Moderna problem med vetenskap och utbildning. Kombinerad metod för att bearbeta potatis för stärkelse och alkohol Förluster vid framställning av potatismassa
Avhandlingsabstrakt på ämnet "Teknik och dehydrator av potatismassa för djurfoder"
RYAZAN AGRICULTURAL IZHZHGUT UPPFYLLD EFTER PROFESSOR P.A. KOSTSHEV
Som ett manuskript
ULYANOV Vyacheslav Mikhailovich
Uda 631.363,285:636.007.22 -
TEKNIK OCH POTATISSPLITTER
Specialitet 05.20.01 - mekanisering _ av jordbruksproduktionen
avhandlingar för "vetenskaplig grad av kandidat för tekniska vetenskaper"
Ryazan - 1990
Arbetet utfördes vid avdelningen "Mekanisering av djurhållning" vid Ryazan Agricultural Institute uppkallad efter professor P.A. Kostycheva,
Vetenskapliga rådgivare: doktor i tekniska vetenskaper, professor Nekrashavich V.F., kandidat för tekniska vetenskaper, docent Oreshkina M.V.,
Officiella motståndare - doktor i tekniska vetenskaper, professor Terpilovsky K.F., kandidat för tekniska vetenskaper Mestyukov B.I.
Det ledande företaget är All-Russian Research and Design Institute of Livestock Mechanization (SIIIMZH), Podolsk.
Försvaret kommer att äga rum "II" i oktober 1990 vid ett möte i det regionala specialiserade rådet K.120.09.01 från Ryazan Agricultural Institute på adressen: 390044, Ryazan * st. Kostycheva, d. I.
Avhandlingen finns i Ryazan Agricultural Institutes bibliotek.
Vetenskaplig sekreterare i det regionala specialrådet Kandidat för tekniska vetenskaper, docent
Dvs. Lieberov
:avdelning ertats&Z
ALLMÄN BESKRIVNING AV ARBETET
1.1. Ämnets relevans. "Riktlinjerna för den ekonomiska och sociala utvecklingen av Sovjetunionen för 1986-1990 och för år 10, 2000" ger en betydande ökning av boskapsproduktionen. Av största vikt för att lösa de ställda uppgifterna är den utökade förstärkningen av foderbasen genom användning av biprodukter (avfall) från livsmedels- och processindustrin, inklusive produktion av potatisstärkelse.
Upp till 1,5 miljoner ton potatis bearbetas årligen i landet för stärkelse, medan 40 $ av potatisens torrsubstans går till biprodukter - fruktkött och potatisjuice. Massan och potatisjuicen, innehållande stärkelse, protein, fibrer, fetter och andra ämnen, är den mest värdefulla råvaran för att tillgodose djurhållningens behov i foder. Men för närvarande säljs avfallet från produktion av potatisstärkelse inte helt för foderändamål, så i landet är förlusten av potatismassa mer än $15, juice - $80. Denna situation med användning av biprodukter från stärkelseproduktion beror främst på deras höga fukthalt på $ 94 ... 96 och en mycket stor mängd utbildning. Bristen på specialutrustning för avfallskoncentration leder till att stärkelsefabrikerna tvingas dumpa en del av massan och potatisjuicen i avloppsvattnet. Avloppsvatten med hög biologisk aktivitet, som kommer in i vattendrag, förorenar vattnet, vilket orsakar miljöskador på miljön.
De mest lovande teknikerna för bearbetning av produktionsavfall för djurfoder med användning av mekanisk dehydrering, som säkerställer koncentrationen av potatismassa och löser problemet med "produktion av matprotein som finns i juice.
Det praktiska genomförandet av mekanisk uttorkning av potatismassa och tekniken för att bereda foder från avfallet från potatis- och stärkelseproduktion försvåras dock på grund av bristen på nödvändig utrustning för deras genomförande. Därför syftade teoretiska och experimentella studier till att fullända tekniken för att tillaga mat från biprodukter från potatisstärkelseproduktion och utveckla en högkvalitativ * Tekgapny I pålitlig kokare: kzr? e£ele0l massa yael.t?) .channh uppgifter
1.2. Forskningens syfte och mål. Syftet med arbetet är att förbättra tekniken för att bereda foder från biprodukter från potatisstärkelseproduktionen och att utveckla en potatismassadehydrator med motivering av parametrar och driftsätt. För att uppnå detta mål sattes följande forskningsuppgifter: 1 - att utveckla en teknologi och ett konstruktivt-teknologiskt system för en dehydrator för potatismassa; 2 - att studera de fysiska och mekaniska egenskaperna. potatismassa; ,3 - underbygga kriteriet för att utvärdera arbetsprocessen för "dehydratorer av dispergerade fukthaltiga material; 4 - utveckla en matematisk modell av den utpressade vätskan från massan i en skruvpress; 5 - underbygga dehydratorns parametrar och driftsätt 6 - testa dehydratorn under produktionsförhållanden och utvärdera den ekonomiska effektiviteten av dess tillämpning.
1.3. Studieobjekt." Studieobjekten var: potatismassa med olika juiceinnehåll, en laboratoriemodell av en dubbelsidig kompressionsskruvpress," teknologi och ett pilotproduktionsprov av potatismassauppvärmare.
1.4. Forskningsmetodik. Teoretiska och experimentella undersökningar användes i arbetet. Teoretiska studier bestod i den matematiska beskrivningen av den fysiska essensen av processen att pressa "potatismassa i en skruvpress och analysen av de erhållna ekvationerna."
Under experimenten användes vanliga och privata metoder, instrument och installationer. Friktionskoefficienter, inverkan av huvudparametrarna på uttorkningsprocessen bestämdes med hjälp av specialdesignade instrument och installationer. I detta fall mättes krafterna med töjningsgivare. Laboratoriestudier av processen för otatinjuice från potatismassa i en dubbelsidig skruvpress utfördes med hjälp av den matematiska metoden för planering av experiment. Bearbetning av experimentella data utfördes med metoder för matematisk statistik,
1.5. Vetenskaplig nyhet. Användningen av mekanisk uttorkning för koncentration av potatismassa är underbyggd. Potatismassans fysikalisk-mekaniska egenskaper har bestämts. Ett schema för den teknisk-kologiska processen för beredning av foder från biprodukter från potatisstärkelseproduktion och utformningen av en dehydrator för kaotoZelnoP-massa föreslås (positiva beslut från BNShYaLE om ansökningar om uppfinningar K-4297260 / 27-30, * 4605033 / 27-33, "5 4537442 / 31- 26 och
som. L 1512666). ¡ "[slutförda ekvationer som beskriver processen för uttorkning-renya last Hela? med meegle i gzhevs1" tryck: dubbelsidig komprimerad,
teoretiskt underbyggt dess huvudsakliga designparametrar och ■ identifierat optimala tekniska driftsätt.
1.6. Arbetsimplementering. Baserat på resultaten av forskningen gjordes ett pilotproduktionsprov av massadehydratorn. Testerna som utfördes under produktionsförhållandena för Ibradsky-stärkelsesirapsanläggningen i Ryazan-regionen visade dess funktionalitet. Den utvecklade avvattnaren rekommenderas för installation i återvinningslinjen för potatismassa vid stärkelsefabriker. Resultaten av forskningen kan användas genom design organisationer inom utveckling och modernisering av maskiner för uttorkning av potatismassa och andra material med hög fukthalt. Den tekniska dokumentationen för det utvecklade avkalkningsmedlet överfördes till Ryazan Experimental Plant TOSSHSH.
1.7. Bifall. Resultaten rapporterades och godkändes vid vetenskapliga konferenser av Ryazan Agricultural Institute (1987 ... 1990), Bryansk Agricultural Institute (1988), Leningrad Order of the Red Banner of Labor Agricultural Institute (1989), vid All-Union Vetenskaplig och praktisk konferens "The Contribution of Young scientists and specialists in the intensification of agricultural production" (Alma-Ata, 1989), vid All-Union vetenskapliga och tekniska konferens "Modern problems of Agricultural mechanics" (Melitopol, 1989), kl. det vetenskapliga och tekniska rådet för icke-statliga organisationer för stärkelseprodukter (Korea ;vo, 1989).
1.8. Offentliggörande. Avhandlingens huvudinnehåll publicerades i 5 vetenskapliga artiklar, två beskrivningar av uppfinningar (ac. I5I2666 ti I4I99I4) och tre ansökningar om uppfinningar (godkända beslut av VNZhGAE om ansökningar 4297280/31-26, 4605033/275704, 465704, 465704, 465704 /31-26).
1.9. Arbetsbelastning. Avhandlingen består av en inledning, 5 avsnitt, slutsatser och rekommendationer för produktion, en referenslista från 105 titlar och 5 ansökningar. Verket presenteras på 221 sidor, inklusive huvudtexten på 135 sidor, 35 figurer och
II tabeller.
Inledningen innehåller en kort motivering för ämnets relevans.
2.1, I det första avsnittet "Moderne metoder och metoder för att bereda foder från biprodukter av potatisstärkelse lroiz-. bodstee" på grundval av publicerade arbeten ges huvudavsnitten
information om sammansättningen och typerna av biprodukter från potatisstärkelseproduktion, frågorna om effektiviteten av deras användning i djurhållning beaktas. Det finns olika sätt att bereda foder från avfallet från potatisstärkelseproduktionen. Grunden för all teknologi är den mekaniska uttorkningen av potatismassa. Teknologier som använder mekanisk uttorkning gör det möjligt att koncentrera potatismassa och arbeta med att lösa problemet med matprotein som finns i juice.
Analysen av patent och vetenskaplig och teknisk litteratur visade att med ett brett utbud av utformningar av dehydratiseringspressar, finns det ingen pålitlig utrustning för att torka potatismassa. Den effektiva driften av dehydratorer beror till stor del på det korrekta valet av deras huvudparametrar baserat på studiet av fysiska och mekaniska egenskaper och processen för uttorkning av det bearbetade materialet. Betydande erfarenhet av teoretiska och experimentella studier om mekanisk separation av vätska från dispergerade material har samlats inom jordmekanik, våtfraktionering av gröna växter, kemi-, livsmedels- och andra industrier. Dessa frågor diskuteras i H.H. Gersevanova, V.A. Florina, K.F. Terpilovsky, V.I. Fomina, I.I. Iodo, V.A., Nuzhikova, N.I., Gelperina, T.A. Malinovskaya, A.Ya. Sokolova, A.A. Gelgera, A.B. Ivanenko och ett antal andra forskare. En analys av teorier om uttorkning av dispergerade material visade att processen för uttorkning av potatismassa har studerats extremt otillräckligt.
Beskrivningen av processen för uttorkning av potatismassa kan utföras på basis av olika teoretiska tillvägagångssätt. Om vi betraktar processen för uttorkning av potatismassa som två kombinerade steg, är den första förtjockningen av den ursprungliga massan till 85 ... .
I enlighet med målet för arbetet och utifrån resultatet av genomgången och analysen av litteraturen formuleras målen för forskningen i slutet av avsnittet.
2.2. Det andra avsnittet "Fysiska och mekaniska egenskaper hos potatismassa" beskriver programmet, metodiken och resultaten av studier av potatismassans fysikaliska och mekaniska egenskaper. Studiet av dessa egenskaper är nödvändigt för utvecklingen av teknik och utrustning för uttorkning av potatismassa. Därför var uppgiften för forskningen att fastställa de numeriska indikatorerna för de viktigaste egenskaperna vid
viah som motsvarar uttorkningssätten.
I enlighet med uppgiften bestämdes följande: densiteten av fasta partiklar av potatismassa, förändringen i friktionskoefficienterna, sidotrycket och filtrerings-kompressionsegenskaperna från extraktionens tryck. Densiteten av fasta partiklar av potatismeegz ligger inom 1026...1040 kg/m3. Det har fastställts att de numeriska värdena för friktionskoefficienterna för potatismassa på en slät stålyta minskar från 0,135 till 0,10 och på perforerad mässing - från 0,37 till 0,24 med en ökning av presstrycket från 0,35 till 2,0 MPa. Massans inre friktionskoefficient med en ökning av extraktionens tryck från 0,40 till 2,83 MPa minskar från 0,66 till 0,24, och sidotryckskoefficienten minskar från 0,9 till 0,68.
Det har fastställts att filtrerings- och kompressionsegenskaperna har en betydande effekt på processen att filtrera juice från den pressade massan. Med en ökning av presstrycket från 0,20 till 2,60 MPa minskar filtreringskoefficienten från 60" NG9 till 0,73 * 10 - 9 m/s, kompressibilitetskoefficienten - från 5,13 * 10"® till O ^6TO" 6 och kompressibilitetsmodulen - från 1,56 till 0,17 Hjärnans porositetskoefficient med en minskning av luftfuktigheten från 90 till 52,36% minskar från 9,0 till 1,1.
2.3. I det tredje avsnittet, "Teoretiska förutsättningar för att underbygga parametrarna för en dubbelsidig kompressionsskruvmäspress", övervägs de befintliga kriterierna för att utvärdera arbetsprocessen för dehydratorer av dispergerade material, utformningen av en potatismassadehydrator föreslås. Processen att pressa massan i en dubbelsidig kompressionsmäskpress studeras teoretiskt och en generaliserad modell som beskriver uttorkningsprocessen erhålls. Analytiska uttryck föreslås för att bestämma de grundläggande geometriska parametrarna för en dubbelsidig kompressionsskruvpress.
Det föreslagna kriteriet för att utvärdera arbetsprocessen för dehydratorn har formen:
Pv (\Usr-\ChT)- (SO O-W/u)-(40Q-Wg) ■ Wu, j
Co ~ fWp- Wil) ■ (Wu - Wr)*- ü- JOO > ^ 1 >
där £a är ett generaliserat kriterium, kW "h" ?! /t;
Ры - strömförbrukning, kW;
Wu, W Detta kriterium kännetecknar de specifika energikostnader som kan hänföras till minskningen av fukthaltsenheten hos den pressade produkten. Yari i- Kraften hos det generaliserade kriteriet avslöjade att lovande konstruktioner är pressar med skruvkroppar, som arbetar tillsammans med enheter som tillhandahåller filtrering av vätskan under suspensionens rörelse. Den föreslagna potatismassadehydratorn (fig. I) består av två sammankopplade anordningar - en förtjockare I och en dubbelsidig skruvpress 2. Massaförtjockaren innehåller en vertikal cylindrisk-konisk kropp 3 med ett tangentiellt munstycke 4 för tillförsel av en suspension, en munstycke 5 för filtratutloppet och ett munstycke för att avlägsna förtjockat sediment. På munstycket 5, vars yta är perforerad, installeras koaxiellt en tröghetsrengörare 7. Tröghetsrenaren är ett skovelhjul med skrapor placerade längs med det perforerade munstycket och roterar tillsammans med skovelhjulet runt munstycket. Shnokovy-pressen består av en ram 8, en perforerad cylinder 3, vid vars ändar det finns halsar 10 dan för att ta emot material från förtjockaren. Inuti den perforerade cylindern finns en skruv II med variabel axeldiameter, som ökar mot mitten. Skruven är gjord av två symmetriska delar med motsatta spiralriktningar och konstant stigning. I mitten av den perforerade cylindern finns ett fönster 12 för utgången av og - "aat massa" och en anordning för att kontrollera graden av uttorkning, gjord av två koniska skivor 13, placerade på båda sidor av fönstret och med möjlighet till symmetrisk rörelse längs den perforerade cylindern. Filtratuppsamlare 14 är installerade under cylindern. Dehydratorns designegenskaper inkluderar följande. Massaförtjockare installeras utanför råvarubehållarna. Halspressen i motsatta ändar av den perforerade cylindern har lasthalsar för produkten och i mitten finns en sektion för dubbelsidig kompression. Skruven är symmetrisk med avseende på mitten med en "motstående hög av spiraler och ett gap i området för utloppsfönstret för att dra ut den pressade produkten. Denna design av pressen gör det möjligt att packa materialet från båda sidor med ett jämnt fördelat tryck, vilket därigenom ökar graden av uttorkning av massan och "ökar produktiviteten teoretiskt med två gånger i jämförelse med PN" korta pressar av ensidig förslutning. Den radiella uteffekten av den pressade produkten bidrar stadigt till att: *: hålla "kork" från det avbarkade materialet. I zonen för utgångsfönstret, vilket stabiliserar arbetsprocessen för psossen, - Strukturellt och tekniskt schema för avvattning av potatismassa: I - förtjockningsmedel; 2-skruvpress med dubbelsidig kompression; 3- cylindrisk-konisk kropp; 4- tangentiellt grenrör; o - grenrör för avlägsnande av yiltrat; 6 - förtjockat slamutloppsrör; 7- renare shtrtsnonshl; 8- säng; 9 - perforerad cylinder; 10 - mottagande halsar; II - skruv; 12 - lediga dagar, fönster; 13 - koniska dask; 14 - samlingar av filtrat. av skruvens sidor är riktade mot varandra och teoretiskt avbryter varandra, vilket gör det möjligt att överge speciella axiallager. Mot bakgrund av den större kunskapen om förtjockningsanordningar och avhandlingens begränsade volym var forskningsuppgiften att teoretiskt och ”experimentellt underbygga den dubbelsidiga kompressionsskruvpressen. Processen för uttorkning av potatis t.gazgi i en dubbelsidig skruvpress har två karakteristiska zoner. Från pressens matarhalsar till slutet av skruvens sista varv - klämzonen, från slutet av de sista varven till avlastningsfönstret - packningszonen. Genom att undersöka processen för uttorkning av massa i presszonen i en skruvpress, erhölls en allmän likström, en enkel ekvation som beskriver denna process. Det ser ut så här: Ris. 2. Beräkningsschema för en skruvpress med dubbelsidig kompression. Fuktighet i den utpressade massan; £ - snurrtid; 2 - koordinat riktad längs skruvaxeln; " O. - teoretisk koefficient. Teoretisk koefficient a. bestäms av uttrycket: där szb - avsmalningsvinkel för skruvaxeln, hagel; /Cdz - filtreringskoefficient, m/s; /tc - kompressibilitetsfaktor, m?/N; ^ - os5ё1.shaya massa av potatisjuice, kg / m3; ^ - fritt fallacceleration, m/s. Koefficient a. reflekterar förhållandet mellan både designparametrar och fysikaliska och mekaniska egenskaper hos den pressade massan. För att lösningen av ekvation (2) ska vara helt definitiv måste funktionen ¿) uppfylla de randvillkor som motsvarar problemets fysiska villkor. För processen att pressa vätska från potatismassa i enheten som utvecklas (fig. 2), väljer vi följande initiala och gränsvillkor: (9 lag för förändring av fuktigheten i den utpressade massan längs längden stötpress; Y/0 - initial fukthalt i potatismassa. Lösningen av ekvation (2) hittas med metoden för separation av variabler -*, ■ ". Efter att ha löst differentialekvationen och motsvarande "omarbetning får vi en formel för att bestämma fukthalten i potatismassan i ev. sektion av klämzonen för en dubbelsidig kompressionsbalpress: De. Jk är koefficienten för Fourierserien; k - 1,2,3, Längden på pressens presszon, och; e är basen för den naturliga logaritmen; £ - snurrtid, s." Stabiliteten hos den föreslagna pressen beror på bildandet och hållandet av en "plugg" från det pressade "materialet i området för utgångsfönstret. Stabiliteten för "pluggen" beror i första hand på längden på packningszonen som ligger mellan ändarna på skruvens sista varv. Eftersom den tvåsidiga kompressionen av ispressen är symmetrisk kring H-H-axeln, anser vi att det i detta avsnitt finns en villkorlig skiljevägg, till höger och vänster om vilken samma tryck appliceras. Detta gör att vi kan betrakta båda delarna av pressen separat (fig. 3). För att bestämma den optimala längden av packningszonen, överväga jämvikten för det elementära lagret s/g. på ett avstånd av 2 från H-H-axeln. Under inverkan av kraftfaktorer som uppstår i packningsprocessen; axiella trycken Pg och (Ras^P^), sidotryck, kommer jämviktsekvationen att se ut: Rg-R-rg + MgUR+uh-r + (8) där P är området för tvärgräddning av det valda lagret; tr; Hjärnfriktionskoefficienter på den inre ytan av den perforerade cylindern och skruvaxeln; T), c1 - respektive diametern på den perforerade cylindern och munkens axel, m. Efter lämpliga substitutioner, transformationer och lösning av differentialekvationen (8) får vi φ<тулу для определения длины zonförseglingar: / n " ," / (/r T) + -¿grr, o 5 Ris. Fig. 3. Schema för beräkning av längden på packningszonerna (a) och bredden på utgångsfönstret (b) för en dubbelsidig kompressionsstångspress: I - perforerad cylinder; 2- skruv; 3- utgångsfönster. där, P - "tryck i sektionen av det sista skruvvarvet, N / m2; Pa - tryck i sippret på ett avstånd / 2 från axeln H-H.N / m2; - koefficient för sidotryck; d-, - utloppsfönstrets bredd, m. På grund av det faktum att den klämda produkten avlägsnas från pressen i diametral riktning, sedan i området för utloppsfönstret, där den axiella rörelsen av massan ändras till radiell, massans skikt rör sig i förhållande till varandra, vilket måste beaktas genom att mata in inre friktionskoefficient /d. Därför sammanställer vi en differentialekvation för jämvikten för ett utvalt materialelement med en tjocklek c|_p på ett avstånd t från skruvaxelns axel vid tidpunkten för dess förskjutning i utgångsfönstrets riktning (fig. 36) ): 0 (10) där är tvärsnittsarean för det elementära lagret, m^; £ - perheter av det tvärgående lagret av massa, m. Efter att ha löst ekvationen får vi en witzkening för att bestämma sidotrycket C,0 vid ytan av skruvaxeln: e/p (b-c *), (I) där baksidan är daplann på tahod från fönstret, N/m^. Av Eyrakpng.ya (II) följer att sidotrycket ökar i zonen av odg.yga längs (.tapo som närmar sig skruvaxeln och vid den når sitt maximala värde. Vi modifierar uttryck (II) på något sätt, dvs lägger till båda delarna av detta förhållande och dividerar med två, får vi: där ^c är medeltrycket i sidled i skjuvzonen, N/m2. . Ersatte trycket genom Ra. och ersätt med uttrycket (9.) ". vi får en formel för att bestämma den optimala längden av packningszonen: Genom att analysera uttrycket (13) kan det noteras att längden av packningszonen för en dubbelsidig kompressionsskruvpress med kända diametrar för den perforerade cylindern och skruvaxeln beror på kraftfaktorn (), fysiska och mekaniska egenskaper hos massa designparameter (.¿?/). Genom att lösa uttryck (7) och (13) tillsammans efter transformationer och substitutioner får vi en generaliserad modell för uttorkning av potatismassa i en dubbelsidig stötpress: tt. t ""pVg", \ rg * "14) där C) är en empirisk koefficient; 1Lo - kompressibilitetsmodul; . . allmän koefficient för Fourier-serien; A - koefficient lika med, och ~ ; /i ■(£>-(() Koefficient lika med ^-- Cr - koefficient lika med SoSch-^-TsU- s.Qi))\u003e P - skruvhastighet, rpm; C - höjdvinkeln för schnackens skruvlinje, deg; Ш - vinkeln mellan materialets rörelseriktning och planet sidoytor av skruvlindningen, 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. Produktiviteten hos en skruvpress med dubbelsidig kompression. inte bestämmas utifrån uttrycket: där X är tjockleken på massaskiktet i packningszonen, m; - £ - skruvstigning, m; £ - skruvkanalbredd, m; - - massadensitet i området för skruvens första varv, kg/m3. Analytiska uttryck har också erhållits för att bestämma några parametrar för skruvbearbetningskroppen. ■ 2.4. Det fjärde avsnittet "Experimentell studie av processen för uttorkning av potatismassa under laboratorieförhållanden" ■ presenterar programmet, metodiken och resultaten av forskning om processen för uttorkning av potatismassa på en laboratoriemodell av en skruvpress ■ dubbelsidig komprimerad. Experimentella studier med hjälp av metoden för att planera experimentet erhölls adekvata regressionsmodeller som gör det möjligt att inom intervallet av faktornivåer bestämma fukthalten i den pressade massan och energiintensiteten i pressprocessen i en skruvpress, som i namngivna kvantiteter har formen: för fukthalten i den pressade massan. ... 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 energiintensiteten av spinnprocessen 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?) "där. är den ursprungliga fukthalten för den ursprungliga massan, %; D1 är bredden" av pressens utmatningsfönster, vi; P - skruvhastighet, rpm. Analysen av regressionsmodeller utfördes med tvådimensionella sektioner (fig. 4) och samtidigt löstes ett kompromissproblem, där det krävdes att hitta värdena på de faktorer som ger ett minimum av energiförbrukning . spinning, med en hög grad av uttorkning av potatismassa. Som ett resultat erhölls följande optimala parametrar: den initiala fukthalten i massan är 90$, utgångsfönstrets bredd är 0,011..0.015 m, frekvensen av klämningen är 4,0...6,0 rpm. Samtidigt är fukthalten i det pressade materialet i intervallet 58 ... 65 $, och energiintensiteten är endast spinningsprocessen är 0,6 ... 0,3 kW "h / t. För att kontrollera konvergensen av resultaten från teoretiska och experimentella studier visar figur 5 partiella beroenden erhållna från de teoretiska< 14) и экспериментальной. fönster O.) och rotationsfrekvensen för skruven P. på "fukthalten i den pressade massan och energiintensiteten i pressprocessen. vid en initial fukthalt i massan 90 $: --- - fukthalt av den pressade massan - - - - energiintensiteten i pressprocessen. (16) modeller - uttorkning av potatismassa i en skruvpress med dubbelsidig kompression. Teoretiska beroenden byggs med hänsyn till den empiriska koefficienten С^ = 1,27. Som framgår av figuren ökar fukthalten i den pressade potatismassan med en ökning av utgångsfönstrets bredd och skruvens hastighet. De presenterade grafiska beroendena visar att konvergensen av resultaten från teoretiska och experimentella studier är ganska hög, felet överstiger inte 5,0%. Därför kan den teoretiska modellen (14) användas för att motivera parametrarna för en dubbelsidig stapelpress. Ris. Fig. 5. Beroende av fukthalten i den pressade potatismassan W på bredden på pressens utgångsfönster (a) och skruvens hastighet P. (b): I-W0 \u003d 90%, n \ u003d 4,25 rpm: 2- Wo "\u003d n. = 4,25-rpm: 3-VD = SC $, OTs = 0,015 m; 4- Wo = BQ%, Ctj = 0,025 m; Teoretiskt beroende; " " - - experimentellt beroende. kompression. Under loppet av experimentella studier avslöjades också beroendet av produktiviteten hos en skruvpress på den initiala massan, flytande och fasta pressade fraktioner på bredden på utmatningsfönstret och skruvens hastighet. ,■ 2,5. Det femte avsnittet "Produktionstester, genomförande av forskningsresultat och deras ekonomiska effektivitet" presenterar programmet, metodiken och resultaten av testerna, det föreslagna tekniska systemet för beredning av foder från biprodukter från potatisstärkelseproduktionen, samt metodiken och resultat av att beräkna den ekonomiska effekten av introduktionen av den utvecklade ■ dehydratorn som en del av återvinningslinjen för potatismassa för djurfoder. Tester av ett pilotproduktionsprov av en potatismassadehydrator utfördes vid Ibredskys stärkelse- och sirapsanläggning (Ryazan-regionen). Dehydratorns pneumatiska press hade en diameter på 0,205 U och totalt för en perforerad cylinder på 2,0 U, på i lasthalsarna av vilka två förtjockare med en innerdiameter av den cylindriska delen av kroppen på 0,04 m installerades. Figur 6 visar resultaten av produktionstestning av dehydratorn. Som framgår av figuren, med en ökning av bredden på pressens utgångsfönster, ökar produktiviteten hos dehydratorn och processens energiintensitet minskar, men samtidigt ökar våtheten hos det pressade materialet. Analys av resultaten av produktionstester av dehydratorn gjorde det möjligt att rekommendera datum för erhållande av dehydrerad massa med en fukthalt på 70 ... 75 % vid ett tillförseltryck av den initiala blandningen på 0,3 ... output o;sha 0,015 ... O.02 och samtidigt kommer produktiviteten att vara 5,2 ... 6,0 t / h, Rgs. 6. Förändring i dehydratorns produktivitet (2d, fukthalten i den pressade massan V/ och energiintensiteten för processen E från tryck utgångsbredd och specifik energiintensitet - 1,6 ... 1,25 kW * h / t. Vi föreslår att tekniken för produktion av torrt och råfoder som biprodukter från potatis- och stärkelseproduktion förbättras på två sätt, beroende på bearbetningsanläggningarnas kapacitet (radar 7). Enligt det första alternativet suspension (en blandning av massa och potatis) delas upp i två fraktioner genom mekanisk dehydrering: tvordu och flytande. Fast - används för att utfodra boskap som ersättning för rotfrukter, och vätska avleds för bortskaffande. Enligt det andra alternativet är takhe-suspensionen uppdelad i två fraktioner. Ett protein frigörs från gldksya med en för fotnot "koagulation", som är gteaalyaetsya i "^lztp" l-vated, och sedan efter obzzbozyavayaz ostz^tst z te^doy g-i::::. vnsupagletgya 2 där:.- "■ s,- Ris "" "7" Schema för den tekniska processen att förbereda foder från. biprodukter från produktion av potatisstärkelse: I-pump? 2- samling; 3- pipeline; 4- dehydrator; 5 - koagulator; 6-remsfilter; 7- monolitformare; 8- torkenhet; 9- transportör; Yu-samlande-" "nick drive. fil till en fukthalt av 12 ... 133?. Resultatet är en komplett koncentrerat proteinfoder. Den ekonomiska effekten av införandet av den utvecklade dehydratorn "som en del av bortskaffningslinjen för potatismassa för djurfoder kommer att vara 6 786 rubel vid produktion av 6 000 * dehydratiserat foder med en fukthalt på 75%. transportkostnader för leverans av potatismassa till konsumenten. och rdamshAdai produktion I. Beredningsprocessen för foder från biprodukter från potatisproduktion, rekommenderas att utföra enligt två tekniker. Den första tekniken inkluderar separation av den initiala blandningen av massa med potatisjuice i fasta och flytande fraktioner, termisk koagulering av bedok i den flytande fraktionen, dess förtjockning och blandning med den initiala blandningen, fast anrikning;; irada protein med mekanisk dehydrering av den resulterande blandningen, bildandet av monoliter från den fasta fraktionen och deras torkning, vilket säkerställer produktionen av en foderprodukt med hög proteinhalt. Den andra tekniken inkluderar separation av den initiala blandningen av meegi med potatisjuice genom mekanisk dehydrering till flytande och fasta fraktioner, avlägsnande av den flytande fraktionen från produktion och användning av fast material för djurfoder, vilket resulterar i en foderprodukt i form av potatismassa med en fukthalt på $ 70 och en halt av 0, 3 q.vd. i ett kilo. Grunden för dessa teknologier är den mekaniska uttorkningen av potatismassa. 2. Jämförande utvärdering av dehydratorer av olika konstruktioner bör utföras enligt ett generaliserat kriterium som tar hänsyn till den specifika energiförbrukningen för att minska fukthalten i den pressade produkten. Med hjälp av ett generaliserat kriterium avslöjades det att de lovande designerna är pressar med skruvbearbetningskroppar, som arbetar tillsammans med enheter som tillhandahåller vätskefiltrering "i processen med suspensionsrörelse, 3. Utformningen och det tekniska schemat för potatismassadehydratorn bör innefatta en dubbelsidig komprimerad skruvpress och centrifugalförtjockare med en självrengörande filtreringsyta installerad på dess matarhalsar, vilket säkerställer uttorkning av massan i två steg genom förtjockning och mekanisk klämning, som gör det möjligt att avlägsna upp till bj % fukt från den uttorkade produkten. G" Pressen måste utföras med en arbetskropp bestående av två skruvar med koniska axlar förbundna med stora baser i utgångsfönstrets område med hjälp av en cylindrisk insats utan lindning. Båda skruvarna ska vara inneslutna i perforerade cylindrar med slitsar för juicefiltrering med måtten 0,25 x 5,0 mm. Mellan cylindrarna är det nödvändigt att placera ett fönster med ett justerbart tvärsnitt för utgången av den pressade produkten och i motsatta ändar av lasthalsarna. Denna utformning av pressen gör det möjligt att komprimera produkten från båda sidor med ett jämnt fördelat tryck, vilket ökar graden av massauttorkning med 15 % och ökar produktiviteten med cirka två gånger jämfört med enkelsidiga skruvpressar. Den utvecklade generaliserade dehydreringsmodellen visar att fukthalten i pressad potatismassa i en dubbelsidig stötpress beror på design och kinematiska parametrar pressenhet och fysiska och mekaniska egenskaper hos den borttagna produkten. 4. Det har fastställts att de numeriska värdena för friktionskoefficienterna för potatismassa på en slät stålyta minskar från 0,135 till 0,10 och på perforerad mässing - från 0,37 till 0,24 med en ökning av presstrycket från 0,35 till 2,0 Sha. Massans inre friktionskoefficient med en ökning av klämtrycket från 0,40 till 2,83 Sha minskar från 0,66 till 0,24, och koefficienten för lateralt tryck - från 0,9 till 0,68. Det har fastställts att komhar en signifikant effekt på processen att filtrera juice från den pressade massan. Med en ökning av presstrycket från 0,2 till 2,6 MPa minskar filtreringskoefficienten från 60 till 0,73 * 10~9 m / s, kompressibilitetskoefficienten - från 5,13 "KG5 till 0,06" 10-6 m ^ / N och modul av kompressibilitet - från 1,56 till 0,17. Massans porositetskoefficient med en minskning av luftfuktigheten från 90l till 52,38,? minskar från 9,0 till 1,1. 5. Laboratoriestudier av den dubbelsidiga kompressionsskruvpressmodellen visade att dess design är effektiv och kan användas för pressad potatismassa. Optimering av skruvpressens arbetsprocess genom metoden med tvådimensionella sektioner av de erhållna multifaktoriella regressionsmodellerna gjorde det möjligt att fastställa att med ett initialt fuktinnehåll av den initiala produkten på 90$ krävs följande parametervärden för att erhålla pressad massa med en fukthalt på 58...65$: skruvhastighet 4,0...6, 0 rpm; pressutgångsfönsterbredd 0,011...0,015 m; energikostnader endast för processen av förbrukad 0,6 ... 0,3 kWh / t. 6. Produktionstester av ett pilotproduktionsprov av potatismassadehydratorn, utvecklade på basis av teoretiska studier och en laboratoriemodell av pressen, visade att det är nödvändigt att kontrollera de tekniska parametrarna för processen genom att ändra bredden på produktionen fönster på skruvpressen. Med dess ökning från 0,01 till 0,03 m vid ett tillförseltryck av den initiala blandningen av massa med potatisjuice på 0,30 ... .37 till 77,07^, och energiintensiteten för dehydreringsprocessen minskar från 1,94 till 0,8 kRt "h / t . 7. För stabil drift av dehydratorn i produktionen us-ll-ith för s ta si g. "zga och potatisjuice med en initial fukthalt? 5T> sl ^-tet rec? m? n,::? 30 ...0,3? ".:~a, frekvens w?t;? cue skruv 6.0 varv / kanm, utgångsfönsterbredd ecca O.015...0.020 m. Produktiviteten i detta fall kommer att vara 5,2... O t/h, luftfuktigheten för den utpressade produkten - 70...1b% och energiintensiteten för dehydreringsprocessen 1,60...1,25 kW *h/t. 8. Den ekonomiska effekten av införandet av den utvecklade dehydreringsgelen som en del av linjen för användning av potatismassa för djurfoder är 6 786 rubel vid produktion av 6 000 ton dehydratiserat foder med en kostnad av $ 75. 1. Kolvätedehydrator - Positivt beslut av Handelshögskolan på ansökan 4297280/31-26 daterad 26 februari 1990 (medförfattarna V.F. Nekrazvich och M.V. Oreshkina). 2. Inekov press - Positivt beslut av VNIIGOZ på ansökan BO5033 / 27-30 daterad 10.23.89, (medförfattare M.V. Oreshkina). 3. Filter för att separera suspensionen, - Ett positivt beslut av ShZhPE enligt ansökan-4657442 / 31-26 av 09.22.89, (medförfattare M.V. Oreiana). 4. A.o. I5I2666 B04G 5/16. Suspension avvattnare, - Publ. I B.I., 1989, nr 37, (medförfattare M.V. Orepkina). handla om. A.c. I4I99I4 VZOV 9/20. Press för utvinning av vätska från ämnen - Publ. i B.I., 1988, JK32, (medförfattare M.V. Oreyakina och P.I.]vetsov). 6. Underbyggande av teknologier för användning av avfall från produktion av potatisstärkelse för djurfoder. lö. nzuch. Tinder. - Gorky, 1990, - P.42,..45, (medförfattare M.V. "Oreshkina). 7. Teknik och uttorkning; shvatol gartotelnok mezga för ko * t boskap // Bidraget från unga y ^ ei; gakh och specialister till intensifieringen av jordbruksproduktionen / Material från All-Union Scientific and Technical Conference. ~ Alma-Ata, 1939, - S. 106. 8. Uttorkning av potatis. "Lzzga lay siege tey.chsh dentrdfugiro-ranlem // Förbättring av jordbruksutrustning som används i djurhållning. lö. vetenskaplig verk, - Gorkij, 1990. - S.29 ... 31. Potatis är inte bara en värdefull livsmedelsgröda och en foderprodukt som används i djurhållningen, utan också en av de vanligaste råvarorna för en rad livsmedelsindustrier, i synnerhet alkohol- och stärkelsebehandling. Kvävefria extraktämnen representeras i potatis av stärkelse, sockerarter och en viss mängd ientosaner. Beroende på lagringsförhållandena för potatis ändras sockerhalten i den markant, och i vissa fall kan den överstiga 5%. Potatisens kvävehaltiga ämnen består huvudsakligen av lösliga proteiner och aminosyror, som står för upp till 80 % av den totala mängden proteinämnen. Under betingelserna för stärkelseproduktionsteknik går lösliga ämnen som regel förlorade med tvättvatten. Slöseri med produktion vid potatisstärkelseanläggningar är massan, som efter partiell uttorkning (fukthalt 86-87 %) används till djurfoder. Stärkelsehalten i massan beror på graden av malning av potatis. Enligt M. E. Burman, vid stora, välutrustade anläggningar är stärkelseextraktionskoefficienten från potatis 80-83 % och vid lågkapacitetsanläggningar 75 %. Dess ökning är förknippad med en betydande ökning av företagets energikapacitet och, följaktligen, kapitalkostnader. För närvarande, i vissa avancerade företag inom stärkelse-sirapindustrin, når den 86% och mer. Massan som används som foder är en lågvärdig och lättfördärvlig produkt. 1 kg massa innehåller 0,13 foderenheter, medan färskpotatis - 0,23. Utfodring av färsk massa till boskap bör begränsas. Vid bearbetning av potatis på specialiserade stärkelseanläggningar erhålls 80-100 % massa av potatis i vikt, och en betydande del av den förblir ofta osåld. Många års erfarenhet inom stärkelseindustrin har visat att problemet med att använda potatislösliga ämnen är ett av de svåraste. Det är fortfarande inte tillåtet både på inhemska stärkelsefabriker och på utländska företag. Även i det förrevolutionära Ryssland, för att använda potatismassa mer effektivt, började de bearbeta det på destillerier som ligger nära stärkelse. En sådan bearbetning visade sig dock enligt G. Fot vara olönsam på grund av den låga alkoholhalten i mäsken. Vid några destillerier i Tjeckoslovakien användes en kombinerad förädling av potatis för stärkelse och alkohol, där man inte bara använde potatismassa utan även en del av det koncentrerade tvättvattnet. En sådan teknik ökade inte bara stärkelseutnyttjandet, utan gjorde det också möjligt att delvis använda potatisens lösliga ämnen. Nedan visas ett diagram över fastämnesbalansen hos potatis i den kombinerade produktionen av stärkelse och alkohol i en pilotanläggning i Norge. I Sovjetunionen föreslog M. E. Burman och E. I. Yurchenko en kombination av stärkelse och alkoholproduktion på en fundamentalt ny grund. Det rekommenderas att extrahera endast 50-60% stärkelse från potatis, vilket gör det möjligt att överföra massan som är rikare på stärkelse för bearbetning till alkohol, och även för att förenkla processen för stärkelseisolering, vilket eliminerar operationerna med upprepad tvättning av massan och sekundärslipning. Med denna metod för att bearbeta potatis säkerställer följande faktorer produktionens effektivitet: nästan fullständig användning av stärkelsen som finns i potatisen för produktion av basprodukter (stärkelse och alkohol); skaffa bard istället för lågvärdig massa -. mycket värdefullt näringsrikt foder för boskap; Användning av de flesta av de lösliga ämnena i potatis i destilleriet eller för mikrobiologisk produktion organiserad vid destillerier; minskning av transportkostnader och allmänna fabrikskostnader; besparingar i kapitalinvesteringar vid uppförandet av en stärkelseanläggning enligt ett förenklat schema vid en befintlig anläggning. Metoden att kombinera framställning av stärkelse och alkohol baserad på en alkoholväxt har fått bred tillämpning inom industrin. År 1963 togs mer än 60 potatisstärkelseverkstäder i drift vid destillerier. Teknologiska scheman för produktion av stärkelse är baserade på ovanstående princip, men när det gäller hårdvarudesign skiljer de sig något från varandra. Nedan är ett diagram föreslagit av M. E. Burman och E. I. Yurchenko för Berezinsky-anläggningen. Det föreskriver användning i alkoholproduktion inte bara av massa utan också av lösliga ämnen i potatis. De senare isoleras i form av cellsav på en skaksikt med en lätt utspädning av potatisgröt med vatten. För att separera stärkelsen skickas cellsaften till en sedimentär centrifug, varefter den skickas till en samling produkter som överförs till destilleriet. Massan tvättas på en tvåstegs extraktor eller en skaksikt och skickas till massapressen och går sedan in i samlingen. Även lerstärkelse från fällor tillförs destilleriet för bearbetning. Stärkelsemjölk rengörs från lösliga ämnen i en sedimentär centrifug och från fin massa - på raffineringssiktar. Dess slutstädning sker på rännorna. Separationen av potatislösliga ämnen tillhandahålls innan stärkelsen tvättas ur gröten för att få potatiscellsaften i lätt utspädd form och för att inte minska koncentrationen av torra ämnen i blandningen av produkter som kommer in i destilleriet. Men som fabriksexperiment har visat är en skaksikt en olämplig apparat för att isolera koncentrerad cellsav. Enligt författarens forskning, på en sikt med en yta på 2,5 m2 med ett kypertnät nr 43 med en potatisproduktivitet på 1,0 tusen per 1 m2 av en sikt och en vibrationsfrekvens på 1000-1200 per minut, cell juice från en outspädd gröt släpps i en liten mängd. I tabell. 1 visar data som kännetecknar frigörandet av cellsav vid spädning av potatisgröt med vatten. Potatisbearbetning genererar en stor mängd avfall. Vid produktion av potatisstärkelse är de huvudsakliga restprodukterna potatismassa och celljuice. Den höga fukthalten i potatismassa (över 90%) gör den mindre transportabel, vilket gör den svår att sälja. Under gynnsamma år används potatismassa inte fullt ut för färskt djurfoder och lagras i gropar, vilket leder till stora förluster av näringsämnen (upp till 30 –
35 % torrsubstans). På gårdarna som ligger intill stärkelse-sirapfabrikerna utfodras färsk och ensilagemassa till nötkreatur, grisar och fjäderfä. Potatismassa säljs för djurfoder i sin råa form (strömlinjeformad, med en fukthalt på 86 –
87 %. För att underlätta transport och bortskaffande är det lämpligt att torka av det. För att minska förlusterna och öka transporterbarheten torkas massan. I det här fallet är alla ämnen helt bevarade. 100 kg torkad massa innehåller 95 foderenheter. Det används som foderingrediens. Potatiscelljuice innehåller upp till 6 % torrsubstans. Den används dock knappt. Celljuice utgör cirka 50 % av massan av bearbetad potatis. För närvarande införs ett system i produktionen för bortskaffande av avfall från potatisstärkelseproduktion med produktion av kolhydrat-proteinhydrolysat och proteinfoder. Det låter dig använda torrsubstans av potatis med 97%, minska konsumtionen av färskvatten för tekniska behov. Anrikning av fruktkött med celljuice ökar fodrets näringsvärde. Proteinfoder (koagulerat cellsavprotein) smälts av djur med 80 %. Full försäljning av fruktkött och potatisjuice i sin råa form är endast möjlig på små anläggningar som bearbetar upp till 200 ton potatis per dag. Vid större anläggningar är det lämpligt att bygga återvinningsbutiker med produktion av kraftfoder och torrfoder. Vid bearbetning av potatis inom alkoholindustrin ska huvuddelen av depån innehållande 3.2 –
4,1 % torrsubstans, utfodras till djur. Barda är ett värdefullt, men vattnigt och dåligt transportabelt livsmedel. Dess transport i gårdar på väg är ineffektiv, eftersom kostnaden för detta foder ökar avsevärt. Därför bör gödningsgårdar placeras i närheten av destillerier. Det mest rationella sättet att göra sig av med potatisdestillation är att förädla den till foderjäst och använda den i djurhållningen i torr form som en del av foderblandningen, samt i form av en flytande foderprodukt. Många destillerier upplever svårigheter med försäljningen av destillation under våren och sommaren, då behovet av det minskar kraftigt på grund av förekomsten av grönfoder. Mycket uppmärksamhet ägnas åt utvecklingen av flytande foderjäst, eftersom deras tillägg till foderransoner berikar dem med lättsmält protein. Artikeln ägnas åt en omfattande studie av den kemiska sammansättningen och säkerhetsindikatorerna för avfall från potatisproduktion. De viktigaste indikatorerna som kontrollerar produkternas kvalitet och säkerhet inkluderar: innehållet av fasta ämnen, aska, råprotein, stärkelse, sockerarter, fuktighet, samt giftiga element och mikrobiologiska indikatorer. Bestämning av fysikaliska och kemiska parametrar utfördes i enlighet med GOST 7698-78. "Sampling och analysmetoder". Vid bearbetning av potatis förloras cirka 20 % av råvarornas torrsubstans i form av potatisjuice och 20 % i form av fruktkött. Fullständig användning av sekundära produkter hjälper till att använda potatis mer rationellt och ekonomiskt som en industriell råvara, och bidrar också till att lösa problemet med att tillhandahålla foder och minskar avsevärt föroreningen av vattendrag med avloppsvatten från potatisbearbetningsindustrin. Baserat på de genomförda studierna visades att mängden torrsubstans i potatismassa och celljuice innehåller 14,6 respektive 1,5 %. Dessutom kompletteras den kemiska sammansättningen av vitaminer som C, PP, B9, karoten, pantotensyra, mineraler, monosackarider och andra. Samtidigt är gränserna för förändring av potatisfuktighet i laboratorie- och produktionsförhållanden 86,65±4,6% respektive 97,4±0,85%. Innehållet av giftiga ämnen, liksom mikrobiologiska indikatorer i massan och cellsaven, överstiger inte de nuvarande tillåtna nivåerna. Säkerhetsindikatorer, inklusive fukthalten i potatismassa och celljuice, bevisar att denna typ av produkt är lättfördärvlig och inte föremål för långtidslagring. Resultaten visade att sammansättningen av avfall från potatisproduktion är mer beroende av kvaliteten på råvaran, vilket gör det möjligt att använda dem som foder för lantbruksdjur. avfall från potatisproduktion kemisk sammansättning säkerhetsprestanda bearbetning fodertillsats 1. Anisimov B. V. Potatisodling i Ryssland: produktion, marknad, problem med utsädeproduktion // Potatis och grönsaker. - 2000. - Nr 1. - S. 2-3. 2. Anisimov BV Potatis 2000-2005: resultat, prognoser, prioriteringar // Potatis och grönsaker. - 2001. - Nr 1. - S. 2-3. 3. Gapparov A. M. Problemet med livsmedelsförsörjning för befolkningen i Ryssland // Livsmedelsindustrin. - 2001. - Nr 7. - S. 13-14. 4. Goncharov V. D. Råresurser från bearbetningsindustrin i det agroindustriella komplexet / V. D. Goncharov, T. N. Leonova // Lagring och bearbetning av jordbruksråvaror. - 2003. - Nr 4. - S. 14-16. 5. Kokina T. P. Kvalitetskontroll och certifiering av utsädespotatis / T. P. Kokina, B. V. Anisimov // Potatis och grönsaker. - 2001. - Nr 2. - S. 6-7. 6. Kolchin N. N. Potatiskomplex i Ryssland: stat och utvecklingsutsikter // Potatis och grönsaker. - 2000. - Nr 4. - S. 2-3. 7. Poznyakovsky V. M. Hygieniska grunder för näring, kvalitet och livsmedelssäkerhet: lärobok. - 5:e upplagan, korrigerad. och ytterligare - Novosibirsk: Sib. univ. förlag, 2000. - 480 sid. 8. Prosekov A. Yu. Marknadskapacitet i Kemerovo-regionen för halvfabrikat av potatis / A. Yu. Prosekov, Ya.M. Karmanova // Livsmedelsindustri. - 2005. - Nr 6. - S. 76. 9. Pshechenkov K. A. Lämplighet av sorter för bearbetning beroende på förhållanden för odling och lagring / K. A. Pshechenkov, O. N. Davydenkova // Potatis och grönsaker. - 2004. - Nr 1. - S. 22-25. 10. Stepanova V.S. Bekräftelse av behoven hos befolkningen i regionen i livsmedelsprodukter // Livsmedelsindustrin. - 2004. - Nr 7. - S. 42-43. Introduktion Ett av de prioriterade områdena i det statliga programmet för utveckling av jordbruket och regleringen av jordbruksprodukter, råvaror och livsmedelsmarknader för 2013-2020 är utvecklingen av bioteknik och rationell stimulering av tillväxten i produktionen av basjordbruksprodukter och matproduktion. Avfall från livsmedelsindustrin, i de flesta fall, i måttliga mängder kan direkt användas i jordbruket för djurfoder. De har hög energi och biologisk aktivitet, är ofarliga, hypoallergena, lätt mottagliga för enzymatisk och mikrobiologisk bioomvandling, olika typer av bearbetning. Den begränsande faktorn är dock vanligtvis en hög halt av vatten i avfallet, vilket ökar transportkostnaderna, begränsar mängden av detta avfall i kosten och inte bidrar till långtidslagring av produkten. På de flesta potatisbearbetningsanläggningar, på grund av bristen på återvinningsbutiker för avfallshantering, används endast en liten del av dem rationellt för foderändamål. Samtidigt växer mängden avfall hela tiden. Det är känt att under bearbetningen av potatis bildas biprodukter som har en ökad mängd fukt. Bara i Ryssland genereras följande avfall från potatisproduktion per år: massa - 60-70 tusen ton, avfall vid produktion av torr potatismos - upp till 10 tusen ton, avloppsvatten - 100-120 tusen ton. Endast på Kemerovo-regionens territorium bearbetas upp till 600 tusen ton potatis av olika sorter dagligen för att få olika typer av produkter, och i processen för bearbetning återstår upp till 30-50% av potatisavfallet, från vilket stärkelse kan erhållas. Trots att den kemiska sammansättningen och egenskaperna hos potatis och dess restprodukter täcks tillräckligt ingående i referenslitteraturen, varierar de avsevärt i relativa antal beroende på olika faktorer. Syftet med detta arbete är utifrån det föregående att studera den kemiska sammansättningen och säkerhetsindikatorerna för avfall från potatisproduktion. Forskningsobjekt var: avfall från potatisproduktion (potatismassa, cellsav, stärkelse). Vid utförandet av arbetet, standard, allmänt accepterad och original forskningsmetoder, inklusive fysikaliska och kemiska: spektrofotometri, polarimetri, mikroskopi, refraktometri. Bestämning av fysikaliska och kemiska parametrar utfördes i enlighet med GOST 7698-78. "Sampling och analysmetoder". De erhållna resultaten jämfördes med standarderna och kraven för kvaliteten på potatisstärkelse i enlighet med GOST R 53876-2010 "Potatisstärkelse. Specifikationer". Forskningsresultat När du använder potatismassa och celljuice för livsmedels- eller foderändamål är det nödvändigt att känna till deras kemiska sammansättning och andra indikatorer som utvärderar deras tekniska egenskaper. Därför, för att klargöra den kemiska sammansättningen av potatismassa och celljuice, genomfördes studier i riktning mot att bedöma deras kvalitet och säkerhet. Tabell 1 visar gränserna för förändring i parametrarna för de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos potatismassa och celljuice. bord 1 Den kemiska sammansättningen av potatismassa och juice Indikatorer Menande cellsav Torrsubstans, % Råprotein, % Stärkelse, % Reducerande sockerarter, % Cellulosa, % Tabell 2 visar data om förändringar i fukthalten i potatismassa och celljuice, erhållna under laboratorie- och produktionsförhållanden. Under forskningsperioden var gränserna för fuktförändring (medelvärde) för potatis i laboratorie- och produktionsförhållanden lika med 86,65±4,6% respektive 97,4±0,85%. Den höga luftfuktigheten hos de erhållna biprodukterna tillåter inte att de lagras under lång tid. Tabell 2 Förändring av fukthalten i potatismassa och celljuice Luftfuktighet, % cellsav Laboratorieförhållanden Produktionsförhållanden Laboratorieförhållanden Produktionsförhållanden Juicens pH-värde är 5,6-6,2. Den höga surheten i cellsaften beror på närvaron av en betydande mängd organiska syror i knölarna. Bland dem är citronsyra, äppelsyra, oxalsyra, pyrodruvsyra, vinsyra, bärnstenssyra och några andra syror. Speciellt mycket i knölarna av citronsyra (upp till 0,4-0,6%). Om vi antar att de tekniska egenskaperna hos biologiska föremål bestäms av innehållet av proteinämnen och aminosyror som finns i dem, kan potatisjuice bli en av de lovande källorna till naturligt vegetabiliskt protein. I studien av cellsav i denna riktning hittades minst 12 fria aminosyror, bland vilka det finns vitala aminosyror: valin, leucin, metionin, lysin, arginin. Färskpotatisjuice och fruktkött innehåller även vitaminer som C, PP, B9, karoten, pantotensyra. Men vid kontakt med järndelar av utrustningen minskar innehållet av vissa vitaminer, särskilt vitamin C, i potatisjuice avsevärt jämfört med innehållet i knölar. Juicens askelement är brett representerade. Cirka 60 % av askan är kaliumoxid. Saftens aska innehåller nästan alla spårämnen. Det noterades att det inte fanns några signifikanta skillnader i mängden mineralämnen i de studerade proverna. Studien av cellsavkolhydrater visade att de huvudsakligen representeras av monosackarider: glukos, mannos, fruktos. Innehållet av reducerande sockerarter beror på knölarnas variation, mognad, växt- och lagringsförhållanden. Med en ökning av innehållet av reducerande sockerarter i knölar till 0,5% får potatisprodukten en brun färg och en bitter smak, vilket är oacceptabla för slutprodukten. Under forskningens gång studerades innehållet av giftiga grundämnen, nitrater, bekämpningsmedel och radionuklider i de studerade proverna. Forskningsresultaten presenteras i tabellerna 3-4. Tabell 3 Säkerhetsindikatorer för potatismassa och celljuice namn Tillåten innehållsnivå mg/kg, inte mer cellsav ochratoxin A sterigmatocystin T-2-toxin Dioxinliknande polyklorerade bifenyler ng WHO-TEF/kg, inte mer än: Radioaktivt cesium, Bq/kg Radioaktivt strontium, Bq/kg Tabell 4 Mikrobiologiska indikatorer för potatismassa och celljuice namn Tillåten innehållsnivå cellsav HP, CFU/g, inte mer QMAFAnM, CFU/g, inte mer BGKP (koliformer), i 0,01 g inte tillåtet inte upptäckt inte upptäckt Närvaron av patogena mikroorganismer: salmonella i 50,0 g inte tillåtet inte upptäckt inte upptäckt patogen Escherichia i 50,0 g inte tillåtet inte upptäckt inte upptäckt Jäst, CFU/g, inte mer mindre än 1,0 10 1 Formar, CFU/g, inte mer mindre än 1,0 10 1 mindre än 1,0 10 1 Det noterades att halten av radionuklider i massan och cellsaven inte överstiger nuvarande tillåtna nivåer. Förekomsten av giftiga ämnen och patogena mikroorganismer i de studerade proverna av råvaror och biprodukter från dess bearbetning hittades inte. Kvicksilver, arsenik, mykotoxiner och bekämpningsmedel hittades inte i potatismassa och cellsav. Halten av nitrater i potatismassa och celljuice är i genomsnitt 89,75 mg/kg. Det har fastställts att kontrollerade potentiellt farliga kemikalier finns i produkten i koncentrationer som inte överstiger de fastställda standarderna och uppfyller kraven i SanPin 2.3.2.1078-01 "Hygieniska krav för livsmedelsprodukters säkerhet och näringsvärde" och den tekniska föreskriften av tullunionen "Om säkerheten för foder och fodertillsatser". Analysen av litteraturen och våra egna experimentella data visade således att den kemiska sammansättningen och indikatorerna som kännetecknar de fysikalisk-kemiska och tekniska egenskaperna hos potatismassa och celljuice i högre grad beror på råvarans kvalitet. Detta förutbestämmer ytterligare forskning om användningen i livsmedelsindustrin. Den kemiska sammansättningen av biprodukter från potatisbearbetning indikerar möjligheten att de kan användas som livsmedelskomponenter. Samtidigt indikerar huvudindikatorerna för biprodukters tekniska egenskaper behovet av speciella metoder för bearbetning eller beredning. Med introduktionen av innovativ bearbetningsteknik, med en förändring i efterfrågan på tillverkade produkter, kan matproduktionsavfall förändra sin sociala nytta och bli en råvara för att få nytt foder av hög kvalitet. Recensenter: Kurbanova M.G., doktor i tekniska vetenskaper, docent, chef för avdelningen "Teknik för lagring och bearbetning av jordbruksprodukter" FSBEI HPE "Kemerovo State Agricultural Institute", Kemerovo. Popov A.M., doktor i tekniska vetenskaper, professor, chef för avdelningen för tillämpad mekanik, Kemerovo Technological Institute of the Food Industry, Kemerovo. Metoden avser foderproduktion. Metoden består i att tillsätta granulerad svavel- eller natriumhypokloritlösning till den krossade massan med en förbrukning av 1,8-2,3 g respektive 420-25 ml per 1 kg ensilerad massa. Metoden gör det möjligt att minska förlusten av näringsämnen. 1 flik. Uppfinningen hänför sig till djurhållning, specifikt till metoder för foderkonservering, och kan användas vid ensilering av dessa. Foderkonservering används ofta i foderproduktion för att förbättra fodersäkerheten. Olika kemikalier används som konserveringsmedel - syror, salter, organiska ämnen. Som ett resultat av omvandlingar i foder bidrar kemiska konserveringsmedel till att sänka mediets pH, hämma oönskad mikroflora och erhålla foder av hög kvalitet. Vid stärkelse-sirapproduktion bildas potatismassa som en biprodukt - en vattnig, lågtransportabel produkt som omedelbart används till djurfoder, p.g.a. den försämras snabbt eller den utsätts för ensilering. På grund av förekomsten av kolhydrater i massan sker jäsning, och ensilage erhålls lämpligt för utfodring av lantbruksdjur. Däremot förekommer relativt höga näringsförluster. Det tekniska resultatet är användningen av tillgängliga konserveringsmedel för att minska näringsförlusterna. Detta uppnås genom att i den föreslagna metoden för konservering av potatismassa används lokalt producerade kemiska konserveringsmedel - granulärt svavel - en restprodukt från rening av petroleumprodukter (TU 2112-061-1051465-02) vid en förbrukning av 1,8-2,3 g/kg eller natriumhypoklorit - beredning "Belizna" efter utspädning med vatten i ett förhållande av 1:9 vid en flödeshastighet av 20-25 ml/kg vikt. Sammansättning av potatismassa, viktprocent: Granulärt svavel är gula halvsfäriska granuler med en diameter på 2-5 mm med ett innehåll av huvudämnet - svavel på minst 99,5 viktprocent. organiska syror 0,01 % med en skrymdensitet av 1,04-1,33 g/cm3. Läkemedlet "Belizna" är en kommersiell produkt - en lösning av natriumhypoklorit med en koncentration på upp till 90 g / l. Under betingelserna för ensilering, under inverkan av enzymer och potatismassajuice, sker kemiska omvandlingar av svavel med bildning av vätesulfid, sulfiter och sulfater. Dessa föreningar, såväl som natriumhypoklorit, har bakteriedödande egenskaper och hämmar utvecklingen av oönskad mikroflora. Samtidigt hämmas aktiviteten av mjölksyrabakterier praktiskt taget inte, ensilagemassan surgörs, vilket resulterar i att ensilage av god kvalitet erhålls. I tillgänglig litteratur hittades inga data om användning av kemiska konserveringsmedel vid ensilering av massa. Exempel. Under laboratorieförhållanden laddas krossad potatismassa med en fukthalt på 80,0% i förseglade behållare i lager, granulerat svavel tillsätts - ett avfall från produktionen av petroleumprodukter i en hastighet av 2 g / kg, i den andra varianten - utspädd beredning "Belizna" (1: 9) med en hastighet av 20 ml /kg, i den tredje versionen - utan konserveringsmedel, komprimerad, hermetiskt förseglad och lämnad för förvaring i rumstemperatur. Efter 35 dagar öppnas behållarna, kvaliteten på silorna bedöms. Få kvalitetsensilage med doften av inlagda grönsaker med ett pH på 3,9-4,1. Zooteknisk analys visade följande resultat Således förbättrar användningen av kemiska konserveringsmedel - granulär svavel eller natriumhypokloritlösning - kvaliteten på potatismassaensilage, minskar förlusten av näringsämnen jämfört med den kända metoden. INFORMATIONSKÄLLOR 1. Taranov M.T. Kemisk konservering av foder. M.: Kolos, 1964, s.79. 2. Muldashev G.I. Inverkan av svavel- och svavel-ureakomplex på kvaliteten på vinterrågsilos och produktiviteten hos tjurar under gödning. Abstrakt diss. för tävlingen vetenskaplig examen cand. jordbruksvetenskap. Orenburg, 1998. 3. Gumenyuk G.D. och annat Användning av industri- och jordbruksavfall i djurhållning. Kiev, Harvest, 1983, s.15. En metod för att konservera potatismassa, kännetecknad av att massan krossas och kemiska konserveringsmedel tillsätts till den: granulärt svavel - ett avfall från produktion av raffinering av petroleumprodukter eller en lösning av natriumhypoklorit - preparatet "Belizna" efter utspädning med vatten i förhållandet 1:9 med en förbrukning av 1,8-2, respektive 3 g och 20-25 ml per 1 kg ensilerad massa. Liknande patent:Användning av potatislösliga ämnen
1
Bibliografisk länk
Dyshlyuk L.S., Asyakina L.K., Karchin K.V., Zimina M.I. ATT STUDERA DEN KEMISKA SAMMANSÄTTNINGEN OCH SÄKERHETSINDIKATORER FÖR POTATSPRODUKTIONSAVFALL // Moderna problem inom vetenskap och utbildning. - 2014. - Nr 3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13587 (åtkomstdatum: 01.02.2020). Vi uppmärksammar er tidskrifter som publicerats av förlaget "Academy of Natural History"