Республики казахстан



жүктеу 0.82 Mb.
бет1/6
Дата08.10.2018
өлшемі0.82 Mb.
түріЛекция
  1   2   3   4   5   6




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ

Документ СМК 3 уровня

УМКД


УМКД 042–18-9.1.46/03 -2014


УМКД

учебно-методические материалы по дисциплине

«Моделирование и оптимизация технологических процессов и состав пищевых продуктов»

Редакция № 2 от

11.09.2014г.

взамен редакции № 1

от 18.09.2013г.



УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ

КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

«Моделирование и оптимизация технологических процессов и состав пищевых продуктов»

для специальности 6М070100 – «Биотехнология»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей

2014

Содержание

1 Глоссарий

2 Лекции

3 Практические занятия



Лекция 1 Введение.

1 Введение.

2 Роль и значение исследования при оценке качества сырья и готовой продукции

Определение доброкачественности и безопасности продовольственного сырья, пищевых продуктов и напитков – одна из наиболее актуальных задач в настоящее время. Установлено, что более 70% вредных загрязнений в организм человека попадает через пищу. Техногенные загрязнители окружающей среды через почву, воду и воздух попадают в пищевые продукты. Однако пищевые продукты дополнительно загрязняются природными вредными веществами, образующимися при неправильном хранении, нарушениях технологии. В пищевые продукты вводятся многочисленные пищевые добавки, пища загрязняется через упаковку и т.д.

В связи с этим безопасность и здоровье человека в наибольшей степени определяются чистотой и качеством пищевых продуктов, алкогольных и безалкогольных напитков, питьевой воды, так как многие вредные загрязнители обладают канцерогенными, мутагенными действиями. Кроме прямых отравлений недоброкачественными продуктами и напитками загрязненные пищевые продукты ухудшают иммунитет, защитные силы организма, приводят к изменениям наследственности и непосредственно становятся причиной болезней.

Качество продукции регламентируется едиными требованиями, предъявляемыми к данному виду продукции на основе действующей нормативной и технической документации. Технические регламенты и стандарты, а также правила, нормы, рекомендации помогают осуществлению организационных, технологических, экономических и других мероприятий, направленных на повышение качества продукции.

В этой связи необходимо повысить уровень контроля продукции, перейдя от выборочного контроля качества материалов и продукции к сплошному. Если выборочный контроль может реализоваться на базе разрушающих испытаний ограниченного количества продукции, то сплошной возможен только на основе применения неразрушающих методов, т.е. методов, не нарушающих пригодности продукции к использованию. Методы неразрушающего контроля предусматривают выявление дефектов пищевой продукции без ее повреждения. Это достигается путем использования физических методов, связанных с воздействием на объект контроля различных веществ, физических полей, или же регистрацией этих полей, имитируемых самим контролируемым объектом, а также многими другими методами анализа.

Одним из стратегических направлений развития нашего государства является политика индустриально- инновационного развития, в котором придается особое внимание, развитию казахстанской прикладной науки и освоению международных стандартов.

В связи со сложившейся ситуацией с финансированием науки в нашей стране, приобретением новых приборов является большой проблемой, а парк старых инструментов сильно изношен как в физическом ,так и моральном смысле. Однако как Академия наук РК так и университеты, НПО, все таки покупают новое оборудование, реставрируют старое, поэтому знание схем методов исследования в современном приборостроении, методов тестирования, стандартизации остро необходимо производственникам, ученым и экономистам. В связи с этим изучение методов исследования необходимо как в процессе учебы, так и в процессе трудовой деятельности. Студент исследователь ученый бизнесмен – все они должны знать как исследовать свойства интересуемого их объекта, какими приборами воспользоваться . Поэтому главная задача данного курса является в максимально простом и доступном виде рассказать о современных методах исследования.

Существует огромное количество методов, поэтому изучить все методы будет очень трудно и сложно. Ежегодно в мире продается инструментов для анализа на 9 млард американских долларов по данным Питтсбурской конференции-крупнейшей выставки-продажи в мире. Среди них лидирует хроматография: жидкостная -28%, газовая 17%, далее по убывающей: масс-спектрометрия-14%, инфракрасная спектрометрия-11%, ультрафиолетовая- видимая спектрометрия -9%, а также другие методы.


Вопросы для самоконтроля:

1Какие факторы влияют на качество пищевых продуктов

2Какова роль исследоапний в процессе получения качественной пищевой продукции
Рекомендуемая литература


  1. Физико-химические методы анализа под ред. Алесковского и Яцимирского. Из-во «Химия», 1971, 424 с.

  2. Ляликов Ю.С., Клячко Ю.А. Теоретические основы современного качественного анализа. М.: Изд-во «Химия», 1978, 312 с.

  3. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов. М.:

Изд-во «Пищевая промышленность», 1971, 423 с.

4. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых продуктов. Под ред. Фалуниной З.Ф., М.: Пищевая промышленность, 1978, 270 с.



Лекция 2 Организация контроля качества на пищевом предприятии

1 Организация контроля качества на пищевом предприятии.

2 Правила отбора отбор
1 Организация контроля качества на пищевом предприятии

Проблема качества никогда не теряет своей актуальности, она, по существу, постоянна. В условиях рыночных отношений стабильная производственно-экономическая деятельность предприятий пищевой отрасли агропромышленного комплекса непосредственно связана с решением таких задач, как повышение качества выпускаемой продукции, организация контроля качества на основе использования современных достижений науки и техники, выбор рациональных путей использования сырья, снижение себестоимости.

Понятие «контроль качества на предприятии» охватывает следующие стороны контроля на предприятии, направленные на обеспечение выпуска продукции характеризованного качества:

- входной контроль сырья, компонентов, материалов;

- производственный контроль;

- приемочный контроль готовой продукции;

- микробиологический контроль сырья, компонентов, производства и готовой продукции;

- контроль тары и упаковки на предприятии;

- контроль санитарного состояния предприятия;

- метрологический контроль производства.

Контроль качества компонентов, материалов, сырья и готовой продукции возлагается на работников лаборатории.

Чтобы правильно понять, что собой представляет проба продукции, подготовленная к проведению анализа, необходимо расшифровать термины «однородная партия продукции», «выборка», «средний образец», «проба», «навеска» и т.д.



Однородная партия это определенное количество пищевых продуктов одного вида и сорта, в таре одного типа и размера, одной даты и смены выработки, изготовленное одним предприятием, предназначенное к одновременной сдаче, приемке, осмотру и качественной оценке.

Выборка это определенное количество пищевых продуктов, отбираемое за один прием от каждой единицы упаковки ящика, клетки, бочки или штабеля неупакованной продукции, для составления исходного образца.

Исходным образцом называют совокупность отдельных выборок, отобранных от однородной партии.

Средний образец это часть исходного образца, выделенная для проведения лабораторных испытаний.

Проба это часть среднего образца, подготовленная соответствующим образом для проведения лабораторных испытаний.

Навеской называется часть пробы, предназначенная для определения отдельных показателей качества пищевых продуктов.

В зависимости от числа используемых выборок, представляемых для исследования, различают одноступенчатый, многоступенчатый и последовательный контроль.

При одноступенчатом контроле решение о приемке или забраковке партии принимают по результатам контроля только одной выборки или пробы. Одноступенчатый контроль значительно проще других и обеспечивает оперативность получения требуемой информации о качестве продукции.

Многоступенчатый и последовательный контроль довольно сложны в организации. Частный случай многоступенчатого контроля - двухступенчатый контроль, при котором решение о возможности отправки партии продукции принимают по результатам контроля одной или двух выборок. При последовательном контроле не оговаривается заранее число подлежащих отбору выборок, а необходимость отбора каждой последующей выборки зависит от результатов контроля предыдущих.

В пищевой промышленности используют обычно одноступенчатый или двухступенчатый вид контроля.

Правильный отбор пробы для проведения анализов наряду с правильным использованием принятого метода определения единичного показателя качества продукции (единичный показатель качества продукции это показатель, относящийся только к одному из ее свойств - содержание хлорида натрия и т.д.) является одной из самых важных задач.

Состав подготовленной пробы должен отражать качество всей партии продукции в целом. Для составления исходного и среднего образцов необходимо брать из однородной партии продукции такое количество единиц упаковки (банок, ящиков, бочек и пр.), которое отражало бы качество всей партии. Решению этого вопроса помогают методы вариационной статистики. Практически число единиц продукции, отбираемой для приготовления исходного образца, устанавливается правилами приемки, изложенными в соответствующих стандартах.


Отбор пробы к анализу. Перед анализом проводят отбор проб. Под пробой понимают определенное количество нештучной продукции, отобранное для анализа. Приемы и порядок отбора пробы и ее подготовка настолько важны при проведении анализа, что обычно предписываются государственным стандартом (ГОСТ) на каждый пищевой продукт. Для анализа отбирают среднюю пробу. Средняя (представительная) проба – это небольшая часть анализируемого объекта, средний состав и свойства которой идентичны во всех отношениях среднему составу и свойствам исследуемого образца.

При подготовке образца необходимо сохранить нативные свойства продукта, не допустить потерь (например, влаги), разрушения или изменения соединений, входящих в состав продукта, а также попадания посторонних компонентов. Материал проб должен быть однородным. Для этого тщательно перемешивают среднюю пробу жидких и пастообразных продуктов или измельчают и перемешивают твердые и сухие продукты. Чем тоньше измельчение, тем выше однородность и точнее результаты анализа.



Среднюю пробу образца готовят непосредственно перед исследованием. Все операции проводят быстро во избежание потерь влаги за счет испарения. Если продукт не относится к скоропортящимся, измельченный материал можно сохранить в течение некоторого времени в стеклянной или другой посуде, предохраняющей его от потерь влаги. Стандартом предусмотрено взятие точечной и объединенной пробы.

Точечная проба – проба, взятая единовременно из определенной части нештучной продукции, например, при анализе молочных продуктов – из цистерны, фляги, от монолита масла и т.п. Точечные пробы творога, творожных изделий, домашнего сыра и сыров для плавления в транспортной таре отбирают щупом, опуская его до дна тары; в потребительской таре – освобождают продукцию от тары и тщательно перемешивают. В творожных полуфабрикатах начинку отделяют от теста. Точечные пробы полутвердых, твердых и сыпучих продуктов отбирают шпателями, ножами или специальными щупами. Точечные пробы жидких, вязких и сгущенных продуктов отбирают кружкой или черпаком, вместимостью 0,1; 0,25; 0,5 дм3 с жесткой ручкой длиной от 50 до 100 см, металлической или пластмассовой трубкой с внутренним диаметром 9 ± 1,0 мм по всей длине и с отверстиями по концам. Точечные пробы сливочного и топленого масла в транспортной таре отбирают щупом (если температура масла ниже 100С щуп нагревают в воде с температурой 38 ± 20С), а в потребительской таре – ножом от каждого брикета.

Объединенная проба – проба, составленная из серии точечных проб, помещенных в одну емкость. При составлении объединенной пробы число точечных проб от каждой единицы тары с продукцией, включенной в выборку, должно быть одинаковым. Объединенную пробу масла помещают в водяную баню температурой 32 ± 2 0С. При постоянном перемешивании пробу нагревают до размягчения массы и выделяют пробу, предназначенную для анализа.

Подготовка пробы к анализу. При подготовке пробы к анализу можно выделить три основные стадии: высушивание, разложение, устранение мешающих примесей. Длительность и температура высушивания образца зависят от его природы и их устанавливают заранее экспериментально. Чаще всего анализируемый образец высушивают в сушильных шкафах при температуре (105 – 120) 0С. Иногда при сушке сложных продуктов (пищевые продукты, растения и т.п.) используют вакуумную сушку или микроволновое излучение, что сокращает время сушки от часов до минут.

Разложение пробы. Перед исследованием большинство продуктов (кроме некоторых напитков) минерализуют – освобождают от органических соединений сухим или мокрым озолением. Выбор способа озоления зависит от ряда условий. Сухое озоление, в отличие от мокрого, не требует реактивов, позволяет использовать относительно большое количество образца (5 - 10 г), что важно при низком содержании определяемого элемента или низкой чувствительности метода, не требует постоянного наблюдения сотрудника. Однако, возможны потери некоторых элементов, особенно в образцах, содержащих хлориды. Мокрое озоление, как правило, дает меньше потерь элементов, но требует чистых реактивов, большего внимания оператора и ограничено массой образца от 2до5 г.

Выбор метода озоления зависит также от вида продукта, например, продукты с высоким содержанием жира или сахара рекомендуется сжигать сухими методом, а продукты, содержащие хлориды, - мокрым методом. В большинстве случаев сухое озоление пищевых продуктов проводят при температуре 450 - 550 0С в течение 4 – 16 часов. При более низких температурах озоление затягивается, а в условиях повышенных температур возможно улетучивание некоторых элементов, например, железа. После сухого озоления золу переводят в раствор, обрабатывая ее небольшим количеством соляной кислоты.

Для проведения мокрого озоления существует около десяти вариантов, но для большинства видов элементов и продуктов, в том числе относительно богатых жирами, рекомендуется использовать смесь трех концентрированных кислот – азотной, хлорной и серной обычно в соотношении 3 : 2 : 1. Для низкожирных продуктов рекомендуется смесь азотной и хлорной кислот в соотношении 3 : 2. В последнее время для минерализации проб используют ультрафиолетовое облучение, а также автоклавную подготовку проб, при которой минерализация происходит в герметичном объеме под давлением; иногда при этом используют окислительную среду.

Иногда возникает необходимость концентрирования компонента. Концентрирование – это процесс, в результате которого повышается отношение количества микрокомпонента к количеству макрокомпонента. Этот процесс используют, если концентрация микрокомпонента ниже предела обнаружения данным методом. Для этого используют экстракцию органическими растворителями или выпаривание части растворителя.



Устранение мешающих примесей. В практике анализа применяемый метод определения нужных компонентов часто не обеспечивает надежных результатов без предварительного устранения мешающих компонентов. Устранить такие компоненты можно различными способами. Один из них – маскирование – перевод мешающих веществ в такую форму, которая уже не оказывает влияния на результаты анализа. Иногда мешающие компоненты переводят в малодиссоциирующий комплекс: концентрация ионов такого компонента в растворе резко понижается и он не вступает в основную реакцию с реактивом. Маскирование не всегда удается осуществить особенно при анализе многокомпонентных смесей. В этом случае используют другие способы. Можно мешающие компоненты перевести в малорастворимое соединение, выпавший осадок отфильтровать. Эти компоненты также можно отделить экстракцией или хроматографией.

Экстракция – физико-химический процесс распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями и соответствующий метод выделения, разделения и концентрирования веществ.

Хроматография – физико-химический метод разделения веществ, основанный на различном распределении компонентов анализируемой смеси между двумя фазами – подвижной и неподвижной. Неподвижной (стационарной) фазой обычно служит твердое вещество (сорбент) или пленка жидкости, нанесенная на инертный твердый носитель. Подвижная фаза представляет собой газ или жидкость, содержащие анализируемые компоненты и протекающие через неподвижную фазу. В зависимости от природы компонентов и силы взаимодействия их со стационарной фазой, они перемещаются вдоль слоя сорбента с различной скоростью и, таким образом, сложная смесь разделяется на отдельные компоненты.

Вопросы для самоконтроля:

1Что вы понимаете под контролем качества на предприятии

2 Кто отвечает за качество на производстве

3 Что вы понимаете под выборкой

4 Как проводится отбор пробы к анализу

5Чем различаются между собой средняя точечная и объединенная пробы

6 В чем заключается подготовка пробы к анализу

7 Какими приемами устраняются мешающие примеси
Рекомендуемая литература


  1. Физико-химические методы анализа под ред. Алесковского и Яцимирского. Из-во «Химия», 1971, 424 с.

  2. Ляликов Ю.С., Клячко Ю.А. Теоретические основы современного качественного анализа. М.: Изд-во «Химия», 1978, 312 с.

  3. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов. М.:

Изд-во «Пищевая промышленность», 1971, 423 с.

4. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых продуктов. Под ред. Фалуниной З.Ф., М.: Пищевая промышленность, 1978, 270 с.



Лекция 3 Классификация методов анализа

1 Понятие о методах анализа сырья и готовой продукции

2 Классификация методов анализа

1Понятие о методах анализа сырья и продуктов питания

В России проблемы качества и все вопросы, связанные с созданием общегосударственной системы управления качеством, сегодня приобретают чрезвычайную актуальность. Экономическое возрождение России немыслимо без создания условий, обеспечивающих высокое качество и безопасность отечественных товаров, повышение их конкурентоспособности, защиту прав потребителей на внутреннем и мировом рынках. В связи с этим творческое усвоение теоретических и практических знаний специалистами в области изучения и использования методов анализа сырья и пищевых продуктов и проведения экспертизы качества является актуальной задачей, так как недооценка значения качества продукции и необходимости систематической и целенаправленной работы по его повышению приводит к потере позиций российской промышленности во многих ключевых отраслях. В решении этой задачи непосредственное участие должны принимать все предприятия и организации, специалисты промышленности, сельского хозяйства и торговли, работающие в сфере производства и реализации потребительских товаров.

Среди эффективных средств для выполнения поставленной задачи важное место занимает экспертиза качества товаров. Цель такой экспертизы - на основе тщательного анализа качества товаров определить их потребительскую ценность, т. е. социальную эффективность, полезность, удобство пользования и эстетическое совершенство, что реализуется при использовании современных методов анализа. Будучи элементом системы управления качеством товаров, экспертиза призвана стать барьером на пути к потребителю некачественных, неконкурентоспособных товаров, а также к производству и реализации опасной продукции. Всему этому способствует современные методы анализа сырья и пищевых продуктов.

(1) Косвенное титрование, или титрование заместителя - титрование, которое применяют, когда нет подходящей реакции или индикатора для прямого титрования. В этом случае используют реакцию, в которой анализируемое вещество замещают эквивалентным количеством другого вещества и затем титруют рабочим раствором.

(2) Метод объемного (титрометрического) анализа - это метод количественного определения, основанный на измерении объема реагента, требуемого для проведения реакции с определяемым веществом.

(3) Обратное титрование - титрование, которое используют в тех случаях, когда прямое титрование невозможно или когда анализируемое вещество неустойчиво. При этом берут два рабочих раствора, один из которых добавляют в избытке, а вторым титруют избыток первого.

(4) Прямое титрование наиболее распространенный и удобный прием, когда к анализируемому раствору вещества непосредственно добавляют рабочий раствор известной концентрации.

(5) Титрование - процесс постепенного добавления раствора точно известной концентрации к исследуемому раствору.
2 Методы анализа разнообразны, и их можно классифицировать по различным признакам. В зависимости от цели исследований различают качественный и количественный анализ. Качественный анализ предназначен для установления наличия или отсутствия определяемых элементов, ионов, молекул, функциональных групп или компонентов в анализируемом образце. Количественный анализ дает сведения о количественном содержании всех или отдельных компонентов.

Методы качественного и количественного анализа в зависимости от способа регистрации аналитических свойств классифицируют на химические, физические, физико-химические, биологические.



Химические (классические) методы исследования основаны на химическом превращении анализируемого вещества в новое соединение, которое обладает характерными свойствами, позволяющими установить наличие этого вещества или определить его количество. Эффект химической реакции наблюдают визуально.

Физическими методами измеряют физические свойства веществ – оптические, электрические, ядерные и др. При использовании физических методов химическая реакция не проводится.

В физико-химических методах анализа наблюдают изменения свойств (светопоглощения, электродного потенциала, электропроводности и др.), происходящие в ходе химической реакции. Иногда физико-химические и физические методы объединяют в одну группу и называют инструментальными методами анализа.

Биологические методы – особая группа методов, в которых для получения выходного аналитического сигнала используют реакции, протекающие в живых организмах или с участием выделенных из них биологических субстратов (ферментов, антител и других).
Вопросы для самоконтроля:

  1. Понятие о методах анализа сырья и готовой продукции

  2. Классификация методов анализа

Рекомендуемая литература



  1. Физико-химические методы анализа под ред. Алесковского и Яцимирского. Из-во «Химия», 1971, 424 с.

  2. Ляликов Ю.С., Клячко Ю.А. Теоретические основы современного качественного анализа. М.: Изд-во «Химия», 1978, 312 с.

  3. Инихов Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов. М.:

Изд-во «Пищевая промышленность», 1971, 423 с.

4. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых продуктов. Под ред. Фалуниной З.Ф., М.: Пищевая промышленность, 1978, 270 с.




Лекция 4 Химические методы анализа

1 Титриметрический метод анализа

2 Редоксиметрический метод анализа,
К химическим методам анализа относятся: титриметрический, редоксиметрия,
1 Титриметрическими называют методы анализа, основанные на точном измерении объема раствора реагента, вступившего в реакцию с данным количеством анализируемого вещества. Термин «титриметрический» получил название от слова «титр» – масса растворенного вещества в 1 см3 раствора(г/см3).

Из огромного числа химических реакций в титриметрическом анализе могут быть использованы только те, которые удовлетворяют следующим требованиям:



  1. Реакция должна протекать стехиометрично, т.е. согласно определенному уравнению; только при этом условии можно рассчитать точное содержание определяемого вещества.

  2. Реакция должна протекать с достаточной скоростью, т.е. состояние равновесия после добавления очередной порции титранта должно достигаться практически мгновенно. При низкой скорости реакции титрование будет длительным, так как необходимо дождаться установления равновесия после добавления каждой порции титранта.

  3. Взаимодействие титруемого вещества с реагентом в условиях проведения анализа должно быть специфическим, т.е. с применяемым реагентом не должны взаимодействовать находящиеся в растворе посторонние вещества.

  4. Должен существовать способ фиксирования точки эквивалентности; конец реакции должен определяться достаточно легко и точно.

  5. Константа равновесия проводимой реакции должна быть достаточно высокой (Кр >108).

Титриметрический анализ основан на титровании, т.е. добавлении небольших порций одного из растворов к заранее известному объему другого раствора.

Чаще всего к раствору определяемого вещества добавляют раствор рабочего вещества. Если же используют обратный порядок титрования, т.е. к рабочему добавляют порциями раствор определяемого вещества, то такое титрование называют реверсивным. Часть раствора, которую отбирают пипеткой на титрование, называют аликвотной частью.

В процессе титрования наступает момент, когда количества реагирующих веществ становятся эквивалентными, или стехиометрическими (т.е. соответствующими уравнению протекающей реакции); его называют точкой стехиометричности или точкой эквивалентности (т.э.). Объем рабочего раствора, израсходованный на титрование анализируемого вещества называют эквивалентным объемом (Vэкв).

Если одно из реагирующих веществ меняет свою окраску в процессе титрования, то можно использовать безындикаторное титрование. В большинстве случаев для фиксирования момента эквивалентности используют индикаторы – вещества, которые меняют свою окраску в конце титрования. К сожалению, на практике точно зафиксировать момент эквивалентности редко удается: индикатор меняет свою окраску чуть раньше или позже точки эквивалентности. Поэтому в этом случае момент, когда заканчивают титрование, называют конечной точкой титрования (к.т.т.), а объем, израсходованный на титрование объемом в конечной точке титрования (Vк.т.т.).


Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Ќазаќстан республикасыныњ білім жєне ѓылым министірлігі
umkd -> Ќазаќстан Республикасы Білім жєне ѓылым министрлігі
umkd -> Бағдарламасы «Мектептегі атыс дайындығы»
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалыќ институты
umkd -> «Кәсіптік қазақ тілі» ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Ќазаќстан республикасыныѕ білім жјне єылым министірлігі
umkd -> Ќазаќстан республикасы
umkd -> «Инженерлік-технологиялыќ факультеттіњ»
umkd -> Ќазаќстан республикасыныњ білім жєне ѓылым министрлігі
umkd -> «Таңдап алған спорт түрінің техникалық, тактикалық және дене дайындығы» пәні бойынша


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет