1, а если товар не соответствует - то коэффициент соответствия равен 0. Товар не может соответствовать требованиям нормативной документации, например, наполовину, т.е. по половине показателей он соответствует, а по половине - нет. Если хоть по одному показателю товар не соответствует требованиям нормативной документации, то он уже не подлежит реализации, как изделие соответствующее данной нормативной документации. Он может реализовываться как нестандартный и по другой цене, например, яйцо мелкое, мелкий картофель и т.п.
Степень соответствия товара по тем или иным показателям может оцениваться как со стороны производителя, так и со стороны потребителя.
Со стороны производителя товара степень соответствия может устанавливаться по следующим показателям: нормативным; техническим и технологическим; безопасности. Соответственно различают несколько видов деятельности по оценке степени соответствия качества товаров со стороны производителя: оценка качества, экспертиза качества и сертификация соответствия. Рассмотрим место и роль идентификационной экспертизы в оценке степени соответствия товара при разных постановочных целях исследования.
Целями оценочной деятельности по степени соответствия данного изделия тем или иным критериям со стороны производителя, товар может идентифицироваться при оценке качества, экспертизе качества и сертификации. При этом получаемые результаты исследования по тем или иным показателям могут быть как общими, так и различными в зависимости от поставленной цели. Соответственно, различно и оформление получаемых результатов.
Оценка (контроль) качества - совокупность операций по выбору номенклатуры показателей качества, определению их фактического значения и сопоставлению с нормативными требованиями.
Оценку (контроль) качества со стороны производителя могут осуществлять как субъекты рыночных отношений: производители, продавцы, представители потребителя, так и контролирующие организации.
Контроль качества проводится представителями компетентных контрольных органов (государственного, ведомственного или внутрифирменного контроля). К ним относятся государственные инспекторы Госторгинспекции, Госстандарта, санитарные врачи Госкомсанэпиднадзора, контролеры ведомств и отделов контроля на предприятиях, сотрудники пищевых лабораторий предприятий промышленности, торговли, общественного питания, общества защиты прав потребителя.
Номенклатура проверяемых показателей ограничивается лишь требованиями, предусмотренными НД, причем она может быть полной или ограниченной несколькими показателями (например, только органолептическими показателями).
Конечный результат контроля качества может быть оформлен в виде технического документа (качественного удостоверения, спецификации, акта проверки, заключение и т.п.).
При оценке (контроле) качества товаров по стандартным показателям с использованием стандартных методов ставится только одна цель: выявление соответствия представленного продукта требованиям стандарта, указанного на маркировке, упаковке или в сопроводительных товарно-транспортных документах. По результатам оценки качества в этом случае могут быть даны только следующие два заключения:
- продукт соответствует требованиям стандарта;
- продукт не соответствует требованиям стандарта.
Давать заключение о подделке, фальсификации товара на основе полученных результатов оценки качества является неправомерным.
Экспертиза качества - это исследование тех или иных индивидуальных показателей товара с определенной целью.
При проведении экспертизы качества товаров могут ставиться различные цели:
1. Идентификация товара и его происхождение;
2. Выявление фальсификации представленного продукта;
3. Выявление соответствия представленного продукта данной группе товаров;
4. Установление производителя продукта, время выработки и срока хранения;
5. Выявление посторонних веществ и загрязнителей;
6. Установление степени разбавления, фальсификации, загрязнения пищевых продуктов;
7. Выявление фальсификации товарно-сопроводительной документации и упаковки;
8. Установление степени опасности продовольственных товаров и другие.
По результатам экспертизы качества могут даваться различные заключения, исходя из поставленной цели. Таким образом, экспертиза качества и безопасности продовольственных товаров дает намного больше информации, чем это требуют стандарты. Поэтому в настоящее время, в соответствии с Федеральным законом необходимо создавать новые службы по проведению товароведческой экспертизы. Однако в настоящее время не имеется официально установленного органа по проведению товароведческой экспертизы качества товаров, кроме Научно-исследовательских лабораторий при Министерстве юстиции РФ.
Документов, регулирующих отношения сторон при проведении экспертизы качества и безопасности пищевых товаров органами товароведческой экспертизы до сих пор нет. Соответственно, не решены многие проблемы в этой области. Необходимо для реализации Федерального закона о качестве и безопасности пищевых продуктов создать целый ряд нормативных документов по организации и функционированию структур товароведческой экспертизы товаров и услуг.
Результаты экспертизы качества товара оформляются экспертным заключением одного или нескольких экспертов.
Сортовая идентификация - это установление соответствия требованиям качества, предусмотренным нормативной документацией для того или иного сорта товара, после проведения ассортиментной идентификации.
Этот вид идентификации позволяет выявить наличие допустимых и недопустимых дефектов, а также соответствие товарному сорту, указанному на маркировке и/или в сопроводительных документах.
При этой идентификации устанавливается градация качества товара: высший сорт, 1 сорт, 2 сорт, 3 сорт и т.п., если стандартная продукция подразделяется на товарные сорта. Также устанавливается качество изделия на соответствие товарному сорту, указанному на маркировке или в сопроводительных документах. При обнаружении несоответствия сорту и получению отрицательного результата по результатам идентификации констатируют вид ассортиментной фальсификации – пересортица.
Специальная идентификация - установление отношения данного изделия к перечню запрещенных к реализации товаров, либо к товарам, имеющим те или иные ограничения (квотирование, лицензирование и т.п.).
К специальной идентификации относится и установление некоторых продуктов в принадлежности их к изделиям, выработанным из генетически модифицированного сырья.
Для проведения идентификационной экспертизы обязательно необходимы разнообразные информационные источники, из которых можно узнать о тех или иных характерных показателях, используемых в целях идентификации.
1.2. Характеристика и классификация готовой продукции (сахара)
Сахар – важный ингредиент различных блюд, напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий. Его добавляют в чай, кофе, какао; он главный компонент конфет, глазурей, кремов и мороженого и других кондитерских изделий. Сахар используют при консервировании мяса, выделке кож и в табачной промышленности. Он служит консервантом в вареньях, желе и других продуктах из плодов.
В химической промышленности из сахара получают тысячи производных, используемых в самых разных областях, включая производство пластмасс, фармацевтических препаратов, шипучих напитков и замороженных пищевых продуктов.
Исходя из статистических данных, потребление рафинированного сахара в стране прямо пропорционально доходу на душу населения. К лидерам здесь относятся, например, Австралия, Ирландия и Дания, где на человека приходится в год свыше 45 кг рафинированного сахара, тогда как в Китае – всего 6,1 кг. Во многих тропических странах, где выращивают сахарный тростник, этот показатель значительно ниже, чем в США (41,3 кг), но люди там имеют возможность потреблять сахарозу не в чистом виде, а в иной форме, обычно в составе фруктов и сладких напитков.
В природе известно несколько сотен различных сахаров. Каждое зеленое растение образует те или иные вещества, относящиеся к этой группе. В процессе фотосинтеза из углекислого газа атмосферы и получаемой в основном из почвы воды под действием солнечной энергии сначала образуется глюкоза, а затем она превращается в другие сахара.
В разных частях света в качестве подсластителей используют разные продукты:
- тростниковый и свекловичный сахар,
- сорговый сахар,
- пальмовый сахар,
- солодовый сахар.
На вкус рафинированный тростниковый и свекловичный сахар практически неразличимы. Другое дело сахар-сырец, промежуточный продукт производства, содержащий примесь растительного сока. Здесь разница очень ощутима: тростниковый сахар-сырец вполне пригоден к употреблению (если, конечно, получен в адекватных санитарных условиях), тогда как свекловичный сахар на вкус неприятен. Различается по вкусу и меласса (кормовая патока) – важный побочный продукт сахарного производства: тростниковую в Англии охотно едят, а свекловичная в пищу не годится.
Из стеблей сорго хлебного получают сахаристый сироп, с глубокой древности употребляемый в Китае. Сахар из него, однако, никогда не очищали настолько хорошо, чтобы он мог успешно конкурировать со свекловичным или тростниковым.
В качестве сырья для получения пальмового сахара используется сок около 10 видов пальм, например сахарной пальмы (Argena pinnata). В соке этого растения содержится 16-20% сахара. Сок получают путем подсачивания мужских соцветий и точки роста.
Производство пальмового сахара развито в странах Юго-Восточной Азии (Индия, Бирма, Малайзия, Индонезия, Филиппины). Однако, Индия – практически единственная страна, где получают пальмовый сахар в коммерческих масштабах.
Кхмерская кухня без пальмового сахара практически не воспроизводима. Второй продукт, сырьем которому служит сок, это пальмовая водка и спирт.
В Японии уже свыше 2 тыс. лет используют в качестве сладкой добавки солодовый сахар, вырабатываемый из крахмалистого риса или проса. Это вещество (мальтозу) можно с помощью дрожжей получать и из обычного крахмала. Оно сильно уступает сахарозе по сладости, однако находит применение при изготовлении хлебобулочных изделий и различных видов детского питания.
Доисторический человек удовлетворял свою потребность в сахаре за счет меда и фруктов. Этой же цели, вероятно, служили и некоторые цветки, нектар которых содержит небольшое количество сахарозы. В Индии более 4 тыс. лет назад добывали своеобразный сахар-сырец из цветков дерева мадука (Madhuca). Африканцы в Капской колонии использовали для этого вид Melianthus major, а буры в Южной Африке – Protea cynaroides. В Библии мед упоминается довольно часто, а «сладкий тростник» лишь дважды, из чего можно заключить, что главным подсластителем в библейские времена служил именно мед. Это подтверждается и историческими свидетельствами, согласно которым на Ближнем Востоке сахарный тростник стали выращивать в первые века нашей эры.
На сегодняшний день можно выделить следующие виды сахара:
- Сахар-песок - пищевой продукт в виде отдельных кристаллов размером от 0,5 мм до 2,5 мм, состоящий, в основном, из сахарозы.
- Сахарный порошок - целые или измельченные кристаллы сахара размером не более 0,5 мм.
- Сахарная пудра - измельченные кристаллы сахара размером не более 0,1 мм.
- Сахар-рафинад - пищевой продукт, состоящий, в основном, из сахарозы более высокой чистоты, чем сахар-песок.
- Кусковой сахар-рафинад - сахар-рафинад в виде отдельных кусочков определенных размеров.
- Рафинированный сахар-песок - сахар-рафинад в виде отдельных кристаллов.
- Рафинадная пудра - измельченные кристаллы рафинированного сахара-песка размером не более 0,1 мм.
- Сахар-сырец - продукт переработки тростника и свеклы в виде отдельных кристаллов, состоящий, в основном, из сахарозы менее высокой чистоты, чем сахар-песок, и не предназначенный для непосредственного употребления в пищу.
Сахар-песок вырабатывается с размерами кристаллов 0,2 - 2,5 мм.
Органолептические показатели:
- вкус и запах - сладкий, без постороннего привкуса и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе;
- сыпучесть - сыпучий (для промышленной переработки допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии);
- цвет - белый (для промпереработки допускается белый с желтоватым оттенком);
- чистота раствора - раствор сахара должен быть прозрачным или слабо опалесцирующим, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей.
Физико-химические показатели:
- массовая доля (в пересчете на сухое вещество):
- сахарозы, не менее 99,75 % (для промпереработки 99,55 %)
- редуцирующих веществ, не более 0,050 % (для промпереработки 0,065 %)
- золы, не более 0,04 % (для промпереработки 0,05%)
- ферропримесей (частиц размером не выше 0,5 мм), не более 0,0003 %
- влаги, не более 0,14 % (для промпереработки 0,15 %, для длительного хранения при отгрузке 0,1 %)
- цветность, не более:
- условных единиц 0,8 (для промпереработки 1,5, на рафинадных заводах 1,8)
- единиц оптической плотности
- (единиц ICUMSA) 104 (для промпереработки 195 на рафинадных заводах 234)
Микробиологические показатели:
- количество (не более):
- мезофильных микроорганизмов 1,0• 103 КОЕ/г
- плесневых грибов 1,0• 10 КОЕ/г
- дрожжей 1,0• 10 КОЕ/г
- патогенные бактерии и микроорганизмы не допускаются
- Содержание токсичных элементов и пестицидов:
- содержание металлов, не более (мг/кг):
- ртуть 0,01
- медь 1,0
- свинец 1,0
- кадмий 0,05
- цинк 3,0
- мышьяк 0,5
- содержание пестицидов, не более (мг/кг):
- гексахлоран ГХЦГ-гамма-изомер 0,005
- фостоксин 0,001
- ДДТ 0,005
- Сахар-песок упаковывают (фасуют):
- в бумажные или полиэтиленовые пакеты массой нетто 0,5 и 1,0 кг;
- в пакетики из комбинированного материала массой нетто 5 - 20 г;
- пачки и пакетики упаковываются в коробки и термоусадочную пленку;
- в тканевые мешки массой нетто 50 кг;
- в мягкие контейнеры массой нетто 1,0 т;
- в бумажные мешки массой нетто 40 кг (для перевозки автотранспортом)
Влажность сахара делят на поверхностную (свободную), связанную и внутреннюю.
Большее количество влаги является поверхностной, т.е. обволакивающей поверхность кристаллов. Такую влагу относительно нетрудно отделить высушиванием, и содержание её должно быть в товарном сахаре в пределах 0,02-0,14 % (в зависимости от условий хранения).
Связанную влагу удалять значительно труднее, т.к. это очень концентрированная пересыщенная пленка, которая способствует объединению кристаллов в конгломераты (друзы). Такой влаги в конгломератах может быть до 115 % от поверхностной влаги. Такая влага переходит в поверхностную в течение 2-4 суток последующего хранения.
Внутреннюю влагу, т.е. “островки” влаги, включенные в кристаллы, не удается удалить высушиванием. Эта влага (количество её может достигать 0,03-0,5 %) переходит в течение длительных процессов (например, при хранении в силосах) на поверхность кристаллов за счет диффузии и влияет на физико-механические свойства сахара-песка (т.н. процесс комкования сахара), особенно, когда масса сахара состоит из кристаллов разных размеров и содержит большое количество очень мелких кристаллов.
При увлажнении сахара при его хранении происходит разложение сахарозы на глюкозу и фруктозу. Находящиеся в воздухе и в самом сахаре микроорганизмы используют продукты распада сахарозы для своего обмена веществ, сбраживая их и окончательно разрушая сахар как продукт.
В целях длительной сохранности сахара при наиболее легко достигаемых условиях (температура окружающей среды 10-30 о С и относительной влажности воздуха 50-70 %) влажность сахара-песка должна быть в пределах 0,02-0,04 % при бестарном его хранении и не более 0,14 % при хранении его в затаренном виде.
Состояние сахара-песка при относительной влажности воздуха:
- 100 % - сырость, роса - сахар становится мокрым
- 90-80 % - опасная зона - сахар становится влажным
- 70-60 % - безопасная зона - сахар не изменяется при хранении
- 50-0 % - сухая зона - сахар затвердевает, если относительная влажность воздуха ранее превысила 70 %
Гигроскопичность сахара (прирост массы сахара в %%):
- при относительной влажности 60 % за 10 дней - 0,1
- при относительной влажности 100 % за 20 дней - 18
На поверхности кристалла находится сиропная пленка толщиной у рафинированного сахара около 0,04 мкм, у сахара-сырца – около 4 мкм.
В зависимости от способа выработки сахар-рафинад подразделяется на:
- прессованный (кусковой)
- рафинированный сахар-песок
- рафинадную пудру
Сахар-рафинад вырабатывается в следующем ассортименте:
- прессованный колотый в пачках, коробках и насыпью в пакетах и мешках
- прессованный быстрорастворимый в пачках и коробках
- прессованный в мелкой фасовке
- рафинированный сахар-песок в пакетах и насыпью в мешках
- рафинированный сахар-песок в мелкой фасовке
- сахароза для шампанского
- рафинадная пудра в пакетах и насыпью в мешках
Рафинадный сахар-песок вырабатывается со следующими размерами кристаллов (мм):
- 0,2 - 0,8 - мелкий
- 0,5 - 1,2 - средний
- 1,0 - 2,5 - крупный
Сахароза для шампанского вырабатывается в виде кристаллов размером 1,0 -2,5 мм.
Рафинадная пудра вырабатывается в виде измельченных кристаллов размером не более 0,2 мм.
Органолептические показатели:
- вкус и запах - сладкий, без постороннего привкуса и запаха, как в сухом сахаре, так и в его водном растворе
- цвет - белый, чистый, без пятен и посторонних примесей, допускается голубоватый оттенок
- сыпучесть - рафинированный сахар-песок должен быть сыпучим без комков
- чистота раствора - раствор сахара должен быть прозрачным или слабо опалесцирующим; допускается едва уловимый голубоватый оттенок.
Микробиологические показатели и содержание токсичных элементов и пестицидов в сахаре-рафинаде аналогичны сахару-песку.
1.3. Описание технологической схемы производства сахара-песка
В современных тепловых схемах переработки свеклы предусматривается:
- 5 или 6-ти корпусная выпарная станция с пленочно-прямоточными аппаратами;
- концентрация сиропа из последнего корпуса выпарной станции - 72…75 % СВ;
- питание экстрактора - технологический конденсат и жомопрессовая вода;
- обогрев вакуум-аппаратов вторичными парами IV - V корпусов ВС;
- использованием тепла конденсатов для нагрева оттеков продуктового цеха и соков;
- нагрев диффузионного (преддефекованного) сока утфельными парами;
- конденсатная схема - многосекционные сборники с каскадным снижением температуры конденсата и использование паров вторичного скипания;
- уваривание продуктов - периодическая и непрерывная варка с использованием маточного утфеля горячего приготовления;
- вакуум-конденсационная установка - системы «Техинсервис» с модернизированной секционной вентиляторной градирней либо брызгальным бассейном;
- интегрированная (объединенная) система автоматического управления технологическими станциями.
В том или ином объеме подобная схема может быть реализована на любом сахарном заводе.
В тепловых схемах переработки сахара-сырца предусматривается:
- 2-х или 3-ступенчатая подварочная установка на базе последних корпусов выпарной станции;
- концентрация сгущенной клеровки перед вакуум-аппаратами I продукта - 72…75 % СВ;
- уваривание продуктов - периодическая варка с использованием маточного утфеля горячего приготовления;
- нагрев всех продуктов по технологическим станциям только вторичными парами подварочной установки и конденсатом;
- система автоматического управления технологическими станциями и стабилизации потока, интегрированная в объединенную систему управления производством.
Выработка сахара из тростника
Сахарный тростник сначала измельчают, чтобы облегчить дальнейшее отжатие из него сока. Затем он поступает на трехвальцовый отжимный пресс. Обычно тростник отжимают дважды, смачивая между первым и вторым разом водой, чтобы разбавить содержащуюся в жоме сладкую жидкость (этот процесс называется мацерацией).
Полученный в результате так называемый «диффузионный сок» (обычно серого или темно-зеленого цвета) содержит сахарозу, глюкозу, камедь, пектиновые вещества, кислоты и разного рода загрязнения. Способы его очистки за столетия изменились слабо. Раньше сок нагревали в больших чанах над открытым огнем, а для удаления «несахаров» добавляли в него золу; сейчас, чтобы осадить примеси, используют известковое молоко. Там, где сахар производится в расчете на местное потребление, диффузионный сок непосредственно перед добавлением извести обрабатывают диоксидом серы (сернистым газом) – для ускорения отбеливания и очистки. Сахар получается желтоватым, т.е. не до конца очищенным, но достаточно приятным на вкус. В обоих случаях после добавления извести сок переливают в отстойник-осветитель и выдерживают там при 110–116° С под давлением.
Следующий важный этап в производстве сахара-сырца – выпаривание. Сок поступает по трубам в выпарные аппараты, где его нагревают паром, проходящим по замкнутой системе труб. Когда концентрация сухого вещества достигает 40–50%, выпаривание продолжают в вакуум-аппаратах. В результате получается масса из кристалликов сахара, взвешенных в густой мелассе, т.н. утфель. Утфель центрифугируют, удаляя мелассу через сетчатые стенки центрифуги, в которой остаются только кристаллы сахарозы. Степень чистоты этого сахара-сырца 96–97%. Удаленную мелассу (оттек утфеля) снова кипятят, кристаллизуют и центрифугируют. Получаемая вторая порция сахара-сырца несколько менее чистая. Затем проводят еще одну кристаллизацию. В остающемся оттеке нередко еще содержится до 50% сахарозы, но она уже не способна кристаллизоваться из-за большого количества примесей. Этот продукт («черная меласса») идет в США главным образом на корм скоту. В некоторых странах, например в Индии, где почва остро нуждается в удобрениях, оттек утфеля просто запахивают в землю.
Рафинирование его сводится к следующему. Сначала сахар-сырец смешивают с сахарным сиропом, чтобы растворить остатки мелассы, обволакивающей кристаллы. Полученную смесь (аффинационный утфель) центрифугируют. Отцентрифугированные кристаллы промывают паром, получая почти белый продукт. Его растворяют, превращая в густой сироп, добавляют туда известь и фосфорную кислоту, чтобы примеси всплыли в виде хлопьев, а затем фильтруют через костяной уголь (черный гранулированный материал, получаемый из костей животных). Главная задача на этом этапе – полное обесцвечивание и обеззоливание продукта. На рафинирование 45 кг растворенного сахара-сырца расходуется от 4,5 до 27 кг костяного угля. Точное соотношение не устанавливается, поскольку поглощательная способность фильтра по мере его использования снижается. Полученную белую массу выпаривают и после кристаллизации центрифугируют, т.е. поступают с ней примерно так же, как с соком сахарного тростника, после чего рафинированный сахар сушат, удаляя из него остатки (ок. 1%) воды.
К крупным производителям относятся Бразилия, Индия, Куба, а также Китай, Мексика, Пакистан, США, Таиланд, Австралия и Филиппины.
Если рафинирование свекловичного сахара осуществляется непосредственно на свеклосахарных заводах, то очистка тростникового сахара, в котором лишь 96–97% сахарозы, требует специальных рафинадных предприятий, где от кристаллов сахара-сырца отделяют загрязняющие примеси: золу, воду и компоненты, объединяемые общим понятием «несахара». К последним относятся обрывки растительных волокон, воск, покрывавший стебель тростника, белок, небольшие количества целлюлозы, солей и жиров. Только благодаря огромным масштабам производства рафинированного тростникового и свекловичного сахара этот продукт стоит сегодня так дешево.
Производство свекловичного сахара
Сахарная свекла – объемистый и скоропортящийся продукт, поэтому заводы по ее переработке чаще всего расположены не далеко от плантаций. Для получения 45 кг сахара из примерно 290 кг свеклы требуется около 27 кг угля и 16 кг извести и кокса. Процесс слагается из следующих стадий: экстракции, очистки, выпаривания и кристаллизации.
Сначала свеклу моют, а потом нарезают в стружку, которую загружают в диффузор, где сахар экстрагируется из растительной массы горячей водой. В результате получают «диффузионный сок», содержащий от 10 до 15% сахарозы. Остающийся свекловичный жом служит прекрасным кормом для скота. Диффузионный сок смешивают в сатураторе с известковым молоком. Здесь оседают тяжелые примеси. Затем через нагретый раствор пропускают диоксид углерода, чтобы известь связала несахара. Отфильтровав их, получают т. «очищенный сок». Отбеливание включает пропускание через него сернистого газа, а затем фильтрование через активированный уголь. Избыток воды удаляют выпариванием. Полученная в конечном итоге жидкость содержит от 50 до 65% сахара.
Кристаллизацию проводят в огромных вакуумных емкостях высотой иногда с двухэтажный дом. Ее продукт – утфель – представляет собой смесь мелассы с кристаллами сахарозы. Эти составляющие разделяют центрифугированием, а полученный твердый сахар сушат. В отличие от тростникового, он не требует дальнейшего рафинирования и пригоден для употребления.
Из мелассы (первого оттека) получают выпариванием вторую, а потом и третью партию уже менее чистых кристаллов. Их растворяют и рафинируют.
Главные производители свекловичного сахара – Россия, Германия, США, Франция, Польша, Китай, Турция и Италия.
1.4. Дефекты сахара
Проблема получения особо чистого сахара, в основном, заключается в сложности и дороговизне его обработки различными веществами и реагентами в процессе производства, в том числе с помощью ионообменных установок. При этом стандартные мероприятия по поддержанию санитарного состояния рабочих мест, строений и территории сахарного завода, выполнение требований к личной гигиене работающих, осуществление профилактических дезинфекций оборудования, иными словами соблюдение санитарных правил производства сахара и использование известных способов его очистки позволяют выпускать сахар, со-ответствующий ГОСТ 22-94, не более того. Требования, предъявляемые потребителями сахара к его качеству, существенно отличаются от требований ГОСТ 22-94 (табл. 1) Недавно разработана достаточно недорогая и эффективная технология получения особо чистого стерилизованного сахара. Однако, прежде чем ее рассматривать, остановимся на некоторых факторах, определяющих качественные характеристики сахара, обусловленные в основном жизнедеятельностью микроорганизмов.
Первое, на что хотелось бы обратить внимание, это микробиологическое осеменение. Как известно, в жидких технологических растворах сахарозы, в том числе в клеровке, содержатся многочисленные виды микроорганизмов - бактерии, дрожжи, грибы. Как правило, микроорганизмы существуют в сахаре-сырце в виде спор. Устойчивость спор к воздействию внешних факторов обеспечивается за счет того, что они покрыты плотной оболочкой. При растворении сахара в воде споры, имеющиеся на поверхности и внутри кристаллов сахара, в соответствии с их генетической программой, переходят в «живое» состояние. Процесс этот на-чинается через 5-40 минут после растворения сырца. Во время технологического процесса производства сахара одни виды микроорганизмов сбраживают сахарозу с образованием органических кислот, другие в процессе жизнедеятельности выделяют аммиак, что приводит к повышению окраски растворов сахара. В ре-зультате микробиологических процессов могут образоваться полисахариды - леван и декстран. Последний представляет собой трудно гидролизуемую слизь.
На цветность сахара-песка влияет наличие продуктов меланоидообразования и фенолсодержащих комплексов. Принято считать, что меланоиды, образующиеся в результате щелочно-термического разложения редуцирующих веществ путем взаимодействия моносахаридов с аминокислотами, - одна из наиболее вредных групп с точки зрения ухудшения качества сахара-песка.
Еще один фактор, определяющий качество сахара при переработке сахара-сырца, - наличие в сырце продуктов клейстеризации крахмала. Так, при производстве крепких алкогольных напитков использование сахара, содержащего продукты деструкции крахмала (за счет осаждения их спиртом), может привести к выпадению осадка, иными словами, образованию мути в алкогольных напитках.
1.5. Методы контроля качества и отбор проб сахара-песка
Соответствие и идентификация – методы отождествления данного наименования представленного изделия с наименованием, указанным на маркировке и/или в нормативных товарно-сопроводительных документах, а также с требованиями, установленными НД, перечнями и т.п. используются различные способы.
Однако не во всех стандартах, ТУ, Правилах Системы сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья введены идентификационные признаки и характеристики для отдельных групп товаров, а предусматриваются только лишь три группы показателей, определяемых различными способами:
- микробиологические;
- физико-химические;
- органолептические.
Для целей идентификации пригодны лишь некоторые, характерные органолептические, физико-химические и микробиологические показатели, характеризующие отличие данного товара от других.
Микробиологическим способом определяют показатели необходимые для проведения специальной идентификации: установление степени безопасности товара, зависящие как от внешних воздействий и степени обсеменения изделия микрофлорой, попадающей в процессе производства, хранения и реализации, так и внутренних процессов, протекавших в исходном сырье. Поскольку пищевые продукты служат для микроорганизмов прекрасной питательной средой, поэтому обсемененность микроорганизмами и наличие в них вырабатываемых ими микотоксинов могут быть показателями при проведении специальной идентификации на их безопасность.
Физико-химическим способом определяют показатели физических, физико-химических и химических свойств пищевых продуктов, устанавливаемые с помощью специальной аппаратуры, приборов и методов.
Органолептический способ идентификации товара имеет преимущества за счет быстроты определения и не требует специальных приборов, аппаратуры и методов. Однако многие показатели, определяемые с помощью органолептики, имеют субъективность.
Для целей идентификации могут применяться различные методы, объединяемые в три группы:
- органолептические,
- измерительные,
- тестовые.
Органолептические методы - это методы определения значений показателей идентификации с помощью органов чувств человека. В зависимости от используемых органов чувств и определяемых показателей различают следующие подгруппы органолептических методов: вкусовой, обонятельный, осязательный, слуховой и визуальный.
Измерительные методы - это методы определения значений показателей при идентификационной экспертизе с помощью технических средств измерения.