Крахмал шикізатынан этил спиртін алу өндірісін жобалау
Мазмұны
Аннотация
Нормативтік сілтемелер
Анықтамалар
Белгілер мен қысқартылған сөздер
Кіріспе
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
1.2 Спирттік ашу процесі
1.3 Шикізатқа сипаттама
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
1.7 Қайнатылған массаны қанттандыру үшін микроорганизмдердің культурасын дайындау
1.8 Қайнатылған массаны қанттандыру
1.9 Крахмалдың ферментативті гидролизі2 Өндірісті жобалаудың техника . экономикалық негіздері
2 Өндірісті жобалаудың техника . экономикалық негіздері
2.1 Ғылыми зерттеу бөлім
3 Технологиялық бөлім
3.1 Қайнатудың технологиялық сызба.нұсқасы
3.2 Екі деңгейлі вакуум.суытқыш аралық қанттандырғыш аппараттар
3.3 Спирт өндірісіндегі картоп шикізатының технологиялық сызба нұсқасы
3.4 Шикізатты қайнатудың технологиялық сызба.нұсқасы3.5 Екі сатылы қанттандырғыштың сызба . нұсқасы3.6 Ашудың периодты әдісі
3.7 Спиртті айдау және ретификациялау
3.8 Дайын өнімге сипаттама
3.9.1 Технологиялық есептеу бөлімі тиімді уақыт фондын есептеу
3.9.2 Материалдық баланс
3.9.3 Конструктивтік есебі
4 Тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Еңбек қорғау техникалық қауіпсіздік және өртке қарсы шаралар
4.2 Ашыту цехындағы техника қауіпсіздігін негізгі ережелері
4.3 Өндірістік тазалық сақтау бойынша шешімдері
4.4 Есептеу бөлімі
4.5 Қазіргі заманғы жойқын қаруларды қолданғандағы адамзатқа және
5 Қоршаған ортаны қорғау
5.1 Өндірістің технологиялық түсіндірмесі
5.2 Есептеу бөлімі
5.3 Табиғатты қорғау шаралары
6 Экономикалық бөлім
6.1 Цехтың өндірістік қуатын анықтау
6.2 Капиталды шығындарды есептеу
6.3 Еңбек ақы және жалақы
6.4 Дайын өнімнің өзіндік құнын есептеу
6.5 Өндірістің негізгі технико.экономикалық көрсеткіштері
7 Бизнес . жоспары
Қорытынды
Түйін
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша
Аннотация
Нормативтік сілтемелер
Анықтамалар
Белгілер мен қысқартылған сөздер
Кіріспе
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
1.2 Спирттік ашу процесі
1.3 Шикізатқа сипаттама
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
1.7 Қайнатылған массаны қанттандыру үшін микроорганизмдердің культурасын дайындау
1.8 Қайнатылған массаны қанттандыру
1.9 Крахмалдың ферментативті гидролизі2 Өндірісті жобалаудың техника . экономикалық негіздері
2 Өндірісті жобалаудың техника . экономикалық негіздері
2.1 Ғылыми зерттеу бөлім
3 Технологиялық бөлім
3.1 Қайнатудың технологиялық сызба.нұсқасы
3.2 Екі деңгейлі вакуум.суытқыш аралық қанттандырғыш аппараттар
3.3 Спирт өндірісіндегі картоп шикізатының технологиялық сызба нұсқасы
3.4 Шикізатты қайнатудың технологиялық сызба.нұсқасы3.5 Екі сатылы қанттандырғыштың сызба . нұсқасы3.6 Ашудың периодты әдісі
3.7 Спиртті айдау және ретификациялау
3.8 Дайын өнімге сипаттама
3.9.1 Технологиялық есептеу бөлімі тиімді уақыт фондын есептеу
3.9.2 Материалдық баланс
3.9.3 Конструктивтік есебі
4 Тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Еңбек қорғау техникалық қауіпсіздік және өртке қарсы шаралар
4.2 Ашыту цехындағы техника қауіпсіздігін негізгі ережелері
4.3 Өндірістік тазалық сақтау бойынша шешімдері
4.4 Есептеу бөлімі
4.5 Қазіргі заманғы жойқын қаруларды қолданғандағы адамзатқа және
5 Қоршаған ортаны қорғау
5.1 Өндірістің технологиялық түсіндірмесі
5.2 Есептеу бөлімі
5.3 Табиғатты қорғау шаралары
6 Экономикалық бөлім
6.1 Цехтың өндірістік қуатын анықтау
6.2 Капиталды шығындарды есептеу
6.3 Еңбек ақы және жалақы
6.4 Дайын өнімнің өзіндік құнын есептеу
6.5 Өндірістің негізгі технико.экономикалық көрсеткіштері
7 Бизнес . жоспары
Қорытынды
Түйін
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша
Жұмыстың өзектілігі: Қазіргі кезде спиртің көп мөлшері техникалық мақсаттарға, халық шаруашылығында қолданады; атап айтқанда синтетикалық каучук өндірілуінде, фотопленка және қағаз өндірісінде, күрделі эфир өнеркәсібінде, ликер-арақ өндірісінде, фармацевтика, парфюмерия өндірісінде және көптеген тағы басқа өндірістерде қолданады.
Этил спирті тамақ және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Арақ-шарап өндірісінде, тамақты араматауда қоспа ретінде тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Этил спирті өндірісі өнімнің өсуі химия өнеркәсібінде кеңінен қолдануына байланыты. Этил спирті өте жақсы ерітінді, антифриц, экстракпен, этанол көптеген материал клей, кір, жуатын материалдар, бояулар дәрілік преперат еріткіштердің синтезі үшін этанол субстрат қызметін атқарады, синтетикалық талшықтарды алуда шикізат болып картоп, бидай, қызылша, қантқызылшасы, сульфатті сілтілер, яғни көміртекке бай, өсімдіктер жатады.
Спирт өндірісі халықшаруашылық салаларымен тығыз байланысты, мұнда спирт негізгі шикізат ретінде қолданылады және ауылшаруашылығында көмекші материал болып саналады Бұл өндірістерде дефективті бұзылған бидайдан және картоптан сапасы жоғары өнім алудың негізгі саласы болып табылады. Этил спирті әлемде кең таралған өнім Тамақ өнеркәсібінде – оның негізгі тұтынушысы спирт арақ –шарап өнімдері ,сірке қышқыл өндірісінде шарап, тамақты ароматтауда және парфюмерия косметика өндірісінде кеңінен қолданылады Микробиологиялық және медицина өндірісінде және басқада препараттарды, дәрілерді , дезинфекциялық заттарды қолданылады.
Этил спиртін ХІІ жүз жылдықта шараптан айдау арқылы алғаш рет алған. ХV ғасырға дейін ол тек ем үшін қолданылған. Бірақ спирт айдау аппаратының дамуынан арақ түрінде шығарылған. Уақыт өте спиртті стандартты аппараттарда ала бастады. Спирт шығару қалаларда, ауылдарда шыға бастады. Спиртті шикізат ретінде көп қолданады.
Спирт өндірісінің негізгі тиімділігі:
- спирт өндірісінде биотехнологиялық процестердің жүруі
- отандық және әлемдік рынокта өнімнің бәсекелестікке қабілетін және сапасын жоғарылату .
Жобаның мақсаты мен есебі: Қанттандырудың негізгі мақсаты болып жоғарғы дәрежедегі құрамында ашытқы қанттары көп болатын сусланы алу. Сусланы қанттандырудың әртүрлі әдістері бар. Қазіргі уақытта этил спиртін алу үшін қайнатылған өнімді сұйық және қатты фракцияларға бөлу арқылы, жоғары концентрациялы пуллуланазалы фермент препараттарды қолдану арқылы алуға болады. Осы әдістерді қолдану арқылы ашыту қанттарының құрамын көбейтуге және ашу процесін азайта аламыз. Қанттандыру процесін сондай-ақ, қайнатылған өнімге ультрадыбысты әсер ету арқылы да жасауға болады.
Этил спиртін өңдеп мақсатқа жету үшін келесі есептерді шешу керек.
-Әдебиеттерге патенттік ізденіс жасау;
-Технологиялық процесті толық сипаттау және тәжірибелер жүргізу;
-Этил спиртін алуға аналитикалық шолу;
-Инженерлік есептерді шығару;
-Технологиялық процесті автоматтандыру;
-Қоршаған ортаны және тіршілік қауіпсіздігі шараларын шешу;
- Өндірістік ғимаратты жоспарлау;
-Жоспарланған өндірістің экономикалық эффективтілігін анықтау.
-Ғылыми жаңалық:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысында Saccharomyces cerevisae Y2283 штамы алынды. Ол өзінің жоғарғы активтілігімен және көбею коэффициентінің жоғарлығымен ерекшеленеді.
- Қанттандыру сатысына арналған сусланы ультрадыбысты қондырғыда өңдеу. Ескі технологиямен жаңа технологияны салыстырғанда ультрадыбысты қондырғымен қанттандырудың арқасында спирттен кейінгі ашытқының құрамы 0,3 айналымда – 8-10 сағаттың ішінде 1,5% дейін активтілігі жоғары болатынын байқауға болады.
Іс жүзінде бағалығы:
- Спирт өндірісін жоспарлау;
- Спирт өндірісін технологиясы;
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану;
- Өндірісті жоба бойынша есептеу;
- Өндірістің экономикалық эффективтілігіне анализ;
Тәжірибелік мәні мынадай мәселелерден тұрады:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану арқылы қазіргі заманға сай теориялы және тәжірибелік спирт өнімдерін жобалау;
- Алынған нәтижелерді ТЭК құрастырған спирт зауытында қолдануға болады.
Биотехнологияның дамуы және оны қолданудың эффективтілігі жоғарлайды.
Қорғауға қатысты ережелер:
- өндірістің технологиялық сызба нұсқасы;
- ғылыми зерттеудің нәтижелері;
- негізгі және қолданбалы құрылғының конструкциясы;
- цехтың негізі технологиялық көрсеткіштері;
Жұмыстың апробациясы және жариялануы. Жұмыстың нәтижелері жарияланбаған. Жұмыстың құрылымы және көлемі. Дипломдық жоба беттен тұрады, суреттен, кестеден, негізгі көзі болып отандық және шетелдік әдебиеттер тізімі кітап табылады.
Этил спирті тамақ және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Арақ-шарап өндірісінде, тамақты араматауда қоспа ретінде тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Этил спирті өндірісі өнімнің өсуі химия өнеркәсібінде кеңінен қолдануына байланыты. Этил спирті өте жақсы ерітінді, антифриц, экстракпен, этанол көптеген материал клей, кір, жуатын материалдар, бояулар дәрілік преперат еріткіштердің синтезі үшін этанол субстрат қызметін атқарады, синтетикалық талшықтарды алуда шикізат болып картоп, бидай, қызылша, қантқызылшасы, сульфатті сілтілер, яғни көміртекке бай, өсімдіктер жатады.
Спирт өндірісі халықшаруашылық салаларымен тығыз байланысты, мұнда спирт негізгі шикізат ретінде қолданылады және ауылшаруашылығында көмекші материал болып саналады Бұл өндірістерде дефективті бұзылған бидайдан және картоптан сапасы жоғары өнім алудың негізгі саласы болып табылады. Этил спирті әлемде кең таралған өнім Тамақ өнеркәсібінде – оның негізгі тұтынушысы спирт арақ –шарап өнімдері ,сірке қышқыл өндірісінде шарап, тамақты ароматтауда және парфюмерия косметика өндірісінде кеңінен қолданылады Микробиологиялық және медицина өндірісінде және басқада препараттарды, дәрілерді , дезинфекциялық заттарды қолданылады.
Этил спиртін ХІІ жүз жылдықта шараптан айдау арқылы алғаш рет алған. ХV ғасырға дейін ол тек ем үшін қолданылған. Бірақ спирт айдау аппаратының дамуынан арақ түрінде шығарылған. Уақыт өте спиртті стандартты аппараттарда ала бастады. Спирт шығару қалаларда, ауылдарда шыға бастады. Спиртті шикізат ретінде көп қолданады.
Спирт өндірісінің негізгі тиімділігі:
- спирт өндірісінде биотехнологиялық процестердің жүруі
- отандық және әлемдік рынокта өнімнің бәсекелестікке қабілетін және сапасын жоғарылату .
Жобаның мақсаты мен есебі: Қанттандырудың негізгі мақсаты болып жоғарғы дәрежедегі құрамында ашытқы қанттары көп болатын сусланы алу. Сусланы қанттандырудың әртүрлі әдістері бар. Қазіргі уақытта этил спиртін алу үшін қайнатылған өнімді сұйық және қатты фракцияларға бөлу арқылы, жоғары концентрациялы пуллуланазалы фермент препараттарды қолдану арқылы алуға болады. Осы әдістерді қолдану арқылы ашыту қанттарының құрамын көбейтуге және ашу процесін азайта аламыз. Қанттандыру процесін сондай-ақ, қайнатылған өнімге ультрадыбысты әсер ету арқылы да жасауға болады.
Этил спиртін өңдеп мақсатқа жету үшін келесі есептерді шешу керек.
-Әдебиеттерге патенттік ізденіс жасау;
-Технологиялық процесті толық сипаттау және тәжірибелер жүргізу;
-Этил спиртін алуға аналитикалық шолу;
-Инженерлік есептерді шығару;
-Технологиялық процесті автоматтандыру;
-Қоршаған ортаны және тіршілік қауіпсіздігі шараларын шешу;
- Өндірістік ғимаратты жоспарлау;
-Жоспарланған өндірістің экономикалық эффективтілігін анықтау.
-Ғылыми жаңалық:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысында Saccharomyces cerevisae Y2283 штамы алынды. Ол өзінің жоғарғы активтілігімен және көбею коэффициентінің жоғарлығымен ерекшеленеді.
- Қанттандыру сатысына арналған сусланы ультрадыбысты қондырғыда өңдеу. Ескі технологиямен жаңа технологияны салыстырғанда ультрадыбысты қондырғымен қанттандырудың арқасында спирттен кейінгі ашытқының құрамы 0,3 айналымда – 8-10 сағаттың ішінде 1,5% дейін активтілігі жоғары болатынын байқауға болады.
Іс жүзінде бағалығы:
- Спирт өндірісін жоспарлау;
- Спирт өндірісін технологиясы;
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану;
- Өндірісті жоба бойынша есептеу;
- Өндірістің экономикалық эффективтілігіне анализ;
Тәжірибелік мәні мынадай мәселелерден тұрады:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану арқылы қазіргі заманға сай теориялы және тәжірибелік спирт өнімдерін жобалау;
- Алынған нәтижелерді ТЭК құрастырған спирт зауытында қолдануға болады.
Биотехнологияның дамуы және оны қолданудың эффективтілігі жоғарлайды.
Қорғауға қатысты ережелер:
- өндірістің технологиялық сызба нұсқасы;
- ғылыми зерттеудің нәтижелері;
- негізгі және қолданбалы құрылғының конструкциясы;
- цехтың негізі технологиялық көрсеткіштері;
Жұмыстың апробациясы және жариялануы. Жұмыстың нәтижелері жарияланбаған. Жұмыстың құрылымы және көлемі. Дипломдық жоба беттен тұрады, суреттен, кестеден, негізгі көзі болып отандық және шетелдік әдебиеттер тізімі кітап табылады.
Аннотация
беттер 117 кесте 24
сурет 6 әдебиет
Ашу, этил спирті ашыту чан, барда, екі ағынды әдіс, эпюрационды
колона, картоп, басты фракция, су, ашытқы генераторы, ректификациондық
колонна,қайнату, қанттандыру, салқындату, культивирлеу, фермент, ақуыз
Дипломдық жоба крахмал шикізатынан этил спиртін алу өндірісін
жобалауға арналған. Мұнда екі ағынды әдіс қолданылған. Өнімділігі
480000далжыл. Жобаланатын өндіріс Ленгер тас жолында орналасқан. Дипломдық
жобаның негізгі жаңалығы; Қайнату және қанттандыру сатысының технологиясын
жаңарту.Осы пероцестерде қолданылатын штамдардың физико- химиялық
ерекшелігі,үздіксіз культивирлеу әдістері қарастырылған.
Технологиялық сызба- нұсқаға сипаттама жасалып,негізгі және көмекші
аппарат таңдалынған.Сонымен қатар технологиялық есептер, материалдық,және
жылу балансы орындалған. Микробиологиялық және санитарлық бақылаулар
қарастырылған.
Бұл дипломдық жобада аналитикалық шолуда қысқаша тарихи мәліметтер,
спиртті алу технологиясы, спирт өндірісінде қолданылатын шикізаттар, құрал-
жабдықтар, туралы мәлімет жасалды.
Спирт тамақ өндірісінде ғана емес, басқа өндіріс салаларында кеңінен
қолданылады. Сондықтан спиртті өз елімізде мол мөлшерде өндіру экономика
жағынан тиімді.
Берілген дипломдық жобада орындалатын ғылыми зерттеу жұмыстың
мақсаты, кейбір спирттік моно- және дисахаридтерді, ашытқыларды алу
мүмкіндігіне анализ жасау болып табылады.
Дипломдық жобада картоптан этил спиртін алуда қазіргі жаңа заманғы
технологияны қолданып өндірске қолайлы технологиялық сызба – нұсқасы
жасалған. Негізгі және көмекші құрал–жабдықтарды таңдап,технологиялық есебі
жасалған,материалдық баланс және жылу балансы жасалған, өндірістің техника
қауіпсіздігі,қоршаған ортаны қорғау туралы іс шаралары жасалған.Өндірістің
техника экономикалық көрсеткіші келтірілген және бизнес жоспары жасалған.
Крахмал шикізатынан этил спиртін алу өндірісін жобалау
Мазмұны
Аннотация
Нормативтік сілтемелер
Анықтамалар
Белгілер мен қысқартылған сөздер
Кіріспе
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
1.2 Спирттік ашу процесі
1.3 Шикізатқа сипаттама
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
1.7 Қайнатылған массаны қанттандыру үшін микроорганизмдердің
культурасын дайындау
1.8 Қайнатылған массаны қанттандыру
1.9 Крахмалдың ферментативті гидролизі2 Өндірісті жобалаудың техника –
экономикалық негіздері
2 Өндірісті жобалаудың техника – экономикалық негіздері
2.1 Ғылыми зерттеу бөлім
3 Технологиялық бөлім
3.1 Қайнатудың технологиялық сызба-нұсқасы
3.2 Екі деңгейлі вакуум-суытқыш аралық қанттандырғыш аппараттар
3.3 Спирт өндірісіндегі картоп шикізатының технологиялық сызба нұсқасы
3.4 Шикізатты қайнатудың технологиялық сызба-нұсқасы3.5 Екі сатылы
қанттандырғыштың сызба – нұсқасы3.6 Ашудың периодты әдісі
3.7 Спиртті айдау және ретификациялау
3.8 Дайын өнімге сипаттама
3.9 Технологиялық бөлім
3.9.1 Технологиялық есептеу бөлімі тиімді уақыт фондын есептеу
3.9.2 Материалдық баланс
3.9.3 Конструктивтік есебі
4 Тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Еңбек қорғау техникалық қауіпсіздік және өртке қарсы шаралар
4.2 Ашыту цехындағы техника қауіпсіздігін негізгі ережелері
4.3 Өндірістік тазалық сақтау бойынша шешімдері
4.4 Есептеу бөлімі
4.5 Қазіргі заманғы жойқын қаруларды қолданғандағы адамзатқа және
5 Қоршаған ортаны қорғау
5.1 Өндірістің технологиялық түсіндірмесі
5.2 Есептеу бөлімі
5.3 Табиғатты қорғау шаралары
6 Экономикалық бөлім
6.1 Цехтың өндірістік қуатын анықтау
6.2 Капиталды шығындарды есептеу
6.3 Еңбек ақы және жалақы
6.4 Дайын өнімнің өзіндік құнын есептеу
6.5 Өндірістің негізгі технико-экономикалық көрсеткіштері
7 Бизнес – жоспары
Қорытынды
Түйін
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша
Нормативтік сілтемелер
Дипломдық жобада келесі нормативтік құжаттар сілтемелер қолданылды:
ҚРСТ 1.5-2004 ҚР мемлекеттік стандартизация жүйесі
ҚРСТ 1.14-2004 ГСС ҚР Ұйым стандарты. Өңдеудің түрлері мен реті
ҚРСТ 1.12-2000 Текстік нармативтік құжаттар
МЕБС 3.001-2000 ҚР мемлекеттік жалпы білім беру құрамдарының
стандарты. Кәсіптік жоғары білім. Негізгі
жағдай.
МЕСТ 2.105-95 ЕСКД Текстттік құжаттарға жалпы талап.
МЕСТ 2.106-96 ЕСКД Тексттік құжаттар.
МЕСТ 2.109-73 ЕСКД Сызбаларға негізгі талаптар.
МЕСТ 21.1101-97 СПДС Жобалық және жұмысшы құжаттарға негізгі
талаптар.
ФС ОҚМУ 1-007-2006 СМЖ.. Ұйымдастырушы -реттегіш құжат.
ФС ОҚМУ 4.6-003-2006 СМЖ. Оқу құжаттарын жазып толтыру ережелері.
Негізгі жазбалар
ДП ОҚМУ 1-006-2006 СМЖ. Жазбаларды басқару.
ФС ОҚМУ 4.7-001-2006 СМЖ. СМЖ және дипломдық жобаның (жұмыстың)
нормалық бақылауы
ФС ОҚМУ 4.5-001-2006 СМЖ. Оқу-ұйымдастыру процестерін басқару.
ФС ОҚМУ 4.6-001-2006 СМЖ. Оқу-құжаттарын жазу толтыру ережелері.
Тексттік құжаттарға жалпы талап.
МИ ОҚМУ 4.7-2006 СМЖ. Дипломдық жоба (жұмыс)
Анықтамалар
Ашытқылар – – бір жасушалы, ұсақ, жай көзге көрінбейтін тірі
организмдер.
Ашыту – микроорганизмдер және ферменттің көмегімен қоректік ортаның
заттарын жаңа заттарға айналдыратын күрделі биохимиялық процесс.
Фермент – химиялық реакцияларды тездететін биокатализатор.
Бражка – ашытудан кейінгі өнім.
Этил спирті-қант пен ашытқының ашуынан алынатын, тамақ және техникалық
өнім.
Аэрация – микроорганизмді оттегімен культивирлеу.
Барда – спирт өндірісінде бидайды, картопты өңдегеннен кейінгі қалған
қалдық.
Биомасса – берілген микробты популяцияның жалпы массасы.
Реогент – химиялық реакцияға түсетін зат.
Сахароза – глюкоза мен фруктозаның қалдығынан тұратын дисахарид.
Өсу стимуляторы – микроорганизмдердің аз концентрациясында өсудің
физиологиялық және биохимиялық қасиеті.
Ашытқы саңырауқұлақтары – бір клеткалы қозғалмайтын және бактериялардан
шамамен алғанда он есейдей ірі микроорганизмдер
Сахаромицеттер – бұларға мәдени ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Олар
бүршіктену және споралар түзу арқылы көбейеді. Сондықтан бұларды ашытқылар
деп атайды.
Аскомицеттер класынан – спора түзу қабілетінен айырылған топтары да
кездеседі. Бұлардың ішінде кандида топтары өнеркәсібке зор зиянын тигізеді.
Көміртектер – негізінен көміртектен, оттектен, сутектен құралған табиғи
органикалық қосылыстар.
Моносахаридтер – жармақталмаған көміртек.
Белгіленулер мен қысқартулар
ҚЗ – құрғақ зат
БК-биокатализатор
БХ – биохимия
БТ – биотехнология
МО-микроорганизм
ҚО - қоректік орта
ҚЖ - құрал-жабдық
МБ –микробиология
АТФ – аденозинтрифосфат
АДФ – аденозиндифосфат
ЭС-этил спирті
ТҚ – техника қауіпсіздігі
Кіріспе
Жұмыстың өзектілігі: Қазіргі кезде спиртің көп мөлшері техникалық
мақсаттарға, халық шаруашылығында қолданады; атап айтқанда синтетикалық
каучук өндірілуінде, фотопленка және қағаз өндірісінде, күрделі эфир
өнеркәсібінде, ликер-арақ өндірісінде, фармацевтика, парфюмерия өндірісінде
және көптеген тағы басқа өндірістерде қолданады.
Этил спирті тамақ және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Арақ-
шарап өндірісінде, тамақты араматауда қоспа ретінде тамақ өнеркәсібінде
қолданылады. Этил спирті өндірісі өнімнің өсуі химия өнеркәсібінде кеңінен
қолдануына байланыты. Этил спирті өте жақсы ерітінді, антифриц,
экстракпен, этанол көптеген материал клей, кір, жуатын материалдар, бояулар
дәрілік преперат еріткіштердің синтезі үшін этанол субстрат қызметін
атқарады, синтетикалық талшықтарды алуда шикізат болып картоп, бидай,
қызылша, қантқызылшасы, сульфатті сілтілер, яғни көміртекке бай, өсімдіктер
жатады.
Спирт өндірісі халықшаруашылық салаларымен тығыз байланысты,
мұнда спирт негізгі шикізат ретінде қолданылады және ауылшаруашылығында
көмекші материал болып саналады Бұл өндірістерде дефективті бұзылған
бидайдан және картоптан сапасы жоғары өнім алудың негізгі саласы болып
табылады. Этил спирті әлемде кең таралған өнім Тамақ өнеркәсібінде – оның
негізгі тұтынушысы спирт арақ –шарап өнімдері ,сірке қышқыл өндірісінде
шарап, тамақты ароматтауда және парфюмерия косметика өндірісінде кеңінен
қолданылады Микробиологиялық және медицина өндірісінде және басқада
препараттарды, дәрілерді , дезинфекциялық заттарды қолданылады.
Этил спиртін ХІІ жүз жылдықта шараптан айдау арқылы алғаш рет
алған. ХV ғасырға дейін ол тек ем үшін қолданылған. Бірақ спирт айдау
аппаратының дамуынан арақ түрінде шығарылған. Уақыт өте спиртті стандартты
аппараттарда ала бастады. Спирт шығару қалаларда, ауылдарда шыға бастады.
Спиртті шикізат ретінде көп қолданады.
Спирт өндірісінің негізгі тиімділігі:
- спирт өндірісінде биотехнологиялық процестердің жүруі
- отандық және әлемдік рынокта өнімнің бәсекелестікке қабілетін және
сапасын жоғарылату .
Жобаның мақсаты мен есебі: Қанттандырудың негізгі мақсаты болып
жоғарғы дәрежедегі құрамында ашытқы қанттары көп болатын сусланы алу.
Сусланы қанттандырудың әртүрлі әдістері бар. Қазіргі уақытта этил спиртін
алу үшін қайнатылған өнімді сұйық және қатты фракцияларға бөлу арқылы,
жоғары концентрациялы пуллуланазалы фермент препараттарды қолдану арқылы
алуға болады. Осы әдістерді қолдану арқылы ашыту қанттарының құрамын
көбейтуге және ашу процесін азайта аламыз. Қанттандыру процесін сондай-ақ,
қайнатылған өнімге ультрадыбысты әсер ету арқылы да жасауға болады.
Этил спиртін өңдеп мақсатқа жету үшін келесі есептерді шешу керек.
-Әдебиеттерге патенттік ізденіс жасау;
-Технологиялық процесті толық сипаттау және тәжірибелер жүргізу;
-Этил спиртін алуға аналитикалық шолу;
-Инженерлік есептерді шығару;
-Технологиялық процесті автоматтандыру;
-Қоршаған ортаны және тіршілік қауіпсіздігі шараларын шешу;
- Өндірістік ғимаратты жоспарлау;
-Жоспарланған өндірістің экономикалық эффективтілігін анықтау.
-Ғылыми жаңалық:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысында Saccharomyces
cerevisae Y2283 штамы алынды. Ол өзінің жоғарғы активтілігімен және көбею
коэффициентінің жоғарлығымен ерекшеленеді.
- Қанттандыру сатысына арналған сусланы ультрадыбысты қондырғыда
өңдеу. Ескі технологиямен жаңа технологияны салыстырғанда ультрадыбысты
қондырғымен қанттандырудың арқасында спирттен кейінгі ашытқының құрамы 0,3
айналымда – 8-10 сағаттың ішінде 1,5% дейін активтілігі жоғары болатынын
байқауға болады.
Іс жүзінде бағалығы:
- Спирт өндірісін жоспарлау;
- Спирт өндірісін технологиясы;
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану;
- Өндірісті жоба бойынша есептеу;
- Өндірістің экономикалық эффективтілігіне анализ;
Тәжірибелік мәні мынадай мәселелерден тұрады:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану
арқылы қазіргі заманға сай теориялы және тәжірибелік спирт
өнімдерін жобалау;
- Алынған нәтижелерді ТЭК құрастырған спирт зауытында қолдануға
болады.
Биотехнологияның дамуы және оны қолданудың эффективтілігі жоғарлайды.
Қорғауға қатысты ережелер:
- өндірістің технологиялық сызба нұсқасы;
- ғылыми зерттеудің нәтижелері;
- негізгі және қолданбалы құрылғының конструкциясы;
- цехтың негізі технологиялық көрсеткіштері;
Жұмыстың апробациясы және жариялануы. Жұмыстың нәтижелері
жарияланбаған. Жұмыстың құрылымы және көлемі. Дипломдық жоба беттен
тұрады, суреттен, кестеден, негізгі көзі болып отандық және шетелдік
әдебиеттер тізімі кітап табылады.
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
Тотығу-тотықсыздану процесін ашу процесі деп атайды. Процестің жүру
кезінде АИФ түзіледі. Ашу процесі кезінде сутегі доноры және акцептор
қызметін ашу процесі иәтижесінде түзілетін органикалық қосылыстар атқарады.
Ашу процесінің қоздырғыштары—облигатты анаэробты микроорганизмдер. Ол тек
қана анаэробты жағдайда жүреді.Ашу процесінің оттегінсіз жағдайда жүретінін
1860 жылы Л. Пастер ашқан.
Әрбір ашу процесі екі кезеңнен тұрады. 1-кезеңінде глюкоза пирожүзім
қышқылына айналады да, 2 молекула сутегі субстраттан бөлініп шығады.
С6Н12О6 2СН3СОСООН + 2 Н2
көмірсу пирожүзім сүтегі
қышқылы
2-кезеңінде пирожүзім қышқылын сутегі тотықсыздандырады да спирт немесе
қышқылдар түзіледі.
2СН3СОСООН + 2Н2 2СН3СНОНООН
Микроорганизмдердің әсерінен қанттың пирожүзім қышқылына айналуы үш
жолмен жүреді.,
Бірінші жолы — Эмбден-Мейергоф-Парнас немесе фруктозадифосфат
жолы. Оны гликолиз деп атайды, Бүлар бактерияда анаэробты облигатты
және факультативті анаэробты организмдерде табылған. Екінші жолы —
пентозафосфат жолы. Ол кептеген прокариот және эукариот организмдерде
кездеседі.
Үшінші жолы—Энтнер-Дудоров. Ол көбінесе аэробты бактериялардан табылды.
1. Эмбден-Мейергоф-Парнас жолы, бірнеше реакциядан тұрады
ОН
ОН
׀
׀
Н – С
Н – С
׀
׀
Н – СОН
Н – СОН
׀
׀
НО – СН О + АУФ АЕФ + НО – СН О
׀ гексазокиназа
׀
Н – СОН
Н – СОН
׀
׀
Н – С
Н – С
׀
׀
Н2СОН
Н2С – О = РО3Н2
глюкоза
глюкоза 6-фосфат
Әрқайсысы өздеріне тән фермент арқылы жүреді. Бірінші реакция глюкоза мен
АҮФ әрекеттесіп гексокиназа ферменті арқылы глюкоза — 6 — фосфат және
(АЕФ) АЕФ түзіледі.
Екінші реакция. Глюкоза — 6—фосфат глюкофосфатизомероза ферментінің әсер
етуімен фруктоза — 6 фосфатқа айналады.
2
ОН
Н2СОН
׀
׀
Н – С
С – ОН
׀
׀
Н – СОН НО
– СН
׀
׀
НО – СН О Н
– СОН О
׀ глюкозофосфатизомедаза ׀
Н – СОН
Н – С
׀
׀
Н – С
Н2С - О – РО3Н2
׀
Н2С – О – РО3Н2
глюкоза 6-фосфат
фруктоза 6-фосфат
3- Түзілген фруктоза — 6 — фосфаттың 1-ші кеміртегі атомына
фосфофруктокиниза ферменті әсерінен АҮФ-дан 2-ші фосфат тобына
тасымалданады. Фруктоза — 1,6 екіфосфат түзіледі.
3.
Н2СОН Н2С – О –
РО3Н2
С – ОН С – ОН
НО – СН + АУФ АЕФ + НО - СН
фотофруктокиназа
Н-СОН О Н-СОН
Н-С Н-С
Н2С Н2С – О
– РО3Н2
Фруктоза – 6 фосфат фруктоза – 1,6 дифосфат
4.Фруктооза 1,6 екі фосфат альдолаза ферменті аркылы үш көміртекті
қантқа бөлінеді (үш фосфогливерин альдегидке және екі оксиацетон фосфатқа):
4.
Н2С – О – РО3Н2
С – ОН Н2С – О – РО3Н2
НС =О
НО-СН О альдолаза С = О +
НС - ОН
Н – СОН Н2С – ОН
Н2СО – РО3Н2
Н - С
фруктоза-1,6 екі фосфат екі оксиацетон 3-
фосфогли-
Н2С - 0 - Р03Н2 фосфат
церин алдегид
Бүдан ары қарай 3-фосфоглицерин альдегиді тотығып, ол глицеральдегин — 3
фосфатдегидрогенеза ферменті арқылы қатализденеді. Бүл ферментқүрамына
активті— 5Н тобы кіретін белок, ол коферментпен байланысқан (НаД) никотин
—амидадениндинуклеотид.Біріншіден, альдегид тобымен, 3-глицеринальдегид —
5Н тобымен байланысады:
5.
НС =О ОН
НС – ОН + HS фермент Н – С - S
фермент
Н2СО – РО3Н2
Н - С – ОН
Н2С – О – РО3Н2
Осы реакцияның нәтижесінде Н—С—ОН тобы түзіледі. Бұл топ НАД молекуласына
сутегі атомын бере алады:
6.
ОН
С = О
Н – С - S фермент Н – С –
ОН – НАД · Н Н+
+ НАД
Н – С – ОН глицераль Н2С – О - РО3Н2
дегид – 3
Н2С – О - РО3Н2 фосфат дегидрогеназа
Одан кейін 3-фосфоглицеринальдегидтен 2 атом сутегі алынады да НАД-қа
тасымалданады. Бұл тотығу реакциясы деп аталынады.
7.
С = О С = О
S ферменті
О – РО3Н2
Н – С – ОН + Н3РО4 Н – С – ОН
+ HS фермент
Н2С – О - РО3Н2 Н2С – О - РО3Н2
Келесі реакцияда фосфоглицеринальдегид қышқылының калдығы фосфор қышқылына
тасымалданып, нәтижесінде 1, 3 екі фосфорглицерин қышқылы және НS ферменті
бос күйінде түзіледі.
8.
С = О С = О
О – РО3Н2
ОН
Н – С – ОН + АЕФ НС – ОН + АУФ
фосфоглицерат-
Н2С – О – РО3Н2 киназа Н2С – О - РО3Н2
3-
фосфоглицерин қышқылы
1,3 екі фосфоқышқылы фосфоглицераткиназа ферменті арқылы АЕФ-пен қосылып
АҮФ және 3 фосфоглицерин қышқылы түзіледі.
9.
С = О
С = О
ОН
ОН
НС – ОН фотоглицералеутаза Н – С – О – РО3Н2
Н2С – О - РО3Н2
Н2С - ОН
3-фосфоглицерин қышқылы 2-фосфоглицерин қышқылы
Одан кейін 3 фосфоглицерин қышқылы фосфотглицеромутаза ферменті арқылы 2-
фосфоглицерин қышқылына изомерленеді.
10.
СООН СООН
- Н2О
Н – С – О - РО3Н2 С – О - РО3Н2
енолаза
Н2С – ОН СН2
2-фосфоглицерин қышқылы фосфоенол жүзім қышқылы
Осы қышқылдан энолазаг ферменті арқылы су бөлініп шығып фосфоэнолпирожүзім
қышқылы түзіледі. Бұл қышқыл макроэргиялық байланыста болады.
11.
СООН СООН
С – О - РО3Н2 + АЕФ С – ОН + АТФ
СН2
СН2
фосфоенол жүзім енол жүзім қышқылы
қышқылы
Фосфоэнолпирожүзім қышқылы пироваткиназа ферменті арқылы фосфат тобын және
қосымша энергиясын береді де, АҮФ және энолпирожүзім қышқылы түзіледі. Бұл
екінші макроэргиялық фосфат тобы.
12.
СООН СООН
С – ОН С = О
СН2 СН3
енол жүзім жүзім қышқылы
қышқылы
Энолпирожүзім қышқылы ез бетімен тұрақты пирожүзім қышқылына айналады.
Қанттың пирожүзім қышқылына айналуы кезінде Эмбден-Мейергоф-Парнас
жолымен бос энергия бөлінеді, АҮФ 4 молекуласының түзілуіне жеткілікті
мөлшерде түзілген 2 молекула АҮФ фруктоза 1,6 фосфатқа 4 молекула АҮФ. Осы
бөлінген АҮФ 2 молекуласы қантты ыдыратып, 1,6 фруктоза — екі фосфатқа
айналдырады, ал қалған екі молекуладан АҮФ синтездеуге жұмсалады.
Пентозофосфат жолы. Эмбден-Мейергоф-Парнас жолынан бұл жолдың
айырмашылығы сол, бұнда көмірсулар ыдырау барысында бірден пирожүзім
қышқылы түзілмейді. Мүнда субстраттың бір көміртегі атомы тотығып, көмір
қышқыл газы күйінде белініп шығады. Бірінші реакция глюкозаның фосфорлануы
нәтижесінде глюкоза — 6 фосфат түзіліп, соңынан ол дегиратацияланады.
Осымен қатар НАДФ тотықсызданады да 6-фосфоглюкон қышқылы түзіледі. 6-
фосфоглюкон қышқылы тотығу декарбоксилану барысында Д-рибулозо — 5-фосфат
деп аталатын пентозофосфат пайда болады. Бұл қосылыстан изомерлену арқылы Д-
ксилулозо — 5-фосфат және рибозо — 5-фосфат түзіледі. Бұдан әрі осы
қосылыстар бірқатар реакциялардың әсерінен өзгеріске ұшырап, ақыр аяғында
глюкоза — 6-фосфат түріне оралады. Кейбір зерттеушілер көмірсулар
ыдырауының пентозофосфат жолының бір кезеңінде Эмбден-Мейергоф-Парнас
ыдырау жолына көшеді деген пікірлер айтып жүр.
Сонда алты молекулалы глюкоза пентозафосфат жолы арқылы өзгеріске
ұшырағанда глюкоза — 6-фосфаттың бір молекуласы толық көмір қышқыл газына
дейін тотығады және НАДФ+-тың алты молекуласы НАДФ.Н дейін тотықсызданады
Пентозофосфат жолының негізгі мақсаты: 1) нуклеин қышқылдарын синтездеу
үшін қажетті пентозалармен қамтамасыз ету; 2) микроб жасушасында түрлі
биосинтетикалық реакциялар үшін керекті НАД.Н көбірек түзілуін қамтамасыз
ету.
Глюкозаның пирожүзім қышқылына дейін ыдырауының үшіншісі Энтнер-Дудоров
жолы арқылы жүзеге асуы мүмкін. Мұнда алдымен гексокиназа ферментінің
қатысуымен глюкоза фосфорланады. Осыдан шыққан өнім глюкоза—6-фосфат 6-
фосфоглюкон қышқылына дейін тотығады да, сусызданып, 2-кето — 3-дезокси — 6-
фосфоглюкон қышқылына айналады. Бұл өнім альдолаза ферментінің әсерінен
пирожүзім қышқылы мен 3-фос-фоглицерин альдегидіне ыдырайды. Одан әрі
субстратқа Эмбден-Мейергоф--Парнас жолындағы ферменттер әсер етіп,
пирожүзім қышқылының екінші молекуласы түзіледі. Сонда Энтер-Дудоров
жолымен глюкоза ыдырағанда бір молекула АҮФ мен екі молекула НАД.Н пайда
болады. Осы жолмен глюкозаны ыдыратушы бактериялардың пирожүзім қышқылынан
сүт және басқа қышқылдарды түзетін қажетті ферменттері болмайды. Бұл жол
көбінесе аэробты микроорганизмдер тіршілігіне тән.
1.2 Спирттік ашу процесі
Спирттік ашу процесін ашытқылар қоздырады. Мұндай қасиет кейбір
бактерияларда және мукор саңырауқұлағында аз да болса кездеседі. Бірақ
практикада маңызы бары — ашытқылар.
Ашытқылар қантты анаэробты жағдайда ашытқанда одан спирт, көмір қышқыл
газы және энергия белінеді. Ол мына реакция бойынша жүреді:
С6Н1206 + 2Н3Р04 +2АЕФ→2С2Н5ОН + 2С02 + АҮФ + 27 Ккал энергия
қант фосфор энергия этил
қышқылы көзі спирті
СН3СО.СООН декарбоксиназа СН3С = О + СО2
пирожүзім қышқылы ׀׀
Н
Бұдан соң сірке альдегиді алкафольдегидрогеназа ферментінің әсерінен (НАД
— Н2) тотықсыздану реакциясы арқылы этил спиртіне айналады
СН3 СН3
С = О СН2 2 ОН + НАДХ
НАД – Н2
Н
пиро- алкаголь- этил
жузім дегидро- спирті-
альде- геназа
гиді
Мұндағы АЕФ деп отырғанымыз аденозин екі фосфор қышқылы, ал АҮФ-аденозин
үш фосфор қышқылы. Олар—энергияға бай қосылыстар. Ашу процесі барысында
ашытқылар осы қосылыстардан керегінше энергия алып, бұл процесті одан әрі
жүргізеді.
Спирттік ашу процесі кезінде этил спиртінен басқа сірке альдегиді,
глицерин, сірке және янтарь қышқылдары, сивуш майлары түзіледі. Сивуш
майларының түзілуі ортадағы амин қышқылдарының ыдырауына байланысты. Мұнда
амин қышқылдарынан бөлінетін аммиакты ашытқылар азоттың қоректік көзі
ретінде пайдаланып, ортада сивуш майларының жиналуына кемектеседі. Спирттік
ашу процесін қоздыратын сахаромицет туысына жататын ашытқылар. Егерде
ортада ауа көп болса, ашытқылар көмірсуларды тотықтырып, ашу процесін тыныс
алу процесіне қарай бағытайды. Мұнда көмірсуларды пайдалану коэффициенті
артады. Сондықтан ашытқылардың массасын кептеп алу үшін оларға ауа үрлейді.
Осындай әдісті нан және ма.л азығындық ашытқыларды өндіруде кең қолданады.
Ал спирт алуда процесс анаэробты жағдайда жүреді.
Ашытқылар кез-келген көмірсуды ашытпайды. Мұның себебі оларда амилаза
ферменті болмайды. Сондықтан крахмалды өндірісте алдынала фермент кәмегімен
моно және дисахаридтерге айналдырады. Ал ашытқылар клеткасындағы мальтоза
ферменті, дисахарид мальтозаны глюкозаға айналдырады. Глюкозадан көптеген
ферменттердің көмегімен ашытқылар спирт пен көмір қышқыл газын түзеді.
Бұл процесс мынадай схемамен жүреді: крахмал + амилаза ферментері —
мальтоза қанты + мальтоза ферменті — глюкоза; глюкоза қанты+зимаза
фер-ментері - этил спирті және көмір қышқыл газы.
Ашытқылардың қантты ашытып, этил спиртін және көмір қышқыл газын түзуі
Эмбден-Мейергоф-Парнас сызба нұсқасы бойынша жүзеге асады.
Спирттік ашу процесінің табиғаты біршама терең зерттелді. Бұған көп еңбек
сіңіріп, бірқатар жаңалықтар қосқан орыс ғалымдары Л. А. Иванов, С. П.
Қостычев, А. Н. Лебедев, А. Н. Бах, В. И. Палладий, В. А. Энгельгардт,
шетел ғалымдары Кейберг, Мейергоф, Галден, Эмбденді атап өткен жөн.
Әдетте спирттік ашу процесі қышқылды ортада (рН 4,5 - 50) жақсы жүреді.
Егерде қоректік орта реакциясы сілтілі болса (рН 8,0), онда негізгі
өнімдердің бірі ретінде глицериң пайда болады. Мұнда спирттік ашу процесі
мына реакция бойынша жүреді.
2С6Н120б + Н20 = СНзСООН + СН3СН2ОН+ 2СН2ОНСНОНСН2ОН + 2С02
Егерде қоректік ортаға натрий сульфаты қосылса глицерин өнімі арта
түседі. Мұнда сірке альдегиді сульфитпен қосылады да, сутегі көмегімен этил
спиртіне дей-ін тотықсыздана алмайдьи
Кейбір жағдайда спирттік ашу процесінің кемегімен глицерин және амин
спиртін алуға тура келеді. Ондайда көрсетілген реакция қолданылады.
Егерде гексоза қантын ашытқылар жақсы ашытса, пснтозад қантын олардың
кейбір топтары ғана сіңіре алады. Кейбір ашытқылар жай декстринді ашытады,
бірақ крахмалға әсер етпейді. Көпшілік спирт заводтарында қант алу
мақсатында клетчатканы алдын ала қышқылмен әсер ету арқылы ыдыратады.
Мұндай заттың көзі мол болғандықтан, спирт алудың осындай тәсілі арзанға
түседі.
Азот көзі ретінде ашытқылар ақуызды, амин қышқылдарын, пептонды және
аммоний тұздарын пайдаланады. Өніп-өсу барысында ашытқылар бірқатар
витаминдерді, кейбір өсуді қолдаушы заттарды түзеді. Қолайлы жағдайда
ашытқылардың 10 млрд. клеткасы 20 — 24 мг азотты сіңіре алады. Егерде
өндірісте ашытқылардың өзін көбейтіп алу мақсаты көзделсе, онда қолайлы қо-
ректік ортада алты сағат ішінде бұл процесс аяқталады. Мұнда ортаға
ашытқылар мөлшерін көп етіп салу керек.
Фосфор қоректік заттың қажетті кұрамы болып есеп-теледі. Ол цитоплазма
және көптеген фермеңттер құрамына кіреді. Ашытқыларды өсіретін қоректік
ортаға фосфор кезі ретіиде техникалық фосфорды (0,5%) неме-сс 10%
сперфосфат қосады. Қоректік ортаға ауа үрлегенде ашытқылар фосфорды жақсы
пайдаланады.
Ашу барысында пайда болған заттар олардың тіршілігін тежейді және ашыту
қабілетін тым төмендетіп жібереді. Ортада спирт көбейген сайын ашу процесі
баяулайды. Спирт концентрациясы 12—16 процентке жеткенде ашытқылар
тіршілігі тоқталады. Егер ашыткы өс-кен қоректік орта жаңартылмаса, олардың
тіршілігі спирт концентрациясы 5 процентке жеткенде тоқтайды. Қоректік орта
өне бойы ауысып, жаңарып отырса ашытқылар қантты ашытып, ортада 7 процентке
дейін спирт жиналғанша тіршілік ете алады. Ашытқылар тіршілігі барысында
түзілетін көмір қышқылы да олардың даму-ын тежейді. Көмір қышқыл газы көп
бөлінгенде қоректік орта көбіктеніп кетеді. Бұл ашу процесіне технологиялық
тұрғыдан зиянды.
Спирт зауыттарында, әсіресе шикізат ретінде мелассаны (сірне) алғанда,
ашу процесі аяқталғаннан соң қалған ашытқыларды нан ашытуға немесе мал
азығы ретінде нығыздап сығып тұтынуға жібереді. Сонда ашудан соң кем
дегемде 12 — 18 кг ашытқы түседі.
Ашытқы ақуыздары амин қышқылдарына бай. Олардың ішінде организмге қажетті
алмастырылмайтын амин қышқылдары да бар.Ашытқылар аса бағалы мал азығы
болып есептеледі. Төл мен құс рационына қосқанда ол тез өсіп жетіледі, өлім-
жітім азаяды. Сиыр сүтінің шығымдылығын молайтады. Мал азығына арналған
ашытқыларды өсіру үшін ашу процесінің қалдығы кеңінен қолданылады. Олардың
бағалылығын арттыру мақсатында ультракүлгін сәулесімен өңдейді. Сонда
ашытқы жасушаларында Д витамині көптеп түзіледі.
1 Кесте - Ашытқылардың сапасын тексергенде оның құрамында мынадай заттардың
бар екені анықталды (% есебі-мен)
су — 68,0 — 75,0
белок — 13,0 — 14,0
гликоген — 6,0 — 8,0
клетчатка — 1,8
май (шикі) — 0,9 — 2,0
күл — 1,77 — 2,5
витаминдер мен түрлі
өсуді қолдаушы заттар — 400 — 540 мкг (бір килограмда микрограмм
есебімен).
Мал азығындық ашытқыны түрлі өнеркәсіп және ауыл шаруашылығы өндірісінің
қалдықтарында да өсіреді. Бұл үшін қант қызылшасы немесе қамыс қанты
қолданылады. Соңғы жылдары мал азығындық ашытқы өсіру мақсатында
ағаш өнеркәсібінің қалдықтары кеңінен пайдаланылып отыр.
Ашыту практикасында қолданғанда гщхш. және беттік ашытқылар деп
ажыратады. Беттік ашытқы өсіру ушін 18 — 30 градус жылылық қажет. Мұнда
көмір қышқыл газы көп бөлінеді де, қоректік орта көпіріп кетеді. Сол кезде
ашытқылар өздері ашыған сұйықтың бетіне көтеріледі. Бұларды спирт және нан
өндіруде қолданады.
Түптік ашытқы ашу процесі төменгі температурада (4—10°) жүргенде
қолданылады. Сонда ашу процесі біршама тыныштықта өтеді де, ашытқылар ыдыс
түбіне шөгеді.
Әрине ашытқы топтары көп. Олардың кейбіреулері адамға зиянын тигізеді.
Олар түрлі тағамдар, шараптарды бүлдіреді.
Ашытқылар табиғатта кең тараған. Оларды топырақтан, судан, өсімдіктен
табуға болады.
1.3 Шикізатқа сипаттама
Картоп спирт өндірісінің технологиясында маңызды роль атқарады. Ол
барлық технологиялық шарттарға сәйкес келеді. Бидайға қарағанда картоп егу
бірлінің ауданына байланысты 3...4 есе көп крахмал өңдіреді. Картопты
крахмал тез қайнатылады және сусла шапшаңдылығы аз уақытта құрылады. Оның
құрамында азотты және фосфорлы шикізаттар, ашытқы қорегіне жеткілікті
жағдайда болады. Бұдан спирт өнімін көптеп алуға болады. Бидайдан спирт
алудан гөрі картоптан спирт өңдіру 10% жоғары, ал отын шығын 12% кем.
Картоп өнімінің негізі кемшілігі болып оның бөлшектену жұмысының қиындығы,
ылғалдылықты сақтай алмауы және ауыр салмақтарға тасымалдау шығыны жатады.
Картоп культурасы және сорты
Картоп - қалыпты өсуі мен дамуы үшін топырақтың және ауаның жоғары
температурада болуын көп қажетсінбейді. Түйнектердің көктеуі 6-80С
температурасы шамасында басталады, ал олар 17-200С шамасында неғұрлым
қарқынды өсіп-өнеді және дамиды. Ауаның минимальды температурасы
сақталғанда егілген өскіндер 36, кейде 50 күн дегенде 18-190С шамасында
сақталғанда 19-20 күнде пайда болады. Сабағының өсуі мен дамуының
оптимальды температурасы 20-250С болып табылады. Бұдан жоғары температура
картоптың өсуі мен дамуына кері ықпал тигізеді.
Картоп сабағы суыққа төзімсіз – 0,50С температурадағы суық, пәлектің
бір бөлігін зақымдайды, ал 1-20С температураға төмендегенде оның толық
зақымдануына әкеп соғады.
Өсіп-даму кезеңі (отырғызудан жинауға днйінгі тәжірибелік кезеңі)
сортына байланысты 70-130 күн аралығында ауытқиды.
Картоп су, ауа және жылуды жақсы өткізетін терең қопсытылған
топырақты қалайды. Картоптың өсіп дамуы үшін топырақтың оптимальды
ылғалдылығы оның толық далалық су сыйымдылығы 60-80% болады. Максимальды
суды қажетсінуі шанақтану, гүлдену және түйнек салу кезінде арта түседі.
Картоп қоректі, минералдық элементтерді көп қажетсінетін дақыл болып
табылады. Ол минералдық және органикалық тыңайтқыштарды жақсы қабылдайды.
Сондай-ақ картоптың дамуына бор, марганец, мыс, цинк және басқа
микроэлементтер айтарлықтай ықпал етеді. Дегенмен картоптың
микроэлементтерді сіңіруі көп болмаса да оның жетіспеушілігі (немесе
жоқтығы) өсуі мен дамуын тоқтатады.
Тұқым өнерде, ондағы қорға жиналған заттар (крахмал, май, белок)
арнаулы ферменттердің әсерінен ерітіндіге айналады. Ерітінділермен тұқымның
ұрық клеткалары қоректенеді; сөйтіп, онда зат алмасу процесі күшейеді де,
тұқым тыныштық күйінен оянып, өнеді және өсе бастайды.
Зат алмасу процесі қалыпты түрде болуы үшін және жас өскін дұрыс өсуі үшін,
температура бұрынғысынан жоғары болуы керек. Онсыз өсімдік баяу өседі және
нашар дамиды.
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
Крахмал - глюкозаның қалдықтарынан құралған. Полисахаридтердің
молекулалары түзілгенде әдетте глюкозидтік және төртінші гидроксидер
қатысады. Бұл заттың молекулалық массасы дәл анықталмаған, бірақ оның өте
үлкен (100000 шамасында) екендігі белгілі және әртүрлі үлгілер үшін бірдей
болмауы мүмкін. Сондықтан крахмалдың формуласын басқа полисахаридтер
тәрізді (С6Н10О5)n түрінде өрнектеледі. Әрбір полисахаридтер үшін n-нің
мәні әртүрлі болады.
Крахмал салқын суда ерімейтін дәмсіз, ақ ұнтақ зат. Ыстық суда
клейстер түзіп ісінеді.Крахмал табиғатта кең таралған. Ол крахмалды дән
ретінде әртүрлі өсімдіктерге қажет қоректік зат болып есептелінеді және
оларда кархмал дәндер (түйіршік) түрінде кездеседі. Крахмалға астық дәндері
бай: күріште (86% дейін), бидайда (75% дейін), жүгеріде (72% дейін) және
картоп түйнектерінде (24% дейін) болады.
Картоп түйнектерінде крахмал дәндері жасуша шырынында қалқып жүреді,
олар дәндерде ақуыздық зат клейковинамен өзара берік желімденген. Крахмал
фотосинтез өнімдерінің бірі болып саналады. Жасушаларды бұзу және сумен жуу
арқылы крахмалды өсімдіктерден бөліп алады. Өндірісте негізінде спирт
крахмалдан құрылады.
Крахмал – көптеген өсімдіктерде сақталу түрінде: амилаза (20-30 %)
және амилопектин (70-80 %).
Крахмалдың кейбір түрлерінде, мысалы, жүгері балауызында және қара
жүгері балауызының крахмалдарында, іс жүзінде амилаза болмайды, ал оған
керісінше, кейбір басқа крахмал, мысалы, ми бұршағында амилаза ең басты
компонент есебінде болады.
Амилаза глюкозаның бірнеше жүз қалдықтарынан құралған, және ол
қалдықтар α-1.4- байланыстар арқылы жалғасқан. Ол тізбектер тіпті
тармақталмаған, немесе болымсыз дәрежеде ғана тармақталған.
Амилаза ұзын тармақталмаған тізбектен тұрады, сол тізбекте глюкозаның
барлық қалдықтары өзара бірінші және төртінші көміртегі атомдарымен
қосылған монозидық байланысты құрайды.
Амилазаның молекулалық массасы бірншіден 500000-ға дейінгі аралықта
кездеседі:
Амилаза ерітінділері жылы суды оңай еритін тұтқырлығы шамамен, иод
қосқанда көк түске боялатын шынайы емес ерітінділерді құрайды. Амилаза
ерітіндісі тұрақсыз және сақтаудың нәтижесінде қышқылдар мен ферменттердің
әсерімен ыдырамайтын және ерімейтін микрокристаллдық тұнба түзеді.
Амилопектин, бірнеше тізбек үзінділерінен құралған, көп тармақталмаған
молекула, ол үзінділердің әрқайсысында 20-дан 25-ке дейінгі α-1.4
байланыстар арқылы жалғасқан глюкоза қалдықтары болады. Жеке тізбектері бір-
бірімен, негізінде, α -1.6 байланыстар арқылы жалғасқан.
Амилопентиннің амилазадан ерекшелігі оның қатты тармақталған
тізбегінде. Тармақтар орташа есеппеп 12 глюкоза қалдығынан тұрады және
шамамен әрбір 12 глюкоза қалдығынан кейін нүктелері құралады. Глюкозаның
қалдығы амилопентиннің молекуласының қалдығынан глюкозидті байланыстағы 2-
1,4 түрде байланысқан.
Сонымен амилопектин тізбегі төмендегі тармақталған түрде кездеседі.
Амилопектин молекуласында глюкоза қалдығының жалпы саны 6000-ға дейін
жетеді және молекулалық шамасы 1 млн.
Амилопектиннің амилазадан айырмашылығы оған иод қосқанда оның қызыл
күлгін түрге боялған калоийды және мицельды ерітіндіні құрауында. Ол 120-
130°С қыздырылған суда ериді және өте тұтқырлғы тұрақты ерітінді
концентрациясы (5%) .
Минералды қышқылдардың әсерінен жоғары температурада немесе 55-
60°С–дегі амилолитикалық ферменттеу катализінің нәтижесінде крахмал
молекуласында макромолекуласы мен амилаза макромолекуласының арасындағы
байланыс әлсіреп үзіледі сосын амилопектин мен амилаза молекуласының
әртүрлі бөлімдерінде 2-1,4 және 2-1,6 гликозидтер байланысы үзіледі де
байланыстың үзілген жеріне су молекулалары жалғасады. Сонымен крахмалдың
қысқалау әртүрлі молекуласы ыдырайды, олар декстриндер және олигосахаридтер
деп аталады
Соңғы жылдары крахмалда, α -1.4 және α -1.6 байланыстардан басқа да
байланыстардың бар екендігі байқалды.
Амилопектинде аздаған мөлшерде α -1.3 – байланыстардың бар екендігі
нигерозаны жекелеп бөліп шығару арқылы дәлелденді (D-глюкозаның 3-О- α -D-
глюкопиранозит).
Нигероза флорид крахмалының қышқылдық немесе энзимдік гидролизінің
өнімінен жекеленіп алынды, және α -1.3 байланыстарының оның структурасының
құрам бөлімдері екендігі тағайындалады.
Крахмал тағамдардың құрамына кіреді. Желім жасау үшін, глюкоза алу
үшін қолданылады.Ферменттер әсер еткенде немесе қышқылдармен бірге
қыздырғанда (сутегі иондар катализатор болады) барлық күрделі көмірсулар
тәрізді крахмал гидролизге ұшырайды. Мұнда алғашында ерімтал крахмал, ал
одан кейін күрделілігі төмендеу заттар – декстриндер түзіледі.
Гидролиздің ең соңғы өнімі глюкоза. Реакцияның жиынтық теңдеуін
былайша өрнектеуге болады:
Крахмалдың гидролизі - оның маңызды химиялық қасиеті.
Крахмал күміс айна реакциясын бермейді, бірақ оның гидролизденген
өнімдерін береді. Крахмалдың макромолекуласы циклді α -глюкозасының көп
молекулаларынан тұрады. Бұдан крахмалдың түзілу процесін былай көрсетуге
болады:
Бұдан глюкоза молекулаларының қосылуы реакцияға түсуге қабілетті,
гидроксил топтарының қатысуымен жүретіндігі көрініп тұр. Ал соңғылардың
болмауы альдегид топтарын түзілу мүмкіншілігінен айырылады, сондықтан олар
крахмал молекуласында болмайды. Крахмалдың химиялық қасиеті оның
құрылысымен түсіндіріледі.
Иод ерітіндісі крахмалды көк түске бояйды. Қыздырғанда бұл бояу
жоғалады да, салқындатқанда қайтадан пайда болады. иод ерітіндісі
крахмалды, ал крахмал ерітіндісі (клейстер) – йодты анықтау үшін
қолданылады.
Крахмалдың қолданылуы әр алуан. Ол адам тағамының – нанның, жарманың,
картоптың негізгі көмірсуы болып саналады. Крахмал көп мөлшерде спирт
өндірістерінде қолданылатын декстриндерге және глюкозаға айналдырады.
Картопта және астық дәндерінде болатын крахмал желімдегіш құрал ретінде
қолданылады.
Химиялық құрамына байланысты крахмал екі полисахаридтерден тұрады: α-
амилозалар (17-20%), амилопентозалар (75-80%).
Суда қыздыру барысында крахмал түйірі ісінеді де, шамамен 25-30 суды
сіңіріп алады, яғни көлемі жағынан үлкейеді. Осыған байланысты стуктуралық
элементтер түйіршіктері өзгереді де, крахмал клейстері басталады.
Клейстерде қатты ісінген тізбектер амилопектинге түзіледі, ал арасындағы
сұйық ерітінді амилазаға толтырылады клейстаризация процесі кристалдық
структурасын жойып рентгенограмды нативті крахмалды бекітеді.
Клейстеризация температурасы көптеген факторларға сүйенеді (крахмалдың
түрлеріне, түйіршіктің пішініне, суспензияның концентрациясына, қыздыру
жылдамдығына, тұздығына және тағы басқаларына ) және келесі
температураларға байланысты (0С): картоп – 59-64; бидай – 54-62; қара бидай
– 50-55; жүгері – 65-75. Клейстеризацияда тұздарды және сірке суларын
қосқанда температура төмендейді, ал қантта температура жоғарлайды.
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
Құрамында крахмалы бар шикізаттан спирт алу өндірісіндегі
технологиялық процестің негізгісі болып қайнату қаттандыру,ашыту саналады.
Қайнатудың алдында дайындық операциялары жүргізіледі, жуу,шикізатты
дайындау.
Спирт өнімін алуда технологиялық талаптарға сай келетін картоп өнімі
өзінің эффективтілігінің арқасында сәйкес келеді. Картоптан бидайға
қарағанда 3-4 есе крахмал артық алынады. Картоп крахмалы жылдам
қайнатылады, сусла жасауға қолайлы. Суслада азот және фосфор өнімі бар. Бұл
өнім ашытқыны қоректендіруге тиімді,осыдан өте жоғарғы дәрежелі спирт алуға
мүмкіндік туғызады. Картопты қайта өңдеу процесі кезінде спиртті шығару
өнімділігі бидайды өңдеуге қарағанда 10%-ке артады, ал отынның шығымы 12%
-ке төмендейді.
Картоптан спиртті өндіруде негізгі кемшілігі болып картопты өңдеу
процессінің қиындығы, ылғалда сақталу төмендігі және алыс жолға
тасмалдағанда шыдамсыздығы болып табылады. Картоптың культурасы және сорты
жақсы картоп Solanum, тұқымдасына жатады. Бұл оңтүстік америка өлкесінде
болатын, көп жыл өмір сүретін гүл өсімдігі болып табылады, ал культура –
бір жыл жасайды.
Картопты бурткадан және сақталатын қоймадан таразыда тартылып авто
көлікпен әкетіліп темір торларыда сақталтын бөлмеге әкетіледі.
Орталықтан ұйымдастырылған тасмалдау теміржол тасымалдығышы мен
жеткізіледі.
Тордан картопты гидротасымалдығыштың төменгі жағында бетоннан немесе
металдан жасалған ені 0,3 –0,4 м, қабырғаның биіктігі 0,7-0,8 м, 1 метрге
8-13 мм еңкейіп орналасқан , жуатын науаға жібереді.
Ағын су ретінде кері жүйеден шығарылып алынған су, оған ашыту аппаратының
жыланшасынан, қанттандырғыштан алынған су қосылады. Картоп тасымалдағыш
гидротасымалдағыштың көмегімен келеді. Соңында темірден жасалған тор арқылы
тасымалдағыштан су өтіп картоп ұсталып, жуу машинасына келіп түседі. Суды
үнемдеу үшін тұндырғыштан келген су көп рет қолданылады, судың шығыны
картоптың массасынан 400-700 % құрайды.
Картоп спирт зауытына өңдеуге келіп түседі, сол жерде топырақ, сабан,
тас, құм, сондай – ақ металл заттар және тағы басқа қоспалар болады.
Қоспада бөгде қоспалардың көп болуынан құрал –жабдықтардың өнімділігі
төмендейді, аппаратуралар, құбыр өткізгіштер, насостар бекітіліп қалады,
тез тозады, нәтижесінде өндірісітің технологиялық режимі бұзылып,
өндірістің тоқтатылуына әкеліп соқтырады. Сондықтан бөгде қоспалар
шикізаттан жойылады. Науаның шетіне металдан жасалған бірнеше қатар сабан
ұстайтын 50-100 мм торлар орнатылады. Сабан және басқада судың бетінде
жүзіп жүрген заттар периодты түрде жойып отырады. Ауыр қоспаларды бөлу үшін
құрылысы ірі тас ұстағыштарды қолдану тиімді.
Картоп сумен бірге гидротасмалдағыш бойымен айналмалы горизонтальды
барабанның ішіне келіп түседі. Ондағы ірі қоспаларға ішкі бұрандалы тырна
шөміш қондырғы орнатылады. Майда ауыр қоспалар барабанның қабырғасы арқылы
өтеді және шөміш қондырғыдан сыртқы бұрандалы тырнаға келіп түседі.
Барабаннан картоп сумен бірге гидротасымалдағышпен шығарылады және жуу
бөлмесіне жіберіледі. Топырақты сондай–ақ, жеңіл және ауыр қоспаларды,
картопты жууға құрылысы ірі түрлі қондырғылар қолданады. Картоп түйінін
жууға, егерде жуатын қондырғы жоғары болса онда шнек арқылы жіберіледі.
Жуатын қондырғының төменгі жағының түбінде орналасқан люк арқылы периодты
түрде қоспалар алынып тасталынады. Картоптың сыртына жабысқан лай –
топырақтарды жақсылап жуу үшін мол мөлшерде су қажет (су және картоп
1,5÷1,7 қатнаста) болады. Картопты бірінші бөлу бөлімінен, екінші бөлу
бөліміне ожаумен жіберіледі. Таза су бірінші бөлімге, сондай – ақ екінші
бөлімге таза картопты шаюға беріледі. Жууға жұмсалған судың мөлшері картоп
массасының 200-400 % құрайды және картопты жуу 5-7 минутты құрайды.
Ластанған картопты жуу уақыты ұзартылады және судың астынғы жағында картоп
сақталады. Кейде үсіген, бүлінген картоптың механикалық беріктігі бұзып
жуылмайды, қайнатуға жіберілмейді. Жуу процесінде картоптың жоғалуы 0,2 %
-дейін рұқсат етіледі, картоп түйініне жабысқан топырақ 0,25 % жоғары
болмауы керек. Жуылған картоп элеватордың көмегімен тасмалданады және
автоматты ожау сияқты таразыда 0,5 % дейінгі дәлдікте өлшенеді.Шикізат
массасындағы ылғалдықтың құрамы 1 %- ке жетеді.
Картоп жуудан кейін үздіксіз қайнауға жіберер алдын майдалағышпен
майдаланады. Майдаланған картоптың саны бөлшектердің санымен анықталады,
жуылғаннан кейін, тордағы сулы ботқа сынамалар өлшемі 3 мм саңылау тормен
өлшенеді. Сапалы майдаланған бөлшектер торда ұсталып қалмауы керек.
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
Қоспаның реологиялық қасиетті әдетте массаның тұтқырлығын ең алдымен
крахмалдың концентрациясына, картоп бөлшектерінің өлшемдеріне және
қайнатудың жылдамдығына байланысты болады. Толық ісіну және клейстеризация
процесі орындалған жағдайда қоспаның тығыздығы жоғарлап, өзінің ағындылығын
жоғалтып насос арқылы өте алмайды. Сондықтан да қоспаны 60-650С
температурада қайнату процесін барлық өндіріс орындары жүргізеді. Бұл кезде
крахмал әлсіз клейстеризацияланады және мұздай қоспамен салыстырғанда
тығыздылығы байқалмайды.
Қайнату аппаратына 95-970С температурада тез ауыстыру арқылы қоспаның
тығыздығын төмендетуге болады. Бірақ бұл кезде қажетті ісіну және
клейстеризация процесі крахмалды өнімге толық жүрмейді.
1-0; 2-0,05; 3-0,10; 4-0,15; 5-0,20; 6-0,25.
1сурет - Қайнау температурасына байланысты қоспаның
тұтқырлығының өзгеруі және Вас.diastaticus(АҚгкрахмал бірлікте)
культурсын мөлшерлеу:
Cуретте майдаланған түйіршік қоспасының тұтқырлығы жылыту барысында өзгеруі
көрсетілген (бөліктерінің пішіні 0.7-1мм; 50-950С температурада.
Қоспаны қайнату кезінде екіншілік буды толық қолдануға мүмкіндік
бермейді. Bac. subtilis, Bac. Diastaticus культурасында жақсы ерітіліп
жылдам ағуына мүмкіндік береді
0.2-0.25 бірлік AҚ г крахмал препаратының шығыны барысында және 72-
750С температурада жоғары тұтқырлықтың максимум 1.5 Па∙с жоғары болмау
қажет, ал 950С температурада мұздай қоспаның тұтқырлығы 0.4-0.5Па∙с дейін
төмендетілуі қажет. Препарат шығынының тұтқырлығының максималдылығы ірі
майдаланған түйіршік үшін 2.0Па∙с жоғары болмайды.
Өндірістерде α - амилазаның қатысында 950С температурада қайнату және
20 минут ұстау нәтижесінде жақсы ерітілген қоспа, массаның жеңіл
майдалануына, қоспаны жылыту барысында екіншілік буды қолдануға, қайнату
процесінде қолайлы жұмсақ әдіс қолдануға мүмкіндік береді. Ашытылатын
заттардың төмендеуіне сәйкес келеді.
Бидай қоспасына қарағанда майдаланған картоп тек 400С температурада
қайнатылады. Себебі бос крахмал түйіршік тұтқырлығының жоғарлануына
байланысты. Және ботқа ағуын толық жоғалтады. Картоп ботқаның ерітілуін
және тұтқырлығын, сондай-ақ бидай қоспасының құрамын төмендету үшін
құрамында α - амилазасы бар бактериалды препараттар қолданады.
1-α - амилаза бактериясы; 2,3- αамилаза бактериясымен 0,08 және 0,5
АҚгкрахмал бірлігі сәйкес.
2 сурет - Қыздырғанда картоп ботқасының тұтқырлығының өзгеруі
2 суретте ботқаның тұтқырлық динамикасының өзгерісі көрсетілген. α -
амилазды бактериалардың сонымен еріту барысында (культура мөлшері 0.5
бірлік. ACг крахмалы) 800С температурада ботқаның тұтқырлығы едәуір
төмендетіледі. Осындай әдіспен қайнау сатысында термофильді α - амилазаны
қолдануымен қоспаның және ботқаның тұтқырлығын 80-850С температурада
қыздырған кезде төмендетуге болады жылыту үшін екіншілік бу тиімді. Себебі
спирт зауыттарында артық бу атмосфераға жіберіліп отырады.
Көміртегінің аз жоғалуы ұсақ ұнтақталған картоптантан байқауға болады. Бұл
қайта өңдеу процесі 50-120мин арасында жүреді. Бұл жағдайда крахмал
өнімінің жоғалуы 1%-ке дейін кемиді. Бұдан жай қайнату процесінен
рациональды тәртіп бойынша қайта өңдеу процесі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
беттер 117 кесте 24
сурет 6 әдебиет
Ашу, этил спирті ашыту чан, барда, екі ағынды әдіс, эпюрационды
колона, картоп, басты фракция, су, ашытқы генераторы, ректификациондық
колонна,қайнату, қанттандыру, салқындату, культивирлеу, фермент, ақуыз
Дипломдық жоба крахмал шикізатынан этил спиртін алу өндірісін
жобалауға арналған. Мұнда екі ағынды әдіс қолданылған. Өнімділігі
480000далжыл. Жобаланатын өндіріс Ленгер тас жолында орналасқан. Дипломдық
жобаның негізгі жаңалығы; Қайнату және қанттандыру сатысының технологиясын
жаңарту.Осы пероцестерде қолданылатын штамдардың физико- химиялық
ерекшелігі,үздіксіз культивирлеу әдістері қарастырылған.
Технологиялық сызба- нұсқаға сипаттама жасалып,негізгі және көмекші
аппарат таңдалынған.Сонымен қатар технологиялық есептер, материалдық,және
жылу балансы орындалған. Микробиологиялық және санитарлық бақылаулар
қарастырылған.
Бұл дипломдық жобада аналитикалық шолуда қысқаша тарихи мәліметтер,
спиртті алу технологиясы, спирт өндірісінде қолданылатын шикізаттар, құрал-
жабдықтар, туралы мәлімет жасалды.
Спирт тамақ өндірісінде ғана емес, басқа өндіріс салаларында кеңінен
қолданылады. Сондықтан спиртті өз елімізде мол мөлшерде өндіру экономика
жағынан тиімді.
Берілген дипломдық жобада орындалатын ғылыми зерттеу жұмыстың
мақсаты, кейбір спирттік моно- және дисахаридтерді, ашытқыларды алу
мүмкіндігіне анализ жасау болып табылады.
Дипломдық жобада картоптан этил спиртін алуда қазіргі жаңа заманғы
технологияны қолданып өндірске қолайлы технологиялық сызба – нұсқасы
жасалған. Негізгі және көмекші құрал–жабдықтарды таңдап,технологиялық есебі
жасалған,материалдық баланс және жылу балансы жасалған, өндірістің техника
қауіпсіздігі,қоршаған ортаны қорғау туралы іс шаралары жасалған.Өндірістің
техника экономикалық көрсеткіші келтірілген және бизнес жоспары жасалған.
Крахмал шикізатынан этил спиртін алу өндірісін жобалау
Мазмұны
Аннотация
Нормативтік сілтемелер
Анықтамалар
Белгілер мен қысқартылған сөздер
Кіріспе
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
1.2 Спирттік ашу процесі
1.3 Шикізатқа сипаттама
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
1.7 Қайнатылған массаны қанттандыру үшін микроорганизмдердің
культурасын дайындау
1.8 Қайнатылған массаны қанттандыру
1.9 Крахмалдың ферментативті гидролизі2 Өндірісті жобалаудың техника –
экономикалық негіздері
2 Өндірісті жобалаудың техника – экономикалық негіздері
2.1 Ғылыми зерттеу бөлім
3 Технологиялық бөлім
3.1 Қайнатудың технологиялық сызба-нұсқасы
3.2 Екі деңгейлі вакуум-суытқыш аралық қанттандырғыш аппараттар
3.3 Спирт өндірісіндегі картоп шикізатының технологиялық сызба нұсқасы
3.4 Шикізатты қайнатудың технологиялық сызба-нұсқасы3.5 Екі сатылы
қанттандырғыштың сызба – нұсқасы3.6 Ашудың периодты әдісі
3.7 Спиртті айдау және ретификациялау
3.8 Дайын өнімге сипаттама
3.9 Технологиялық бөлім
3.9.1 Технологиялық есептеу бөлімі тиімді уақыт фондын есептеу
3.9.2 Материалдық баланс
3.9.3 Конструктивтік есебі
4 Тіршілік қауіпсіздігі
4.1 Еңбек қорғау техникалық қауіпсіздік және өртке қарсы шаралар
4.2 Ашыту цехындағы техника қауіпсіздігін негізгі ережелері
4.3 Өндірістік тазалық сақтау бойынша шешімдері
4.4 Есептеу бөлімі
4.5 Қазіргі заманғы жойқын қаруларды қолданғандағы адамзатқа және
5 Қоршаған ортаны қорғау
5.1 Өндірістің технологиялық түсіндірмесі
5.2 Есептеу бөлімі
5.3 Табиғатты қорғау шаралары
6 Экономикалық бөлім
6.1 Цехтың өндірістік қуатын анықтау
6.2 Капиталды шығындарды есептеу
6.3 Еңбек ақы және жалақы
6.4 Дайын өнімнің өзіндік құнын есептеу
6.5 Өндірістің негізгі технико-экономикалық көрсеткіштері
7 Бизнес – жоспары
Қорытынды
Түйін
Қолданылған әдебиеттер
Қосымша
Нормативтік сілтемелер
Дипломдық жобада келесі нормативтік құжаттар сілтемелер қолданылды:
ҚРСТ 1.5-2004 ҚР мемлекеттік стандартизация жүйесі
ҚРСТ 1.14-2004 ГСС ҚР Ұйым стандарты. Өңдеудің түрлері мен реті
ҚРСТ 1.12-2000 Текстік нармативтік құжаттар
МЕБС 3.001-2000 ҚР мемлекеттік жалпы білім беру құрамдарының
стандарты. Кәсіптік жоғары білім. Негізгі
жағдай.
МЕСТ 2.105-95 ЕСКД Текстттік құжаттарға жалпы талап.
МЕСТ 2.106-96 ЕСКД Тексттік құжаттар.
МЕСТ 2.109-73 ЕСКД Сызбаларға негізгі талаптар.
МЕСТ 21.1101-97 СПДС Жобалық және жұмысшы құжаттарға негізгі
талаптар.
ФС ОҚМУ 1-007-2006 СМЖ.. Ұйымдастырушы -реттегіш құжат.
ФС ОҚМУ 4.6-003-2006 СМЖ. Оқу құжаттарын жазып толтыру ережелері.
Негізгі жазбалар
ДП ОҚМУ 1-006-2006 СМЖ. Жазбаларды басқару.
ФС ОҚМУ 4.7-001-2006 СМЖ. СМЖ және дипломдық жобаның (жұмыстың)
нормалық бақылауы
ФС ОҚМУ 4.5-001-2006 СМЖ. Оқу-ұйымдастыру процестерін басқару.
ФС ОҚМУ 4.6-001-2006 СМЖ. Оқу-құжаттарын жазу толтыру ережелері.
Тексттік құжаттарға жалпы талап.
МИ ОҚМУ 4.7-2006 СМЖ. Дипломдық жоба (жұмыс)
Анықтамалар
Ашытқылар – – бір жасушалы, ұсақ, жай көзге көрінбейтін тірі
организмдер.
Ашыту – микроорганизмдер және ферменттің көмегімен қоректік ортаның
заттарын жаңа заттарға айналдыратын күрделі биохимиялық процесс.
Фермент – химиялық реакцияларды тездететін биокатализатор.
Бражка – ашытудан кейінгі өнім.
Этил спирті-қант пен ашытқының ашуынан алынатын, тамақ және техникалық
өнім.
Аэрация – микроорганизмді оттегімен культивирлеу.
Барда – спирт өндірісінде бидайды, картопты өңдегеннен кейінгі қалған
қалдық.
Биомасса – берілген микробты популяцияның жалпы массасы.
Реогент – химиялық реакцияға түсетін зат.
Сахароза – глюкоза мен фруктозаның қалдығынан тұратын дисахарид.
Өсу стимуляторы – микроорганизмдердің аз концентрациясында өсудің
физиологиялық және биохимиялық қасиеті.
Ашытқы саңырауқұлақтары – бір клеткалы қозғалмайтын және бактериялардан
шамамен алғанда он есейдей ірі микроорганизмдер
Сахаромицеттер – бұларға мәдени ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Олар
бүршіктену және споралар түзу арқылы көбейеді. Сондықтан бұларды ашытқылар
деп атайды.
Аскомицеттер класынан – спора түзу қабілетінен айырылған топтары да
кездеседі. Бұлардың ішінде кандида топтары өнеркәсібке зор зиянын тигізеді.
Көміртектер – негізінен көміртектен, оттектен, сутектен құралған табиғи
органикалық қосылыстар.
Моносахаридтер – жармақталмаған көміртек.
Белгіленулер мен қысқартулар
ҚЗ – құрғақ зат
БК-биокатализатор
БХ – биохимия
БТ – биотехнология
МО-микроорганизм
ҚО - қоректік орта
ҚЖ - құрал-жабдық
МБ –микробиология
АТФ – аденозинтрифосфат
АДФ – аденозиндифосфат
ЭС-этил спирті
ТҚ – техника қауіпсіздігі
Кіріспе
Жұмыстың өзектілігі: Қазіргі кезде спиртің көп мөлшері техникалық
мақсаттарға, халық шаруашылығында қолданады; атап айтқанда синтетикалық
каучук өндірілуінде, фотопленка және қағаз өндірісінде, күрделі эфир
өнеркәсібінде, ликер-арақ өндірісінде, фармацевтика, парфюмерия өндірісінде
және көптеген тағы басқа өндірістерде қолданады.
Этил спирті тамақ және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Арақ-
шарап өндірісінде, тамақты араматауда қоспа ретінде тамақ өнеркәсібінде
қолданылады. Этил спирті өндірісі өнімнің өсуі химия өнеркәсібінде кеңінен
қолдануына байланыты. Этил спирті өте жақсы ерітінді, антифриц,
экстракпен, этанол көптеген материал клей, кір, жуатын материалдар, бояулар
дәрілік преперат еріткіштердің синтезі үшін этанол субстрат қызметін
атқарады, синтетикалық талшықтарды алуда шикізат болып картоп, бидай,
қызылша, қантқызылшасы, сульфатті сілтілер, яғни көміртекке бай, өсімдіктер
жатады.
Спирт өндірісі халықшаруашылық салаларымен тығыз байланысты,
мұнда спирт негізгі шикізат ретінде қолданылады және ауылшаруашылығында
көмекші материал болып саналады Бұл өндірістерде дефективті бұзылған
бидайдан және картоптан сапасы жоғары өнім алудың негізгі саласы болып
табылады. Этил спирті әлемде кең таралған өнім Тамақ өнеркәсібінде – оның
негізгі тұтынушысы спирт арақ –шарап өнімдері ,сірке қышқыл өндірісінде
шарап, тамақты ароматтауда және парфюмерия косметика өндірісінде кеңінен
қолданылады Микробиологиялық және медицина өндірісінде және басқада
препараттарды, дәрілерді , дезинфекциялық заттарды қолданылады.
Этил спиртін ХІІ жүз жылдықта шараптан айдау арқылы алғаш рет
алған. ХV ғасырға дейін ол тек ем үшін қолданылған. Бірақ спирт айдау
аппаратының дамуынан арақ түрінде шығарылған. Уақыт өте спиртті стандартты
аппараттарда ала бастады. Спирт шығару қалаларда, ауылдарда шыға бастады.
Спиртті шикізат ретінде көп қолданады.
Спирт өндірісінің негізгі тиімділігі:
- спирт өндірісінде биотехнологиялық процестердің жүруі
- отандық және әлемдік рынокта өнімнің бәсекелестікке қабілетін және
сапасын жоғарылату .
Жобаның мақсаты мен есебі: Қанттандырудың негізгі мақсаты болып
жоғарғы дәрежедегі құрамында ашытқы қанттары көп болатын сусланы алу.
Сусланы қанттандырудың әртүрлі әдістері бар. Қазіргі уақытта этил спиртін
алу үшін қайнатылған өнімді сұйық және қатты фракцияларға бөлу арқылы,
жоғары концентрациялы пуллуланазалы фермент препараттарды қолдану арқылы
алуға болады. Осы әдістерді қолдану арқылы ашыту қанттарының құрамын
көбейтуге және ашу процесін азайта аламыз. Қанттандыру процесін сондай-ақ,
қайнатылған өнімге ультрадыбысты әсер ету арқылы да жасауға болады.
Этил спиртін өңдеп мақсатқа жету үшін келесі есептерді шешу керек.
-Әдебиеттерге патенттік ізденіс жасау;
-Технологиялық процесті толық сипаттау және тәжірибелер жүргізу;
-Этил спиртін алуға аналитикалық шолу;
-Инженерлік есептерді шығару;
-Технологиялық процесті автоматтандыру;
-Қоршаған ортаны және тіршілік қауіпсіздігі шараларын шешу;
- Өндірістік ғимаратты жоспарлау;
-Жоспарланған өндірістің экономикалық эффективтілігін анықтау.
-Ғылыми жаңалық:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысында Saccharomyces
cerevisae Y2283 штамы алынды. Ол өзінің жоғарғы активтілігімен және көбею
коэффициентінің жоғарлығымен ерекшеленеді.
- Қанттандыру сатысына арналған сусланы ультрадыбысты қондырғыда
өңдеу. Ескі технологиямен жаңа технологияны салыстырғанда ультрадыбысты
қондырғымен қанттандырудың арқасында спирттен кейінгі ашытқының құрамы 0,3
айналымда – 8-10 сағаттың ішінде 1,5% дейін активтілігі жоғары болатынын
байқауға болады.
Іс жүзінде бағалығы:
- Спирт өндірісін жоспарлау;
- Спирт өндірісін технологиясы;
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану;
- Өндірісті жоба бойынша есептеу;
- Өндірістің экономикалық эффективтілігіне анализ;
Тәжірибелік мәні мынадай мәселелерден тұрады:
- Спирт өндірісінің қанттандыру, қайнату сатысын тиімді қолдану
арқылы қазіргі заманға сай теориялы және тәжірибелік спирт
өнімдерін жобалау;
- Алынған нәтижелерді ТЭК құрастырған спирт зауытында қолдануға
болады.
Биотехнологияның дамуы және оны қолданудың эффективтілігі жоғарлайды.
Қорғауға қатысты ережелер:
- өндірістің технологиялық сызба нұсқасы;
- ғылыми зерттеудің нәтижелері;
- негізгі және қолданбалы құрылғының конструкциясы;
- цехтың негізі технологиялық көрсеткіштері;
Жұмыстың апробациясы және жариялануы. Жұмыстың нәтижелері
жарияланбаған. Жұмыстың құрылымы және көлемі. Дипломдық жоба беттен
тұрады, суреттен, кестеден, негізгі көзі болып отандық және шетелдік
әдебиеттер тізімі кітап табылады.
1 Аналитикалық шолу
1.1 Ашу процесі
Тотығу-тотықсыздану процесін ашу процесі деп атайды. Процестің жүру
кезінде АИФ түзіледі. Ашу процесі кезінде сутегі доноры және акцептор
қызметін ашу процесі иәтижесінде түзілетін органикалық қосылыстар атқарады.
Ашу процесінің қоздырғыштары—облигатты анаэробты микроорганизмдер. Ол тек
қана анаэробты жағдайда жүреді.Ашу процесінің оттегінсіз жағдайда жүретінін
1860 жылы Л. Пастер ашқан.
Әрбір ашу процесі екі кезеңнен тұрады. 1-кезеңінде глюкоза пирожүзім
қышқылына айналады да, 2 молекула сутегі субстраттан бөлініп шығады.
С6Н12О6 2СН3СОСООН + 2 Н2
көмірсу пирожүзім сүтегі
қышқылы
2-кезеңінде пирожүзім қышқылын сутегі тотықсыздандырады да спирт немесе
қышқылдар түзіледі.
2СН3СОСООН + 2Н2 2СН3СНОНООН
Микроорганизмдердің әсерінен қанттың пирожүзім қышқылына айналуы үш
жолмен жүреді.,
Бірінші жолы — Эмбден-Мейергоф-Парнас немесе фруктозадифосфат
жолы. Оны гликолиз деп атайды, Бүлар бактерияда анаэробты облигатты
және факультативті анаэробты организмдерде табылған. Екінші жолы —
пентозафосфат жолы. Ол кептеген прокариот және эукариот организмдерде
кездеседі.
Үшінші жолы—Энтнер-Дудоров. Ол көбінесе аэробты бактериялардан табылды.
1. Эмбден-Мейергоф-Парнас жолы, бірнеше реакциядан тұрады
ОН
ОН
׀
׀
Н – С
Н – С
׀
׀
Н – СОН
Н – СОН
׀
׀
НО – СН О + АУФ АЕФ + НО – СН О
׀ гексазокиназа
׀
Н – СОН
Н – СОН
׀
׀
Н – С
Н – С
׀
׀
Н2СОН
Н2С – О = РО3Н2
глюкоза
глюкоза 6-фосфат
Әрқайсысы өздеріне тән фермент арқылы жүреді. Бірінші реакция глюкоза мен
АҮФ әрекеттесіп гексокиназа ферменті арқылы глюкоза — 6 — фосфат және
(АЕФ) АЕФ түзіледі.
Екінші реакция. Глюкоза — 6—фосфат глюкофосфатизомероза ферментінің әсер
етуімен фруктоза — 6 фосфатқа айналады.
2
ОН
Н2СОН
׀
׀
Н – С
С – ОН
׀
׀
Н – СОН НО
– СН
׀
׀
НО – СН О Н
– СОН О
׀ глюкозофосфатизомедаза ׀
Н – СОН
Н – С
׀
׀
Н – С
Н2С - О – РО3Н2
׀
Н2С – О – РО3Н2
глюкоза 6-фосфат
фруктоза 6-фосфат
3- Түзілген фруктоза — 6 — фосфаттың 1-ші кеміртегі атомына
фосфофруктокиниза ферменті әсерінен АҮФ-дан 2-ші фосфат тобына
тасымалданады. Фруктоза — 1,6 екіфосфат түзіледі.
3.
Н2СОН Н2С – О –
РО3Н2
С – ОН С – ОН
НО – СН + АУФ АЕФ + НО - СН
фотофруктокиназа
Н-СОН О Н-СОН
Н-С Н-С
Н2С Н2С – О
– РО3Н2
Фруктоза – 6 фосфат фруктоза – 1,6 дифосфат
4.Фруктооза 1,6 екі фосфат альдолаза ферменті аркылы үш көміртекті
қантқа бөлінеді (үш фосфогливерин альдегидке және екі оксиацетон фосфатқа):
4.
Н2С – О – РО3Н2
С – ОН Н2С – О – РО3Н2
НС =О
НО-СН О альдолаза С = О +
НС - ОН
Н – СОН Н2С – ОН
Н2СО – РО3Н2
Н - С
фруктоза-1,6 екі фосфат екі оксиацетон 3-
фосфогли-
Н2С - 0 - Р03Н2 фосфат
церин алдегид
Бүдан ары қарай 3-фосфоглицерин альдегиді тотығып, ол глицеральдегин — 3
фосфатдегидрогенеза ферменті арқылы қатализденеді. Бүл ферментқүрамына
активті— 5Н тобы кіретін белок, ол коферментпен байланысқан (НаД) никотин
—амидадениндинуклеотид.Біріншіден, альдегид тобымен, 3-глицеринальдегид —
5Н тобымен байланысады:
5.
НС =О ОН
НС – ОН + HS фермент Н – С - S
фермент
Н2СО – РО3Н2
Н - С – ОН
Н2С – О – РО3Н2
Осы реакцияның нәтижесінде Н—С—ОН тобы түзіледі. Бұл топ НАД молекуласына
сутегі атомын бере алады:
6.
ОН
С = О
Н – С - S фермент Н – С –
ОН – НАД · Н Н+
+ НАД
Н – С – ОН глицераль Н2С – О - РО3Н2
дегид – 3
Н2С – О - РО3Н2 фосфат дегидрогеназа
Одан кейін 3-фосфоглицеринальдегидтен 2 атом сутегі алынады да НАД-қа
тасымалданады. Бұл тотығу реакциясы деп аталынады.
7.
С = О С = О
S ферменті
О – РО3Н2
Н – С – ОН + Н3РО4 Н – С – ОН
+ HS фермент
Н2С – О - РО3Н2 Н2С – О - РО3Н2
Келесі реакцияда фосфоглицеринальдегид қышқылының калдығы фосфор қышқылына
тасымалданып, нәтижесінде 1, 3 екі фосфорглицерин қышқылы және НS ферменті
бос күйінде түзіледі.
8.
С = О С = О
О – РО3Н2
ОН
Н – С – ОН + АЕФ НС – ОН + АУФ
фосфоглицерат-
Н2С – О – РО3Н2 киназа Н2С – О - РО3Н2
3-
фосфоглицерин қышқылы
1,3 екі фосфоқышқылы фосфоглицераткиназа ферменті арқылы АЕФ-пен қосылып
АҮФ және 3 фосфоглицерин қышқылы түзіледі.
9.
С = О
С = О
ОН
ОН
НС – ОН фотоглицералеутаза Н – С – О – РО3Н2
Н2С – О - РО3Н2
Н2С - ОН
3-фосфоглицерин қышқылы 2-фосфоглицерин қышқылы
Одан кейін 3 фосфоглицерин қышқылы фосфотглицеромутаза ферменті арқылы 2-
фосфоглицерин қышқылына изомерленеді.
10.
СООН СООН
- Н2О
Н – С – О - РО3Н2 С – О - РО3Н2
енолаза
Н2С – ОН СН2
2-фосфоглицерин қышқылы фосфоенол жүзім қышқылы
Осы қышқылдан энолазаг ферменті арқылы су бөлініп шығып фосфоэнолпирожүзім
қышқылы түзіледі. Бұл қышқыл макроэргиялық байланыста болады.
11.
СООН СООН
С – О - РО3Н2 + АЕФ С – ОН + АТФ
СН2
СН2
фосфоенол жүзім енол жүзім қышқылы
қышқылы
Фосфоэнолпирожүзім қышқылы пироваткиназа ферменті арқылы фосфат тобын және
қосымша энергиясын береді де, АҮФ және энолпирожүзім қышқылы түзіледі. Бұл
екінші макроэргиялық фосфат тобы.
12.
СООН СООН
С – ОН С = О
СН2 СН3
енол жүзім жүзім қышқылы
қышқылы
Энолпирожүзім қышқылы ез бетімен тұрақты пирожүзім қышқылына айналады.
Қанттың пирожүзім қышқылына айналуы кезінде Эмбден-Мейергоф-Парнас
жолымен бос энергия бөлінеді, АҮФ 4 молекуласының түзілуіне жеткілікті
мөлшерде түзілген 2 молекула АҮФ фруктоза 1,6 фосфатқа 4 молекула АҮФ. Осы
бөлінген АҮФ 2 молекуласы қантты ыдыратып, 1,6 фруктоза — екі фосфатқа
айналдырады, ал қалған екі молекуладан АҮФ синтездеуге жұмсалады.
Пентозофосфат жолы. Эмбден-Мейергоф-Парнас жолынан бұл жолдың
айырмашылығы сол, бұнда көмірсулар ыдырау барысында бірден пирожүзім
қышқылы түзілмейді. Мүнда субстраттың бір көміртегі атомы тотығып, көмір
қышқыл газы күйінде белініп шығады. Бірінші реакция глюкозаның фосфорлануы
нәтижесінде глюкоза — 6 фосфат түзіліп, соңынан ол дегиратацияланады.
Осымен қатар НАДФ тотықсызданады да 6-фосфоглюкон қышқылы түзіледі. 6-
фосфоглюкон қышқылы тотығу декарбоксилану барысында Д-рибулозо — 5-фосфат
деп аталатын пентозофосфат пайда болады. Бұл қосылыстан изомерлену арқылы Д-
ксилулозо — 5-фосфат және рибозо — 5-фосфат түзіледі. Бұдан әрі осы
қосылыстар бірқатар реакциялардың әсерінен өзгеріске ұшырап, ақыр аяғында
глюкоза — 6-фосфат түріне оралады. Кейбір зерттеушілер көмірсулар
ыдырауының пентозофосфат жолының бір кезеңінде Эмбден-Мейергоф-Парнас
ыдырау жолына көшеді деген пікірлер айтып жүр.
Сонда алты молекулалы глюкоза пентозафосфат жолы арқылы өзгеріске
ұшырағанда глюкоза — 6-фосфаттың бір молекуласы толық көмір қышқыл газына
дейін тотығады және НАДФ+-тың алты молекуласы НАДФ.Н дейін тотықсызданады
Пентозофосфат жолының негізгі мақсаты: 1) нуклеин қышқылдарын синтездеу
үшін қажетті пентозалармен қамтамасыз ету; 2) микроб жасушасында түрлі
биосинтетикалық реакциялар үшін керекті НАД.Н көбірек түзілуін қамтамасыз
ету.
Глюкозаның пирожүзім қышқылына дейін ыдырауының үшіншісі Энтнер-Дудоров
жолы арқылы жүзеге асуы мүмкін. Мұнда алдымен гексокиназа ферментінің
қатысуымен глюкоза фосфорланады. Осыдан шыққан өнім глюкоза—6-фосфат 6-
фосфоглюкон қышқылына дейін тотығады да, сусызданып, 2-кето — 3-дезокси — 6-
фосфоглюкон қышқылына айналады. Бұл өнім альдолаза ферментінің әсерінен
пирожүзім қышқылы мен 3-фос-фоглицерин альдегидіне ыдырайды. Одан әрі
субстратқа Эмбден-Мейергоф--Парнас жолындағы ферменттер әсер етіп,
пирожүзім қышқылының екінші молекуласы түзіледі. Сонда Энтер-Дудоров
жолымен глюкоза ыдырағанда бір молекула АҮФ мен екі молекула НАД.Н пайда
болады. Осы жолмен глюкозаны ыдыратушы бактериялардың пирожүзім қышқылынан
сүт және басқа қышқылдарды түзетін қажетті ферменттері болмайды. Бұл жол
көбінесе аэробты микроорганизмдер тіршілігіне тән.
1.2 Спирттік ашу процесі
Спирттік ашу процесін ашытқылар қоздырады. Мұндай қасиет кейбір
бактерияларда және мукор саңырауқұлағында аз да болса кездеседі. Бірақ
практикада маңызы бары — ашытқылар.
Ашытқылар қантты анаэробты жағдайда ашытқанда одан спирт, көмір қышқыл
газы және энергия белінеді. Ол мына реакция бойынша жүреді:
С6Н1206 + 2Н3Р04 +2АЕФ→2С2Н5ОН + 2С02 + АҮФ + 27 Ккал энергия
қант фосфор энергия этил
қышқылы көзі спирті
СН3СО.СООН декарбоксиназа СН3С = О + СО2
пирожүзім қышқылы ׀׀
Н
Бұдан соң сірке альдегиді алкафольдегидрогеназа ферментінің әсерінен (НАД
— Н2) тотықсыздану реакциясы арқылы этил спиртіне айналады
СН3 СН3
С = О СН2 2 ОН + НАДХ
НАД – Н2
Н
пиро- алкаголь- этил
жузім дегидро- спирті-
альде- геназа
гиді
Мұндағы АЕФ деп отырғанымыз аденозин екі фосфор қышқылы, ал АҮФ-аденозин
үш фосфор қышқылы. Олар—энергияға бай қосылыстар. Ашу процесі барысында
ашытқылар осы қосылыстардан керегінше энергия алып, бұл процесті одан әрі
жүргізеді.
Спирттік ашу процесі кезінде этил спиртінен басқа сірке альдегиді,
глицерин, сірке және янтарь қышқылдары, сивуш майлары түзіледі. Сивуш
майларының түзілуі ортадағы амин қышқылдарының ыдырауына байланысты. Мұнда
амин қышқылдарынан бөлінетін аммиакты ашытқылар азоттың қоректік көзі
ретінде пайдаланып, ортада сивуш майларының жиналуына кемектеседі. Спирттік
ашу процесін қоздыратын сахаромицет туысына жататын ашытқылар. Егерде
ортада ауа көп болса, ашытқылар көмірсуларды тотықтырып, ашу процесін тыныс
алу процесіне қарай бағытайды. Мұнда көмірсуларды пайдалану коэффициенті
артады. Сондықтан ашытқылардың массасын кептеп алу үшін оларға ауа үрлейді.
Осындай әдісті нан және ма.л азығындық ашытқыларды өндіруде кең қолданады.
Ал спирт алуда процесс анаэробты жағдайда жүреді.
Ашытқылар кез-келген көмірсуды ашытпайды. Мұның себебі оларда амилаза
ферменті болмайды. Сондықтан крахмалды өндірісте алдынала фермент кәмегімен
моно және дисахаридтерге айналдырады. Ал ашытқылар клеткасындағы мальтоза
ферменті, дисахарид мальтозаны глюкозаға айналдырады. Глюкозадан көптеген
ферменттердің көмегімен ашытқылар спирт пен көмір қышқыл газын түзеді.
Бұл процесс мынадай схемамен жүреді: крахмал + амилаза ферментері —
мальтоза қанты + мальтоза ферменті — глюкоза; глюкоза қанты+зимаза
фер-ментері - этил спирті және көмір қышқыл газы.
Ашытқылардың қантты ашытып, этил спиртін және көмір қышқыл газын түзуі
Эмбден-Мейергоф-Парнас сызба нұсқасы бойынша жүзеге асады.
Спирттік ашу процесінің табиғаты біршама терең зерттелді. Бұған көп еңбек
сіңіріп, бірқатар жаңалықтар қосқан орыс ғалымдары Л. А. Иванов, С. П.
Қостычев, А. Н. Лебедев, А. Н. Бах, В. И. Палладий, В. А. Энгельгардт,
шетел ғалымдары Кейберг, Мейергоф, Галден, Эмбденді атап өткен жөн.
Әдетте спирттік ашу процесі қышқылды ортада (рН 4,5 - 50) жақсы жүреді.
Егерде қоректік орта реакциясы сілтілі болса (рН 8,0), онда негізгі
өнімдердің бірі ретінде глицериң пайда болады. Мұнда спирттік ашу процесі
мына реакция бойынша жүреді.
2С6Н120б + Н20 = СНзСООН + СН3СН2ОН+ 2СН2ОНСНОНСН2ОН + 2С02
Егерде қоректік ортаға натрий сульфаты қосылса глицерин өнімі арта
түседі. Мұнда сірке альдегиді сульфитпен қосылады да, сутегі көмегімен этил
спиртіне дей-ін тотықсыздана алмайдьи
Кейбір жағдайда спирттік ашу процесінің кемегімен глицерин және амин
спиртін алуға тура келеді. Ондайда көрсетілген реакция қолданылады.
Егерде гексоза қантын ашытқылар жақсы ашытса, пснтозад қантын олардың
кейбір топтары ғана сіңіре алады. Кейбір ашытқылар жай декстринді ашытады,
бірақ крахмалға әсер етпейді. Көпшілік спирт заводтарында қант алу
мақсатында клетчатканы алдын ала қышқылмен әсер ету арқылы ыдыратады.
Мұндай заттың көзі мол болғандықтан, спирт алудың осындай тәсілі арзанға
түседі.
Азот көзі ретінде ашытқылар ақуызды, амин қышқылдарын, пептонды және
аммоний тұздарын пайдаланады. Өніп-өсу барысында ашытқылар бірқатар
витаминдерді, кейбір өсуді қолдаушы заттарды түзеді. Қолайлы жағдайда
ашытқылардың 10 млрд. клеткасы 20 — 24 мг азотты сіңіре алады. Егерде
өндірісте ашытқылардың өзін көбейтіп алу мақсаты көзделсе, онда қолайлы қо-
ректік ортада алты сағат ішінде бұл процесс аяқталады. Мұнда ортаға
ашытқылар мөлшерін көп етіп салу керек.
Фосфор қоректік заттың қажетті кұрамы болып есеп-теледі. Ол цитоплазма
және көптеген фермеңттер құрамына кіреді. Ашытқыларды өсіретін қоректік
ортаға фосфор кезі ретіиде техникалық фосфорды (0,5%) неме-сс 10%
сперфосфат қосады. Қоректік ортаға ауа үрлегенде ашытқылар фосфорды жақсы
пайдаланады.
Ашу барысында пайда болған заттар олардың тіршілігін тежейді және ашыту
қабілетін тым төмендетіп жібереді. Ортада спирт көбейген сайын ашу процесі
баяулайды. Спирт концентрациясы 12—16 процентке жеткенде ашытқылар
тіршілігі тоқталады. Егер ашыткы өс-кен қоректік орта жаңартылмаса, олардың
тіршілігі спирт концентрациясы 5 процентке жеткенде тоқтайды. Қоректік орта
өне бойы ауысып, жаңарып отырса ашытқылар қантты ашытып, ортада 7 процентке
дейін спирт жиналғанша тіршілік ете алады. Ашытқылар тіршілігі барысында
түзілетін көмір қышқылы да олардың даму-ын тежейді. Көмір қышқыл газы көп
бөлінгенде қоректік орта көбіктеніп кетеді. Бұл ашу процесіне технологиялық
тұрғыдан зиянды.
Спирт зауыттарында, әсіресе шикізат ретінде мелассаны (сірне) алғанда,
ашу процесі аяқталғаннан соң қалған ашытқыларды нан ашытуға немесе мал
азығы ретінде нығыздап сығып тұтынуға жібереді. Сонда ашудан соң кем
дегемде 12 — 18 кг ашытқы түседі.
Ашытқы ақуыздары амин қышқылдарына бай. Олардың ішінде организмге қажетті
алмастырылмайтын амин қышқылдары да бар.Ашытқылар аса бағалы мал азығы
болып есептеледі. Төл мен құс рационына қосқанда ол тез өсіп жетіледі, өлім-
жітім азаяды. Сиыр сүтінің шығымдылығын молайтады. Мал азығына арналған
ашытқыларды өсіру үшін ашу процесінің қалдығы кеңінен қолданылады. Олардың
бағалылығын арттыру мақсатында ультракүлгін сәулесімен өңдейді. Сонда
ашытқы жасушаларында Д витамині көптеп түзіледі.
1 Кесте - Ашытқылардың сапасын тексергенде оның құрамында мынадай заттардың
бар екені анықталды (% есебі-мен)
су — 68,0 — 75,0
белок — 13,0 — 14,0
гликоген — 6,0 — 8,0
клетчатка — 1,8
май (шикі) — 0,9 — 2,0
күл — 1,77 — 2,5
витаминдер мен түрлі
өсуді қолдаушы заттар — 400 — 540 мкг (бір килограмда микрограмм
есебімен).
Мал азығындық ашытқыны түрлі өнеркәсіп және ауыл шаруашылығы өндірісінің
қалдықтарында да өсіреді. Бұл үшін қант қызылшасы немесе қамыс қанты
қолданылады. Соңғы жылдары мал азығындық ашытқы өсіру мақсатында
ағаш өнеркәсібінің қалдықтары кеңінен пайдаланылып отыр.
Ашыту практикасында қолданғанда гщхш. және беттік ашытқылар деп
ажыратады. Беттік ашытқы өсіру ушін 18 — 30 градус жылылық қажет. Мұнда
көмір қышқыл газы көп бөлінеді де, қоректік орта көпіріп кетеді. Сол кезде
ашытқылар өздері ашыған сұйықтың бетіне көтеріледі. Бұларды спирт және нан
өндіруде қолданады.
Түптік ашытқы ашу процесі төменгі температурада (4—10°) жүргенде
қолданылады. Сонда ашу процесі біршама тыныштықта өтеді де, ашытқылар ыдыс
түбіне шөгеді.
Әрине ашытқы топтары көп. Олардың кейбіреулері адамға зиянын тигізеді.
Олар түрлі тағамдар, шараптарды бүлдіреді.
Ашытқылар табиғатта кең тараған. Оларды топырақтан, судан, өсімдіктен
табуға болады.
1.3 Шикізатқа сипаттама
Картоп спирт өндірісінің технологиясында маңызды роль атқарады. Ол
барлық технологиялық шарттарға сәйкес келеді. Бидайға қарағанда картоп егу
бірлінің ауданына байланысты 3...4 есе көп крахмал өңдіреді. Картопты
крахмал тез қайнатылады және сусла шапшаңдылығы аз уақытта құрылады. Оның
құрамында азотты және фосфорлы шикізаттар, ашытқы қорегіне жеткілікті
жағдайда болады. Бұдан спирт өнімін көптеп алуға болады. Бидайдан спирт
алудан гөрі картоптан спирт өңдіру 10% жоғары, ал отын шығын 12% кем.
Картоп өнімінің негізі кемшілігі болып оның бөлшектену жұмысының қиындығы,
ылғалдылықты сақтай алмауы және ауыр салмақтарға тасымалдау шығыны жатады.
Картоп культурасы және сорты
Картоп - қалыпты өсуі мен дамуы үшін топырақтың және ауаның жоғары
температурада болуын көп қажетсінбейді. Түйнектердің көктеуі 6-80С
температурасы шамасында басталады, ал олар 17-200С шамасында неғұрлым
қарқынды өсіп-өнеді және дамиды. Ауаның минимальды температурасы
сақталғанда егілген өскіндер 36, кейде 50 күн дегенде 18-190С шамасында
сақталғанда 19-20 күнде пайда болады. Сабағының өсуі мен дамуының
оптимальды температурасы 20-250С болып табылады. Бұдан жоғары температура
картоптың өсуі мен дамуына кері ықпал тигізеді.
Картоп сабағы суыққа төзімсіз – 0,50С температурадағы суық, пәлектің
бір бөлігін зақымдайды, ал 1-20С температураға төмендегенде оның толық
зақымдануына әкеп соғады.
Өсіп-даму кезеңі (отырғызудан жинауға днйінгі тәжірибелік кезеңі)
сортына байланысты 70-130 күн аралығында ауытқиды.
Картоп су, ауа және жылуды жақсы өткізетін терең қопсытылған
топырақты қалайды. Картоптың өсіп дамуы үшін топырақтың оптимальды
ылғалдылығы оның толық далалық су сыйымдылығы 60-80% болады. Максимальды
суды қажетсінуі шанақтану, гүлдену және түйнек салу кезінде арта түседі.
Картоп қоректі, минералдық элементтерді көп қажетсінетін дақыл болып
табылады. Ол минералдық және органикалық тыңайтқыштарды жақсы қабылдайды.
Сондай-ақ картоптың дамуына бор, марганец, мыс, цинк және басқа
микроэлементтер айтарлықтай ықпал етеді. Дегенмен картоптың
микроэлементтерді сіңіруі көп болмаса да оның жетіспеушілігі (немесе
жоқтығы) өсуі мен дамуын тоқтатады.
Тұқым өнерде, ондағы қорға жиналған заттар (крахмал, май, белок)
арнаулы ферменттердің әсерінен ерітіндіге айналады. Ерітінділермен тұқымның
ұрық клеткалары қоректенеді; сөйтіп, онда зат алмасу процесі күшейеді де,
тұқым тыныштық күйінен оянып, өнеді және өсе бастайды.
Зат алмасу процесі қалыпты түрде болуы үшін және жас өскін дұрыс өсуі үшін,
температура бұрынғысынан жоғары болуы керек. Онсыз өсімдік баяу өседі және
нашар дамиды.
1.4 Крахмалдың химиялық өзгеруі
Крахмал - глюкозаның қалдықтарынан құралған. Полисахаридтердің
молекулалары түзілгенде әдетте глюкозидтік және төртінші гидроксидер
қатысады. Бұл заттың молекулалық массасы дәл анықталмаған, бірақ оның өте
үлкен (100000 шамасында) екендігі белгілі және әртүрлі үлгілер үшін бірдей
болмауы мүмкін. Сондықтан крахмалдың формуласын басқа полисахаридтер
тәрізді (С6Н10О5)n түрінде өрнектеледі. Әрбір полисахаридтер үшін n-нің
мәні әртүрлі болады.
Крахмал салқын суда ерімейтін дәмсіз, ақ ұнтақ зат. Ыстық суда
клейстер түзіп ісінеді.Крахмал табиғатта кең таралған. Ол крахмалды дән
ретінде әртүрлі өсімдіктерге қажет қоректік зат болып есептелінеді және
оларда кархмал дәндер (түйіршік) түрінде кездеседі. Крахмалға астық дәндері
бай: күріште (86% дейін), бидайда (75% дейін), жүгеріде (72% дейін) және
картоп түйнектерінде (24% дейін) болады.
Картоп түйнектерінде крахмал дәндері жасуша шырынында қалқып жүреді,
олар дәндерде ақуыздық зат клейковинамен өзара берік желімденген. Крахмал
фотосинтез өнімдерінің бірі болып саналады. Жасушаларды бұзу және сумен жуу
арқылы крахмалды өсімдіктерден бөліп алады. Өндірісте негізінде спирт
крахмалдан құрылады.
Крахмал – көптеген өсімдіктерде сақталу түрінде: амилаза (20-30 %)
және амилопектин (70-80 %).
Крахмалдың кейбір түрлерінде, мысалы, жүгері балауызында және қара
жүгері балауызының крахмалдарында, іс жүзінде амилаза болмайды, ал оған
керісінше, кейбір басқа крахмал, мысалы, ми бұршағында амилаза ең басты
компонент есебінде болады.
Амилаза глюкозаның бірнеше жүз қалдықтарынан құралған, және ол
қалдықтар α-1.4- байланыстар арқылы жалғасқан. Ол тізбектер тіпті
тармақталмаған, немесе болымсыз дәрежеде ғана тармақталған.
Амилаза ұзын тармақталмаған тізбектен тұрады, сол тізбекте глюкозаның
барлық қалдықтары өзара бірінші және төртінші көміртегі атомдарымен
қосылған монозидық байланысты құрайды.
Амилазаның молекулалық массасы бірншіден 500000-ға дейінгі аралықта
кездеседі:
Амилаза ерітінділері жылы суды оңай еритін тұтқырлығы шамамен, иод
қосқанда көк түске боялатын шынайы емес ерітінділерді құрайды. Амилаза
ерітіндісі тұрақсыз және сақтаудың нәтижесінде қышқылдар мен ферменттердің
әсерімен ыдырамайтын және ерімейтін микрокристаллдық тұнба түзеді.
Амилопектин, бірнеше тізбек үзінділерінен құралған, көп тармақталмаған
молекула, ол үзінділердің әрқайсысында 20-дан 25-ке дейінгі α-1.4
байланыстар арқылы жалғасқан глюкоза қалдықтары болады. Жеке тізбектері бір-
бірімен, негізінде, α -1.6 байланыстар арқылы жалғасқан.
Амилопентиннің амилазадан ерекшелігі оның қатты тармақталған
тізбегінде. Тармақтар орташа есеппеп 12 глюкоза қалдығынан тұрады және
шамамен әрбір 12 глюкоза қалдығынан кейін нүктелері құралады. Глюкозаның
қалдығы амилопентиннің молекуласының қалдығынан глюкозидті байланыстағы 2-
1,4 түрде байланысқан.
Сонымен амилопектин тізбегі төмендегі тармақталған түрде кездеседі.
Амилопектин молекуласында глюкоза қалдығының жалпы саны 6000-ға дейін
жетеді және молекулалық шамасы 1 млн.
Амилопектиннің амилазадан айырмашылығы оған иод қосқанда оның қызыл
күлгін түрге боялған калоийды және мицельды ерітіндіні құрауында. Ол 120-
130°С қыздырылған суда ериді және өте тұтқырлғы тұрақты ерітінді
концентрациясы (5%) .
Минералды қышқылдардың әсерінен жоғары температурада немесе 55-
60°С–дегі амилолитикалық ферменттеу катализінің нәтижесінде крахмал
молекуласында макромолекуласы мен амилаза макромолекуласының арасындағы
байланыс әлсіреп үзіледі сосын амилопектин мен амилаза молекуласының
әртүрлі бөлімдерінде 2-1,4 және 2-1,6 гликозидтер байланысы үзіледі де
байланыстың үзілген жеріне су молекулалары жалғасады. Сонымен крахмалдың
қысқалау әртүрлі молекуласы ыдырайды, олар декстриндер және олигосахаридтер
деп аталады
Соңғы жылдары крахмалда, α -1.4 және α -1.6 байланыстардан басқа да
байланыстардың бар екендігі байқалды.
Амилопектинде аздаған мөлшерде α -1.3 – байланыстардың бар екендігі
нигерозаны жекелеп бөліп шығару арқылы дәлелденді (D-глюкозаның 3-О- α -D-
глюкопиранозит).
Нигероза флорид крахмалының қышқылдық немесе энзимдік гидролизінің
өнімінен жекеленіп алынды, және α -1.3 байланыстарының оның структурасының
құрам бөлімдері екендігі тағайындалады.
Крахмал тағамдардың құрамына кіреді. Желім жасау үшін, глюкоза алу
үшін қолданылады.Ферменттер әсер еткенде немесе қышқылдармен бірге
қыздырғанда (сутегі иондар катализатор болады) барлық күрделі көмірсулар
тәрізді крахмал гидролизге ұшырайды. Мұнда алғашында ерімтал крахмал, ал
одан кейін күрделілігі төмендеу заттар – декстриндер түзіледі.
Гидролиздің ең соңғы өнімі глюкоза. Реакцияның жиынтық теңдеуін
былайша өрнектеуге болады:
Крахмалдың гидролизі - оның маңызды химиялық қасиеті.
Крахмал күміс айна реакциясын бермейді, бірақ оның гидролизденген
өнімдерін береді. Крахмалдың макромолекуласы циклді α -глюкозасының көп
молекулаларынан тұрады. Бұдан крахмалдың түзілу процесін былай көрсетуге
болады:
Бұдан глюкоза молекулаларының қосылуы реакцияға түсуге қабілетті,
гидроксил топтарының қатысуымен жүретіндігі көрініп тұр. Ал соңғылардың
болмауы альдегид топтарын түзілу мүмкіншілігінен айырылады, сондықтан олар
крахмал молекуласында болмайды. Крахмалдың химиялық қасиеті оның
құрылысымен түсіндіріледі.
Иод ерітіндісі крахмалды көк түске бояйды. Қыздырғанда бұл бояу
жоғалады да, салқындатқанда қайтадан пайда болады. иод ерітіндісі
крахмалды, ал крахмал ерітіндісі (клейстер) – йодты анықтау үшін
қолданылады.
Крахмалдың қолданылуы әр алуан. Ол адам тағамының – нанның, жарманың,
картоптың негізгі көмірсуы болып саналады. Крахмал көп мөлшерде спирт
өндірістерінде қолданылатын декстриндерге және глюкозаға айналдырады.
Картопта және астық дәндерінде болатын крахмал желімдегіш құрал ретінде
қолданылады.
Химиялық құрамына байланысты крахмал екі полисахаридтерден тұрады: α-
амилозалар (17-20%), амилопентозалар (75-80%).
Суда қыздыру барысында крахмал түйірі ісінеді де, шамамен 25-30 суды
сіңіріп алады, яғни көлемі жағынан үлкейеді. Осыған байланысты стуктуралық
элементтер түйіршіктері өзгереді де, крахмал клейстері басталады.
Клейстерде қатты ісінген тізбектер амилопектинге түзіледі, ал арасындағы
сұйық ерітінді амилазаға толтырылады клейстаризация процесі кристалдық
структурасын жойып рентгенограмды нативті крахмалды бекітеді.
Клейстеризация температурасы көптеген факторларға сүйенеді (крахмалдың
түрлеріне, түйіршіктің пішініне, суспензияның концентрациясына, қыздыру
жылдамдығына, тұздығына және тағы басқаларына ) және келесі
температураларға байланысты (0С): картоп – 59-64; бидай – 54-62; қара бидай
– 50-55; жүгері – 65-75. Клейстеризацияда тұздарды және сірке суларын
қосқанда температура төмендейді, ал қантта температура жоғарлайды.
1.5 Шикізатты қайнатуға дайындау
Құрамында крахмалы бар шикізаттан спирт алу өндірісіндегі
технологиялық процестің негізгісі болып қайнату қаттандыру,ашыту саналады.
Қайнатудың алдында дайындық операциялары жүргізіледі, жуу,шикізатты
дайындау.
Спирт өнімін алуда технологиялық талаптарға сай келетін картоп өнімі
өзінің эффективтілігінің арқасында сәйкес келеді. Картоптан бидайға
қарағанда 3-4 есе крахмал артық алынады. Картоп крахмалы жылдам
қайнатылады, сусла жасауға қолайлы. Суслада азот және фосфор өнімі бар. Бұл
өнім ашытқыны қоректендіруге тиімді,осыдан өте жоғарғы дәрежелі спирт алуға
мүмкіндік туғызады. Картопты қайта өңдеу процесі кезінде спиртті шығару
өнімділігі бидайды өңдеуге қарағанда 10%-ке артады, ал отынның шығымы 12%
-ке төмендейді.
Картоптан спиртті өндіруде негізгі кемшілігі болып картопты өңдеу
процессінің қиындығы, ылғалда сақталу төмендігі және алыс жолға
тасмалдағанда шыдамсыздығы болып табылады. Картоптың культурасы және сорты
жақсы картоп Solanum, тұқымдасына жатады. Бұл оңтүстік америка өлкесінде
болатын, көп жыл өмір сүретін гүл өсімдігі болып табылады, ал культура –
бір жыл жасайды.
Картопты бурткадан және сақталатын қоймадан таразыда тартылып авто
көлікпен әкетіліп темір торларыда сақталтын бөлмеге әкетіледі.
Орталықтан ұйымдастырылған тасмалдау теміржол тасымалдығышы мен
жеткізіледі.
Тордан картопты гидротасымалдығыштың төменгі жағында бетоннан немесе
металдан жасалған ені 0,3 –0,4 м, қабырғаның биіктігі 0,7-0,8 м, 1 метрге
8-13 мм еңкейіп орналасқан , жуатын науаға жібереді.
Ағын су ретінде кері жүйеден шығарылып алынған су, оған ашыту аппаратының
жыланшасынан, қанттандырғыштан алынған су қосылады. Картоп тасымалдағыш
гидротасымалдағыштың көмегімен келеді. Соңында темірден жасалған тор арқылы
тасымалдағыштан су өтіп картоп ұсталып, жуу машинасына келіп түседі. Суды
үнемдеу үшін тұндырғыштан келген су көп рет қолданылады, судың шығыны
картоптың массасынан 400-700 % құрайды.
Картоп спирт зауытына өңдеуге келіп түседі, сол жерде топырақ, сабан,
тас, құм, сондай – ақ металл заттар және тағы басқа қоспалар болады.
Қоспада бөгде қоспалардың көп болуынан құрал –жабдықтардың өнімділігі
төмендейді, аппаратуралар, құбыр өткізгіштер, насостар бекітіліп қалады,
тез тозады, нәтижесінде өндірісітің технологиялық режимі бұзылып,
өндірістің тоқтатылуына әкеліп соқтырады. Сондықтан бөгде қоспалар
шикізаттан жойылады. Науаның шетіне металдан жасалған бірнеше қатар сабан
ұстайтын 50-100 мм торлар орнатылады. Сабан және басқада судың бетінде
жүзіп жүрген заттар периодты түрде жойып отырады. Ауыр қоспаларды бөлу үшін
құрылысы ірі тас ұстағыштарды қолдану тиімді.
Картоп сумен бірге гидротасмалдағыш бойымен айналмалы горизонтальды
барабанның ішіне келіп түседі. Ондағы ірі қоспаларға ішкі бұрандалы тырна
шөміш қондырғы орнатылады. Майда ауыр қоспалар барабанның қабырғасы арқылы
өтеді және шөміш қондырғыдан сыртқы бұрандалы тырнаға келіп түседі.
Барабаннан картоп сумен бірге гидротасымалдағышпен шығарылады және жуу
бөлмесіне жіберіледі. Топырақты сондай–ақ, жеңіл және ауыр қоспаларды,
картопты жууға құрылысы ірі түрлі қондырғылар қолданады. Картоп түйінін
жууға, егерде жуатын қондырғы жоғары болса онда шнек арқылы жіберіледі.
Жуатын қондырғының төменгі жағының түбінде орналасқан люк арқылы периодты
түрде қоспалар алынып тасталынады. Картоптың сыртына жабысқан лай –
топырақтарды жақсылап жуу үшін мол мөлшерде су қажет (су және картоп
1,5÷1,7 қатнаста) болады. Картопты бірінші бөлу бөлімінен, екінші бөлу
бөліміне ожаумен жіберіледі. Таза су бірінші бөлімге, сондай – ақ екінші
бөлімге таза картопты шаюға беріледі. Жууға жұмсалған судың мөлшері картоп
массасының 200-400 % құрайды және картопты жуу 5-7 минутты құрайды.
Ластанған картопты жуу уақыты ұзартылады және судың астынғы жағында картоп
сақталады. Кейде үсіген, бүлінген картоптың механикалық беріктігі бұзып
жуылмайды, қайнатуға жіберілмейді. Жуу процесінде картоптың жоғалуы 0,2 %
-дейін рұқсат етіледі, картоп түйініне жабысқан топырақ 0,25 % жоғары
болмауы керек. Жуылған картоп элеватордың көмегімен тасмалданады және
автоматты ожау сияқты таразыда 0,5 % дейінгі дәлдікте өлшенеді.Шикізат
массасындағы ылғалдықтың құрамы 1 %- ке жетеді.
Картоп жуудан кейін үздіксіз қайнауға жіберер алдын майдалағышпен
майдаланады. Майдаланған картоптың саны бөлшектердің санымен анықталады,
жуылғаннан кейін, тордағы сулы ботқа сынамалар өлшемі 3 мм саңылау тормен
өлшенеді. Сапалы майдаланған бөлшектер торда ұсталып қалмауы керек.
1.6 Қайнатудың реологиялық қасиетінің өзгеруі
Қоспаның реологиялық қасиетті әдетте массаның тұтқырлығын ең алдымен
крахмалдың концентрациясына, картоп бөлшектерінің өлшемдеріне және
қайнатудың жылдамдығына байланысты болады. Толық ісіну және клейстеризация
процесі орындалған жағдайда қоспаның тығыздығы жоғарлап, өзінің ағындылығын
жоғалтып насос арқылы өте алмайды. Сондықтан да қоспаны 60-650С
температурада қайнату процесін барлық өндіріс орындары жүргізеді. Бұл кезде
крахмал әлсіз клейстеризацияланады және мұздай қоспамен салыстырғанда
тығыздылығы байқалмайды.
Қайнату аппаратына 95-970С температурада тез ауыстыру арқылы қоспаның
тығыздығын төмендетуге болады. Бірақ бұл кезде қажетті ісіну және
клейстеризация процесі крахмалды өнімге толық жүрмейді.
1-0; 2-0,05; 3-0,10; 4-0,15; 5-0,20; 6-0,25.
1сурет - Қайнау температурасына байланысты қоспаның
тұтқырлығының өзгеруі және Вас.diastaticus(АҚгкрахмал бірлікте)
культурсын мөлшерлеу:
Cуретте майдаланған түйіршік қоспасының тұтқырлығы жылыту барысында өзгеруі
көрсетілген (бөліктерінің пішіні 0.7-1мм; 50-950С температурада.
Қоспаны қайнату кезінде екіншілік буды толық қолдануға мүмкіндік
бермейді. Bac. subtilis, Bac. Diastaticus культурасында жақсы ерітіліп
жылдам ағуына мүмкіндік береді
0.2-0.25 бірлік AҚ г крахмал препаратының шығыны барысында және 72-
750С температурада жоғары тұтқырлықтың максимум 1.5 Па∙с жоғары болмау
қажет, ал 950С температурада мұздай қоспаның тұтқырлығы 0.4-0.5Па∙с дейін
төмендетілуі қажет. Препарат шығынының тұтқырлығының максималдылығы ірі
майдаланған түйіршік үшін 2.0Па∙с жоғары болмайды.
Өндірістерде α - амилазаның қатысында 950С температурада қайнату және
20 минут ұстау нәтижесінде жақсы ерітілген қоспа, массаның жеңіл
майдалануына, қоспаны жылыту барысында екіншілік буды қолдануға, қайнату
процесінде қолайлы жұмсақ әдіс қолдануға мүмкіндік береді. Ашытылатын
заттардың төмендеуіне сәйкес келеді.
Бидай қоспасына қарағанда майдаланған картоп тек 400С температурада
қайнатылады. Себебі бос крахмал түйіршік тұтқырлығының жоғарлануына
байланысты. Және ботқа ағуын толық жоғалтады. Картоп ботқаның ерітілуін
және тұтқырлығын, сондай-ақ бидай қоспасының құрамын төмендету үшін
құрамында α - амилазасы бар бактериалды препараттар қолданады.
1-α - амилаза бактериясы; 2,3- αамилаза бактериясымен 0,08 және 0,5
АҚгкрахмал бірлігі сәйкес.
2 сурет - Қыздырғанда картоп ботқасының тұтқырлығының өзгеруі
2 суретте ботқаның тұтқырлық динамикасының өзгерісі көрсетілген. α -
амилазды бактериалардың сонымен еріту барысында (культура мөлшері 0.5
бірлік. ACг крахмалы) 800С температурада ботқаның тұтқырлығы едәуір
төмендетіледі. Осындай әдіспен қайнау сатысында термофильді α - амилазаны
қолдануымен қоспаның және ботқаның тұтқырлығын 80-850С температурада
қыздырған кезде төмендетуге болады жылыту үшін екіншілік бу тиімді. Себебі
спирт зауыттарында артық бу атмосфераға жіберіліп отырады.
Көміртегінің аз жоғалуы ұсақ ұнтақталған картоптантан байқауға болады. Бұл
қайта өңдеу процесі 50-120мин арасында жүреді. Бұл жағдайда крахмал
өнімінің жоғалуы 1%-ке дейін кемиді. Бұдан жай қайнату процесінен
рациональды тәртіп бойынша қайта өңдеу процесі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz