Kartupeļu mīkstums. Mūsdienu zinātnes un izglītības problēmas. Kartupeļu šķīstošo vielu izmantošana
Kartupeļi ir ne tikai vērtīga pārtikas kultūra un lopkopībā izmantots lopbarības produkts, bet arī viens no visizplatītākajiem izejvielu veidiem vairākās pārtikas nozarēs, jo īpaši alkohola un cietes apstrādē. Slāpekļa nesaturošās ekstraktvielas kartupeļos pārstāv ciete, cukuri un noteikts daudzums ientosānu. Atkarībā no kartupeļu uzglabāšanas apstākļiem cukura saturs tajos ievērojami mainās, un dažos gadījumos tas var pārsniegt 5%. Kartupeļu slāpekļa vielas galvenokārt sastāv no šķīstošām olbaltumvielām un aminoskābēm, kas veido līdz 80% no kopējā proteīna vielu daudzuma. Cietes ražošanas tehnoloģijas apstākļos šķīstošās vielas, kā likums, tiek zaudētas ar mazgāšanas ūdeni. Atkritumu ražošana kartupeļu cietes rūpnīcās ir mīkstums, ko pēc daļējas dehidratācijas (mitruma saturs 86-87%) izmanto lopbarībai.
Cietes saturs mīkstumā ir atkarīgs no kartupeļu malšanas pakāpes. Pēc M. E. Burmana teiktā, lielās, labi aprīkotās rūpnīcās cietes ekstrakcijas koeficients no kartupeļiem ir 80-83%, bet mazjaudas rūpnīcās - 75%. Tā pieaugums ir saistīts ar būtisku uzņēmuma energojaudas un līdz ar to arī kapitāla izmaksu pieaugumu. Pašlaik dažos progresīvos cietes sīrumu rūpniecības uzņēmumos tas sasniedz 86% un vairāk. Barībā izmantotā mīkstums ir mazvērtīgs un ātri bojājas produkts. 1 kg mīkstuma satur 0,13 barības vienības, savukārt svaigos kartupeļos - 0,23. Svaigas mīkstuma izbarošana mājlopiem ir jāierobežo. Apstrādājot kartupeļus specializētās cietes rūpnīcās, no kartupeļu masas iegūst 80-100% mīkstuma, un ievērojama daļa no tā bieži paliek nepārdota.
Kartupeļu šķīstošo vielu izmantošana
Ilggadējā cietes rūpniecības pieredze liecina, ka kartupeļos šķīstošo vielu izmantošanas problēma ir viena no vissarežģītākajām. Tas joprojām nav atļauts gan vietējās cietes rūpnīcās, gan ārvalstu uzņēmumos. Pat pirmsrevolūcijas Krievijā, lai efektīvāk izmantotu kartupeļu mīkstumu, viņi sāka to apstrādāt spirta rūpnīcās, kas atradās pie cietes rūpnīcām. Taču, pēc G. Fota teiktā, šāda apstrāde izrādījusies neizdevīga, jo misā ir zems alkohola saturs. Dažās spirta rūpnīcās Čehoslovākijā tika izmantota kombinēta kartupeļu pārstrāde cietei un spirtam, kurā tika izmantota ne tikai kartupeļu mīkstums, bet arī daļa no koncentrētā mazgāšanas ūdens.
Šāds paņēmiens ne tikai palielināja cietes izmantošanas koeficientu, bet arī ļāva daļēji izmantot kartupeļu šķīstošās vielas. Zemāk ir diagramma par kartupeļu cieto vielu līdzsvaru, kombinējot cietes un spirta ražošanu izmēģinājuma rūpnīcā Norvēģijā. PSRS M. E. Burmans un E. I. Jurčenko ierosināja cietes un alkohola ražošanas kombināciju uz principiāli jauna pamata. No kartupeļiem ieteicams iegūt tikai 50-60% cietes, kas ļauj ar cieti bagātāko mīkstumu pārnest pārstrādei spirtā, kā arī vienkāršo cietes izdalīšanas procesu, izslēdzot atkārtotas celulozes mazgāšanas darbības. un sekundārā slīpēšana.
Ar šo kartupeļu pārstrādes metodi ražošanas efektivitāti nodrošina šādi faktori: gandrīz pilnīga kartupeļos esošās cietes izmantošana pamatproduktu (cietes un spirta) ražošanai; mazvērtīgās celulozes vietā iegūstot bardus -. ļoti vērtīga barojoša barība mājlopiem; lielākās daļas kartupeļu šķīstošo vielu izmantošana spirta rūpnīcā vai spirta rūpnīcās organizētā mikrobioloģiskajā ražošanā; transporta un vispārējo rūpnīcas izmaksu samazināšana; ietaupījumi kapitālieguldījumos cietes rūpnīcas celtniecībā pēc vienkāršotas shēmas esošajā rūpnīcā.
Metode, kā apvienot cietes un spirta ražošanu, pamatojoties uz spirta rūpnīcu, ir atradusi plašu pielietojumu rūpniecībā. Līdz 1963. gadam spirta rūpnīcās tika nodoti ekspluatācijā vairāk nekā 60 kartupeļu cietes cehi. Cietes ražošanas tehnoloģiskās shēmas ir balstītas uz iepriekš minēto principu, tomēr aparatūras dizaina ziņā tās nedaudz atšķiras viena no otras. Zemāk ir diagramma, ko Berezinskas rūpnīcai ierosināja M. E. Burmans un E. I. Jurčenko. Tas paredz spirta ražošanā izmantot ne tikai kartupeļu mīkstumu, bet arī šķīstošās vielas. Pēdējos izdala šūnu sulas veidā uz kratīšanas sieta, nedaudz atšķaidot kartupeļu biezputru ar ūdeni.
Lai atdalītu cieti, šūnu sula tiek nosūtīta uz sedimentāru centrifūgu, pēc kuras to nosūta uz produktu kolekciju, kas tiek pārvietota uz spirta rūpnīcu. Mīkstumu mazgā uz divpakāpju ekstraktora vai kratīšanas sieta un nosūta uz celulozes presi, pēc tam nonāk kolekcijā. Arī dubļu ciete no lamatām tiek piegādāta spirta rūpnīcai pārstrādei. Cietes pienu no šķīstošām vielām attīra sedimentārā centrifūgā, bet no smalkās masas - uz rafinēšanas sietiem.
Tās galīgā tīrīšana notiek uz notekcaurulēm. Kartupeļos šķīstošo vielu atdalīšana tiek nodrošināta pirms cietes izskalošanas no putras, lai iegūtu kartupeļu šūnu sulu nedaudz atšķaidītā veidā un nesamazinātu sauso vielu koncentrāciju produktu maisījumā, kas nonāk spirta rūpnīcā. Tomēr, kā liecina rūpnīcas eksperimenti, kratīšanas siets ir nepiemērots aparāts koncentrētas šūnu sulas izolēšanai. Pēc autora veiktajiem pētījumiem, uz sieta ar laukumu 2,5 m2 ar sarža sietu Nr. 43 ar kartupeļu produktivitāti 1,0 tūkst. uz 1 m2 sieta un vibrāciju frekvenci 1000-1200 minūtē, šūna. sula no neatšķaidītas putras izdalās nelielā daudzumā. Tabulā. 1 parādīti dati, kas raksturo šūnu sulas izdalīšanos, atšķaidot kartupeļu biezputru ar ūdeni.
1Raksts ir veltīts visaptverošam kartupeļu ražošanas atkritumu ķīmiskā sastāva un drošības rādītāju pētījumam. Galvenie rādītāji, kas kontrolē produktu kvalitāti un drošību, ir: cietvielu, pelnu, kopproteīna, cietes, cukuru, mitruma, kā arī toksisko elementu un mikrobioloģisko rādītāju saturs. Fizikālo un ķīmisko parametru noteikšana tika veikta saskaņā ar GOST 7698-78. "Paraugu ņemšana un analīzes metodes". Apstrādājot kartupeļus, apmēram 20% izejvielu sausnas tiek zaudētas kartupeļu sulas veidā un 20% - mīkstuma veidā. Otrreizējo produktu pilnīga izmantošana palīdz racionālāk un ekonomiskāk izmantot kartupeļus kā rūpniecisko izejvielu, kā arī palīdz risināt barības nodrošināšanas problēmu un būtiski samazina ūdenstilpņu piesārņojumu ar kartupeļu pārstrādes rūpniecības notekūdeņiem. Pamatojoties uz veiktajiem pētījumiem, tika pierādīts, ka kartupeļu mīkstumā un šūnu sulā sauso vielu daudzums satur attiecīgi 14,6 un 1,5%. Turklāt ķīmisko sastāvu papildina arī tādi vitamīni kā C, PP, B9, karotīns, pantotēnskābe, minerālvielas, monosaharīdi un citi. Tajā pašā laikā kartupeļu mitruma izmaiņu robežas laboratorijas un ražošanas apstākļos ir attiecīgi 86,65±4,6% un 97,4±0,85%. Toksisko vielu saturs, kā arī mikrobioloģiskie rādītāji mīkstumā un šūnu sulā nepārsniedz šobrīd pieļaujamo līmeni. Drošības rādītāji, tostarp kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas mitruma saturs, pierāda, ka šāda veida produkti ātri bojājas un nav pakļauti ilgstošai uzglabāšanai. Rezultāti parādīja, ka kartupeļu ražošanas atkritumu sastāvs ir vairāk atkarīgs no izejvielu kvalitātes, tādējādi radot iespēju tos izmantot kā barību lauksaimniecības dzīvniekiem.
kartupeļu ražošanas atkritumi
ķīmiskais sastāvs
drošības veiktspēja
apstrāde
barības piedeva
1. Aņisimovs B. V. Kartupeļu audzēšana Krievijā: ražošana, tirgus, sēklkopības problēmas // Kartupeļi un dārzeņi. - 2000. - Nr.1. - S. 2-3.
2. Anisimov BV Kartupeļi 2000-2005: rezultāti, prognozes, prioritātes // Kartupeļi un dārzeņi. - 2001. - Nr.1. - S. 2-3.
3. Gapparov A. M. Pārtikas apgādes problēma Krievijas iedzīvotājiem // Pārtikas rūpniecība. - 2001. - Nr.7. - S. 13-14.
4. Gončarovs V. D. Agroindustriālā kompleksa pārstrādes rūpniecības izejresursi / V. D. Gončarovs, T. N. Leonova // Lauksaimniecības izejvielu uzglabāšana un pārstrāde. - 2003. - Nr.4. - S. 14-16.
5. Kokina T. P. Sēklas kartupeļu kvalitātes kontrole un sertifikācija / T. P. Kokina, B. V. Anisimov // Kartupeļi un dārzeņi. - 2001. - Nr.2. - 6.-7.lpp.
6. Kolčins N. N. Kartupeļu komplekss Krievijā: stāvoklis un attīstības perspektīvas // Kartupeļi un dārzeņi. - 2000. - Nr.4. - S. 2-3.
7. Pozņakovskis V. M. Uztura, kvalitātes un pārtikas drošības higiēnas pamati: mācību grāmata. - 5. izdevums, labots. un papildu - Novosibirska: Sib. univ. izdevniecība, 2000. - 480 lpp.
8. Prosekovs A. Yu. Kemerovas reģiona tirgus kapacitāte kartupeļu pusfabrikātiem / A. Yu. Prosekovs, Ja.M. Karmanova // Pārtikas rūpniecība. - 2005. - Nr.6. - S. 76.
9. Pshechenkov K. A. Šķirņu piemērotība pārstrādei atkarībā no audzēšanas un uzglabāšanas apstākļiem / K. A. Pshechenkov, O. N. Davidenkova // Kartupeļi un dārzeņi. - 2004. - Nr.1. - S. 22-25.
10. Stepanova V.S.Reģiona iedzīvotāju vajadzību pamatojums pārtikas produktos // Pārtikas rūpniecība. - 2004. - Nr.7. - S. 42-43.
Ievads
Viena no Lauksaimniecības attīstības un lauksaimniecības produktu, izejvielu un pārtikas tirgus regulēšanas valsts programmas 2013.-2020.gadam prioritārajām jomām ir biotehnoloģiju attīstība un racionāla lauksaimniecības pamatproduktu ražošanas pieauguma stimulēšana un pārtikas ražošana.
Pārtikas rūpniecības atkritumus vairumā gadījumu mērenos daudzumos var tieši izmantot lauksaimniecībā dzīvnieku barībai. Tiem ir augsta enerģētiskā un bioloģiskā aktivitāte, tie ir nekaitīgi, hipoalerģiski, viegli pakļaujami fermentatīvai un mikrobioloģiskai biokonversijai, dažāda veida apstrādei. Tomēr ierobežojošais faktors parasti ir augsts ūdens saturs atkritumos, kas sadārdzina transportēšanu, ierobežo šo atkritumu daudzumu uzturā un neveicina produkta ilgstošu uzglabāšanu.
Lielākajā daļā kartupeļu pārstrādes rūpnīcu, jo trūkst pārstrādes cehu atkritumu pārstrādei, tikai neliela daļa no tiem tiek racionāli izmantota barības vajadzībām. Tajā pašā laikā atkritumu daudzums nepārtraukti pieaug. Zināms, ka kartupeļu pārstrādes laikā veidojas blakusprodukti, kuriem ir palielināts mitruma daudzums. Krievijā vien gadā rodas šādi kartupeļu ražošanas atkritumi: mīkstums - 60-70 tūkstoši tonnu, atkritumi sausās kartupeļu biezputras ražošanā - līdz 10 tūkstošiem tonnu, notekūdeņi - 100-120 tūkstoši tonnu.
Tikai Kemerovas apgabalā katru dienu tiek pārstrādāti līdz 600 tūkstošiem tonnu dažādu šķirņu kartupeļu, lai iegūtu dažāda veida produktus, un pārstrādes procesā paliek līdz 30-50% kartupeļu atkritumu, no kuriem var iegūt cieti. iegūt.
Neskatoties uz to, ka uzziņu literatūrā ir pietiekami detalizēti apskatīts kartupeļu un to atkritumproduktu ķīmiskais sastāvs un īpašības, atkarībā no dažādiem faktoriem to relatīvais skaits ievērojami atšķiras.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, šī darba mērķis ir izpētīt kartupeļu ražošanas atkritumu ķīmisko sastāvu un drošības rādītājus.
Pētniecības objekti bija: kartupeļu ražošanas atkritumi (kartupeļu mīkstums, šūnu sula, ciete).
Veicot darbu, standarta, vispārpieņemts un oriģināls pētījumu metodes, ieskaitot fizikālo un ķīmisko: spektrofotometriju, polarimetriju, mikroskopiju, refraktometriju. Fizikālo un ķīmisko parametru noteikšana tika veikta saskaņā ar GOST 7698-78. "Paraugu ņemšana un analīzes metodes". Iegūtie rezultāti tika salīdzināti ar kartupeļu cietes kvalitātes standartiem un prasībām saskaņā ar GOST R 53876-2010 “Kartupeļu ciete. Specifikācijas".
Pētījuma rezultāti
Lietojot kartupeļu mīkstumu un šūnu sulu pārtikā vai lopbarībā, ir jāzina to ķīmiskais sastāvs un citi rādītāji, kas novērtē to tehnoloģiskās īpašības. Tāpēc, lai noskaidrotu kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas ķīmisko sastāvu, tika veikti pētījumi to kvalitātes un drošuma novērtēšanas virzienā.
1. tabulā parādītas kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas fizikāli ķīmisko īpašību parametru izmaiņu robežas.
1. tabula
Kartupeļu mīkstuma un sulas ķīmiskais sastāvs
|
Rādītāji |
Nozīme |
|
|
šūnu sula |
||
|
sausna, % |
||
|
Kopproteīns, % |
||
|
Ciete, % |
||
|
Samazinošais cukurs, % |
||
|
Celuloze, % |
||
2. tabulā ir parādīti laboratorijas un ražošanas apstākļos iegūtie dati par kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas mitruma satura izmaiņām. Pētījuma periodā kartupeļu mitruma maiņas robežas (vidējā vērtība) laboratorijas un ražošanas apstākļos bija vienādas ar attiecīgi 86,65±4,6% un 97,4±0,85%. Iegūto blakusproduktu augstais mitrums neļauj tos ilgstoši uzglabāt.
2. tabula
Kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas mitruma satura izmaiņas
|
Mitrums, % |
|||
|
šūnu sula |
|||
|
Laboratorijas apstākļi |
Ražošanas nosacījumi |
Laboratorijas apstākļi |
Ražošanas nosacījumi |
Sulas pH vērtība ir 5,6-6,2. Šūnu sulas augstais skābums ir saistīts ar ievērojamu organisko skābju daudzumu bumbuļos. To vidū ir citronskābe, ābolskābe, skābeņskābe, pirovīnskābe, vīnskābe, dzintarskābe un dažas citas skābes. Īpaši daudz citronskābes bumbuļos (līdz 0,4-0,6%).
Pieņemot, ka bioloģisko objektu tehnoloģiskās īpašības nosaka proteīna vielu un tajos esošo aminoskābju saturs, līdz ar to kartupeļu sula varētu kļūt par vienu no perspektīvajiem dabīgo augu olbaltumvielu avotiem. Šūnu sulas izpētē šajā virzienā tika atrastas vismaz 12 brīvās aminoskābes, starp kurām ir vitāli svarīgas aminoskābes: valīns, leicīns, metionīns, lizīns, arginīns.
Svaiga kartupeļu sula un mīkstums satur arī tādus vitamīnus kā C, PP, B9, karotīnu, pantotēnskābi. Taču, saskaroties ar iekārtas dzelzs daļām, dažu vitamīnu, īpaši C vitamīna, saturs kartupeļu sulā ievērojami samazinās, salīdzinot ar to saturu bumbuļos.
Sulas pelnu elementi ir plaši pārstāvēti. Apmēram 60% pelnu ir kālija oksīds. Sulas pelni satur gandrīz visus mikroelementus. Tika atzīmēts, ka pētāmajos paraugos nebija būtiskas atšķirības minerālvielu daudzumā.
Šūnu sulas ogļhidrātu izpēte parādīja, ka tos galvenokārt pārstāv monosaharīdi: glikoze, manoze, fruktoze. Reducējošo cukuru saturs ir atkarīgs no šķirnes, bumbuļu brieduma, audzēšanas un uzglabāšanas apstākļiem. Palielinoties reducējošo cukuru saturam bumbuļos līdz 0,5%, kartupeļu produkts iegūst brūnu krāsu un rūgtu garšu, kas gala produktam ir nepieņemami.
Pētījuma gaitā tika pētīts toksisko elementu, nitrātu, pesticīdu un radionuklīdu saturs pētāmajos paraugos. Pētījuma rezultāti atspoguļoti 3.-4.tabulā.
3. tabula
Kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas drošības rādītāji
|
Vārds |
Pieļaujamais satura līmenis mg / kg, ne vairāk |
šūnu sula |
|
|
ohratoksīns A sterigmatocistīns T-2 toksīns |
|||
|
Dioksīniem līdzīgi polihlorbifenili ng WHO-TEF/kg, ne vairāk kā: |
|||
|
Radioaktīvais cēzijs, Bq/kg |
|||
|
Radioaktīvais stroncijs, Bq/kg |
4. tabula
Kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas mikrobioloģiskie rādītāji
|
Vārds |
Pieļaujamais satura līmenis |
šūnu sula |
|
|
HP, KVV/g, ne vairāk |
|||
|
QMAFAnM, KVV/g, ne vairāk |
|||
|
BGKP (koliformas) 0,01 g |
nav atļauts |
nav atklāts |
nav atklāts |
|
Patogēno mikroorganismu klātbūtne: |
|||
|
salmonellas 50,0 g |
nav atļauts |
nav atklāts |
nav atklāts |
|
patogēnā Escherichia 50,0 g |
nav atļauts |
nav atklāts |
nav atklāts |
|
Raugs, KVV/g, ne vairāk |
mazāks par 1,0 10 1 |
||
|
Veidnes, KVV/g, ne vairāk |
mazāks par 1,0 10 1 |
mazāks par 1,0 10 1 |
|
Tika atzīmēts, ka radionuklīdu saturs celulozes un šūnu sulā nepārsniedz šobrīd pieļaujamos līmeņus. Toksisko vielu un patogēno mikroorganismu klātbūtne pētītajos izejvielu un to apstrādes blakusproduktu paraugos netika konstatēta. Dzīvsudrabs, arsēns, mikotoksīni un pesticīdi netika atrasti kartupeļu mīkstumā un šūnu sulā. Nitrātu saturs kartupeļu mīkstumā un šūnu sulā ir vidēji 89,75 mg/kg.
Konstatēts, ka kontrolējamās potenciāli bīstamās ķīmiskās vielas produktā satur koncentrācijās, kas nepārsniedz noteiktos standartus un atbilst SanPin 2.3.2.1078-01 "Pārtikas produktu drošuma un uzturvērtības higiēnas prasības" un tehnisko noteikumu prasībām. Muitas savienības "Par barības un barības piedevu drošumu".
Tādējādi literatūras un mūsu pašu eksperimentālo datu analīze parādīja, ka kartupeļu mīkstuma un šūnu sulas fizikāli ķīmiskās un tehnoloģiskās īpašības raksturojošais ķīmiskais sastāvs un rādītāji ir lielākā mērā atkarīgi no izejvielas kvalitātes. Tas nosaka turpmākus pētījumus par izmantošanu pārtikas rūpniecībā. Kartupeļu pārstrādes blakusproduktu ķīmiskais sastāvs norāda uz iespēju tos izmantot kā pārtikas sastāvdaļas. Tajā pašā laikā galvenie blakusproduktu tehnoloģisko īpašību rādītāji norāda uz nepieciešamību pēc īpašām to apstrādes vai sagatavošanas metodēm.
Ieviešot inovatīvas pārstrādes tehnoloģijas, mainoties pieprasījumam pēc saražotās produkcijas, pārtikas ražošanas atkritumi var mainīt savu sociālo lietderību un kļūt par izejvielu jaunas kvalitatīvas barības iegūšanai.
Recenzenti:
Kurbanova M.G., tehnisko zinātņu doktore, asociētā profesore, FSBEI HPE katedras "Lauksaimniecības produktu uzglabāšanas un pārstrādes tehnoloģija" vadītāja "Kemerovas Valsts lauksaimniecības institūts", Kemerova.
Popovs A.M., tehnisko zinātņu doktors, profesors, Kemerovas Pārtikas rūpniecības tehnoloģiskā institūta Lietišķās mehānikas katedras vadītājs.
Bibliogrāfiskā saite
Dyshlyuk L.S., Asyakina L.K., Karchin K.V., Zimina M.I. KARTUPEĻU RAŽOŠANAS ATKRITUMU ĶĪMISKĀ SASTĀVA UN DROŠĪBAS RĀDĪTĀJU IZPĒTE // Mūsdienu zinātnes un izglītības problēmas. - 2014. - Nr.3.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13587 (piekļuves datums: 01.02.2020.). Jūsu uzmanībai piedāvājam izdevniecības "Dabas vēstures akadēmija" izdotos žurnālus
Metode attiecas uz lopbarības ražošanu. Metode sastāv no granulēta sēra vai nātrija hipohlorīta šķīduma pievienošanas sasmalcinātai mīkstumam, patērējot attiecīgi 1,8-2,3 g un 420-25 ml uz 1 kg skābbarības masas. Metode ļauj samazināt barības vielu zudumu. 1 cilne.
Izgudrojums attiecas uz lopkopību, īpaši uz lopbarības konservēšanas metodēm, un to var izmantot to skābbarībā.
Barības konservēšana tiek plaši izmantota barības ražošanā, lai uzlabotu barības nekaitīgumu.
Kā konservanti tiek izmantotas dažādas ķīmiskas vielas – skābes, sāļi, organiskās vielas. Barībā notiekošo transformāciju rezultātā ķīmiskie konservanti veicina barotnes pH pazemināšanos, nevēlamās mikrofloras kavēšanu un kvalitatīvas barības iegūšanu.
Cietes – sīruma ražošanā kā blakusprodukts veidojas kartupeļu mīkstums - ūdeņains, maztransportējams produkts, ko uzreiz izmanto lopbarībai, jo tas ātri sabojājas vai tiek pakļauts skābēšanai. Sakarā ar ogļhidrātu klātbūtni mīkstumā notiek fermentācija un tiek iegūta skābbarība, kas piemērota lauksaimniecības dzīvnieku izbarošanai. Tomēr notiek salīdzinoši lieli barības vielu zudumi.
Tehniskais rezultāts ir pieejamo konservantu izmantošana, lai samazinātu barības vielu zudumus. Tas panākts ar to, ka piedāvātajā kartupeļu mīkstuma konservēšanas metodē tiek izmantoti vietēji ražoti ķīmiskie konservanti - granulēts sērs - naftas produktu attīrīšanas atkritumi (TU 2112-061-1051465-02) pie patēriņa. no 1,8-2,3 g/kg vai nātrija hipohlorīts - preparāts "Belizna" pēc atšķaidīšanas ar ūdeni proporcijā 1:9 ar plūsmas ātrumu 20-25 ml/kg svara.
Kartupeļu mīkstuma sastāvs, masas %:
Granulētais sērs ir dzeltenas puslodes formas granulas ar diametru 2-5 mm ar galvenās vielas - sēra saturu vismaz 99,5% masas. organiskās skābes 0,01% ar tilpuma blīvumu 1,04-1,33 g/cm 3 .
Zāles "Belizna" ir komerciāls produkts - nātrija hipohlorīta šķīdums ar koncentrāciju līdz 90 g / l.
Skābēšanas apstākļos fermentu un kartupeļu mīkstuma sulas iedarbībā notiek sēra ķīmiskās pārvērtības, veidojoties sērūdeņradim, sulfītiem un sulfātiem. Šiem savienojumiem, kā arī nātrija hipohlorītam piemīt baktericīdas īpašības un tie kavē nevēlamas mikrofloras attīstību. Tajā pašā laikā pienskābes baktēriju darbība praktiski netiek kavēta, skābbarības masa tiek paskābināta, kā rezultātā tiek iegūta kvalitatīva skābbarība. Pieejamajā literatūrā dati par ķīmisko konservantu izmantošanu celulozes skābbarībā nav atrasti.
Piemērs. Laboratorijas apstākļos saberztu kartupeļu mīkstumu ar mitruma saturu 80,0% iekrauj slēgtos traukos kārtās, pievieno granulētu sēru - naftas produktu ražošanas atkritumus ar ātrumu 2 g / kg, otrajā variantā - atšķaidīts preparāts "Belizna" (1:9) ar ātrumu 20 ml /kg, trešajā variantā - bez konservantiem, sablīvēts, hermētiski noslēgts un atstāts uzglabāšanai istabas temperatūrā. Pēc 35 dienām konteineri tiek atvērti, tiek novērtēta tvertņu kvalitāte. Iegūstiet kvalitatīvu skābbarību ar marinētu dārzeņu smaržu ar pH 3,9-4,1.
Zootehniskā analīze parādīja šādus rezultātus
Tādējādi ķīmisko konservantu - granulētā sēra vai nātrija hipohlorīta šķīduma - izmantošana uzlabo kartupeļu mīkstuma skābbarības kvalitāti, samazina barības vielu zudumus, salīdzinot ar zināmo metodi.
INFORMĀCIJAS AVOTI
1. Taranovs M.T. Barības ķīmiskā konservēšana. M.: Kolos, 1964, 79. lpp.
2. Muldaševs G.I. Sēra un sēra-karbamīda kompleksa ietekme uz ziemas rudzu silosu kvalitāti un buļļu produktivitāti nobarošanas laikā. Abstrakts diss. konkursam zinātniskais grāds cand. lauksaimniecības zinātnes. Orenburga, 1998.
3. Gumenjuks G.D. un citi Rūpniecisko un lauksaimniecības atkritumu izmantošana lopkopībā. Kijeva, Raža, 1983, 15. lpp.
Paņēmiens kartupeļu mīkstuma konservēšanai, kas raksturīgs ar to, ka mīkstumu sasmalcina un tam pievieno ķīmiskos konservantus: granulēts sērs - naftas produktu rafinēšanas atkritumi vai nātrija hipohlorīta šķīdums - preparāts "Belizna" pēc atšķaidīšanas ar ūdeni. attiecībā 1:9 ar patēriņu 1,8-2, attiecīgi, 3 g un 20-25 ml uz 1 kg skābbarības masas.
Līdzīgi patenti:
Disertācijas anotācija par tēmu "Kartupeļu mīkstuma tehnoloģija un dehidratators lopbarībai"
RIAZĀNAS LAUKSAIMNIECĪBAS IZŽŽGUTA NOSAUKTA PROFESORA P.A. KOSTŠEVA VĀRDĀ
Kā rokraksts
UĻJANOVS Vjačeslavs Mihailovičs
Uda 631.363,285:636.007.22 -
TEHNOLOĢIJAS UN KARTUPEĻU SPALĪTĀJS
Specialitāte 05.20.01 - lauksaimnieciskās ražošanas mehanizācija _
disertācijas "tehnisko zinātņu kandidāta zinātniskā grāda iegūšanai"
Rjazaņa - 1990. gads
Darbs tika veikts profesora P.A. vārdā nosauktajā Rjazaņas Lauksaimniecības institūta lopkopības mehanizācijas nodaļā. Kostčeva,
Zinātniskie padomnieki: tehnisko zinātņu doktors, profesors Nekrašavičs V.F., tehnisko zinātņu kandidāts, asociētais profesors Oreshkina M.V.,
Oficiālie pretinieki - tehnisko zinātņu doktors, profesors Terpilovskis K.F., tehnisko zinātņu kandidāts Mestjukovs B.I.
Vadošais uzņēmums ir Viskrievijas lopkopības mehanizācijas pētniecības un projektēšanas institūts (SIIIMZH), Podoļska.
Aizstāvēšana notiks 1990. gada oktobra "II" Rjazaņas Lauksaimniecības institūta reģionālās specializētās padomes K.120.09.01 sēdē pēc adreses: 390044, Ryazan * st. Kostčeva, dz. I.
Disertāciju var atrast Rjazaņas Lauksaimniecības institūta bibliotēkā.
Reģionālās specializētās padomes zinātniskais sekretārs Tehnisko zinātņu kandidāts, asociētais profesors
I.E. Ļeberovs
:departaments ertats&Z
VISPĀRĒJS DARBA APRAKSTS
1.1. Tēmas atbilstība. "PSRS ekonomiskās un sociālās attīstības pamatnostādnes 1986.-1990.gadam un 2000.gada 10.gadam" paredz būtisku lopkopības ražošanas pieaugumu. Sevišķi svarīga izvirzīto uzdevumu risināšanā ir paplašināta lopbarības bāzes nostiprināšana, izmantojot pārtikas un pārstrādes rūpniecības blakusproduktus (atkritumus), tai skaitā kartupeļu cietes ražošanā.
Valstī ik gadu cietei pārstrādā līdz 1,5 miljoniem tonnu kartupeļu, savukārt 40$ kartupeļu sausnas nonāk blakusproduktos - mīkstumā un kartupeļu sulā. Mīkstums un kartupeļu sula, kas satur cieti, olbaltumvielas, šķiedrvielas, taukus un citas vielas, ir vērtīgākā izejviela lopkopības vajadzību apmierināšanai barībā. Taču šobrīd kartupeļu cietes ražošanas atkritumi netiek pilnībā realizēti lopbarības vajadzībām, tāpēc valstī kartupeļu mīkstuma zaudējumi ir vairāk nekā 15 USD, sulas – 80 USD. Šī situācija ar cietes ražošanas blakusproduktu izmantošanu galvenokārt ir saistīta ar to augsto mitruma saturu 94 ... 96 USD un ļoti lielu izglītības apjomu. Speciālu iekārtu trūkums atkritumu koncentrēšanai noved pie tā, ka cietes rūpnīcas ir spiestas daļu mīkstuma un kartupeļu sulas izliet notekūdeņos. Notekūdeņi ar augstu bioloģisko aktivitāti, nonākot ūdenstilpēs, piesārņo ūdeni, kas rada vides kaitējumu videi.
Perspektīvākās lopbarības ražošanas atkritumu pārstrādes tehnoloģijas, izmantojot mehānisko dehidratāciju, kas nodrošina kartupeļu mīkstuma koncentrāciju un atrisina "sulā esošo pārtikas olbaltumvielu ražošanas" problēmu.
Taču kartupeļu mīkstuma mehāniskās dehidratācijas un barības sagatavošanas tehnoloģijas no kartupeļu un cietes ražošanas atkritumiem praktiskā īstenošana ir apgrūtināta to īstenošanai nepieciešamā aprīkojuma trūkuma dēļ. Tāpēc teorētiskie un eksperimentālie pētījumi, kuru mērķis bija pilnveidot pārtikas sagatavošanas tehnoloģiju no kartupeļu cietes ražošanas blakusproduktiem un izstrādāt augstas kvalitātes * Tekgapny I uzticamu bioreaktoru: kzr? e£ele0l pulp yael.t?) .channh uzdevumi
1.2. Pētījuma mērķis un uzdevumi. Darba mērķis ir pilnveidot tehnoloģiju barības sagatavošanai no kartupeļu cietes ražošanas blakusproduktiem un izstrādāt kartupeļu mīkstuma dehidratatoru ar parametru un darbības režīmu pamatojumu. Šā mērķa sasniegšanai tika izvirzīti sekojoši pētnieciskie uzdevumi: 1 - izstrādāt kartupeļu mīkstuma dehidratora tehnoloģiju un konstruktīvi tehnoloģisko shēmu; 2 - izpētīt fizikālās un mehāniskās īpašības. kartupeļu mīkstums; ,3 - pamato "izkliedētu mitrumu saturošu materiālu dehidratatoru" darba procesa novērtēšanas kritēriju; 4 - izstrādā skrūves presē no celulozes izspiestā šķidruma matemātisko modeli; 5 - pamato dehidratora parametrus un darbības režīmus. 6 - pārbaudīt dehidratatoru ražošanas apstākļos un novērtēt tā pielietojuma ekonomisko efektivitāti.
1.3. Pētījuma objekti." Pētījuma objekti bija: kartupeļu mīkstums ar dažādu sulas saturu, abpusējās kompresijas skrūves preses laboratorijas modelis," tehnoloģija un kartupeļu mīkstuma atsildītāja izmēģinājuma ražošanas paraugs.
1.4. Pētījuma metodoloģija. Darbā tika izmantoti teorētiskie un eksperimentālie pētījumi. Teorētiskie pētījumi ietvēra "kartupeļu mīkstuma skrūves presē" saspiešanas procesa fizikālās būtības matemātisku aprakstu un iegūto vienādojumu analīzi.
Eksperimentu laikā tika izmantotas standarta un privātās metodes, instrumenti un instalācijas. Berzes koeficienti, galveno parametru ietekme uz dehidratācijas procesu tika noteikta, izmantojot speciāli izstrādātus instrumentus un iekārtas. Šajā gadījumā spēkus mēra ar deformācijas mērītājiem. Laboratoriski pētījumi par otatīna sulas procesu no kartupeļu mīkstuma divpusējā skrūves presē tika veikti, izmantojot eksperimentu plānošanas matemātisko metodi. Eksperimentālo datu apstrāde tika veikta ar matemātiskās statistikas metodēm,
1.5. Zinātniskā novitāte. Mehāniskās dehidratācijas izmantošana kartupeļu mīkstuma koncentrēšanai ir pamatota. Noteiktas kartupeļu mīkstuma fizikāli mehāniskās īpašības. Tiek piedāvāta tehniski ekoloģiskā procesa shēma barības sagatavošanai no kartupeļu cietes ražošanas blakusproduktiem un kaotoZelnoP celulozes dehidratora projektēšana (BNShYaLE pozitīvie lēmumi par izgudrojumu pieteikumiem K-4297260 / 27-30, * 4605033 / 27-33, "5 4537442 / 31-26 un
a.s. L 1512666). ¡ "[pabeigti vienādojumi, kas apraksta dehidratācijas procesu-renya kravas Vesels? ar meegle in gzhevs1" prese: abpusēji saspiests,
teorētiski pamatoja tā galvenos konstrukcijas parametrus un ■ identificēja optimālos tehnoloģiskos darbības režīmus.
1.6. Darba īstenošana. Pamatojoties uz pētījuma rezultātiem, tika izgatavots celulozes dehidratora izmēģinājuma ražošanas paraugs. Rjazaņas apgabala Ibradskas cietes-sīrupa rūpnīcas ražošanas apstākļos veiktie testi parādīja tā darbspēju Izstrādāto atūdeņotāju ieteicams uzstādīt kartupeļu mīkstuma pārstrādes līnijā cietes rūpnīcās.Pētījuma rezultātus var izmantot projektēšanā organizācijām kartupeļu mīkstuma un citu materiālu ar augstu mitruma saturu dehidratācijas mašīnu izstrādē un modernizēšanā.Izstrādātā atkaļķotāja tehniskā dokumentācija tika nodota Rjazaņas eksperimentālajai rūpnīcai TOSSHSH.
1.7. Aprobācija. Rezultāti tika ziņoti un apstiprināti Rjazaņas Lauksaimniecības institūta (1987 ... 1990), Brjanskas Lauksaimniecības institūta (1988), Ļeņingradas Darba Sarkanā karoga lauksaimniecības institūta (1989) zinātniskajās konferencēs Vissavienībā. Zinātniski praktiskā konference "Jauno zinātnieku un speciālistu ieguldījums lauksaimnieciskās ražošanas intensifikācijā" (Alma-Ata, 1989), Vissavienības zinātniski tehniskajā konferencē "Lauksaimniecības mehānikas mūsdienu problēmas" (Melitopole, 1989), plkst. Cietes produktu NVO Zinātniskā un tehniskā padome (Koreja, vo, 1989).
1.8. Publikācija. Promocijas darba galvenais saturs publicēts 5 zinātniskos rakstos, divos izgudrojumu aprakstos (ac. I5I2666 ti I4I99I4) un trīs izgudrojumu pieteikumos (apstiprinātie VNZhGAE lēmumi par pieteikumiem 4297280/31-26, 4605033/27-37442465, /31-26).
1.9. Darba slodze. Promocijas darbs sastāv no ievada, 5 sadaļām, secinājumiem un priekšlikumiem izgatavošanai, literatūras saraksta no 105 nosaukumiem un 5 pieteikumiem. Darbs uzrādīts uz 221 lappuses, tajā skaitā 135 lappušu pamatteksts, 35 attēli un
II tabulas.
Ievadā ir īss pamatojums tēmas atbilstībai.
2.1., Pirmajā sadaļā "Mūsdienu metodes un līdzekļi barības sagatavošanai no kartupeļu cietes blakusproduktiem lroiz-. bodstee", pamatojoties uz publicētajiem darbiem, ir sniegtas galvenās sadaļas.
tiek apskatīta informācija par kartupeļu cietes ražošanas blakusproduktu sastāvu un veidiem, to izmantošanas efektivitātes jautājumi lopkopībā. Ir dažādi veidi, kā sagatavot barību no kartupeļu cietes ražošanas atkritumiem. Visu tehnoloģiju pamatā ir kartupeļu mīkstuma mehāniskā dehidratācija. Tehnoloģijas, kurās izmanto mehānisko dehidratāciju, ļauj koncentrēt kartupeļu mīkstumu un strādāt pie sulas pārtikas olbaltumvielu problēmas risināšanas.
Patentu un zinātniskās un tehniskās literatūras analīze parādīja, ka, izmantojot dažādu veidu dehidratācijas preses, nav uzticama aprīkojuma kartupeļu mīkstuma dehidrēšanai. Dehidratatoru efektīva darbība lielā mērā ir atkarīga no to galveno parametru pareizas izvēles, pamatojoties uz fizikālo un mehānisko īpašību izpēti un apstrādātā materiāla dehidratācijas procesu. Nozīmīga pieredze teorētiskajos un eksperimentālajos pētījumos par šķidruma mehānisko atdalīšanu no dispersiem materiāliem ir uzkrāta augsnes mehānikā, zaļo augu slapjā frakcionēšanā, ķīmijas, pārtikas un citās nozarēs. Šie jautājumi ir apspriesti H.H. Gersevanova, V.A. Florina, K.F. Terpilovskis, V.I. Fomina, I.I. Jodo, V.A., Nužikova, N.I., Gelperina, T.A. Maļinovskaja, A.Ya. Sokolova, A.A. Gelģera, A.B. Ivanenko un vairāki citi pētnieki. Izkliedēto materiālu dehidratācijas teoriju analīze parādīja, ka kartupeļu mīkstuma dehidratācijas process ir pētīts ārkārtīgi nepietiekami.
Kartupeļu mīkstuma dehidratācijas procesa aprakstu var veikt, pamatojoties uz dažādām teorētiskām pieejām. Ja mēs uzskatām kartupeļu mīkstuma dehidratācijas procesu par diviem apvienotiem posmiem, pirmais ir sākotnējās mīkstuma sabiezēšana līdz 85 ... .
Atbilstoši darba mērķim un pamatojoties uz literatūras apskata un analīzes rezultātiem, sadaļas beigās ir formulēti pētījuma mērķi.
2.2. Otrajā sadaļā "Kartupeļu mīkstuma fizikālās un mehāniskās īpašības" ir aprakstīta kartupeļu mīkstuma fizikālo un mehānisko īpašību pētījumu programma, metodika un rezultāti. Šo īpašību izpēte ir nepieciešama kartupeļu mīkstuma dehidratācijas tehnoloģiju un iekārtu izstrādei. Tāpēc pētījuma uzdevums bija noteikt galveno īpašību skaitliskos rādītājus pie
viah, kas atbilst dehidratācijas veidiem.
Saskaņā ar uzdevumu tika noteikts: kartupeļu mīkstuma cieto daļiņu blīvums, berzes koeficientu, sānu spiediena un filtrācijas-saspiešanas raksturlielumu izmaiņas no ekstrakcijas spiediena. Kartupeļu meegz cieto daļiņu blīvums ir robežās no 1026...1040 kg/m3. Konstatēts, ka kartupeļu mīkstuma berzes koeficientu skaitliskās vērtības uz gludas tērauda virsmas samazinās no 0,135 līdz 0,10, bet perforētajam misiņam - no 0,37 līdz 0,24, palielinoties presēšanas spiedienam no 0,35 līdz 2,0 MPa. Celulozes iekšējās berzes koeficients, palielinoties ekstrakcijas spiedienam no 0,40 līdz 2,83 MPa, samazinās no 0,66 līdz 0,24, un sānu spiediena koeficients samazinās no 0,9 līdz 0,68.
Konstatēts, ka filtrēšanas un kompresijas raksturlielumi būtiski ietekmē sulas filtrēšanas procesu no izspiestās mīkstuma. Palielinoties presēšanas spiedienam no 0,20 līdz 2,60 MPa, filtrācijas koeficients samazinās no 60" NG9 līdz 0,73 * 10 - 9 m / s, saspiežamības koeficients - no 5,13 * 10 "® līdz O ^ 6TO" 6 un saspiežamības modulis - no 1,56 līdz 0,17 Smadzeņu porainības koeficients ar mitruma samazināšanos no 90 līdz 52,36% samazinās no 9,0 līdz 1,1.
2.3. Trešajā sadaļā "Teorētiskie priekšnoteikumi divpusējās kompresijas skrūvju misas spiedes parametru pamatojumam" apskatīti esošie kritēriji disperso materiālu dehidratatoru darba procesa novērtēšanai, piedāvāta kartupeļu mīkstuma dehidratora konstrukcija, Teorētiski izpētīts celulozes izspiešanas process divpusējā kompresijas misas presē un iegūts vispārināts modelis, kas apraksta dehidratācijas procesu. Piedāvātas analītiskās izteiksmes abpusējas kompresijas skrūvju preses ģeometrisko pamatparametru noteikšanai.
Piedāvātais dehidratora darba procesa novērtēšanas kritērijs ir šāds:
Pv (\Usr-\ChT)- (SO O-W/u)-(40Q-Wg) ■ Wu, j
Co ~ fWp- Wil) ■ (Wu - Wr)*- ü- JOO > ^ 1 >
kur £a ir vispārināts kritērijs, kW "h" ?! /t;
Ры - enerģijas patēriņš, kW;
Vu, V Šis kritērijs raksturo īpatnējās enerģijas izmaksas, kas attiecināmas uz presētā produkta mitruma satura vienības samazināšanos. Yari iekšā- Vispārinātā kritērija spēks atklāja, ka perspektīvas konstrukcijas ir preses ar skrūvējamiem darba korpusiem, kas darbojas kopā ar ierīcēm, kas nodrošina šķidruma filtrēšanu piekares kustības laikā. Piedāvātais kartupeļu mīkstuma dehidratators (I att.) sastāv no divām savstarpēji savienotām ierīcēm - biezinātāja I un divpusējas skrūves preses 2. Celulozes biezinātājs satur vertikālu cilindriski konisku korpusu 3 ar tangenciālu sprauslu 4 suspensijas padevei, a. 5. sprausla filtrāta izvadam un sprausla sabiezējušu nogulumu noņemšanai. Uz sprauslas 5, kuras virsma ir perforēta, koaksiāli uzstādīts inerciālais tīrītājs 7. Inerciālais tīrītājs ir lāpstiņas ritenis ar skrāpjiem, kas atrodas gar perforēto uzgali un griežas kopā ar lāpstiņu ap sprauslu. Šnokovijas prese sastāv no rāmja 8, perforēta cilindra 3, kura galos ir kakliņi 10 dan materiāla saņemšanai no biezinātāja. Perforētā cilindra iekšpusē ir skrūve II ar maināmu vārpstas diametru, kas palielinās virzienā uz vidu. Skrūve ir izgatavota no divām simetriskām daļām ar pretējiem spirāles virzieniem un nemainīgu soli. Perforētā cilindra vidū ir logs 12 og - "aat pulp" izejai un ierīce dehidratācijas pakāpes kontrolei, kas izgatavota no diviem koniskiem diskiem 13, kas atrodas abās loga pusēs un kuriem ir simetriskas kustības iespēja pa perforēto cilindru. Zem cilindra ir uzstādīti filtra kolektori 14. Dehidratora dizaina iezīmes ir šādas. Celulozes biezinātājus uzstāda ārpus izejvielu tvertnēm. Kakla presei perforētā cilindra pretējos galos ir izstrādājuma iekraušanas kakliņi, bet vidū ir sekcija abpusējai saspiešanai. Skrūve ir simetriska attiecībā pret vidu ar "pretējo spirāļu kaudzi un spraugu izplūdes loga zonā izspiestā produkta izvilkšanai. Šāda preses konstrukcija ļauj sablīvēt materiālu no abām pusēm ar vienmērīgi sadalīts spiediens, tādējādi palielinot celulozes dehidratācijas pakāpi un "teorētiski palielinot produktivitāti divas reizes, salīdzinot ar n" īsiem vienvirziena presējumiem. Izspiestā produkta radiālā jauda vienmērīgi veicina: *: korķa noturēšanu. " no mizotā materiāla. Izejas loga zonā, kas stabilizē psoss darba procesu, - Kartupeļu mīkstuma atūdeņošanas strukturālā un tehnoloģiskā shēma: I - biezinātāji; 2- abpusējas kompresijas gliemeža prese; 3- cilindriski-konisks korpuss; 4- tangenciālā atzarojuma caurule; o - atzarojuma caurule iltrāta noņemšanai; 6 - sabiezinātu dūņu izplūdes caurule; 7- tīrītājs shtrtsnonshl; 8- gulta; 9 - perforēts cilindrs; 10 - saņemšanas kakliņi; II - svārpsts; 12 - brīvdiena, logs; 13 - konusveida deskas; 14 - filtrāta kolekcijas. skrūves malas ir vērstas viena pret otru un teorētiski savstarpēji atceļas, un tas ļauj atteikties no īpašiem vilces gultņiem. Ņemot vērā plašākās zināšanas par biezināšanas ierīcēm un ierobežoto promocijas darba apjomu, pētījuma uzdevums bija teorētiski un "eksperimentāli pamatot divpusējo skrūvju presi. Kartupeu t.gazgi dehidratcijas procesam divpusj skrves pres ir divas raksturgas zonas. No preses padeves kakliņiem līdz skrūves pēdējo apgriezienu beigām - izspiešanas zona, no pēdējo apgriezienu beigām līdz izkraušanas logam - blīvēšanas zona. Pētot celulozes dehidratācijas procesu skrūves preses izspiešanas zonā, tika iegūts vispārējs līdzstrāvas veids, vienkāršs vienādojums, kas apraksta šo procesu. Tas izskatās šādi: Rīsi. 2. Divpusējās saspiešanas skrūves preses aprēķina shēma. Izspiestās mīkstuma mitrums; £ - centrifūgas laiks; 2 - koordināte, kas vērsta gar skrūves asi; " O. - teorētiskais koeficients. Teorētiskais koeficients a. tiek noteikts no izteiksmes: kur szb - skrūves vārpstas konusa leņķis, krusa; /Cdz - filtrācijas koeficients, m/s; /tc - saspiežamības koeficients, m?/N; ^ - os5ё1.shaya kartupeļu sulas masa, kg / m3; ^ - brīvā kritiena paātrinājums, m/s. Koeficients a. atspoguļo gan konstrukcijas parametru, gan presētās celulozes fizikālo un mehānisko īpašību saistību. Lai (2) vienādojuma atrisinājums būtu pilnīgi noteikts, funkcijai ¿) ir jāizpilda robežnosacījumi, kas atbilst uzdevuma fiziskajiem nosacījumiem. Šķidruma izspiešanas procesam no kartupeļu mīkstuma izstrādātajā ierīcē (2. att.) mēs izvēlamies šādus sākuma un robežnosacījumus: (9 izspiestās mīkstuma mitruma izmaiņu likums visā garumā šoka prese; Y/0 - kartupeļu mīkstuma sākotnējais mitruma saturs. (2) vienādojuma atrisinājums tiek atrasts ar mainīgo atdalīšanas metodi - *, ■ ". Pēc diferenciālvienādojuma atrisināšanas un atbilstošās "pārveidošanas mēs iegūstam formulu misas mitruma satura noteikšanai jebkurā sadaļā divpusējās kompresijas ķīpu preses saspiešanas zonai: De. Jk ir Furjē sērijas koeficients; k - 1,2,3, Preses presēšanas zonas garums un; e ir naturālā logaritma bāze; £ - griešanās laiks, s." Piedāvātās preses stabilitāte ir atkarīga no "spraudņa" izveidošanas un noturēšanas no presētā "materiāla izejas loga zonā. Spraudņa" stabilitāte galvenokārt ir atkarīga no blīvēšanas zonas garuma, kas atrodas starp skrūves pēdējo apgriezienu galus. Tā kā ledus spiedes abpusējā saspiešana ir simetriska ap H-H asi, mēs uzskatām, ka šajā sadaļā ir nosacīts nodalījums, no kura pa labi un pa kreisi tiek piemērots vienāds spiediens. Tas ļauj aplūkot abas preses daļas atsevišķi (3. att.). Lai noteiktu optimālo blīvēšanas zonas garumu, jāņem vērā elementārā slāņa līdzsvars s/g. 2 attālumā no H-H ass. Spēka faktoru ietekmē, kas rodas blīvēšanas procesā; aksiālie spiedieni Pg un (Ras^P^), sānu spiedieni, līdzsvara vienādojums izskatīsies šādi: Rg-R-rg + MgUR+uh-r + (8) kur P ir izvēlētā slāņa šķērsvirziena cepšanas laukums; tr; Smadzeņu berzes koeficienti uz perforētā cilindra un skrūves vārpstas iekšējās virsmas; T), c1 - attiecīgi perforētā cilindra un mūka vārpstas diametrs, m. Pēc diferenciālvienādojuma (8) atbilstošām aizstāšanām, pārveidojumiem un atrisināšanas iegūstam φ<тулу для определения длины zonas blīves: / n " , / (/r T) + -¿grr, o 5 Rīsi. 3.att.Shēmas divpusējas kompresijas stieņa preses blīvēšanas zonu garuma (a) un izejas loga (b) platuma aprēķināšanai: I - perforēts cilindrs; 2- svārpsts; 3-izvades logs. kur, P - "spiediens pēdējā skrūves pagrieziena posmā, N / m2; Pa - spiediens izplūdē attālumā / 2 no ass H-H.N / m2; - sānu spiediena koeficients; d-, - izplūdes loga platums, m. Sakarā ar to, ka izspiestais produkts tiek izņemts no preses diametrālā virzienā, tad izplūdes lodziņa zonā, kur notiek aksiālā kustība celuloze mainās uz radiālu, celulozes slāņi pārvietojas viens pret otru, kas jāņem vērā, ievadot iekšējās berzes koeficientu /d. Tāpēc sastādam diferenciālvienādojumu līdzsvaram izvēlētam materiāla elementam ar biezumu c|_p attālumā t no skrūves vārpstas ass tā nobīdes brīdī izejas loga virzienā (36. att.). ): 0 (10) kur ir elementārā slāņa šķērsgriezuma laukums, m^; £ - celulozes šķērsslāņa persheter, m. Atrisinot vienādojumu, iegūstam sānu spiediena C,0 noteikšanai pie skrūves vārpstas virsmas: e/p (b-c *), (I) kur pamatne ir daplann uz tahod no loga, N/m^. No Eyrakpng.ya (II) izriet, ka sānu spiediens palielinās odg.yga zonā gar (.tapo tuvojas skrūves vārpstai un pie tas sasniedz maksimālo vērtību. Mēs kaut kādā veidā modificējam izteiksmi (II), t.i., pievienojot abām šīs attiecības daļām un dalot ar divi, iegūstam: kur ^c ir vidējais sānu spiediens bīdes zonā, N/m2. . Nomainīja spiedienu caur Ra. un aizstājiet izteiksmē (9.) ". iegūstam formulu blīvēšanas zonas optimālā garuma noteikšanai: Analizējot izteiksmi (13), var atzīmēt, ka abpusējas kompresijas skrūves preses ar zināmiem perforētā cilindra un skrūves vārpstas diametriem blīvēšanas zonas garums ir atkarīgs no spēka koeficienta (), fizikālajām un mehāniskajām īpašībām. mīkstums dizaina parametrs (.¿?/). Atrisinot izteiksmes (7) un (13) kopā pēc transformācijām un aizstāšanām, iegūstam vispārinātu kartupeļu mīkstuma dehidratācijas modeli divpusējā triecienpresē: tt. t ""pVg", \ rg * "14) kur C) ir empīrisks koeficients; 1Lo - saspiežamības modulis; . . Furjē sērijas vispārējais koeficients; A - koeficients vienāds ar, un ~ ; /i ■(£>-(() Koeficients vienāds ar ^-- Cr - koeficients vienāds ar SoSch-^-TsU- s.Qi))\u003e P - skrūves ātrums, apgr./min; C - šnaka skrūves līnijas pacēluma leņķis, deg; Ш - leņķis starp materiāla kustības virzienu un plakni skrūvju tinuma sānu virsmas, krusa; ES<- среднее значение коэффициента пористости мезги. Выражение (14) описывает процесс обезвоживания картофельной мезги в шоковом пресса двухстороннего сжатия и может быть использовано при расчете пресса. Divpusējas kompresijas skrūves preses produktivitāte. nevar noteikt pēc izteiksmes: kur X ir celulozes slāņa biezums blīvēšanas zonā, m; - £ - skrūves solis, m; £ - skrūvju kanāla platums, m; - - celulozes blīvums gliemeža pirmā apgrieziena zonā, kg/m3. Ir iegūtas arī analītiskās izteiksmes, lai noteiktu dažus skrūves darba korpusa parametrus. ■ 2.4. Ceturtajā sadaļā "Kartupeļu mīkstuma dehidratācijas procesa eksperimentālā izpēte laboratorijas apstākļos" ■ tiek prezentēta kartupeļu mīkstuma dehidratācijas procesa izpētes programma, metodika un rezultāti uz skrūves preses laboratorijas modeļa ■ abpusēji saspiesti. Eksperimentālajos pētījumos, izmantojot eksperimenta plānošanas metodi, tika iegūti adekvāti regresijas modeļi, kas ļauj faktoru līmeņu diapazonā noteikt presētās celulozes mitruma saturu un presēšanas procesa energointensitāti skrūves presē, kas nosauktajiem daudzumiem ir šāda forma: presētās celulozes mitruma saturam. ... 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 griešanās procesa enerģijas intensitāti 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& (I?) "kur. ir sākotnējās celulozes sākotnējais mitruma saturs,%; D1 ir platums" preses izvadloga, we; P - skrūves ātrums, apgr./min. Regresijas modeļu analīze tika veikta, izmantojot divdimensiju griezumus (4. att.) un vienlaikus tika atrisināta kompromisa problēma, kurā bija jāatrod to faktoru vērtības, kas dod minimālu enerģijas patēriņu. . vērpšana, ar augstu kartupeļu mīkstuma dehidratācijas pakāpi. Rezultātā tika iegūti šādi optimāli parametri: celulozes sākotnējais mitruma saturs ir 90$, izejas loga platums 0,011...0,015 m, spridzināšanas biežums 4,0...6,0 apgr./min. Tajā pašā laikā presētā materiāla mitruma saturs ir robežās no 58 ... 65 $, un enerģijas intensitāte ir tikai vērpšanas process ir 0,6 ... 0,3 kW "h / t. Lai pārbaudītu teorētisko un eksperimentālo pētījumu rezultātu konverģenci, 5. attēlā parādītas daļējas atkarības, kas iegūtas no teorētiskā< 14) и экспериментальной. logs O.) un gliemeža rotācijas frekvence P. uz "izspiestās celulozes mitruma saturu un izspiešanas procesa enerģijas intensitāti. pie sākotnējā celulozes mitruma satura 90 $: --- - mitruma saturs izspiestā mīkstuma - - - - izspiešanas procesa enerģijas intensitāte. (16) modeļi - kartupeļu mīkstuma dehidratācija divpusējas kompresijas skrūves presē. Teorētiskās atkarības tiek veidotas, ņemot vērā empīrisko koeficientu С^ = 1,27. Kā redzams attēlā, izspiestā kartupeļu mīkstuma mitruma saturs palielinās, palielinoties izvadloga platumam un skrūves ātrumam. Uzrādītās grafiskās atkarības liecina, ka teorētisko un eksperimentālo pētījumu rezultātu konverģence ir diezgan augsta, kļūda nepārsniedz 5,0%. Līdz ar to teorētisko modeli (14) var izmantot, lai pamatotu abpusējas kaudzes preses parametrus. Rīsi. 5. att. Presētā kartupeļu mīkstuma mitruma satura W atkarība no preses izejas loga platuma (a) un skrūves ātruma P. (b): I-W0 \u003d 90%, n \ u003d 4,25 apgr./min: 2- Wo "\u003d n. = 4,25-rpm: 3-VD = SC $, OTs = 0,015 m; 4- Wo = BQ%, Ctj = 0,025 m; Teorētiskā atkarība; " " - - eksperimentālā atkarība. saspiešana. Eksperimentālo pētījumu gaitā tika atklātas arī skrūves preses produktivitātes atkarības no sākotnējās masas, šķidrās un cietās izspiestās frakcijas no izvadloga platuma un skrūves ātruma. ■ 2.5. Piektajā sadaļā "Ražošanas testi, pētījumu rezultātu īstenošana un to ekonomiskā efektivitāte" ir sniegta programma, metodoloģija un pārbaužu rezultāti, piedāvātā tehnoloģiskā shēma barības sagatavošanai no kartupeļu cietes ražošanas blakusproduktiem, kā arī metodoloģija un testu rezultāti. Ekonomiskā efekta aprēķinu rezultāti no izstrādātā ■ dehidratora ieviešanas kartupeļu mīkstuma pārstrādes līnijas lopbarībai. Ibredskas cietes un sīrupa rūpnīcā (Rjazaņas apgabals) tika veiktas kartupeļu mīkstuma dehidratora izmēģinājuma ražošanas parauga pārbaudes. Dehidratora pneimatiskās preses diametrs bija 0,205 U un kopējais perforēta cilindra diametrs bija 2,0 U. kuru iekraušanas kakliņos tika uzstādīti divi biezinātāji ar korpusa cilindriskās daļas iekšējo diametru 0,04 m. 6. attēlā parādīti dehidratora ražošanas pārbaudes rezultāti. Kā redzams attēlā, palielinoties preses izejas loga platumam, palielinās dehidratora produktivitāte un samazinās procesa enerģijas intensitāte, bet tajā pašā laikā palielinās presētā materiāla mitrums. Dehidratora ražošanas pārbaužu rezultātu analīze ļāva ieteikt datumus dehidrētas celulozes iegūšanai ar mitruma saturu 70 ... 75% pie sākotnējā maisījuma padeves spiediena 0,3 ... izlaide o;sha 0,015 ... O,02 un tajā pašā laikā produktivitāte būs 5,2 ... 6,0 t / h, Rgs. 6. Dehidratora produktivitātes izmaiņas (2d, izspiestās celulozes mitruma saturs V/ un procesa enerģijas intensitāte E no plkst. nospiediet izejas platumu un īpatnējā enerģijas intensitāte - 1,6 ... 1,25 kW * h / t. Piedāvājam pilnveidot sausās un jēlbarības kā kartupeļu un cietes ražošanas blakusproduktu ražošanas tehnoloģiju divos veidos atkarībā no pārstrādes rūpnīcu kapacitātes (radars 7). Saskaņā ar pirmo variantu suspensija (celulozes un kartupeļu maisījums) tiek sadalīta divās frakcijās ar mehānisku dehidratāciju: tvordu un šķidru. Ciets - tiek izmantots mājlopu barošanai kā sakņu kultūru aizstājējs, un šķidrums tiek novirzīts iznīcināšanai. Saskaņā ar otro iespēju takhe suspensija ir sadalīta divās daļās. Proteīns tiek atbrīvots no gldksya ar pārāk zemsvītras piezīmi "koagulāciju", kas ir gteaalyaetsya in "^lztp" l-vated, un pēc tam pēc obzzbozyavayaz ostz^tst z te^doy g-i::::. vnsupagletgya 2 kur:.- "■ s,- Rīsi "" "7" Barības sagatavošanas tehnoloģiskā procesa shēma no. kartupeļu cietes ražošanas blakusprodukti: I-sūknis? 2- kolekcija; 3- cauruļvads; 4- dehidrators; 5 - koagulators; 6 jostu filtrs; 7- monolīta veidotājs; 8- žāvēšanas iekārta; 9- konveijers; Yu-gathering-" "nick drive. failu līdz mitruma saturam 12 ... 133?. Rezultāts ir pilnīgs koncentrēta olbaltumvielu pārtika. Ekonomiskais efekts no izstrādātā dehidratatora ieviešanas "kā daļa no kartupeļu mīkstuma apglabāšanas līnijas lopbarībai būs 6786 rubļi, ražojot 6000 * dehidrētu barību ar mitruma saturu" 75%. transporta izmaksas par kartupeļu mīkstuma piegādi patērētājam. un rdamshAdai ražošana I. Barības sagatavošanas process no kartupeļu ražošanas blakusproduktiem, ieteicams veikt pēc divām tehnoloģijām. Pirmā tehnoloģija ietver sākotnējā mīkstuma maisījuma ar kartupeļu sulu atdalīšanu cietās un šķidrās frakcijās, bedoka termisko koagulāciju šķidrajā frakcijā, tā sabiezēšanu un sajaukšanu ar sākotnējo maisījumu, cieto bagātināšanu;; irada proteīns ar mehānisko iegūtā maisījuma dehidratācija, monolītu veidošanās no cietās frakcijas un to žāvēšana, kas nodrošina barības produkta ar augstu olbaltumvielu saturu ražošanu. Otrā tehnoloģija ietver sākotnējā meegi maisījuma ar kartupeļu sulu atdalīšanu ar mehānisku dehidratāciju šķidrās un cietās frakcijās, šķidrās frakcijas izņemšanu no ražošanas un cietās vielas izmantošanu lopu barībā, kā rezultātā tiek iegūts lopbarības produkts kartupeļu mīkstums ar mitruma saturu 70 USD un saturu 0, 3 kv.vd. vienā kilogramā. Šo tehnoloģiju pamatā ir kartupeļu mīkstuma mehāniskā dehidratācija. 2. Dažādu konstrukciju dehidratatoru salīdzinošā novērtēšana jāveic pēc vispārināta kritērija, kas ņem vērā īpatnējās enerģijas izmaksas izspiestā produkta mitruma satura vienības samazināšanai. Ar vispārināta kritērija palīdzību atklājās, ka perspektīvās konstrukcijas ir preses ar skrūvju darba korpusiem, kas darbojas kopā ar ierīcēm, kas nodrošina šķidruma filtrēšanu "piekares kustības procesā, 3. Kartupeļu mīkstuma dehidratora konstrukcijā un tehnoloģiskajā shēmā jāiekļauj abpusēja saspiesta skrūves prese un centrbēdzes biezinātāji ar pašattīrošu filtrēšanas virsmu, kas uzstādīta uz tā padeves kakliem, kas nodrošina mīkstuma dehidratāciju divos posmos, sabiezinot un mehāniska saspiešana, kas ļauj noņemt no dehidrēta produkta līdz bj % mitruma. G" Presēšana jāveic ar darba korpusu, kas sastāv no divām skrūvēm ar koniskām vārpstām, kas savienotas ar lielām pamatnēm izejas loga zonā, izmantojot cilindrisku ieliktni bez tinuma. Abiem gliemežvākiem jābūt ievietotiem perforētos cilindros ar atverēm sulas filtrēšanai ar izmēriem 0,25 x 5,0 mm. Starp cilindriem ir nepieciešams novietot logu ar regulējamu šķērsgriezumu izspiestā produkta izejai un iekraušanas kaklu pretējos galos. Šāda preses konstrukcija ļauj sablīvēt izstrādājumu no abām pusēm ar vienmērīgi sadalītu spiedienu, tādējādi palielinot celulozes dehidratācijas pakāpi par 15% un palielinot produktivitāti aptuveni divas reizes, salīdzinot ar vienpusējām skrūvju presēm. Izstrādātais vispārinātais dehidratācijas modelis parāda, ka presētā kartupeļu mīkstuma mitruma saturs divpusējā triecienpresē ir atkarīgs no konstrukcijas un kinemātiskajiem parametriem. preses vienība un izņemtā izstrādājuma fizikālās un mehāniskās īpašības. 4. Konstatēts, ka kartupeļu mīkstuma berzes koeficientu skaitliskās vērtības uz gludas tērauda virsmas samazinās no 0,135 līdz 0,10, bet perforētajam misiņam - no 0,37 līdz 0,24, palielinoties presēšanas spiedienam no 0,35 līdz 0,10. 2,0 Sha. Celulozes iekšējās berzes koeficients, palielinoties saspiešanas spiedienam no 0,40 līdz 2,83 Sha, samazinās no 0,66 līdz 0,24, bet sānu spiediena koeficients - no 0,9 līdz 0,68. Konstatēts, ka kompresijas-filtrācijas raksturlielumi būtiski ietekmē sulas filtrēšanas procesu no izspiestās mīkstuma. Palielinoties presēšanas spiedienam no 0,2 līdz 2,6 MPa, filtrācijas koeficients samazinās no 60 līdz 0,73 * 10-9 m / s, saspiežamības koeficients - no 5,13 "KG5 līdz 0,06" 10-6 m ^ / N un modulis saspiežamība - no 1,56 līdz 0,17. Celulozes porainības koeficients ar mitruma samazināšanos no 90l līdz 52,38,? samazinās no 9,0 uz 1,1. 5. Divpusējās kompresijas skrūves preses modeļa laboratoriskie pētījumi parādīja, ka tā konstrukcija ir efektīva un izmantojama presētai kartupeļu mīkstumai. Skrūves preses darba procesa optimizācija ar iegūto daudzfaktoru regresijas modeļu divdimensiju sekciju metodi ļāva konstatēt, ka ar sākotnējā produkta sākotnējo mitruma saturu 90 $ ir nepieciešamas šādas parametru vērtības lai iegūtu spiestu mīkstumu ar mitruma saturu 58...65$: skrūves ātrums 4,0...6, 0 apgr./min; preses izejas loga platums 0,011...0,015 m; enerģijas izmaksas tikai procesam izsmelts 0,6 ... 0,3 kWh / t. 6. Kartupeļu mīkstuma dehidratora izmēģinājuma ražošanas parauga ražošanas testi, kas izstrādāti, pamatojoties uz teorētiskajiem pētījumiem un preses laboratorijas modeli, parādīja, ka ir nepieciešams kontrolēt procesa tehnoloģiskos parametrus, mainot izejas platumu. skrūvju preses logs. Palielinoties no 0,01 līdz 0,03 m pie sākotnējā mīkstuma maisījuma ar kartupeļu sulu pieplūdes spiediena no 0,30 ... ,37 līdz 77,07^, un dehidratācijas procesa enerģijas intensitāte samazinās no 1,94 līdz 0,8 kRt "h / t . 7. Dehidratora stabilai darbībai ražošanā us-ll-ith par s ta si g. "zga un kartupeļu sula ar sākotnējo mitruma saturu? 5T> sl ^-tet rec? m? n,::? 30 ...0,3? ".:~a, frekvence w ecca O,015...0,020 m Produktivitāte šajā gadījumā būs 5,2... O t/h, izspiestā produkta mitrums - 70...1b% un dehidratācijas procesa energointensitāte 1,60...1,25 kW * h/t. 8. Ekonomiskais efekts no izstrādātās dehidratācijas želejas ieviešanas kā daļa no līnijas kartupeļu mīkstuma izmantošanai lopu barībā ir 6786 rubļi, saražojot 6000 tonnas dehidrētas barības ar izmaksām 75 USD. 1. Ogļūdeņraža atūdeņotājs.- Ekonomikas augstskolas pozitīvs lēmums par 1990.gada 26.februāra iesniegumu 4297280/31-26, (līdzautori V.F.Nekrazvičs un M.V.Oreškina). 2. Inekova prese.- VNIIGOZ pozitīvs lēmums par iesniegumu BO5033 / 27-30 datēts ar 10.23.89., (līdzautors M.V. Oreškina). 3. Filtrs suspensijas atdalīšanai, - ShZhPE pozitīvs lēmums saskaņā ar 09.22.89. pieteikumu-4657442 / 31-26, (līdzautors M.V. Oreiana). 4. A.o. I5I2666 B04G 5/16. Suspensijas atūdeņotājs, - Publ. I B.I., 1989, Nr.37, (līdzautors M.V. Orepkina). par. A.c. I4I99I4 VZOV 9/20. Prese šķidruma ekstrakcijai no vielām - Publ. in B.I., 1988, JK32, (līdzautori M.V. Oreyakina un P.I.]vetsovs). 6. Tehnoloģiju pamatojums kartupeļu cietes ražošanas atkritumu izmantošanai lopbarībai. sestdien nzuch. tinder. - Gorkijs, 1990, - P.42,..45, (līdzautors M.V. "Oreškina). 7. Tehnoloģija un dehidratācija; shvatol gartotelnok mezga govs * t mājlopiem // Jauno y ^ ei; gakh un speciālistu ieguldījums lauksaimnieciskās ražošanas intensifikācijā / Vissavienības zinātniskās un tehniskās konferences materiāls. ~ Alma-Ata, 1939, - S. 106. 8. Kartupeļu dehidratācija. "Lzzga lay siege tey.chsh dentrdfugiro-ranlem // Lopkopībā izmantojamās lauksaimniecības tehnikas uzlabošana. sestdien zinātnisks darbi, - Gorkijs, 1990. - S.29 ... 31.