Введение. Белый сахар в значительных объемах используется при производстве пищевых продуктов [1]. В России белый сахар изготавливают по ГОСТ 33222-2015 «Сахар белый. Технические условия» четырех категорий: экстра, ТС1, ТС2, ТС3, для каждой из которых установлены нормируемые физико-химические показатели – содержание влаги, сахарозы, редуцирующих веществ, золы, цветность в растворе. Среди общих объемов сахара почти 85 % приходится на белый кристаллический сахар категории ТС2, около 10 % – категорий экстра и ТС1. Технологии их производства отличаются глубиной очистки сахаросодержащих растворов, разным парком фильтрационного оборудования, применяемыми фильтровальными тканями и фильтрующими средствами. В разнообразных пищевых системах сахар функционально технологичен [2] благодаря своим сенсорным или физическим свойствам, взаимодействию с другими ингредиентами. Поскольку пищевые продукты различаются по составу, консистенции, особенностям производства, для каждой пищевой технологии востребованы определенные характеристики сырьевых ингредиентов [3], в т. ч. белого сахара [4]. Такие характеристики обозначены нами как индикаторные показатели технологической адекватности [5].Мутность раствора сахара не входит в перечень нормируемых ГОСТ 33222 характеристик, но является одним из индикаторных показателей технологической адекватности, часто оговаривается контрактом на поставку белого сахара, особенно для производства напитков длительного хранения, кондитерских изделий, алкогольных напитков [6]. Мутность раствора, являющаяся отклонением от прозрачности, определяется наличием в кристаллах белого сахара микровключений и микронутриентов разной степени дисперсности, к которым относятся труднорастворимые соли кальция, оксид кремния, скоагулировавшие частички высокомолекулярных соединений – пектиновых веществ, декстрана, левана, сапонина и пр. [7]. Именно они способствуют образованию осадков и помутнению безалкогольных напитков [8]. Продуценты мутности поступают с сырьем или образуются в технологическом потоке производства сахара, изменение вектора течения таких реакций в пищевой системе влечет выход ее из стабильного состояния и возникновение риска формирования технологически неадекватной продукции.Для производства напитков длительного хранения мутность раствора сахара не должна превышать 20 единиц ICUMSA [5]. Фактические данные качества сахара за различные годы [5, 7] показывают, что в среднем мутность раствора сахара по категориям составляет, единиц ICUMSA: экстра – до 15, ТС1 – до 18, ТС2 – до 36, ТС3 – до 52. Соответственно, требованиям производителей напитков длительного хранения удовлетворяют только сахар категорий экстра и ТС1. Следовательно, в технологическом потоке производства сахара категории ТС2 имеют место факторы, приводящие в итоге к возникновению отклонений значений мутности раствора сахара от требуемых промышленными потребителями. Такие факторы требуют определенного контроля в процессе производства и нуждаются в идентификации. В настоящее время при управлении качеством пищевой продукции часто применяют риск-ориентированный подход [9], а для идентификации и оценки рисков используют положения FMEA-методологии [10]. Ее особенностью яв­ляются широкие возможности применения как для опасностей, связанных с ошибками персонала, нарушением работоспособности оборудования, так и опасностей, исходящих от состояния пищевой системы.Цель исследования – оценить риски отклонения качества белого сахара категории ТС2 по показателю мутности раствора в технологическом потоке его производства.Задачи: определить по технологическому потоку причины отказа, которые могут привести к включению в кристаллы сахара нутриентов, обуславливающих мутность его раствора; выя­вить отказы с высокой степенью риска.Объекты и методы. Объектом исследования служил технологический поток производства белого сахара категории ТС2 из сахарной свеклы. В качестве методологической основы идентификации рисков использовали положения ГОСТ Р 27.303-2021 (МЭК 60812:2018) «Надежность в технике. Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов». Инструментом идентификации рисков служил метод экспертных оценок, основанный на анализе процесса производства сахара командой из 6 человек, имеющих опыт работы в отрасли от 10 до 40 лет.Проводили декомпозицию технологического потока на этапы, оказывающие наибольшее влияние на формирование качественных характеристик полуфабрикатов, связанных с показателем мутности раствора белого сахара. Для каждого этапа технологического процесса формулировали его функцию; определяли вид, механизм отказа, причину отказа. Количественную оценку реального состояния производственного процесса для каждой причины отказа определяли по рангу приоритетности риска (RPN), являющегося произведением рангов значимости последствий отказа (S), вероятности возникновения отказа (O), вероятности обнаружения отказа (D). Значения указанных показателей определяли по 10-балльной шкале рангов, актуализированной авторами под задачи исследования (табл. 1). Таблица 1Шкалы рангов значений значимости последствий, вероятности возникновения и вероятности обнаружения отказа РангОписание ранговзначимости последствий (S)вероятности возникновения (O)вероятности обнаружения (D)1Очень низкаяОчень низкая100 %-я2Довольно низкаяДовольно низкаяДовольно хорошая3НизкаяНизкаяХорошая4Ниже среднейНиже среднейУмеренно хорошая5СредняяСредняяУмеренная6Выше среднейВыше среднейСлабая7Довольно высокаяБлизка к высокойОчень слабая8ВысокаяВысокаяПлохая9Очень высокаяОчень высокаяОчень плохая10Катастрофическая100 %-яНевозможная  Расчетное значение ранга риска сравнивали с граничным значением, принятым за 125. Превышение расчетного значения ранга риска над граничным означает высокий уровень риска, для которого требуется разработка и принятие мер для снижения. Ранг риска до 50 опреде­ляется как незначимый, от 51 до 90 – низкий, от 91 до 125 – средний.Мутность раствора белого сахара определяли как разность установленных фотоэлектроколориметрическим методом при длине волны 420 нм величин цветности раствора белого сахара, полученных без фильтрования раствора и с фильтрованием через мембранный фильтр с размером пор 0,45 мкм по методике, описанной в ГОСТ 12572-2015.Результаты и их обсуждение. Декомпозиция технологического потока производства белого сахара позволила выделить 8 этапов, на которых состояние пищевой системы потен­циально может привести к попаданию в кристаллы нутриентов, обуславливающих мутность сахара. В качестве основных нутриентов, формирующих мутность растворов в технологичес­ком потоке, выступают низкомолекулярные сое­динения в виде солей кальция органических и неорганических кислот и высокомолекулярные соединения (ВМС). К высокомолекулярным сое­динениям в сахарном производстве относят нативные компоненты сахарной свеклы – белковые вещества, полисахариды, сапонины; образующиеся в технологическом потоке красящие вещества типа меланоидинов; продукты их гидролиза. Среди разнообразных ВМС наибольший вклад в формирование мутности технических сахарных растворов вносят вещества, образующие коллоидные системы с размером частиц менее 1 мкм, их принято называть веществами коллоидной дисперсности (ВКД). К таким веществам в сахарном производстве относят декстран, леван, белковые и пектиновые вещества, красящие вещества и пр. Этапы технологического потока производства сахара с описанием механизмов отказа по показателю мутности раствора белого сахара приведены в таблице 2. Таблица 2Этапы технологического потока производства сахара с механизмами отказапо показателю мутности раствора сахара Этап технологического потокаФункцияВид отказаМеханизм отказа1234А – центрифугирование утфеля I кристаллизацииВыделение кристаллов сахара из утфеля и их промывка Мутность раствора сахара более 20 ед. ICUMSAНедостаточная промывка кристаллов сахара водойОкончание табл. 21234Б – уваривание утфеля I кристаллизацииКристаллизация сахарозы из сиропа Мутность раствора сахара более 20 ед. ICUMSAИнклюзия и окклюзия несахаров сиропа в кристаллы сахараВ – фильтрование сиропа Получение фильтрата с мутностью менее 30 мг/дм3Мутность сиропа более 30 мг/дм3 Наличие грубо- и тонкодисперсных частиц в сиропе Г – образование сиропа путем сгущения очищенного сокаПолучение сиропа с содержанием ВКД менее 0,4 %Содержание ВКД более 0,4 % Поступление ВКД с очищенным сокомНарастание красящих веществ (ВКД) в процессе сгущенияОбразование ВКД Увеличение раствори-мых и диспергирован-ных солей кальцияОбразование ВКДКоагуляция ВМС в процессе сгущенияОбразование ВКДД – фильтрование очищенного сокаПолучение сока с мутностью менее 100 мг/дм3Мутность очищенного сока более 100 мг/дм3 Наличие грубо- и тонкодисперсных частиц в сокеЕ – очистка диффузионного сокаПолучение очищенного сока с содержанием ВКД менее 0,08 %Содержание ВКД более 0,08 %Недостаточная сте-пень удаления ВКД Применение известко-вого молока с высоким содержанием силикатов Поступление ВКД с известковым молокомЖ – получение диффузионного сокаПолучение диффу-зионного сока с содержанием ВКД менее 0,4 %Содержание ВКД более 0,4 %Поступление ВКД из свекловичного сокаУвеличение раствори-мых ВКД при экстра-гировании сахарозыОбразование ВКДЗ – поступление сахарной свеклы в технологический поток Поступление сахарной свеклы с содержанием ВКД в свекловичном соке менее 0,4 %Содержание ВКД более 0,4 %Технологически неадекватная сахарная свекла  Этап центрифугирования утфеля I кристаллизации (этап А) предназначен для выделения кристаллов сахара из утфеля и их промывки. Именно этот этап окончательно формирует качество белого сахара, в т. ч. по показателю мутности раствора. Недостаточная промывка крис­таллов приводит к оставлению на их поверхнос­ти пленки межкристального раствора значитель­ной толщины [11], в которой содержатся придающие мутность нутриенты. Предшествующий этап уваривания утфеля I кристаллизации (этап Б) предназначен для образования кристаллов сахарозы из пересыщенного раствора сиропа. Он также вносит значительный вклад в качество сахара, поскольку рост кристаллов на введенных центрах кристаллизации сопровождается инклюзией и окклюзией несахаров сиропа [12], включая продуценты мутности.Функции предшествующих рассматриваемых этапов заключаются в образовании прозрачных фильтратов с определенным заданным значением мутности (этапы В, Д), которые обеспечивают получение кристаллов сахарозы с минимальным содержанием продуцентов мутности; получении полуфабрикатов (этапы Г, Е, Ж) или поступлении сырья (этап З) с заданным уровнем содержания веществ коллоидной дисперсности [13]. К веществам коллоидной дисперсности (ВКД) относятся системы с размером частиц менее 1 мкм, такими в производстве сахара являются белковые и пектиновые вещества, декстран, леван, красящие вещества, оксид кремния, оксид железа и др. Основной путь попадания ВКД в технологический поток – поступление с сахарной свеклой, затем они переходят в диффузионный сок при экстрагировании сахарозы; на этапе очистки диффузионного сока происходит удаление основной массы ВКД [14], однако на следующих этапах имеет место их рост в связи с образованием красящих веществ и коагуляцией высокомолекулярных соединений в процессе сгущения, а также превращение солей кальция с образованием их диспергированной формы [15].По каждому механизму отказа рассмотрены и представлены причины отказа, количество которых варьирует от 1 до 5; всего для технологического потока задокументирована 31 причина. В качестве причин отказа фигурируют факторы, связанные с нарушением работоспособности оборудования (6 факторов), нарушением работы персонала (10 факторов), подавляющую часть составляют связанные с протеканиемреакций в пищевой системе (15 факторов), из них 5 относятся к качеству поступающей сахарной свеклы. Причины отказа и ранги приоритета риска недостижения показателя мутности раствора сахара представлены в таблице 3. Таблица 3Причины отказа и ранги приоритетности риска недостижения показателямутности раствора белого сахара ЭтапПричина отказаSODРангриска123456АНесоблюдение цикла промывки72114Недостаточный объем промывной воды из-за загрязнения форсунок центрифуги82348Недостаточный объем промывной воды из-за слабого напора в коммуникации подачи82232Вода для промывки ненадлежащего качества835120БСодержание взвешенных веществ в сиропеболее 30 мг/дм382232ВНарушение целостности фильтровальной ткани83124Отсутствие герметичности фильтрующих элементов72114Диаметр пор ткани более 0,45 мкм8118Превышение предельного значения давленияфильтрования7117Наличие суспендированных частиц солей кальция, удерживаемых антинакипинами873168ГМутность очищенного сока более 100 мг/дм394136Нетермоустойчивый очищенный сок64372Выпадение в осадок труднорастворимых солейкальция856240Применение антинакипинов95290ДСодержание ВКД в очищенном соке более 0,08 %853120Нарушение целостности фильтровальной ткани83124Отсутствие герметичности фильтрующих элементов72114Диаметр пор ткани более 0,45 мкм8118Превышение предельного значения давления фильтрования7117Окончание табл. 3123456ЕСодержание ВКД в диффузионном соке более 0,4 %74256Содержание мезги в диффузионном соке более 1 г/дм385280Недостаточный расход извести на очистку92236Активность известкового молока ниже 90 %92236Переход растворимых силикатов в очищенный сокиз известкового молока более 0,3 %52880ЖСодержание ВКД в свекловичном соке более 0,4 %45360Нарушение технологического режима экстрагирования4218ЗВысокое содержание растворимого пектина в свекловичном соке42216Заражение сахарной свеклы корневыми гнилями105150Заражение сахарной свеклы лейконостоком44116Длительное хранение сахарной свеклы84132Развитие слизистого бактериоза у сахарной свеклы105150  Нарушение работоспособности оборудования приводит к незначимому риску – с рангом от 7 до 48, что связано с ежесменным обслуживанием оборудования и контролем его работы. Нарушение работы персонала технологической линии в основном приводит к незначимому или среднему риску благодаря автоматизации технологической линии и выводу на дисплей параметров, контролируемых оператором; соответственно, данные факторы имеют возможность быстрого обнаружения и исправления.Причины отказов, связанные с протеканием реакций в пищевой системе, для большинства факторов имеют ранг риска от 16 до 80, что характеризует риск как незначимый и низкий; для одного фактора – приближенный к граничному значению 120 (средний риск); для двух факторов превышают его – 168 и 240. Высокий риск с рангом 168 связан с наличием в сиропе суспендированных частиц кальция, удерживаемых антинакипинами. Связано это с влиянием остаточных количеств действующего вещества антинакипина на соли кальция, удерживающего их в диспергированном виде в сиропе [16]. Наиболее высокий риск с рангом 240 связан с химизмом реакций при очистке диффузионного сока, а именно с выпадением в осадок труднорастворимых солей кальция [17]. Таким образом, в технологическом потоке производства сахара категории ТС2 из 31 фактора риска недостижения показателя мутности раствора белого сахара 21 определяется как незначительный, 6 – низкий, 2 – средний, 2 – высокий. Высокий риск вызывается выходом пищевой системы из устойчивого состояния по причине изменения вектора течения химических реакций.Заключение. В настоящем исследовании определены риски отклонения качества белого сахара по показателю мутности раствора. В технологическом потоке производства белого сахара категории ТС2 идентифицированы механизмы и причины отказа, которые могут привести к включению в кристаллы сахара нутриентов, обуславливающих мутность его раствора. Всего установлена 31 причина, из которых 6 связаны с нарушением работоспособности оборудования, 10 – с нарушением работы персонала, 15 – с состоянием пищевой системы и вектором протекающих реакций. Определены уровни рисков: 21 – незначимый, 6 – низкий, 2 – средний, 2 – высокий. Отказы с высокой степенью риска обусловлены возможным неустойчивым состоянием пищевой системы. Полученные результаты расширяют знания о поведении пищевой системы производства белого сахара и могут служить основанием для установления схемы контроля технологического потока под конкретные задачи выпуска продукции с заданным показателем мутности раствора.