Совершенствование системы контроля технологических процессов производства спиртных напитков

УдК 658.562; 663.5:006.354

Совершенствование системы контроля технологических процессов производства спиртных напитков

Н. В. Шелехова,

канд. экон. наук; В. А. Поляков,

д-р техн. наук, профессор, академик РАН ВНИИПБТ — филиал ФИЦ питания и биотехнологии

В современных условиях производство алкогольной продукции ориентированно на потребителя, конкурентную среду и внедрение инноваций, поэтому система управления технологическими процессами производства должна предусматривать постоянное повышение качества алкогольной продукции путем совершенствования ее технологии и современных методов контроля выпускаемой продукции.

Перспективы развития производства алкогольной продукции в целом связаны с повышением качества и безопасности алкогольной продукции [1, 2]. Деятельность по контролю качества и безопасности спиртных напитков должна осуществляться непрерывно в ходе всего технологического процесса производства в пускаемой продукции с применением современных аналитических методов анализа для своевременного принятия решений при нарушении технологического режима. В связи с этим, большое значение имеет разработка Комплексной системы контроля и регулирования технологического процесса производства спиртных напитков.

Не вызывает сомнений, что ведущая роль в контроле качества и безопасности выпускаемой продукции принадлежит государственным стандартам и техническим условиям на производство спиртных напитков, определяющим основные требования к выпускаемой продукции и технологическим параметрам процесса производства.

Важно отметить, что в проведении научно-исследовательских работ с целью усовершенствования технологических процессов производства и повышения качества алкогольной продукции заинтересованы ведущие пред-

приятия отрасли. В этой связи разработка научно-методических и практических предложений по повышению эффективности управления технологическими процессами при производстве спиртных напитков представляется актуальной и своевременной задачей.

Повышение эффективности и качества производства спиртных напитков требует системного подхода к контролю процессов производства. Целью настоящего исследования была разработка системы контроля технологических процессов на предприятиях, осуществляющих производство спиртных напитков.

Для реализации поставленной цели разработана схема мониторинга технологических процессов. Определены основные направления контроля технологических процессов. Установлено, что решение проблемы эффективного контроля должно носить комплексный характер и осуществляться системно.

Анализ путей повышения эффективности контроля технологических процессов показал, что для достижения максимума эффективности необходимо разработать рациональное методическое обеспечение. Выявлена необходимость разработки методик определения объемной доли метилового спирта в спиртных напитках, массовой концентрации катионов, аминов, анионов неорганических и органических кислот в водках, водках особых и воде для их приготовления. Для разработки методик выбраны методы газовой хроматографии и капиллярного электрофореза, обладающие универсальностью, чувствительностью, высокой точностью, экспрессностью.

В результате проведенных исследований разработана газохроматографи-

34 ПИВО и НАПИТКИ 2017

ческая методика определения объемной доли метилового спирта в спиртных напитках, к которым относятся аперитивы, коктейли, бальзамы, джины, пунши, наливки, настойки, десертные напитки, спиртные газированные и негазированные напитки, ликеры, кремы, ром, виски, текила, спиртные зерновые и дистиллированные напитки, фруктовые (плодовые) спиртованные соки и морсы с объемной долей этилового спирта от 7 до 60%.

Методика является экспрессной, время анализа 6-8 мин, показатель точности ± 5 при Р = 0,95 составляет 2228%. Апробация методики подтвердила ее высокую эффективность. Внедрение методики на предприятиях отрасли, а также контролирующих организациях будет способствовать выявлению фальсификаций и позволит повысить безопасность алкогольной продукции. Разработанная методика положена в основу межгосударственного стандарта [3].

Для определения ионного состава водок, водок особых и воды для их производства разработана электрофорети-ческая методика одновременного определения катионов (аммония, калия, натрия, кальция, магния, марганца, стронция, лития, бария), аминов (эта-ноламина, пропиламина), анионов неорганических кислот (хлоридов, нитритов, нитратов, роданидов, сульфатов, фторидов, фосфатов), анионов органических кислот (формиатов, ацетатов, оксалатов, тартратов, малатов, цитратов, гликолятов, лактатов, бензоатов, сукцинатов, фумаратов). Продолжительность анализа 20-25 мин. Границы относительной погрешности методики составляют не более 15-20%. Новизна технических решений подтверждена патентами РФ [4, 5]. Методика включена в межгосударственный стандарт [6] и внедрена на предприятиях отрасли.

Важно отметить, что методика позволяет качественно и количественно определять органические кислоты, вносимые в качестве добавок, что имеет большое значение при разработке рецептур, изучении влияния пищевых добавок на качество изделий в процессе хранения [7].

Так, в результате проведенных исследований разработаны современные экспрессные методики определения химического состава продуктов и полупродуктов, образующихся на стадиях технологических процессов производства спиртных напитков. Кроме того, проведенные исследования позволили разработать Комплексную систему контроля и регулирования технологи-

Чонтроль КАЧЕСТВА

ОТДЕЛ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

РЕГУЛИРОВАНИЕ

Производство спиртных напитков крепостью от 7 до 60%

МЕТОД КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

МЕТОД ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

1

МЕТОД

ХРОМАТО-МАСС-

СПЕКТРОМЕТРИИ

КОНТРОЛЬ

Производство водок

Стадия водоподготовки

Хранение спирта

Стадия

приготовления сортировки

Стадия обработки углем

Стадия

выпуска готовой продукции

Комплексная система контроля и регулирования технологических процессов производства спиртных напитков

ческих процессов производства спиртных напитков (рисунок).

Производственная техническая лаборатория осуществляет мониторинг установленных параметров процессов производства в точках контроля (ТК) на стадиях технологических процессов производства спиртных напитков с применением современных аналитических методов газовой хроматографии, хромато-масс-спектрометрии и капиллярного электрофореза с целью регулирования технологического процесса.

Важно отметить, что Комплексная система контроля и регулирования технологических процессов производства спиртных напитков предусматривает использование не только вновь разработанных, но и применение разработанных нами ранее методик [8-10].

В целях обеспечения оперативного контроля и регулирования технологических процессов производства мониторинг проводят в точках контроля:

• ТК 1, ТК 3, ТК 4, ТК 5 — определение катионов, анионов неорганических и органических кислот в водках, водках особых и воде для их приготовления методом капиллярного электрофореза;

• ТК 2, ТК 3, ТК 4, ТК 5-В — определение содержания токсичных микропримесей в водке и спирте этиловом методом газовой хроматографии;

• ТК 2, ТК 3, ТК 4, ТК 5 — определение подлинности спиртов и водок методом газовой хроматографии;

• ТК 2, ТК 3, ТК 4, ТК 5 — определение содержания летучих кислот и фурфурола в спирте этиловом и водках методом газовой хроматографии;

• ТК 2, ТК 3, ТК 4, ТК 5, ТК 6 — идентификация летучих органических примесей в продуктах и полупродуктах спиртового и ликероводочного производства методом хромато-масс-спектрометрии;

• ТК 6 — определение объемной доли метилового спирта в спиртных напитках методом газовой хроматографии. Таким образом, внедрение разработанной системы контроля в производство позволяет проводить мониторинг показателей качества технологического процесса в точках контроля, характеризующих состояние объекта исследований на каждой стадии процесса.

С использованием методов газовой хроматографии и капиллярного электрофореза разработаны современные экспрессные методики определения химического состава продуктов и полупродуктов, образующихся на стадиях технологических процессов производства спиртных напитков. Разработаны два межгосударственных стандарта [3, 6].

В целях обеспечения высокого качества и безопасности алкогольной

2017 ПИВО и НАПИТКИ 35

контроль качества"

продукции разработана Комплексная система контроля и регулирования технологических процессов производства спиртных напитков. Внедрение системы контроля в производство позволяет проводить мониторинг показателей качества технологического процесса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шелехова, Н. В. Современные методы контроля качества и безопасности сельскохозяйственного сырья и продуктов его пере-работки/Н. В. Шелехова., В. А. Поляков, Л. В. Римарева // Сб. мат. VII Московского межд. конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (17—20 марта 2015 г.) М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2015. — Ч. 1 — С. 444-445.

2. Шелехова, Т. М. Контроль качества алкогольной продукции и биотехнологических процессов переработки сельскохозяйственного сырья в этиловый спирт с использованием хромато-масс-спектрометрических, газох-роматографических и электрофоретических методов анализа/Т. М. Шелехова, Н. В. Ше-лехова, О. В. Веселовская, О. А. Овчинников,

Л. И. Скворцова //Производство спирта и спиртных напитков. — 2012. — № 3. — С. 32-34.

3. ГОСТ 33833-2016 Напитки спиртные. Га-зохроматографический метод определения объемной доли метилового спирта. — Введ. 2018-01-01. — М.: Стандартинформ. — 2016. — 16 с.

4. Поляков В.А., Мицен В. Е., Шелехова Т. М., Веселовская О. В., Скворцова Л. И., Овчинников О.А., Космынин А.В., Шелехова Н.В./Ра-бочий электролит для определения капиллярным электрофорезом ионного состава жидких сред // Патент РФ № 2315299. Заявка № 2006133558. Приоритет от 20.09.2006. Регистрация в Госреестре изобретений РФ 20.01.2008 — Бюл. № 2. — 4 с.

5. Поляков В.А., Мицен В.Е., Шелехова Т. М., Веселовская О. В., Скворцова Л. И., Овчинников О. А., Космынин А В., Шелехова Н. В./Спо-соб определения ионного состава жидких сред. // Патент РФ № 2313781. Заявка № 2006133559. Приоритет от 20.09.2006. Регистрация в Госреестре изобретений РФ 27.12.2007. — Бюл. № 36. — 5 с.

6. ГОСТ 31724-2012 Водки, водки особые и

вода для их приготовления. Определение массовой концентрации катионов, аминов, анионов неорганических и органических кислот методом капиллярного электрофореза. — Введ. 2013-07-01. — М.: Стандартинформ. — 2014. — 28 с.

7. Шелехова, Н. В. Применение методов капиллярного электрофореза в контроле качества и безопасности спиртных напитков/Н. В. Шелехова, В.А Поляков// Хранение и переработка сельхозсырья. — 2015. — № 11. — С. 39-42.

8. ГОСТ 30536-2013. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический экспресс-метод определения содержания токсичных микропримесей. — Введ. 2014-07-01. — М.: Стандартинформ. — 2014. — III. — 33 с.

9. ГОСТ 32039-2013. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографиче-ский метод определения подлинности. — Введ. 2014-07-01. — М.: Стандартинформ. — 2014. — III. — 10 с.

10. ГОСТ 32070-2013. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения содержания летучих кислот и фурфурола. — Введ. 2014-07-01. — М.: Стацдартинформ. — 2014. — III. — 9 с. ¿S

Совершенствование системы контроля технологических процессов производства спиртных напитков

Ключевые слова

алкогольная продукция; безопасность; газовая хроматография; капиллярный электрофорез; качество; система контроля; спиртные напитки;технологические процессы.

Реферат

В современных условиях производство алкогольной продукции ориентированно на потребителя, конкурентную среду и внедрение инноваций. Поэтому система управления технологическими процессами производства должна предусматривать постоянное повышение качества алкогольной продукции путем совершенствования ее технологии и современных методов контроля выпускаемой продукции. Повышение уровня требований к функционированию производственной системы выдвигает новые задачи по совершенствованию контроля технологических процессов и разработки новых инструментов для контроля процессов производства. Разработка новых научно-практических предложений по повышению эффективности управления технологическими процессами при производстве спиртных напитков представляется актуальной и своевременной задачей. Целью настоящего исследования была разработка системы контроля технологических процессов на предприятиях, осуществляющих производство спиртных напитков. Механизмы этой системы позволят осуществлять контроль производственных процессов на новом уровне. В результате проведенных исследований разработаны современные экспрессные методики определения химического состава продуктов и полупродуктов, образующихся на стадиях технологических процессов производства алкогольной продукции. Кроме того, проведенные исследования позволили разработать Комплексную систему контроля и регулирования технологических процессов производства спиртных напитков, которая внедрена на предприятиях отрасли.

Авторы

Шелехова Наталия Викторовна, канд. экон. наук;

Поляков Виктор Антонович, д-р техн. наук, профессор, академик РАН

ВНИИПБТ — филиал ФИЦ питания и биотехнологии,

111033, Москва, ул. Самокатная, д. 4 Б, 4953624495@mail.ru

Improving the System of Control of Technological Processes of Production of Alcoholic Beverages

Key words

alcoholic beverages; safety; gas chromatography;

capillary electrophoresis; quality; control system; spirit beverages;

technological process.

Abstract

In modern conditions production of alcoholic products focuses on consumer, competitive environment and innovation. Therefore, the control system of technological processes of production should provide for continuous improvement of the quality of alcoholic products by improving its technology and modern control methods of products. Increasing the level of the operating requirements of the production system sets new goals for improving process control and developing new tools to control production processes. The development of new scientific and practical proposals for improving the efficiency of management of technological processes in the production of alcoholic beverages is an urgent and timely task. The purpose of this study was to develop a system of control of technological processes at the enterprises engaged in the production of alcoholic beverages. The mechanisms of this system will enable monitoring of production processes to a new level. The result of the research, developed the modern Express methods of determination of chemical composition of products and intermediates, formed at the stages of technological processes of production of alcoholic beverages. In addition, the study made it possible to develop a Comprehensive system of control and regulation of technological processes of production of alcoholic beverages, which is implemented in the industry.

Authors

Shelekhova Nataliya Victorovna, Candidate of Economical Science; Polyakov Victor Antonovich,

Doctor of Technical Science, Professor, Academician of RAS VNIIPBT — branch FITZ Food and Biotechnology 4b Samokatnaya St., Moscow, 111033, Russia, 4953624495@mail.ru

36 ПИВО и НАПИТКИ ^ 2017