Kartoffelbrei. Moderne Probleme der Wissenschaft und Bildung. Verwendung von Kartoffellöslichen

Kartoffeln sind nicht nur eine wertvolle Nahrungspflanze und ein Futterprodukt für die Tierhaltung, sondern auch eine der häufigsten Arten von Rohstoffen für eine Reihe von Lebensmittelindustrien, insbesondere für die Alkohol- und Stärkebehandlung. Stickstofffreie Extrakte sind in Kartoffeln durch Stärke, Zucker und eine gewisse Menge an Entosanen vertreten. Abhängig von den Lagerbedingungen von Kartoffeln ändert sich der Zuckergehalt deutlich und kann in einigen Fällen 5% überschreiten. Die Stickstoffsubstanzen der Kartoffel bestehen hauptsächlich aus löslichen Proteinen und Aminosäuren, die bis zu 80 % der Gesamtmenge an Proteinsubstanzen ausmachen. Unter den Bedingungen der Stärkeherstellungstechnologie gehen in der Regel lösliche Substanzen mit Waschwasser verloren. Der Abfall der Produktion in Kartoffelstärkefabriken ist der Zellstoff, der nach teilweiser Entwässerung (Feuchtigkeitsgehalt 86-87%) als Viehfutter verwendet wird.

Der Stärkegehalt im Fruchtfleisch hängt vom Mahlgrad der Kartoffel ab. Laut M. E. Burman beträgt der Stärkeextraktionskoeffizient aus Kartoffeln in großen, gut ausgestatteten Anlagen 80-83 % und in Anlagen mit geringer Kapazität 75 %. Seine Erhöhung ist mit einer erheblichen Erhöhung der Energiekapazität des Unternehmens und folglich der Kapitalkosten verbunden. Gegenwärtig erreicht sie in einigen fortgeschrittenen Unternehmen der Stärke-Sirup-Industrie 86 % und mehr. Der als Futtermittel verwendete Zellstoff ist ein geringwertiges und verderbliches Produkt. 1 kg Fruchtfleisch enthält 0,13 Futtereinheiten, während frische Kartoffeln - 0,23. Die Verfütterung von frischem Zellstoff an Nutztiere sollte begrenzt werden. Bei der Verarbeitung von Kartoffeln in spezialisierten Stärkefabriken werden 80-100 % Fruchtfleisch nach Gewicht der Kartoffeln gewonnen, und ein erheblicher Teil davon bleibt oft unverkauft.

Verwendung von Kartoffellöslichen

Viele Jahre Erfahrung in der Stärkeindustrie haben gezeigt, dass das Problem der Verwendung von kartoffellöslichen Substanzen eines der schwierigsten ist. Es ist sowohl in inländischen Stärkefabriken als auch in ausländischen Unternehmen immer noch nicht erlaubt. Selbst im vorrevolutionären Russland begannen sie, Kartoffelpulpe effizienter zu nutzen, in Brennereien zu verarbeiten, die sich in der Nähe von Stärkebrennereien befanden. Laut G. Fot erwies sich eine solche Verarbeitung jedoch aufgrund des geringen Alkoholgehalts in der Maische als unrentabel. In einigen Brennereien in der Tschechoslowakei wurde eine kombinierte Verarbeitung von Kartoffeln zu Stärke und Alkohol verwendet, bei der nicht nur Kartoffelpülpe, sondern auch ein Teil des konzentrierten Waschwassers verwendet wurde.

Eine solche Technik erhöhte nicht nur den Stärkenutzungsgrad, sondern ermöglichte auch die teilweise Nutzung der löslichen Inhaltsstoffe der Kartoffel. Unten ist ein Diagramm der Feststoffbilanz von Kartoffeln in der kombinierten Produktion von Stärke und Alkohol in einer Pilotanlage in Norwegen. In der UdSSR schlugen M. E. Burman und E. I. Yurchenko eine Kombination aus Stärke- und Alkoholproduktion auf einer grundlegend neuen Grundlage vor. Es wird empfohlen, nur 50-60 % der Stärke aus Kartoffeln zu extrahieren, was es ermöglicht, das stärkereichere Fruchtfleisch für die Verarbeitung in Alkohol zu überführen und auch den Prozess der Stärkeisolierung zu vereinfachen, indem die Vorgänge des wiederholten Waschens des Fruchtfleischs entfallen und Sekundärschleifen.

Bei dieser Art der Verarbeitung von Kartoffeln gewährleisten folgende Faktoren die Effizienz der Produktion: die nahezu vollständige Nutzung der in der Kartoffel enthaltenen Stärke zur Herstellung von Grundprodukten (Stärke und Alkohol); Gewinnung von Barden statt minderwertigem Zellstoff -. sehr wertvolles nahrhaftes Futter für Nutztiere; die Verwendung der meisten löslichen Substanzen von Kartoffeln in der Brennerei oder für die in Brennereien organisierte mikrobiologische Produktion; Reduzierung der Transport- und allgemeinen Fabrikkosten; Einsparungen bei Kapitalinvestitionen beim Bau einer Stärkeanlage nach einem vereinfachten Schema in einer bestehenden Anlage.

Das Verfahren der kombinierten Herstellung von Stärke und Alkohol auf der Basis einer Alkoholanlage hat in der Industrie breite Anwendung gefunden. Bis 1963 wurden mehr als 60 Kartoffelstärkewerkstätten in Brennereien in Betrieb genommen. Technologische Schemata zur Herstellung von Stärke basieren auf dem obigen Prinzip, unterscheiden sich jedoch in Bezug auf das Hardwaredesign etwas voneinander. Unten ist ein Diagramm, das von M. E. Burman und E. I. Yurchenko für das Werk Berezinsky vorgeschlagen wurde. Es sieht vor, dass bei der Alkoholherstellung nicht nur Fruchtfleisch, sondern auch lösliche Bestandteile von Kartoffeln verwendet werden. Letztere werden in Form von Zellsaft auf einem Schüttelsieb mit leicht verdünntem Kartoffelbrei mit Wasser isoliert.

Um die Stärke abzutrennen, wird der Zellsaft zu einer Sedimentationszentrifuge geschickt, danach wird er zu einer Sammlung von Produkten geschickt, die in die Destillerie überführt werden. Der Zellstoff wird auf einem zweistufigen Extraktor oder einem Schüttelsieb gewaschen und zur Zellstoffpresse geleitet und gelangt dann in die Sammlung. Schlammstärke aus Fallen wird ebenfalls zur Verarbeitung an die Brennerei geliefert. Stärkemilch wird in einer Sedimentzentrifuge von löslichen Substanzen und von feinem Fruchtfleisch auf Raffinationssieben gereinigt.

Seine Endreinigung findet auf den Dachrinnen statt. Die Abtrennung von kartoffellöslichen Stoffen ist vor dem Auswaschen der Stärke aus dem Brei vorgesehen, um den Kartoffelzellsaft in leicht verdünnter Form zu erhalten und die Konzentration an Trockensubstanzen im Produktgemisch, das in die Brennerei gelangt, nicht zu verringern. Wie jedoch Fabrikversuche gezeigt haben, ist ein Schüttelsieb ein ungeeignetes Gerät zum Isolieren von konzentriertem Zellsaft. Nach den Recherchen des Autors auf einem Sieb mit einer Fläche von 2,5 m2 mit einem Köpernetz Nr. 43 mit einer Kartoffelproduktivität von 1,0 Tausend pro 1 m2 Sieb und einer Vibrationsfrequenz von 1000-1200 pro Minute, Zelle Saft aus einem unverdünnten Brei wird in geringer Menge freigesetzt. Im Tisch. 1 zeigt Daten, die die Freisetzung von Zellsaft beim Verdünnen von Kartoffelbrei mit Wasser charakterisieren.

1

Der Artikel widmet sich einer umfassenden Untersuchung der chemischen Zusammensetzung und der Sicherheitsindikatoren von Abfällen aus der Kartoffelproduktion. Zu den Hauptindikatoren, die die Qualität und Sicherheit von Produkten kontrollieren, gehören: der Gehalt an Feststoffen, Asche, Rohprotein, Stärke, Zucker, Feuchtigkeit sowie toxische Elemente und mikrobiologische Indikatoren. Die Bestimmung der physikalischen und chemischen Parameter wurde gemäß GOST 7698-78 durchgeführt. "Probenahme und Analysemethoden". Bei der Verarbeitung von Kartoffeln gehen etwa 20 % der Trockenmasse der Rohstoffe in Form von Kartoffelsaft und 20 % in Form von Fruchtfleisch verloren. Die vollständige Verwertung von Sekundärprodukten hilft, die Kartoffel als Industrierohstoff rationeller und wirtschaftlicher zu nutzen, trägt außerdem zur Lösung des Problems der Futtermittelbereitstellung bei und reduziert die Belastung der Gewässer mit Abwässern der kartoffelverarbeitenden Industrie erheblich. Basierend auf den durchgeführten Studien wurde gezeigt, dass die Menge an Trockensubstanzen in Kartoffelpulpe und Zellsaft 14,6 bzw. 1,5 % enthält. Darüber hinaus wird die chemische Zusammensetzung auch durch Vitamine wie C, PP, B9, Carotin, Pantothensäure, Mineralien, Monosaccharide und andere ergänzt. Gleichzeitig liegen die Grenzen der Kartoffelfeuchtigkeitsänderung unter Labor- und Produktionsbedingungen bei 86,65 ± 4,6 % bzw. 97,4 ± 0,85 %. Der Gehalt an toxischen Substanzen sowie mikrobiologischen Indikatoren in der Pulpa und dem Zellsaft überschreitet nicht die derzeit zulässigen Werte. Sicherheitsindikatoren, einschließlich des Feuchtigkeitsgehalts von Kartoffelpulpe und Zellsaft, beweisen, dass diese Art von Produkt verderblich ist und keiner Langzeitlagerung unterliegt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zusammensetzung von Kartoffelproduktionsabfällen stärker von der Qualität des Ausgangsmaterials abhängt, wodurch die Möglichkeit ihrer Verwendung als Futtermittel für landwirtschaftliche Nutztiere begründet wurde.

Abfälle aus der Kartoffelproduktion

chemische Zusammensetzung

Sicherheitsleistung

wird bearbeitet

Futtermittelzusatz

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Einführung

Einer der vorrangigen Bereiche des staatlichen Programms zur Entwicklung der Landwirtschaft und zur Regulierung der Märkte für landwirtschaftliche Produkte, Rohstoffe und Lebensmittel für 2013-2020 ist die Entwicklung der Biotechnologie und die rationelle Stimulierung des Wachstums in der Produktion von landwirtschaftlichen Grundprodukten und Lebensmittelproduktion.

Abfälle aus der Lebensmittelindustrie können in den meisten Fällen in moderaten Mengen direkt in der Landwirtschaft als Tierfutter verwendet werden. Sie haben eine hohe Energie und biologische Aktivität, sind harmlos, hypoallergen, leicht zugänglich für enzymatische und mikrobiologische Biokonversion, verschiedene Arten der Verarbeitung. Der begrenzende Faktor ist jedoch gewöhnlich ein hoher Wassergehalt im Abfall, der die Transportkosten erhöht, die Menge dieses Abfalls in der Nahrung begrenzt und nicht zur Langzeitlagerung des Produkts beiträgt.

In den meisten Kartoffelverarbeitungsbetrieben wird aufgrund fehlender Wertstoffhöfe zur Abfallverarbeitung nur ein kleiner Teil davon sinnvoll verfüttert. Gleichzeitig wächst die Abfallmenge stetig. Es ist bekannt, dass bei der Verarbeitung von Kartoffeln Nebenprodukte entstehen, die einen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Allein in Russland fallen jährlich folgende Abfälle aus der Kartoffelproduktion an: Zellstoff - 60-70.000 Tonnen, Abfall bei der Herstellung von trockenem Kartoffelpüree - bis zu 10.000 Tonnen, Abwasser - 100.000-120.000 Tonnen.

Nur auf dem Territorium der Region Kemerowo werden täglich bis zu 600.000 Tonnen Kartoffeln verschiedener Sorten verarbeitet, um verschiedene Arten von Produkten zu erhalten, und bei der Verarbeitung bleiben bis zu 30-50% Kartoffelabfälle übrig, aus denen Stärke entstehen kann erhalten werden.

Trotz der Tatsache, dass die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften von Kartoffeln und ihren Abfallprodukten in der Referenzliteratur ausreichend detailliert behandelt werden, variieren ihre relativen Zahlen in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren erheblich.

Auf der Grundlage des Vorstehenden besteht der Zweck dieser Arbeit darin, die chemische Zusammensetzung und die Sicherheitsindikatoren von Abfällen aus der Kartoffelproduktion zu untersuchen.

Forschungsobjekte waren: Abfälle aus der Kartoffelproduktion (Kartoffelpülpe, Zellsaft, Stärke).

Bei der Ausführung der Arbeiten Standard, allgemein akzeptiert und originell Forschungsmethoden, darunter physikalische und chemische: Spektrophotometrie, Polarimetrie, Mikroskopie, Refraktometrie. Die Bestimmung der physikalischen und chemischen Parameter wurde gemäß GOST 7698-78 durchgeführt. "Probenahme und Analysemethoden". Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit den Standards und Anforderungen für die Qualität von Kartoffelstärke gemäß GOST R 53876-2010 „Kartoffelstärke. Technische Bedingungen".

Forschungsergebnisse

Bei der Verwendung von Fruchtfleisch und Zellsaft von Kartoffeln zu Lebens- oder Futterzwecken ist es notwendig, ihre chemische Zusammensetzung und andere Indikatoren zu kennen, die ihre technologischen Eigenschaften bewerten. Um die chemische Zusammensetzung von Kartoffelpulpe und Zellsaft zu klären, wurden daher Studien zur Bewertung ihrer Qualität und Sicherheit durchgeführt.

Tabelle 1 zeigt die Änderungsgrenzen der Parameter der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Kartoffelpulpe und Zellsaft.

Tabelle 1

Die chemische Zusammensetzung von Kartoffelpulpe und -saft

Indikatoren	Bedeutung
		Zellflüssigkeit
Trockenmasse, %
Rohprotein, %
Stärke, %
Zucker reduzieren, %
Zellulose, %

Tabelle 2 zeigt die unter Labor- und Produktionsbedingungen erhaltenen Daten zu Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts von Kartoffelpulpe und Zellsaft. Während des Forschungszeitraums betrugen die Grenzen der Feuchtigkeitsänderung (Durchschnittswert) von Kartoffeln unter Labor- und Produktionsbedingungen 86,65 ± 4,6 % bzw. 97,4 ± 0,85 %. Die hohe Feuchtigkeit der erhaltenen Nebenprodukte erlaubt keine lange Lagerung.

Tabelle 2

Änderung des Feuchtigkeitsgehalts von Kartoffelpulpe und Zellsaft

Feuchtigkeit, %
		Zellflüssigkeit
Laborbedingungen	Produktionsbedingungen	Laborbedingungen	Produktionsbedingungen

Der pH-Wert des Saftes liegt bei 5,6-6,2. Der hohe Säuregehalt des Zellsafts ist auf das Vorhandensein einer erheblichen Menge organischer Säuren in den Knollen zurückzuführen. Unter ihnen sind Zitronensäure, Apfelsäure, Oxalsäure, Brenztraubensäure, Weinsäure, Bernsteinsäure und einige andere Säuren. Besonders viel in den Knollen von Zitronensäure (bis zu 0,4-0,6%).

Unter der Annahme, dass die technologischen Eigenschaften biologischer Objekte durch den Gehalt an darin enthaltenen Eiweißstoffen und Aminosäuren bestimmt werden, könnte Kartoffelsaft daher zu einer der vielversprechenden Quellen für natürliches pflanzliches Eiweiß werden. Bei der Untersuchung von Zellsaft in dieser Richtung wurden mindestens 12 freie Aminosäuren gefunden, darunter lebenswichtige Aminosäuren: Valin, Leucin, Methionin, Lysin, Arginin.

Frischer Kartoffelsaft und Fruchtfleisch enthalten auch Vitamine wie C, PP, B9, Carotin, Pantothensäure. Bei Kontakt mit eisernen Ausrüstungsteilen wird jedoch der Gehalt einiger Vitamine, insbesondere Vitamin C, im Kartoffelsaft im Vergleich zu ihrem Gehalt in Knollen deutlich reduziert.

Die Ascheelemente des Saftes sind weit verbreitet. Etwa 60 % der Asche ist Kaliumoxid. Die Asche des Saftes enthält fast alle Spurenelemente. Es wurde festgestellt, dass es keine signifikanten Unterschiede in der Menge an Mineralstoffen in den untersuchten Proben gab.

Die Untersuchung von Kohlenhydraten aus Zellsaft zeigte, dass sie hauptsächlich durch Monosaccharide repräsentiert werden: Glucose, Mannose, Fructose. Der Gehalt an reduzierenden Zuckern ist abhängig von Sorte, Knollenreife, Anbau- und Lagerbedingungen. Bei einer Erhöhung des Gehalts an reduzierenden Zuckern in Knollen auf 0,5% erhält das Kartoffelprodukt eine braune Farbe und einen bitteren Geschmack, die für das Endprodukt nicht akzeptabel sind.

Im Laufe der Forschung wurde der Gehalt an toxischen Elementen, Nitraten, Pestiziden und Radionukliden in den untersuchten Proben untersucht. Die Forschungsergebnisse sind in den Tabellen 3-4 dargestellt.

Tisch 3

Sicherheitsindikatoren für Kartoffelpulpe und Zellsaft

Name	Zulässiger Gehalt mg / kg, nicht mehr		Zellflüssigkeit
Ochratoxin A Sterigmatocystin T-2-Toxin
Dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle ng WHO-TEF/kg, nicht mehr als:
Radioaktives Cäsium, Bq/kg
Radioaktives Strontium, Bq/kg

Tabelle 4

Mikrobiologische Indikatoren von Kartoffelpulpe und Zellsaft

Name	Zulässige Inhaltsebene		Zellflüssigkeit
HP, CFU/g, nicht mehr
QMAFAnM, CFU/g, nicht mehr
BGKP (Coliforme), in 0,01 g	nicht erlaubt	nicht erkannt	nicht erkannt
Das Vorhandensein von pathogenen Mikroorganismen:
Salmonellen in 50,0 g	nicht erlaubt	nicht erkannt	nicht erkannt
pathogene Escherichia in 50,0 g	nicht erlaubt	nicht erkannt	nicht erkannt
Hefe, KBE/g, nicht mehr			weniger als 1,0 10 1
Schimmelpilze, KBE/g, nicht mehr		weniger als 1,0 10 1	weniger als 1,0 10 1

Es wurde festgestellt, dass der Gehalt an Radionukliden in der Pulpa und im Zellsaft die derzeit zulässigen Werte nicht überschreitet. Das Vorhandensein von toxischen Substanzen und pathogenen Mikroorganismen in den untersuchten Proben von Rohstoffen und Nebenprodukten ihrer Verarbeitung wurde nicht gefunden. Quecksilber, Arsen, Mykotoxine und Pestizide wurden in Kartoffelpulpe und Zellsaft nicht gefunden. Der Gehalt an Nitraten in Kartoffelmark und Zellsaft beträgt durchschnittlich 89,75 mg/kg.

Es wurde festgestellt, dass kontrollierte potenziell gefährliche Chemikalien im Produkt in Konzentrationen enthalten sind, die die festgelegten Standards nicht überschreiten und den Anforderungen von SanPin 2.3.2.1078-01 „Hygieneanforderungen für die Sicherheit und den Nährwert von Lebensmitteln“ und der technischen Vorschrift entsprechen der Zollunion „Zur Sicherheit von Futtermitteln und Futtermittelzusatzstoffen“.

Die Analyse der Literatur und unserer eigenen experimentellen Daten hat somit gezeigt, dass die chemische Zusammensetzung und Indikatoren, die die physikalisch-chemischen und technologischen Eigenschaften von Kartoffelpulpe und Zellsaft charakterisieren, in größerem Maße von der Qualität des Ausgangsmaterials abhängen. Dies bestimmt weitere Forschungen zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie. Die chemische Zusammensetzung von Nebenprodukten der Kartoffelverarbeitung weist auf die Möglichkeit ihrer Verwendung als Lebensmittelbestandteile hin. Gleichzeitig weisen die Hauptindikatoren für die technologischen Eigenschaften von Nebenprodukten auf die Notwendigkeit spezieller Verfahren zu ihrer Verarbeitung oder Aufbereitung hin.

Mit der Einführung innovativer Verarbeitungstechnologien und einer veränderten Nachfrage nach Fertigprodukten können Abfälle aus der Lebensmittelproduktion ihren sozialen Nutzen ändern und zu einem Rohstoff für die Gewinnung neuer hochwertiger Futtermittel werden.

Rezensenten:

Kurbanova M.G., Doktor der technischen Wissenschaften, außerordentliche Professorin, Leiterin der Abteilung „Technologie der Lagerung und Verarbeitung landwirtschaftlicher Produkte“ FSBEI HPE „Kemerovo State Agricultural Institute“, Kemerowo.

Popov A.M., Doktor der Technischen Wissenschaften, Professor, Leiter der Abteilung für Angewandte Mechanik, Kemerowo Technologisches Institut der Lebensmittelindustrie, Kemerowo.

Bibliographischer Link

Dyshlyuk L.S., Asyakina L.K., Karchin K.V., Zimina M.I. UNTERSUCHUNG DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG UND SICHERHEITSINDIKATOREN VON ABFÄLLEN DER KARTOFFELPRODUKTION // Moderne Probleme der Wissenschaft und Bildung. - 2014. - Nr. 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13587 (Zugriffsdatum: 01.02.2020). Wir machen Sie auf die Zeitschriften des Verlags "Academy of Natural History" aufmerksam

Das Verfahren bezieht sich auf die Futtermittelproduktion. Das Verfahren besteht darin, dem zerkleinerten Zellstoff granulierte Schwefel- oder Natriumhypochloritlösung bei einem Verbrauch von 1,8–2,3 g bzw. 420–25 ml pro 1 kg silierter Masse zuzusetzen. Die Methode ermöglicht es, den Verlust von Nährstoffen zu reduzieren. 1 Registerkarte.

Die Erfindung betrifft die Tierhaltung, insbesondere Verfahren zur Futterkonservierung, und kann bei deren Silierung eingesetzt werden.

Die Futterkonservierung wird in der Futtermittelproduktion häufig eingesetzt, um die Sicherheit von Futtermitteln zu verbessern.

Als Konservierungsmittel werden verschiedene Chemikalien verwendet - Säuren, Salze, organische Substanzen. Als Folge von Umwandlungen im Futter tragen chemische Konservierungsmittel dazu bei, den pH-Wert des Mediums zu senken, unerwünschte Mikroflora zu hemmen und hochwertiges Futter zu erhalten.

Bei der Stärkesirupherstellung entsteht als Nebenprodukt Kartoffelpülpe – ein wässriges, wenig transportfähiges Produkt, das sofort als Viehfutter verwendet wird, weil es verschlechtert sich schnell oder wird siliert. Aufgrund des Vorhandenseins von Kohlenhydraten im Fruchtfleisch findet eine Fermentation statt und es wird Silage erhalten, die für die Verfütterung an Nutztiere geeignet ist. Allerdings treten relativ hohe Nährstoffverluste auf.

Das technische Ergebnis ist die Verwendung verfügbarer Konservierungsmittel zur Reduzierung von Nährstoffverlusten. Dies wird dadurch erreicht, dass bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Haltbarmachung von Kartoffelpülpe lokal produzierte chemische Konservierungsmittel verwendet werden – körniger Schwefel – ein Abfallprodukt aus der Reinigung von Erdölprodukten (TU 2112-061-1051465-02) bei einem Verbrauch von 1,8-2,3 g/kg oder Natriumhypochlorit - Zubereitung "Belizna" nach Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 1:9 bei einer Durchflussrate von 20-25 ml/kg Gewicht.

Zusammensetzung Kartoffelpulpe, Gew.-%:

Granulierter Schwefel ist ein gelbes halbkugelförmiges Granulat mit einem Durchmesser von 2-5 mm mit einem Gehalt der Hauptsubstanz - Schwefel von mindestens 99,5 Gew.-%. organische Säuren 0,01 % mit einer Schüttdichte von 1,04–1,33 g/cm 3 .

Das Medikament "Belizna" ist ein Handelsprodukt - eine Lösung von Natriumhypochlorit mit einer Konzentration von bis zu 90 g / l.

Unter den Bedingungen der Silierung, unter Einwirkung von Enzymen und Kartoffelpulpensaft, kommt es zu chemischen Umwandlungen von Schwefel unter Bildung von Schwefelwasserstoff, Sulfiten und Sulfaten. Diese Verbindungen sowie Natriumhypochlorit haben bakterizide Eigenschaften und hemmen die Entwicklung unerwünschter Mikroflora. Gleichzeitig wird die Aktivität der Milchsäurebakterien praktisch nicht gehemmt, die Silagemasse wird angesäuert, wodurch eine qualitativ hochwertige Silage erhalten wird. In der verfügbaren Literatur wurden keine Daten zur Verwendung von chemischen Konservierungsmitteln bei der Silierung von Zellstoff gefunden.

Beispiel. Unter Laborbedingungen wird zerkleinerter Kartoffelbrei mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80,0% schichtweise in verschlossene Behälter geladen, granulierter Schwefel wird hinzugefügt - ein Abfall aus der Produktion von Erdölprodukten in einer Menge von 2 g / kg, in der zweiten Variante - der verdünnte Zubereitung "Belizna" (1: 9) mit einer Rate von 20 ml / kg, in der dritten Version - ohne Konservierungsstoffe, kompaktiert, hermetisch verschlossen und zur Lagerung bei Raumtemperatur belassen. Nach 35 Tagen werden die Behälter geöffnet, die Qualität der Silos beurteilt. Holen Sie sich Qualitätssilage mit dem Geruch von eingelegtem Gemüse mit einem pH-Wert von 3,9-4,1.

Die zootechnische Analyse zeigte die folgenden Ergebnisse

So verbessert die Verwendung chemischer Konservierungsmittel – körniger Schwefel oder Natriumhypochloritlösung – die Qualität der Kartoffelschnitzelsilage, verringert den Nährstoffverlust im Vergleich zu den bekannten Verfahren.

INFORMATIONSQUELLEN

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3. Gumenjuk G.D. und andere Verwendung von industriellen und landwirtschaftlichen Abfällen in der Tierhaltung. Kiew, Ernte, 1983, S. 15.

Verfahren zur Konservierung von Kartoffelpülpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Pülpe zerkleinert und mit chemischen Konservierungsmitteln versetzt wird: körniger Schwefel – ein Abfall aus der Raffination von Erdölprodukten oder eine Lösung von Natriumhypochlorit – das Präparat „Belizna“ nach Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 1:9 bei einem Verbrauch von 1,8-2 bzw. 3 g bzw. 20-25 ml pro 1 kg Siliermasse.

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Die Dissertation ist in der Bibliothek des Ryazan Agricultural Institute zu finden.

Wissenschaftlicher Sekretär des Regionalen Fachrates Kandidat der Technischen Wissenschaften, Außerordentlicher Professor

I.E. Lieberow

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ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ARBEIT

1.1. Relevanz des Themas. Die "Richtlinien für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung der UdSSR für 1986-1990 und für das Jahr 10, 2000" sehen eine deutliche Steigerung der Tierproduktion vor. Von herausragender Bedeutung für die Lösung der gestellten Aufgaben ist die erweiterte Stärkung der Futterbasis durch die Nutzung von Nebenprodukten (Abfällen) der Lebensmittel- und verarbeitenden Industrie, einschließlich der Kartoffelstärkeproduktion.

Bis zu 1,5 Millionen Tonnen Kartoffeln werden jährlich im Land zu Stärke verarbeitet, während 40 $ Kartoffeltrockenmasse in Nebenprodukte - Fruchtfleisch und Kartoffelsaft - fließen. Das Fruchtfleisch und der Kartoffelsaft, der Stärke, Eiweiß, Ballaststoffe, Fette und andere Stoffe enthält, sind die wertvollsten Rohstoffe, um den Bedarf der Tierhaltung an Futtermitteln zu decken. Derzeit werden die Abfälle aus der Kartoffelstärkeproduktion jedoch nicht vollständig für Futterzwecke verkauft, sodass der Verlust an Kartoffelpulpe im Land mehr als 15 US-Dollar und an Saft 80 US-Dollar beträgt. Diese Situation bei der Verwendung von Nebenprodukten der Stärkeherstellung ist vor allem auf deren hohen Feuchtigkeitsgehalt von 94 ... 96 $ und eine sehr große Menge an Bildung zurückzuführen. Das Fehlen spezieller Einrichtungen zur Abfallkonzentration führt dazu, dass Stärkefabriken gezwungen sind, einen Teil des Fruchtfleischs und des Kartoffelsafts ins Abwasser zu leiten. Abwasser, das eine hohe biologische Aktivität aufweist und in Gewässer gelangt, verschmutzt das Wasser, was zu Umweltschäden an der Umwelt führt.

Die vielversprechendsten Technologien zur Verarbeitung von Produktionsabfällen für Viehfutter unter Verwendung mechanischer Entwässerung, die die Konzentration von Kartoffelpulpe sicherstellen und das Problem der "Produktion von im Saft enthaltenem Lebensmittelprotein lösen.

Die praktische Umsetzung der mechanischen Dehydratisierung von Kartoffelpülpe und der Technologie der Futterzubereitung aus den Abfällen der Kartoffel- und Stärkeproduktion wird jedoch durch das Fehlen der notwendigen Ausrüstung für ihre Umsetzung behindert. Daher zielten theoretische und experimentelle Studien darauf ab, die Technologie der Nahrungsmittelzubereitung aus Nebenprodukten der Kartoffelstärkeproduktion zu perfektionieren und einen qualitativ hochwertigen Kocher zu entwickeln

1.2. Zweck und Ziele der Forschung. Ziel der Arbeiten ist die Verbesserung der Technologie zur Futtermittelaufbereitung aus Nebenprodukten der Kartoffelstärkeherstellung und die Entwicklung eines Kartoffelschnitzeltrockners mit Begründung der Parameter und Betriebsweisen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden folgende Forschungsaufgaben gestellt: 1 - Entwicklung einer Technologie und eines konstruktiv-technologischen Schemas für einen Kartoffelbrei-Dehydrator; 2 - zur Untersuchung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Kartoffelbrei; ,3 - begründen das Kriterium zur Bewertung des Arbeitsprozesses von "Entwässerern von dispergierten feuchtigkeitshaltigen Materialien; 4 - entwickeln ein mathematisches Modell der aus dem Zellstoff ausgepressten Flüssigkeit in einer Schneckenpresse; 5 - begründen die Parameter und Betriebsweisen des Entwässerers 6 - Testen Sie den Dörrautomaten unter Produktionsbedingungen und bewerten Sie die Wirtschaftlichkeit seiner Anwendung.

1.3. Forschungsobjekte." Die Forschungsobjekte waren: Kartoffelpülpe mit unterschiedlichem Saftgehalt, ein Labormodell einer doppelseitigen Kompressionsschneckenpresse," Technologie und ein Vorserienmuster eines Kartoffelpüree-Entwärmers.

1.4. Forschungsmethodik. In der Arbeit kamen theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Einsatz. Theoretische Studien bestanden in der mathematischen Beschreibung der physikalischen Essenz des Prozesses des Pressens von "Kartoffelpulpe in einer Schneckenpresse und der Analyse der erhaltenen Gleichungen".

Während der Experimente wurden Standard- und private Methoden, Instrumente und Installationen verwendet. Reibungskoeffizienten, der Einfluss der Hauptparameter auf den Dehydratisierungsprozess, wurden mit speziell entwickelten Instrumenten und Anlagen bestimmt. In diesem Fall wurden die Kräfte mit Dehnungsmessstreifen gemessen. Laboruntersuchungen zum Verfahren von Otatinsaft aus Kartoffelpulpe in einer doppelseitigen Schneckenpresse wurden unter Verwendung der mathematischen Methode der Planungsexperimente durchgeführt. Die Verarbeitung der experimentellen Daten erfolgte mit Methoden der mathematischen Statistik,

1.5. Wissenschaftliche Neuheit. Der Einsatz der mechanischen Entwässerung zur Konzentrierung von Kartoffelpüree wird belegt. Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften von Kartoffelpüree wurden bestimmt. Ein Schema des technisch-kologischen Verfahrens zur Aufbereitung von Futtermitteln aus Nebenprodukten der Kartoffelstärkeherstellung und die Auslegung eines Entwässerers für KaotoZelnoP-Zellstoff werden vorgeschlagen (positive Entscheidungen des BNShYaLE zu Erfindungsanträgen K-4297260 / 27-30, * 4605033 / 27-33, "5 4537442 / 31- 26 und

wie. L1512666). ¡ "[vollständige Gleichungen, die den Prozess der Dehydratisierung beschreiben - Renya Cargo Whole? mit Meegle in gzhevs1" Presse: doppelseitig komprimiert,

ihre wesentlichen Entwurfsparameter theoretisch begründet und ■ optimale technologische Betriebsweisen identifiziert.

1.6. Arbeitsumsetzung. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurde ein Pilotproduktionsmuster des Zellstoffentwässerers hergestellt. Die unter den Produktionsbedingungen der Stärkesirupfabrik Ibradsky in der Region Rjasan durchgeführten Tests zeigten ihre Funktionsfähigkeit.Der entwickelte Entwässerer wird für den Einbau in die Recyclinglinie für Kartoffelpulpe in Stärkefabriken empfohlen.Die Ergebnisse der Forschung können konstruktionsbedingt verwendet werden Organisationen bei der Entwicklung und Modernisierung von Maschinen zur Dehydratisierung von Kartoffelpulpe und anderen Materialien mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Die technische Dokumentation für das entwickelte Entkalkungsmittel wurde an die Ryazan Experimental Plant TOSSHSH übertragen.

1.7. Billigung. Die Ergebnisse wurden auf wissenschaftlichen Konferenzen des Ryazan Agricultural Institute (1987 ... 1990), des Bryansk Agricultural Institute (1988), des Leningrad Order of the Red Banner of Labor Agricultural Institute (1989) und der All-Union gemeldet und genehmigt Wissenschaftliche und praktische Konferenz "Der Beitrag junger Wissenschaftler und Spezialisten zur Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion" (Alma-Ata, 1989), auf der All-Union wissenschaftlich-technischen Konferenz "Moderne Probleme der Agrarmechanik" (Melitopol, 1989), bei der wissenschaftliche und technische Rat von NGOs für Stärkeprodukte (Korea;vo, 1989).

1.8. Veröffentlichung. Der Hauptinhalt der Dissertation wurde in 5 wissenschaftlichen Artikeln, zwei Beschreibungen von Erfindungen (ac. I5I2666 ti I4I99I4) und drei Anträgen auf Erfindungen (genehmigte Entscheidungen des VNZhGAE zu Anträgen 4297280/31-26, 4605033/27-30, 4657442) veröffentlicht /31-26 ).

1.9. Arbeitsbelastung. Die Dissertation besteht aus einer Einleitung, 5 Abschnitten, Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Produktion, einem Literaturverzeichnis aus 105 Titeln und 5 Anwendungen. Die Arbeit wird auf 221 Seiten präsentiert, darunter der Haupttext von 135 Seiten, 35 Abbildungen und

II Tabellen.

Die Einleitung enthält eine kurze Begründung für die Relevanz des Themas.

2.1. Im ersten Abschnitt „Moderne Verfahren und Mittel zur Futterzubereitung aus Nebenprodukten der Kartoffelstärke lroiz-. bodstee“ auf der Grundlage veröffentlichter Arbeiten werden die Hauptabschnitte angegeben

Informationen über die Zusammensetzung und Art von Nebenprodukten der Kartoffelstärkeherstellung werden die Fragen der Wirksamkeit ihres Einsatzes in der Tierhaltung berücksichtigt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, aus den Abfällen der Kartoffelstärkeproduktion Futtermittel aufzubereiten. Grundlage aller Technologien ist die mechanische Entwässerung von Kartoffelpüree. Technologien, die mechanische Entwässerung verwenden, ermöglichen es, Kartoffelpulpe zu konzentrieren und an der Lösung des Problems des im Saft enthaltenen Lebensmittelproteins zu arbeiten.

Die Analyse von Patenten und wissenschaftlicher und technischer Literatur zeigte, dass es bei einer großen Vielfalt von Konstruktionen von Entwässerungspressen keine zuverlässige Ausrüstung zum Entwässern von Kartoffelpulpe gibt. Der effektive Betrieb von Dehydratoren hängt weitgehend von der richtigen Wahl ihrer Hauptparameter auf der Grundlage der Untersuchung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften und des Dehydratisierungsprozesses des verarbeiteten Materials ab. Bedeutende Erfahrungen in theoretischen und experimentellen Studien zur mechanischen Trennung von Flüssigkeiten von dispergierten Materialien wurden in der Bodenmechanik, der Nassfraktionierung von Grünpflanzen, der Chemie-, Lebensmittel- und anderen Industrien gesammelt. Diese Fragen werden in den Werken von H.H. Gersevanova, V.A. Florina, K.F. Terpilovsky, W.I. Fomina, I.I. Iodo, V. A., Nuzhikova, N. I., Gelperina, T. A. Malinovskaya, A. Ya. Sokolova, A.A. Gelgera, A.B. Ivanenko und eine Reihe anderer Forscher. Eine Analyse von Theorien zur Dehydratisierung dispergierter Materialien zeigte, dass der Prozess der Dehydratisierung von Kartoffelpüree äußerst unzureichend untersucht wurde.

Die Beschreibung des Prozesses der Dehydratisierung von Kartoffelpüree kann auf der Grundlage verschiedener theoretischer Ansätze erfolgen. Wenn wir den Prozess der Dehydratisierung von Kartoffelpulpe als zwei kombinierte Stufen betrachten, ist die erste die Eindickung des ursprünglichen Fruchtfleischs auf 85 ... .

Entsprechend dem Ziel der Arbeit und basierend auf den Ergebnissen der Sichtung und Analyse der Literatur werden am Ende des Abschnitts die Forschungsziele formuliert.

2.2. Der zweite Abschnitt „Physikalische und mechanische Eigenschaften von Kartoffelpüree“ beschreibt das Programm, die Methodik und die Ergebnisse von Studien zu den physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Kartoffelpüree. Die Untersuchung dieser Eigenschaften ist für die Entwicklung von Technologie und Ausrüstung für die Dehydratisierung von Kartoffelpülpe notwendig. Die Aufgabe der Forschung bestand daher darin, die numerischen Indikatoren der Haupteigenschaften zu bestimmen

viah entsprechend den Arten der Dehydratisierung.

Entsprechend der Aufgabenstellung wurden bestimmt: die Dichte fester Kartoffelpülpe, die Änderung der Reibungskoeffizienten, der Querdruck und die Filtrations-Kompressions-Charakteristik durch den Extraktionsdruck. Die Dichte der festen Partikel von Kartoffelmeegz liegt zwischen 1026 und 1040 kg/m3. Es wurde festgestellt, dass die Zahlenwerte der Reibungskoeffizienten von Kartoffelbrei auf einer glatten Stahloberfläche von 0,135 auf 0,10 und auf perforiertem Messing von 0,37 auf 0,24 bei einer Erhöhung des Pressdrucks von 0,35 auf 2,0 MPa abnehmen. Der innere Reibungskoeffizient des Zellstoffs nimmt mit einer Erhöhung des Extraktionsdrucks von 0,40 auf 2,83 MPa von 0,66 auf 0,24 ab und der Seitendruckkoeffizient von 0,9 auf 0,68.

Es wurde festgestellt, dass die Filter- und Kompressionseigenschaften einen signifikanten Einfluss auf den Prozess des Filtrierens von Saft aus dem gepressten Fruchtfleisch haben. Mit einer Erhöhung des Pressdrucks von 0,20 auf 2,60 MPa sinkt der Filtrationskoeffizient von 60 "NG9 auf 0,73 * 10 - 9 m / s, der Kompressibilitätskoeffizient - von 5,13 * 10 "® auf O ^6TO" 6 und der Kompressibilitätsmodul - von 1,56 auf 0,17 Der Porositätskoeffizient des Gehirns mit einer Abnahme der Luftfeuchtigkeit von 90 auf 52,36% nimmt von 9,0 auf 1,1 ab.

2.3. Im dritten Abschnitt „Theoretische Voraussetzungen zur Begründung der Parameter einer doppelseitigen Kompressionsschnecken-Maischepresse“ werden die bestehenden Kriterien zur Bewertung des Arbeitsprozesses von Entwässerungsanlagen für dispergierte Stoffe betrachtet, die Auslegung einer Kartoffelschnitzel-Entwässerungsanlage wird vorgeschlagen, die Der Prozess des Auspressens des Zellstoffs in einer doppelseitigen Maischepresse wird theoretisch untersucht und ein verallgemeinertes Modell, das den Dehydratisierungsprozess beschreibt, wird erhalten. Zur Bestimmung der grundlegenden geometrischen Parameter einer doppelseitigen Kompressionsschneckenpresse werden analytische Ausdrücke vorgeschlagen.

Das vorgeschlagene Kriterium zur Bewertung des Arbeitsprozesses des Dörrgeräts hat die Form:

Pv (\Usr-\ChT)-(SO O-W/u)-(40Q-Wg) ■ Wu, j

Co ~ fWp-Wil) ■ (Wu - Wr)*- ü- JOO > ^ 1 >

wobei £a ein verallgemeinertes Kriterium ist, kW "h" ?! /t;

Ры - Stromverbrauch, kW;

Wu, W

Dieses Kriterium charakterisiert die spezifischen Energiekosten, die auf die Reduzierung der Feuchtigkeitsgehaltseinheit des Pressprodukts zurückzuführen sind. Yari ein-

Die Kraft des verallgemeinerten Kriteriums zeigte, dass vielversprechende Konstruktionen Pressen mit Schneckenarbeitskörpern sind, die in Verbindung mit Vorrichtungen arbeiten, die eine Filterung der Flüssigkeit während der Bewegung der Suspension ermöglichen.

Der vorgeschlagene Dehydrator für Kartoffelpulpe (Fig. I) besteht aus zwei miteinander verbundenen Vorrichtungen - einem Eindicker I und einer doppelseitigen Schneckenpresse 2. Der Pulpeneindicker enthält einen vertikalen zylindrisch-konischen Körper 3 mit einer tangentialen Düse 4 zum Zuführen einer Suspension, a Düse 5 für den Filtratablauf und eine Düse zum Entfernen von eingedicktem Sediment . An der Düse 5, deren Oberfläche perforiert ist, ist koaxial ein Trägheitsreiniger 7 angebracht, der ein Schaufelrad mit entlang der Lochdüse angeordneten Schabern ist und zusammen mit dem Schaufelrad um die Düse rotiert. Die Shnokovy-Presse besteht aus einem Rahmen 8, einem perforierten Zylinder 3, an dessen Enden Hälse 10 dan zur Aufnahme von Material aus dem Eindicker vorhanden sind. Im Inneren des Lochzylinders befindet sich eine Schnecke II mit variablem Schaftdurchmesser, der zur Mitte hin zunimmt. Die Schraube besteht aus zwei symmetrischen Teilen mit entgegengesetzten Spiralrichtungen und konstanter Steigung. In der Mitte des perforierten Zylinders befindet sich ein Fenster 12 für den Austritt von og - "aat pulp" und eine Vorrichtung zur Steuerung des Entwässerungsgrades, die aus zwei konischen Scheiben 13 besteht, die sich auf beiden Seiten des Fensters befinden und die Möglichkeit der symmetrischen Bewegung entlang des perforierten Zylinders. Filtratsammler 14 sind unter dem Zylinder installiert.

Die Konstruktionsmerkmale des Dehydrators umfassen die folgenden. Zellstoffeindicker werden außerhalb der Rohstoffsilos installiert. Die Halspresse an den gegenüberliegenden Enden des perforierten Zylinders hat Beschickungshälse für das Produkt, und in der Mitte befindet sich ein Abschnitt zum beidseitigen Verdichten. Die Schnecke ist zur Mitte symmetrisch mit einem "gegenläufigen Wendelstapel" und einem Spalt im Bereich des Austrittsfensters zum Abziehen des ausgepressten Produktes. Diese Bauweise der Presse ermöglicht es, das Material von beiden Seiten mit zu verdichten einen gleichmäßig verteilten Druck, wodurch der Entwässerungsgrad des Fruchtfleisches erhöht und die Produktivität im Vergleich zu n "kurzen Einwegpressen theoretisch um das Zweifache gesteigert wird. Der radiale Ausstoß des gepressten Produkts trägt stetig dazu bei: *: den "Korken zu halten " aus dem entrindeten Material. In der Zone des Austrittsfensters, das den Arbeitsprozess des Psoss stabilisiert, -

Strukturelles und technologisches Schema der Entwässerung von Kartoffelpüree: I - Verdickungsmittel; 2-Schneckenpresse mit beidseitiger Verdichtung; 3- zylindrisch-konischer Körper; 4- tangentiales Abzweigrohr; o - Abzweigrohr zum Entfernen von Yiltrat; 6 - Ablaufrohr für eingedickten Schlamm; 7- sauberer shtrtsnonshl; 8-Bett; 9 - perforierter Zylinder; 10 - Aufnahmehälse; II - Schnecke; 12 - Ruhetag, Fenster; 13 - konische Striche; 14 - Filtratsammlungen.

der Flanken der Schnecke zueinander gerichtet sind und sich theoretisch gegenseitig aufheben, was den Verzicht auf spezielle Axiallager ermöglicht.

Angesichts der größeren Kenntnisse über Eindickvorrichtungen und des begrenzten Volumens der Dissertation bestand die Forschungsaufgabe darin, die doppelseitige Kompressionsschneckenpresse theoretisch und „experimentell zu untermauern.

Der Prozess der Dehydratisierung von Kartoffel-T.gazgi in einer doppelseitigen Schneckenpresse hat zwei charakteristische Zonen. Von den Einfüllstutzen der Presse bis zum Ende der letzten Schneckenumdrehungen – die Presszone, vom Ende der letzten Umdrehungen bis zum Entladefenster – die Verdichtungszone. Durch die Untersuchung des Prozesses der Zellstoffentwässerung in der Quetschzone einer Schneckenpresse wurde ein allgemeines dc erhalten, eine einfache Gleichung, die diesen Prozess beschreibt. Es sieht aus wie das:

Reis. 2. Berechnungsschema einer Schneckenpresse mit doppelseitiger Kompression.

Feuchtigkeit des gepressten Fruchtfleisches; £ - Schleuderzeit;

2 - entlang der Schraubenachse gerichtete Koordinate; " O. - theoretischer Koeffizient. Theoretischer Koeffizient a. wird aus dem Ausdruck bestimmt:

wo szb - Kegelwinkel der Schraubenwelle, Hagel; /Cdz - Filtrationskoeffizient, m/s; /tc - Kompressibilitätsfaktor, m?/N; ^ - os5ё1.shaya Kartoffelsaftmasse, kg / m3; ^ - Beschleunigung im freien Fall, m/s.

Koeffizient a. spiegelt das Verhältnis sowohl der Konstruktionsparameter als auch der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des gepressten Zellstoffs wider.

Damit die Lösung von Gleichung (2) vollständig eindeutig ist, muss die Funktion ¿) die Randbedingungen erfüllen, die den physikalischen Bedingungen des Problems entsprechen. Für den Prozess des Auspressens von Flüssigkeit aus Kartoffelpüree in der zu entwickelnden Vorrichtung (Abb. 2) wählen wir folgende Anfangs- und Randbedingungen:

(9 Gesetz der Änderung der Feuchtigkeit des gepressten Fruchtfleisches über die Länge

Schockpresse; Y/0 - anfänglicher Feuchtigkeitsgehalt des Kartoffelbreis.

Die Lösung von Gleichung (2) wird durch die Methode der Variablentrennung gefunden - *, ■ ". Nach dem Lösen der Differentialgleichung und dem entsprechenden "Reengineering" erhalten wir eine Formel zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der Maische in jedem Abschnitt der Presszone einer zweiseitigen Pressballenpresse:

De. Jk ist der Koeffizient der Fourier-Reihe; k - 1,2,3,

Die Länge der Presszone der Presse und; e ist die Basis des natürlichen Logarithmus; £ - Schleuderzeit, s."

Die Stabilität der vorgeschlagenen Presse hängt von der Bildung und dem Halten eines „Pfropfens“ aus dem gepressten „Material“ im Bereich des Austrittsfensters ab. Die Stabilität des „Pfropfens“ hängt in erster Linie von der Länge der dazwischen liegenden Verdichtungszone ab die Enden der letzten Umdrehungen der Schraube.

Da die zweiseitige Kompression der Eispresse symmetrisch zur H-H-Achse ist, nehmen wir an, dass es in diesem Abschnitt eine bedingte Trennwand gibt, auf der rechts und links davon der gleiche Druck ausgeübt wird. Dadurch können wir beide Teile der Presse getrennt betrachten (Bild 3). Um die optimale Länge der Verdichtungszone zu bestimmen, betrachten Sie das Gleichgewicht der Elementarschicht s/g. in einem Abstand von 2 von der H-H-Achse. Unter Einwirkung von Kraftfaktoren, die beim Verdichtungsprozess entstehen; axiale Drücke Pg und (Ras^P^), seitliche Drücke, die Gleichgewichtsgleichung sieht so aus:

Rg-R-rg + MgUR+uh-r + (8)

wobei P die Fläche des Querbackens der ausgewählten Schicht ist; tr;

Gehirnreibungskoeffizienten an der Innenfläche des perforierten Zylinders und der Schneckenwelle; T), c1 - jeweils der Durchmesser des perforierten Zylinders und der Schaft des Mönchs, m.

Nach entsprechenden Substitutionen, Transformationen und Lösung der Differentialgleichung (8) erhalten wir φ<тулу для определения длины

Zonensiegel: / n " ,"

/ (/r T) + -¿grr, o 5

Reis. Abb. 3. Schemata zur Berechnung der Länge der Siegelzonen (a) und der Breite des Austrittsfensters (b) einer doppelseitigen Druckstabpresse: I - perforierter Zylinder; 2- Schnecke; 3- Ausgabefenster.

wo, P - "Druck im Abschnitt der letzten Schraubendrehung, N / m2;

Pa - Druck im Sickerwasser in einem Abstand / 2 von der Achse H-H.N / m2; - Seitendruckkoeffizient; d-, - die Breite des Auslassfensters, m. Aufgrund der Tatsache, dass das gepresste Produkt in diametraler Richtung aus der Presse entfernt wird, dann im Bereich des Auslassfensters, wo die axiale Bewegung der Brei auf radial um, bewegen sich die Breischichten relativ zueinander, was durch die Eingabe des inneren Reibungskoeffizienten /d berücksichtigt werden muss. Daher stellen wir eine Differentialgleichung für das Gleichgewicht eines ausgewählten Materialelements mit einer Dicke c|_p im Abstand t von der Achse der Schraubenwelle im Moment ihrer Verschiebung in Richtung des Austrittsfensters auf (Abb. 36 ):

0 (10) wo ist die Querschnittsfläche der Elementarschicht, m^;

£ - persheter der Querschicht aus Zellstoff, m. Nachdem wir die Gleichung gelöst haben, erhalten wir ein Witzkening, um den seitlichen Druck C,0 an der Oberfläche der Schneckenwelle zu bestimmen:

e / p (b-c *), (I)

wo die Unterstützung ist daplann auf der tahod aus dem Fenster, N/m^.

Aus Eyrakpng.ya (II) folgt, dass der seitliche Druck in der Zone der odg.yga entlang (.tapo zum Schneckenschaft hin zunimmt und an der

es erreicht seinen maximalen Wert.

Wir modifizieren den Ausdruck (II) auf irgendeine Weise, d. h. addieren beide Teile dieses Verhältnisses und dividieren durch zwei, wir erhalten:

wobei ^c der durchschnittliche seitliche Druck in der Scherzone ist, N/m2. .

Ersetzt den Druck durch Ra. und ersetzen Sie in den Ausdruck (9.) ". erhalten wir eine Formel zur Bestimmung der optimalen Länge der Verdichtungszone:

Analysiert man den Ausdruck (13), so lässt sich feststellen, dass die Länge der Verdichtungszone einer doppelseitigen Kompressionsschneckenpresse mit bekannten Durchmessern des perforierten Zylinders und der Schneckenwelle vom Kraftfaktor (), physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Zellstoff

Designparameter (.¿?/).

Durch gemeinsames Lösen der Ausdrücke (7) und (13) nach Transformationen und Substitutionen erhalten wir ein verallgemeinertes Modell der Dehydratisierung von Kartoffelpulpe in einer doppelseitigen Stoßpresse:

tt. t ""pVg", \ rg * "14)

wobei C) ein empirischer Koeffizient ist;

1Lo - Kompressibilitätsmodul; . .

allgemeiner Koeffizient der Fourier-Reihe; A - Koeffizient gleich und ~ ;

/i ■(£>-(()

Koeffizient gleich ^--

Cr - Koeffizient gleich SoSch-^-TsU- s.Qi))\u003e

P - Schneckendrehzahl, U/min; C - der Höhenwinkel der Schneckenlinie des Schnacks, Grad; Ø - der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Materials und der Ebene

Seitenflächen der Schraubenwicklung, Hagel; EU<- среднее значение коэффициента пористости мезги. Выражение (14) описывает процесс обезвоживания картофельной мезги в шоковом пресса двухстороннего сжатия и может быть использовано при расчете пресса.

Produktivität einer Schneckenpresse mit doppelseitiger Kompression.

nicht aus dem Ausdruck bestimmt werden:

wobei X die Dicke der Zellstoffschicht in der Verdichtungszone ist, m;

- £ - Schraubensteigung, m; £ - Schraubenkanalbreite, m; - - Zellstoffdichte im Bereich der ersten Umdrehung der Schnecke, kg/m3.

Es wurden auch analytische Ausdrücke erhalten, um einige Parameter des Schraubenarbeitskörpers zu bestimmen.

■ 2.4. Der vierte Abschnitt „Experimentelle Untersuchung des Prozesses der Dehydratisierung von Kartoffelpulpe unter Laborbedingungen“ ■ präsentiert das Programm, die Methodik und die Ergebnisse der Untersuchung des Prozesses der Dehydratisierung von Kartoffelpulpe an einem Labormodell einer Schneckenpresse ■ doppelseitig komprimiert.

Experimentelle Untersuchungen mit der Methode der Versuchsplanung ergaben adäquate Regressionsmodelle, die es ermöglichen, im Bereich von Faktorstufen den Feuchtigkeitsgehalt des gepressten Faserstoffs und die Energieintensität des Pressvorgangs in einer Schneckenpresse zu bestimmen, die in genannte Größen haben die Form: für den Feuchtigkeitsgehalt des Pressbreis. ...

127,73 - 2,341 - 0,247a< - 4,330л. +■ + 0,024 V/о[ц + 0,075 + 0,027а, -Л +

0,0155 Uiorg - 0,043 a / -0,119 ne (16 ^

don Energieintensität des Schleudervorgangs

E (/g \u003d 62,145. - 1,0536 - 0,9957 a. - 1,0267 P + .. ". + 0,0065 \ K / o-a, + 0,0086 Mo-i 0,005 a- n+

0,0046 ^ + o.oyu a* + o.oyu n& (ich?)

"wobei. ist der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des ursprünglichen Zellstoffs, %; D1 ist die Breite" des Ausgabefensters der Presse, we; P - Schneckengeschwindigkeit, U / min.

Die Analyse von Regressionsmodellen wurde anhand zweidimensionaler Schnitte (Abb. 4) durchgeführt und gleichzeitig ein Kompromissproblem gelöst, bei dem die Werte der Faktoren gefunden werden mussten, die einen minimalen Energieverbrauch ergeben . Spinnen mit einem hohen Grad an Dehydratisierung von Kartoffelpulpe. Als Ergebnis wurden die folgenden optimalen Parameter erhalten: Der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des Zellstoffs beträgt 90 %, die Breite des Austrittsfensters beträgt 0,011 bis 0,015 m, die Blasfrequenz beträgt 4,0 bis 6,0 U/min. Gleichzeitig liegt der Feuchtigkeitsgehalt des Pressguts im Bereich von 58 ... 65 $ und die Energieintensität nur

der Spinnprozess beträgt 0,6 ... 0,3 kW "h / t.

Um die Konvergenz der Ergebnisse theoretischer und experimenteller Studien zu überprüfen, zeigt Abbildung 5 partielle Abhängigkeiten, die aus den theoretischen erhalten wurden< 14) и экспериментальной.

Fenster O.) und die Rotationsfrequenz der Schnecke P. auf den "Feuchtigkeitsgehalt des ausgepressten Fruchtfleisches und die Energieintensität des Extraktionsprozesses. bei einem Anfangsfeuchtigkeitsgehalt des Fruchtfleisches von $ 90: --- - Feuchtigkeit von das gepresste Fruchtfleisch; - - - - Energieintensität des Extraktionsprozesses.

(16) Modelle - Dehydratisierung von Kartoffelpulpe in einer Schneckenpresse mit doppelseitiger Kompression. Theoretische Abhängigkeiten werden unter Berücksichtigung des empirischen Koeffizienten С^ = 1,27 erstellt. Wie aus der Figur ersichtlich ist, steigt der Feuchtigkeitsgehalt des ausgepressten Kartoffelbreis mit zunehmender Breite des Ausgabefensters und der Drehzahl der Schnecke. Die dargestellten grafischen Abhängigkeiten zeigen, dass die Konvergenz der Ergebnisse theoretischer und experimenteller Studien ziemlich hoch ist, der Fehler 5,0% nicht überschreitet. Daher kann das theoretische Modell (14) verwendet werden, um die Parameter einer doppelseitigen Stapelpresse zu begründen.

Reis. Abb. 5. Abhängigkeit des Feuchtigkeitsgehalts des gepressten Kartoffelbreis W von der Breite des Austrittsfensters der Presse (a) und der Drehzahl der Schnecke P. (b): I-W0 \u003d 90%, n \ u003d 4,25 U / min: 2- Wo "\u003d n. = 4,25 U / min: 3-VD = SC $, OTs = 0,015 m; 4-

Wo = BQ%, Ctj = 0,025 m;

Theoretische Abhängigkeit;

" " - - experimentelle Abhängigkeit.

Kompression.

Im Zuge experimenteller Untersuchungen wurden auch die Abhängigkeiten der Produktivität der Schneckenpresse von den anfänglichen Stoff-, Flüssig- und Feststoff-Auspressfraktionen, der Breite des Austragsfensters und der Drehzahl der Schnecke aufgezeigt.

,■ 2.5. Der fünfte Abschnitt „Produktionsversuche, Umsetzung von Forschungsergebnissen und deren Wirtschaftlichkeit“ stellt das Programm, die Methodik und die Ergebnisse der Versuche, das vorgeschlagene technologische Schema zur Herstellung von Futtermitteln aus Nebenprodukten der Kartoffelstärkeproduktion sowie die Methodik und vor Ergebnisse der Berechnung des wirtschaftlichen Effekts aus der Einführung des entwickelten ■ Dehydrators als Teil der Kartoffelschnitzel-Recyclinglinie für Viehfutter.

In der Stärke- und Sirupfabrik Ibredsky (Region Rjasan) wurden Tests eines Pilotproduktionsmusters eines Dehydrators für Kartoffelpulpe durchgeführt. Die pneumatische Presse des Dehydrators wies einen Durchmesser von 0,205 U und insgesamt für einen Lochzylinder von 2,0 U auf

in deren Ladehälsen zwei Eindicker mit einem Innendurchmesser des zylindrischen Körperteils von 0,04 m eingebaut waren.

Abbildung 6 zeigt die Ergebnisse der Produktionstests des Dörrgeräts. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, steigt mit zunehmender Breite des Austrittsfensters der Presse die Produktivität des Entwässerers und die Energieintensität des Prozesses nimmt ab, gleichzeitig steigt aber die Feuchtigkeit des Pressgutes.

Die Analyse der Ergebnisse der Produktionstests des Dehydrators ermöglichte es, die Daten für die Gewinnung von dehydriertem Zellstoff mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 70 ... 75% bei einem Versorgungsdruck der Anfangsmischung von 0,3 ... Output o;sha 0,015 zu empfehlen ... O.02 und gleichzeitig wird die Produktivität 5,2 ... 6,0 t / h betragen,

Rgs. 6. Änderung der Produktivität des Entwässerers (2d, Feuchtigkeitsgehalt des gepressten Fruchtfleisches V/ und Energieintensität des Prozesses E aus

Ausgangsbreite drücken

und spezifische Energieintensität - 1,6 ... 1,25 kW * h / t.

Wir schlagen vor, die Technologie für die Produktion von Trocken- und Rohfutter als Nebenprodukte der Kartoffelstärkeproduktion nach zwei Optionen zu verbessern, abhängig von der Kapazität der Verarbeitungsanlagen (Radar 7). Nach der ersten Option

Suspension (eine Mischung aus Fruchtfleisch und Kartoffeln) wird durch mechanische Entwässerung in zwei Fraktionen geteilt: Tvordu und Flüssigkeit. Feststoff - wird zur Fütterung von Vieh als Ersatz für Hackfrüchte verwendet, und Flüssigkeit wird zur Entsorgung umgeleitet. Gemäß der zweiten Option wird die Takhe-Suspension in zwei Fraktionen geteilt. Ein Protein wird von gldksya mit einer Fußnote "Koagulation" abgesondert, das in "^lztp" l-vated gteaalyaetsya ist, und dann nach obzzBozyavyaya ostz^tst z te^doy g-i::::. vnsupagletgya 2 wobei:.- "■ s,-

Reis "" "7" Schema des technologischen Prozesses der Futterzubereitung aus. Nebenprodukte der Kartoffelstärkeherstellung: I-Pumpe? 2- Sammlung; 3- Pipeline; 4- Dörrgerät; 5 - Koagulator; 6-Band-Filter; 7- Monolithformer; 8- Trockeneinheit; 9- Förderer; Yu-sammelt-“ „Einschnittsfahrt.

Feile auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 ... 133?. Das Ergebnis ist komplett

konzentriertes Eiweißfutter.

Der wirtschaftliche Effekt aus der Einführung des entwickelten Dehydrators "als Teil der Kartoffelschnitzel-Entsorgungslinie für Viehfutter wird 6.786 Rubel bei der Herstellung von 6.000 * Trockenfutter mit einem Feuchtigkeitsgehalt" von 75% betragen.

Transportkosten für die Lieferung von Kartoffelschnitzeln an den Verbraucher.

und rdamshAdai-Produktion

I. Futterzubereitungsprozess

aus den Nebenprodukten der Kartoffelproduktion wird die Durchführung nach zwei Technologien empfohlen. Die erste Technologie umfasst die Trennung der ursprünglichen Mischung aus Fruchtfleisch und Kartoffelsaft in feste und flüssige Fraktionen, die thermische Koagulation von Bedok in der flüssigen Fraktion, seine Verdickung und Vermischung mit der ursprünglichen Mischung, Feststoffanreicherung;; irada-Protein mit mechanischer

Dehydratisierung der resultierenden Mischung, Bildung von Monolithen aus der festen Fraktion und deren Trocknung, wodurch die Herstellung eines Futterprodukts mit hohem Proteingehalt sichergestellt wird. Die zweite Technologie umfasst die Trennung der anfänglichen Mischung von Meegi mit Kartoffelsaft durch mechanische Dehydratisierung in flüssige und feste Fraktionen, die Entfernung der flüssigen Fraktion aus der Produktion und die Verwendung von Feststoff als Viehfutter, was zu einem Futterprodukt in Form von führt Kartoffelbrei mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 70 $ und einem Inhalt von 0, 3 q.vd. in einem Kilogramm. Grundlage dieser Technologien ist die mechanische Entwässerung von Kartoffelpüree.

2. Die vergleichende Bewertung von Dörrern unterschiedlicher Bauart sollte nach einem verallgemeinerten Kriterium erfolgen, das den spezifischen Energieverbrauch zur Reduzierung des Feuchtigkeitsgehalts des Pressguts berücksichtigt. Mit Hilfe eines verallgemeinerten Kriteriums wurde festgestellt, dass die vielversprechenden Konstruktionen Pressen mit Schneckenarbeitskörpern sind, die in Verbindung mit Geräten arbeiten, die eine Flüssigkeitsfiltration "im Prozess der Suspensionsbewegung,

3. Das Design und das technologische Schema des Dehydrators für Kartoffelbrei sollten eine doppelseitige komprimierte Schneckenpresse und Zentrifugaleindicker mit einer selbstreinigenden Filteroberfläche umfassen, die an ihren Zufuhrhälsen installiert sind und die Dehydratisierung des Fruchtfleischs in zwei Stufen durch Eindickung und gewährleisten mechanisches Auspressen, wodurch dem getrockneten Produkt bis zu bj % Feuchtigkeit entzogen werden kann. G"

Die Presse muss mit einem Arbeitskörper ausgeführt werden, der aus zwei Schnecken mit konischen Wellen besteht, die durch große Basen im Bereich des Austrittsfensters mittels eines zylindrischen Einsatzes ohne Wicklung verbunden sind. Beide Schnecken müssen in perforierten Zylindern mit Schlitzen für die Saftfiltration mit den Abmessungen 0,25 x 5,0 mm eingeschlossen sein. Zwischen den Zylindern muss ein Fenster mit einstellbarem Querschnitt für den Austritt des gepressten Produkts und an den gegenüberliegenden Enden der Ladehälse angeordnet werden. Diese Konstruktion der Presse ermöglicht es, das Produkt von beiden Seiten mit einem gleichmäßig verteilten Druck zu verdichten, wodurch der Grad der Zellstoffentwässerung um 15 % erhöht und die Produktivität im Vergleich zu einseitigen Schneckenpressen um etwa das Doppelte gesteigert wird.

Das entwickelte verallgemeinerte Entwässerungsmodell zeigt, dass der Feuchtigkeitsgehalt von gepresstem Kartoffelbrei in einer doppelseitigen Schockpresse von der Konstruktion und den kinematischen Parametern abhängt

Presseinheit und physikalische und mechanische Eigenschaften des entnommenen Produkts.

4. Es wurde festgestellt, dass die Zahlenwerte der Reibungskoeffizienten von Kartoffelpulpe auf einer glatten Stahloberfläche von 0,135 auf 0,10 und auf perforiertem Messing von 0,37 auf 0,24 bei einer Erhöhung des Pressdrucks von 0,35 auf 2,0 abnehmen Scha. Der innere Reibungskoeffizient des Zellstoffs nimmt mit einer Erhöhung des Pressdrucks von 0,40 auf 2,83 Sha von 0,66 auf 0,24 und der Seitendruckkoeffizient von 0,9 auf 0,68 ab.

Es wurde festgestellt, dass die Kompeinen signifikanten Einfluss auf den Prozess des Filtrierens von Saft aus dem gepressten Fruchtfleisch haben. Mit einer Erhöhung des Pressdrucks von 0,2 auf 2,6 MPa sinkt der Filtrationskoeffizient von 60 auf 0,73 * 10~9 m / s, der Kompressibilitätskoeffizient - von 5,13 "KG5 auf 0,06" 10-6 m ^ / N und Modul von Kompressibilität - von 1,56 bis 0,17. Der Porositätskoeffizient des Zellstoffs bei einer Abnahme der Feuchtigkeit von 90 l auf 52,38,? sinkt von 9,0 auf 1,1.

5. Laboruntersuchungen des Modells der doppelseitigen Kompressionsschneckenpresse zeigten, dass sein Design effizient ist und für gepressten Kartoffelbrei verwendet werden kann.

Durch die Optimierung des Arbeitsprozesses der Schneckenpresse nach der Methode der zweidimensionalen Schnitte der erhaltenen multifaktoriellen Regressionsmodelle konnte festgestellt werden, dass bei einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsprodukts von 90 $ die folgenden Parameterwerte erforderlich sind um gepressten Zellstoff mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 58...65 $ zu erhalten: Schneckengeschwindigkeit 4,0...6, 0 U/min; Pressenausgang Fensterbreite 0,011...0,015 m; Energiekosten nur für den Prozess verbraucht 0,6 ... 0,3 kWh / t.

6. Produktionstests eines Pilotproduktionsmusters des Dehydrators für Kartoffelpüree, das auf der Grundlage theoretischer Studien und eines Labormodells der Presse entwickelt wurde, haben gezeigt, dass es notwendig ist, die technologischen Parameter des Prozesses durch Änderung der Breite der Ausgabe zu steuern Fenster der Schneckenpresse. Mit seiner Erhöhung von 0,01 auf 0,03 m bei einem Versorgungsdruck der Ausgangsmischung von Fruchtfleisch mit Kartoffelsaft von 0,30 ... 0,37 auf 77,07^ sinkt die Energieintensität des Entwässerungsprozesses von 1,94 auf 0,8 kRt "h / t .

7. Für den stabilen Betrieb des Dehydrators in der Produktion us-ll-ith für s ta si g. "zga und Kartoffelsaft mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt? 5T> sl ^-tet rec? m? n,::? 30 ...0,3? ".:~a, Frequenz w?t;? Queueschnecke 6,0 U/ch, Ausgangsfensterbreite

ecca 0,015 ... 0,020 m. Die Produktivität beträgt in diesem Fall 5,2 ... O t/h, die Feuchtigkeit des gepressten Produkts - 70 ... 1 b% und die Energieintensität des Entwässerungsprozesses 1,60 ... 1,25 kW * h/t.

8. Der wirtschaftliche Effekt aus der Einführung des entwickelten Dehydratisierungsgels als Teil der Linie zur Verwendung von Kartoffelpulpe für Viehfutter beträgt 6.786 Rubel bei der Herstellung von 6.000 Tonnen Trockenfutter mit Kosten von 75 USD.

1. Kohlenwasserstoff-Dehydrator - Positive Entscheidung der School of Economics über den Antrag 4297280/31-26 vom 26. Februar 1990 (Co-Autoren V. F. Nekrazvich und M. V. Oreshkina).

2. Inekov press - Positive Entscheidung von VNIIGOZ über den Antrag BO5033 / 27-30 vom 23.10.89 (Mitautor M. V. Oreshkina).

3. Filter zum Trennen der Suspension, - Eine positive Entscheidung der ShZhPE gemäß dem Antrag-4657442 / 31-26 vom 22.09.89, (Mitautor M.V. Oreiana).

4. A.o. I5I2666 B04G 5/16. Suspensionsentwässerer, - Publ. No. I B.I., 1989, Nr. 37, (Co-Autor M. V. Orepkina).

um. Wechselstrom I4I99I4 VZOV 9/20. Presse zum Extrahieren von Flüssigkeit aus Stoffen - Publ. No. in B.I., 1988, JK32, (Co-Autoren M.V. Oreyakina und P.I.]vetsov).

6. Begründung von Technologien zur Verwertung von Abfällen aus der Kartoffelstärkeproduktion für Viehfutter. Sa. nuch. Tinder. - Gorki, 1990, - S.42,..45, (Co-Autor M. V. "Oreshkina").

7. Technologie und Entwässerung, Shvatol Gartotelnok-Zellstoff für Kuh*tvieh // Beitrag junger y ^ ei, gah und Spezialisten zur Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion / Material der All-Union Scientific and Technical Conference. ~ Alma-Ata, 1939 , - S. 106.

8. Dehydrierung von Kartoffeln "Lzzga belagert tey.chsh dentrdfugiro-ranlem // Verbesserung der landwirtschaftlichen Ausrüstung für die Tierhaltung. Sa. wissenschaftlich Werke, - Gorki, 1990. - S.29 ... 31.