авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Разработка ресурсосберегающей технологии совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сырца

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ВОРВУЛЬ Артем Георгиевич

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ

СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

И ТРОСТНИКОВОГО СЫРЦА

05.18.05 – Технология сахара и сахаристых продуктов,

чая, табака и субтропических культур

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Краснодар - 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук

Решетова Раиса Степановна

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Донченко Людмила Владимировна

кандидат технических наук

Гаврилов Алексей Михайлович

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Краснодарский НИИ хранения и

переработки сельскохозяйственной

продукции Россельхозакадемии»

Защита состоится 27 декабря 2011 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-251.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан 27 ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность проблемы. Согласно поручению Президента Российской Федерации Д.А. Медведева Минсельхозу РФ при разработке Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 - 2017 гг. необходимо предусмотреть мероприятия по технической и технологической модернизации в пищевой, в том числе и сахарной промышленности, внедрению в производство современных инновационных технологий в целях снижения стоимости готовой продукции на потребительском рынке.

На основании вышеизложенного и учитывая то, что в настоящее время значительная часть сахара (более 40 %) производится из зарубежного сырья – тростникового сахара-сырца, в комплексе мер по повышению эффективности сахарного производства целесообразно рассмотреть технологию совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца, позволяющей сократить удельный расход рабочей силы и топлива, снизить себестоимость готовой продукции, значительно увеличить годовую выработку сахара. Однако, до настоящего времени совместная переработка сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца не нашла широкого применения на отечественных свеклосахарных заводах, из-за отсутствия универсальных и рациональных способов её осуществления с технологической и экономической точек зрения. В связи с этим, разработка принципиально новой ресурсосберегающей технологии совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца, обеспечивающей более эффективное использование производственных материалов, оборудования и энергоресурсов, позволяющих снизить себестоимость товарного сахара, является актуальной.

1.2 Цель и задачи исследований. Целью работы явилась разработка ресурсо- и энергосберегающей технологии совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение, систематизация и анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

- разработка эффективного способа повышения степени удаления несахаров из диффузионного сока;

- определение оптимального соотношения компонентов смеси из сиропа,

получаемого из сахарной свеклы и клеровки тростникового сахара-сырца, для совместной известково-углекислотной очистки (ИУО);

- исследование эффективности совместной ИУО сиропа, получаемого из сахарной свеклы и клеровки тростникового сахара-сырца;

- определение оптимальных параметров ИУО концентрированных сахаросодержащих полупродуктов;

- исследование влияния электромагнитного поля крайне низких частот (ЭМП КНЧ) на технологические показатели сахарной свеклы при хранении;

- определение воздействие ЭМП КНЧ на эффективность извлечения сахарозы из свекловичной стружки, качественный состав получаемых сахаросодержащих полупродуктов и выход сахара;

- исследование влияния предварительной обработки сахаросодержащего сиропа ЭМП КНЧ на развитие микрофлоры при его хранении;

- разработка способов повышения эффективности работы продуктового отделения сахарного завода;

- разработка ресурсосберегающей технологии переработки сахарной свеклы, включающей технологическую схему совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца.

- оценка экономической эффективности от внедрения в производство предлагаемой ресурсосберегающей технологии совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца.

1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность совместной ИУО смеси сиропа из сахарной свеклы и клеровки тростникового сахара-сырца, позволяющей снизить технологические затраты материалов и энергоресурсов на производство сахара.

Экспериментально определены и оптимизированы параметры технологических режимов совместной ИУО смеси сиропа из сахарной свеклы, первого оттека утфеля I и клеровки желтого сахара конечного утфеля.

Определены оптимальные параметры ЭМП КНЧ для обработки свекловичной стружки перед диффузией, при которых наблюдается максимальное извлечение сахарозы.

Выявлено положительное воздействие ЭМП КНЧ на стабильность физико-химических свойств концентрированных сахаросодержащих растворов при их хранении за счет подавляющего воздействия ЭМП КНЧ на развитие микрофлоры в данных растворах.

Научно обоснована и разработана ресурсосберегающая технология совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца, обеспечивающая снижение расхода вспомогательных материалов и повышение выхода готовой продукции.

Научная новизна предлагаемых технических и технологических решений подтверждена патентами РФ на изобретение № 2398885 «Способ извлечения сахарозы из свекловичной стружки» и на полезную модель № 109462 «Технологическая схема совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца».

1.4 Практическая значимость и реализация результатов исследования. Разработан способ совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца, основанный на подаче клеровки сахара-сырца на совместную ИУО с сиропом после III корпуса пятикорпусной выпарной установки (ПВУ). Способ апробирован в производственных условиях.

Установлено положительное воздействие ЭМП КНЧ на сохранность корнеплодов сахарной свеклы и эффективность извлечения сахарозы из свекловичной стружки, позволяющее увеличить выход сахара на 0,4-0,5 % к массе свеклы. Эффективность данного способа подтверждена производственными испытаниями на ОАО «Кристалл-2» (Краснодарский край).

Разработана и предложена к внедрению ресурсосберегающая технология совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца с возможным выводом сахарного сиропа после выпарной установки на хранение.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство разработанной ресурсосберегающей технологии совместной переработки сахарной свеклы и тростникового сахара-сырца составит 1490 руб. дополнительной прибыли на 1 т товарного сахара.

1.5 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены, обсуждены и одобрены на: III научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования» (г. Магнитогорск, 2008 г.), на VII Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Республика Беларусь, г. Могилев, 2009 г.), на Международной научно-практической конференции «Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья» (г. Геленджик, 2011 г.), на Международной научно-практической конференции «О проблемах обеспечения сохранности, качества и безопасности материальных ценностей, поставляемых на длительное хранение в государственный резерв с учетом современных инновационных технологий» (г. Москва, 2011 г.), на ежегодных научных семинарах кафедры «Технологии сахаристых продуктов, чая, кофе, табака» КубГТУ (2007-2011 гг.).

1.6 Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 2 патента РФ: на изобретение и полезную модель.

1.7 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 137 страницах, содержит 24 рисунка и 19 таблиц. Список литературы включает 180 источников, в том числе 18 – зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований использовали корнеплоды сахарной свеклы, свекловичную стружку, диффузионный сок, сахарный сироп, полученный из свеклы и соответствующий по концентрации СВ сиропу после III корпуса ПВУ, сироп после ПВУ, первый оттек утфеля I, клеровку тростникового сахара-сырца, клеровку желтого сахара утфеля III, смесь сиропа, клеровки тростникового сахара-сырца и желтого сахара утфеля III, белый сахар-песок (товарный сахар).

2.2 Методы исследований. При проведении экспериментальных исследований использовали общепринятые в пищевой промышленности методы исследований, в том числе предусмотренные Инструкцией по химико-технологическому контролю сахарного производства (Киев: ВНИИСП, 1983 г.).

Содержание сахарозы определяли поляриметрическим методом на сахариметре марки СУ-5; содержание сухих веществ определяли рефрактометрическим методом на рефрактометре марки УРЛ-2; значения рН-среды определяли потенциометрическим иономером рН-150М; содержание солей кальция – комплексометрическим методом; содержание высокомо-лекулярных соединений – методом А.В. Думанского и С.Е. Харина; содержание редуцирующих веществ – методом Мюллера; цветность - фотометрическим методом на спектрофотометре КФК-3; щелочность растворов – методом кислотно-основного титрования с использованием бюретки Капуса.

Статистическую обработку полученных результатов исследований проводи-ли с использованием современных методов расчета статистической достоверности результатов измерений с помощью программ Microsoft Office Excel 2007 и Statis-tica 6.0 for Windows. Структурная схема исследований приведена на рисунке 1.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Повышение степени удаления несахаров из диффузионного сока. Известно, что при очистке более концентрированных сахаросодержащих растворов эффективность использования адсорбционных свойств карбоната кальция по общим несахарам возрастает в 4-5 раз, что равносильно увеличению расхода извести на очистку сока на 1-1,2 %. Это служит обоснованием возможности достижения бльших суммарных эффектов очистки при меньших затратах извести.

В связи с чем, проведены лабораторные исследования по определению целесообразности переноса II сатурации с дополнительной дефекацией перед ней на очистку сиропа после III корпуса ПВУ по схеме, представленной на рисунке 2.

Рисунок 1 – Структурная схема исследований

Известково-углекислотную очистку диффузионного сока в эксперимен-тальных исследованиях проводили по трем вариантам.

В первом варианте (контрольный) предварительную и основную дефекацию проводили в горячем режиме. Расход извести на преддефекацию составлял 0,3 % СаО к массе свеклы, на основную дефекацию - 2,0 % СаО к массе свеклы. Очищенный сок сгущали до концентрации СВ 64-65 %.

Во-втором, преддефекацию и основную дефекацию осуществляли аналогично первому варианту, но с меньшим расходом извести на основную дефекацию – 1,5 % СаО к массе свеклы. Далее проводили карбонизацию (снижение щелочности дефекованного сока на 20 %), смешивали одну часть

Рисунок 2 – Схема проведения ИУО диффузионного сока

карбонизированного сока с пятью частями глубоко пересатурированного сока (рН 6,8-7,2), смесь сатурировали до рН 9,8–10,5, фильтровали, подогревали до 90 °С, проводили дополнительную дефекацию с расходом извести 0,3 % СаО к массе свеклы и II сатурацию. После II сатурации сок фильтровали. Фильтрат окончательно сгущали до концентрации СВ 64-65 %.

В-третьем, использовали очистку диффузионного сока аналогично второму варианту, включая I сатурацию, далее сок фильтровали, подогревали и проводили сгущение до концентрации СВ 50-52 %, соответствующей концентрации сиропа после III корпуса ПВУ. Полученный сироп обрабатывали известковым молоком (щелочность 0,8 % СаО к массе сиропа). Длительность процесса дефекации составляла 5-7 мин. Одну часть дефекованного сиропа сатурировали до снижения щелочности на 35-40 %, а пять частей сатурировали до рН 6,8-7,2, затем их смешивали и смесь сатурировали до pH 8,6-8,8, соответствующего минимальному содержанию солей кальция. После сатурации сироп фильтровали. Фильтрат окончательно сгущали до концентрации СВ 64-65 %.

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Изменение показателей качества сиропа после выпарной установки

в зависимости от варианта ИУО

Показатели I вариант II вариант III вариант
Ч диффузионного сока, % 86,78 86,78 86,78
Сх сиропа, % 58,65 58,60 58,50
СВ сиропа, % 65,00 64,40 63,60
Ч сиропа, % 90,23 91,00 91,98
рН 8,6 9,0 8,8
Цв сиропа, усл. ед. 35,4 29,6 24,8
РВ, % к массе СВ 0,448 0,321 0,072
Са соли, % СаО к массе СВ 0,388 0,340 0,201
Эффект очистки, % 28,92 35,08 42,76

Полученные результаты свидетельствуют о том, что перевод дополнитель-ной дефекации и II сатурации из схемы очистки сока на очистку сиропа после III корпуса ПВУ позволяет:

- снизить содержание редуцирующих веществ в сиропе после очистки более чем в 6 раз (с 0,448 до 0,072 % к массе СВ);

- уменьшить содержание солей Са в сиропе в 1,9-2,0 раза (с 0,388 до 0,201 % СаО к массе СВ);

- повысить чистоту сиропа на 1,6-1,8 % и, как следствие, увеличить эффект очистки более чем на 13 %.

3.2 Определение оптимального соотношения «сироп после III корпуса ПВУ: клеровка тростникового сахара-сырца». Целью исследований на данном этапе являлось определение целесообразности совместной ИУО сиропа из свеклы с клеровкой тростникового сахара-сырца. Для этого в первую очередь определяли изменение качества смеси (сироп после III корпуса ПВУ: клеровка тростникового сахара-сырца) в разном соотношении её компонентов. В сироп, полученный из свеклы и соответствующий по концентрации СВ сиропу после III корпуса ПВУ, добавляли клеровку тростникового сахара-сырца в количествах, соответствующих 5 %, 10 %, 15 % и 20 % сахара-сырца к массе свеклы. В каждой пробе определяли содержание сахарозы, сухих веществ, чистоту, кальциевых солей и цветность (таблица 2).

Таблица 2 – Зависимость показателей качества сиропа из свеклы от количества

вводимого тростникового сахара-сырца в виде клеровки

Наименование продукта Сх, % СВ, % Ч, % Са-соли, % к СВ Цв, усл.ед.
Клеровка сахара-сырца 62,25 64,7 96,21 0,029 37,1
Сироп III корпуса выпарки:
+0 % сахара-сырца к массе свеклы 47,45 53,1 89,36 0,320 22,3
+5 % сахара-сырца к массе свеклы 48,55 53,9 90,07 0,224 24,8
+10 % сахара-сырца к массе свеклы 49,70 54,4 91,36 0,233 25,4
+15 % сахара-сырца к массе свеклы 50,95 55,2 92,30 0,241 25,9
+20 % сахара-сырца к массе свеклы 52,05 56,0 92,95 0,250 26,5


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.