WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

в колбу Эрленмейера (1) емкостью 200 мл помещают 1г табака (табачная пыль), добавляют примерно столько же NaOH и NaCl, приливают около 50 мл воды и подсоединяют отводную трубку (2). Одновременно в стакан (3) наливают раствор фосфорно-вальфрамовой кислоты заданной концентрации. Затем колбу (1) с отводной трубкой устанавливают на электрическую печь (4), чтобы конец отводной трубки (2) был погружен в содержимое стакана (3), после чего путем нагрева, осуществляют быстрое выпаривание содержимого колбы (1). При этом, вместе с парами воды из колбы (1)улетучивается никотин, который поглощается водным раствором фосфорновольфрамовой кислоты в стакане (3). После удаления жидкости из колбы (1) нагрев прекращают, стакан (3) отсоединяют, его содержимое хорошо перемешивают и добавляют несколько капель реактива Драгендорфа. Если содержание никотина в табаке превышает заданный уровень, то раствор окрашивается в красный цвет. И, наоборот, окраски не будет, если уровень никотина в табаке меньше заданного.

Продолжительность определения уровня никотина составляет приблизительно 20 мин, но одновременно можно использовать несколько простейших устройств, что даст возможность одному лаборанту проводить до 25 анализов за день.

Проведены исследования по установлению зависимости между содержанием в табаке алкалоидов Ат и спектральными характеристиками с применением спектрофотометрического метода. Для этой цели был проанализирован 81 образец табака, в которых в качестве прототипа использованы данные предварительного определения содержания никотина с помощью данного метода.

С использованием методов математической статистики получено следующее уравнение регрессии:

AT = 20,497 + 4,498T330 - 4,042T260 + 3,598T265 + 6,680T250 - 5,546T255 -1,758T320 - 2,949T335 1,247T325 + 0,096T345 +1,994T315 -1,433T295 + 0,817T285 - 0,745T310 + 0,379T305 - 0,274T240 + 2,638T205 - 0,976Tгде Ат – содержание никотина в табаке, мг/г на абс. сухой табак;

Ti – светопропускание на заданной длине i волны, %. Полученное уравнение регрессии характеризуется следующими статистическими показателями:

– коэффициент множественной коррекции Rf = 0,967; ;

– критерии Фишера Fu = 67,009;

– средняя относительность ошибка ;

= 4, 2% Взаимосвязь между фактическими и расчетными данными представлена на рис. 7. В верхней части этого рисунка в виде гистограмм показано распределение отклонений (различий) между фактическими и расчетными данными.

В общем, основная масса отклонений варьирует в пределах ±1,0 мг/г абс. сух. табака.

Учитывая то, что исходный материал имел распределение, отклонящееся от нормального, произвели его математическую обработку по методике «распознавание образцов».

Установлены градации интервалов содержание алкалоидов в табаке:

1 класс: 6,100-8,147;

2 класс: 8,148-10,195;

3 класс: 10,196-12,243;

4 класс: 12,244-14,291;

5 класс: 14,292-16,339;

6 класс: 16,340-18,387;

7 класс: 18,388-22,483.

Показано, что вектор информативных признаков включает 11 признаков-значений светопропускания при различных длинах волн, которые по убыли информативности располагаются следующим образом:

Т230, Т220, Т215, Т240, Т210, Т275, Т295, Т325, Т230, Т345, Т8. Ферментация табака в анаэробных условиях Технологический процесс, которым мы именуем «ферментация», решает две задачи:

придание табаку стабильности в условиях достаточно длительного хранения при неблагоприятных температурно-влажностных факторах (уменьшение способности к самоувлажнению) и улучшение курительных свойств. Большое число исследований, связанных с изучением особенностей изменений в табаке, которые он претерпевает во время ферментации показали, что в основе этого процесса лежат реакции как ферментативные, так и чисто химические. Причем зачастую эти реакции трудно разграничить, т.к. они могут быть тесно связаны и дополнять друг друга.

Условно реакции, протекающие во время ферментации, можно разбить на две большие группы: с участием кислорода (окислительные) и без участия кислорода (гидролитические). И в том и в другом случае могут иметь место ферментативные и чисто химические процессы. В результате научных разработок под руководством Мохначева И.Г. была сформулирована и представлена в виде схемы сущность процесса ферментации (рис. 8).

Проведены лабораторные опыты, где образцы табака помещали в полиэтиленовую пленку, воздух вытесняли углекислотой, пленку герметично запаивали, после чего кипы ферментировали в разных режимах. Для экспериментов использовали неферментированный табак 1 сорта. Предварительно его увлажняли до влажности около 18,0%. Из табачных листьев удаляли среднюю центральную жилку. Затем половинки табачных листьев резали на лабораторном станке, а полученные волокна повторно резали в перпендикулярном направлении. В результате получали мелкие частицы табака, из которых выделяли на ситах фракцию с размерами частиц 0,5-3,0 мм. В таком состоянии анализируемый табак представляет собой хорошо смешанную однородную массу, которую можно легко делить для проведения соответствующих экспериментов и получения сопоставимых данных. Все опыты, связанные с моделированием процесса ферментации, проводились в стаканчиках со специально оборудованными крышками (рис.

9). Емкость стаканчика была такой, что она заполнялась примерно наполовину при внесении в него 10 г испытуемого табака.

Опыты проводили по схеме, изображенной на рис.10.

8.1. Ферментация в атмосфере углекислоты При проведении экспериментов попытались несколько модернизировать ферментацию табака в атмосфере углекислоты, сделать эту технологию более совершенной.

Для определения потерь сухого вещества во время анаэробной ферментации поступали таким же образом, как и в случае ферментации в аэробных условиях. При проведении экспериментов было уделено внимание на степени сферментированности во всех вариантах опыта (табл. 7).

Анализ данных, представленных в табл. 7, показывает, что все образцы, в результате ферментации, достигли степени сферментированности. В данном случае более веским является спектрофотометрический метод по сравнению методом определения кислородного показателя. В последнем случае превышение значения КП=0,1 у трех образцов, ничтожно мало и находится в пределах ошибки опыта.

Были исследованы результаты экспериментов по определению потери сухого вещества и комплекса показателей качества как в воздушной среде, так и в атмосфере CO2. Данные представлены в табл. 8 (средние трех определении).

В первом приближении анализ этих данных показывает, что при ферментации в атмосфере CO2 существенно, более чем в 2 раза, снижаются потери сухого вещества. Что же касается показателей качества табачного сырья, полученного после анаэробной ферментации в сравнении с контролем (ферментация при обычных условиях), то последнее формировалось в разной степени под влиянием трех технологических факторов: температуры, продолжительности процесса и исходной влажности табачного сырья. Было установлено, что каждый показатель качества оказался в различной мере подверженным воздействию технологических факторов. Поэтому, при одних режимах имели лучшие значения показателей качества по сравнению с контролем, в других случаях -худшие. Но главное одно, – ферментация в атмосфере CO2 позволяет не только сокращать потери табачного сырья, а в некоторых случаях и получать превосходящий по качеству табак, с ферментированный обычным образом.

Математическую зависимость воздействия технологических факторов на потери сухого вещества и индивидуальные показатели качества при ферментации в атмосфере COотражают уравнения регрессии, которые были получены после обработки данных трехфакторного эксперимента. Общий вид уравнения регрессии для любого показателя качества К* является следующей:

K* = A + B t0 + C + D W Конкретные значения коэффициентов уравнений регрессии для каждого показателя качества, приведены в табл. 9.

Далее мы поставили задачу выяснить качество смешивания или усреднения табачных листьев. С этой целью пробы табака из каждой кипы после определения влажности и высушивания в сушильном шкафу, измельчали, экстрагировали водой и определяли значение экстинкции на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 340 нм. Последующая математическая обработка экспериментальных данных позволила установить, что качество смешивания опытных партий кип, характеризуемый коэффициентом вариации значении экстинкций, составляло (для сравнения следует отметить, что качество v = 4,3% смешивания табака в курительных изделиях обычно хуже в 2 и более раза). Таким образом, для опытов была подготовлена хорошо смешанная и равномерная по влажности смесь табака. Для упаковки смеси в полиэтиленовую пленку (использовали газо-и паронепроницаемую пленку марки «Термоплен-2») и последующего создания в упаковке атмосферы CO2, применяли установку, изображенную на рис. 11.

Сущность работы на этой установке заключается в следующем: сначала в смеси табака создается разряжение порядка 0,5 кПа, путем отключения с помощью электромагнитного вентиля (5) системы от баллона с углекислотой (7). По достижении вакуума вакуумный насос (8) с помощью управляющего автоматического устройства (10) выключается, после чего с помощью трехходового клапана (5) смесь (9) соединяется с баллоном (7). Внутри смеси создается давление, равное атмосферному, и клапан (5) вновь отсоединяет смесь (9) от баллона (7). Таким образом, в смеси табака атмосфера воздуха за меняется атмосферой CO2. Перед отсоединением смеси табака место ввода CO2 герметизируется.

Ферментация опытных образцов табака проводили при обычном 500C температурном режиме. Для этой цели использовали специальную камеру, позволяющую варьировать режимы ферментации в широком диапазоне. Схематически такая камера изображена на рис. 12.

Установка работает следующим образом: табачную смесь помещали в фермкамеру (1), плотно герметизировали и проводили обогрев табака путем рециркуляции воздуха(3) с помощью воздухоподогревателя (5). Температурный режим поддерживали на заданном уровне с помощью системы автоматики.

В качестве контроля использовали табак, который проходил без упаковки в пленку обычную 500C – ную ферментацию. Пробы высущенного табака, оставшиеся после определения влажности, измельчали и использовали для спектрофотометрических анализов и определения КП. Каждый анализ проводили в трехкратный повторности.

Результаты выполненных анализов представлены в табл. 10.

Анализ данных, приведенных в табл.10, показывает, что при анаэробных условиях в атмосфере CO2 практически все образцы оказались сферментированными. Исключение составил лишь образец «е» (рис. 13), для которого, хотя и применялась при ферментации достаточно высокая температура 700C, однако продолжительность процесса была явно недостаточной (4 суток). Как и следовало ожидать, при ферментации в анаэробных условиях резко сокращаются потери сухого вещества – в 2-3 и более раза.

8.2. Ферметация в условиях вакуума Для более полного изучения особенностей ферментации в условиях вакуума были проведены эксперименты, моделирующие процесс ферментации. Организация эксперимента была такой же, как и при ферментации в стаканчиках в атмосфере CO2.

Разница заключалась лишь только в том, что после закрытия стаканчика крышкой один из кранов открывали, трубку подсоединяли к вакуумному насосу и создавали разряжение около 0,5кПа, после чего кран закрывали.

Результаты опытов по качеству ферментированности представлены в табл.11.

Анализ полученных результатов путем сопоставления данных по кислородному показателю и спектрофотометрического анализа свидетельствуют о том, что при ферментации в вакууме практически все образцы (кроме 1) достигли степени сферментированности. Таким образом, показана принципиальная возможность ведения процесса ферментации в условиях вакуума.

8.3. Ферментация в герметической полимерной упаковке.

Для того, чтобы исключить применение CO2 и избежать высокой плотности в случае применения вакуума, сочли целесообразным осуществлять упаковку табака в пленку, а затем ее плотно запаивать.

Также, как и в предыдущих опытах (атмосфера CO2 и вакуум), прежде всего нами были проведены модельные исследования процесса ферментации в условиях недостатка кислорода. Использовали тот же самый образец табака (фракция 0,5-3,0мм). При проведении эксперимента в стаканчике оставалось часть воздуха над табаком, но сообщения с атмосферой не было, посколько краны в течение всего процесса ферментации были плотно закрыты. После окончания процесса проводили те же самые определения, что и раньше.

В табл. 12 приведены данные о степени сферментированности табака. Анализ полученных результатов путем сопоставления данных по кислородному показателю и спектрофотометрического анализа свидетельствуют о том, что при ферментации в условиях недостатка кислорода практически почти все образцы оказались сферментированными. Исключение составил образец 1, да и по образцу 7 результат оказался спорным (КП несколько превысил значение 0,1). Таким образом, показана принципиальная возможность ведения процесса ферментации в условиях недостатка кислорода.

По своей направленности результаты модельных опытов отчетливо выражают тенденцию снижения потерь сухих веществ в анаэробных условиях ферментации почти в 2 и более раза. При этом за счет герметичной упаковки в пленке уровень влагосодержания не меняется, что позволяет резко снизить потери табачного сырья за счет измельчения в дальнейшем при хранении и транспортировке.

Конвективный способ нагрева табачных кип, который имеет место при заводской ферментации табака, не позволяет создавать оптимальные технологические условия по влажности внутри каждой табачной кипы. С этой точки зрения, на наш взгляд, бесспорными преимуществами обладают способы нагрева табачной кипы инфракрасным излучением или в поле СВЧ. При этом происходит равномерный прогрев всей массы кипы, в результате чего может быть исключена термодиффузия влаги изнутри кипы.

Результаты экспериментов представлены в табл. 13.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»