Создание композитной смеси из отходов масложировой промышленности (отстойного фуза, шрота)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСТАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Алматы, 2007 г.
Защита__________________________
Протокол ГАК ___________________
Оценка ГАК _____________________
Секретарь ГАК __________________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ
НА ТЕМУ: Создание композитной смеси из отходов масложировой промышленности
(отстойного фуза, шрота)
Студент ΙV курса ________________________ Нарбаева
А. Л.
Научный руководитель,
старший преподаватель _____________________ Сидорова В. И.
КОНСУЛЬТАНТЫ:
по основной части ____________________ Сидорова
В. И.
по экономической части __________________ Ормагамбетов К.О.
по охране труда и
охране окружающей среды _________________ Сарманкулов Т.М.
Рецензент ___________________
Алимкулов Ж.С.
Зав. кафедрой
Чл. корр. – НИА РК,
д.т.н., профессор __________________
Джерембаева Н. Е.
Допущен к защите
К. т. н., доцент ___________________
Орымбет М. М.
Факультет Инженерно-технологический
Кафедра Технология пищевых производств
Специальность 050727-Технология продовольственных
продуктов
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломной работы
Студенту Нарбаевой А. Л.
Тема работы: Создание композитной смеси из отходов масложировой
промышленности (отстойного фуза, шрота).
Утверждена приказом по вузу № 25от 10 марта
2007г.
Срок сдачи законченной работы 25 мая
2007 г.
Исходные данные к работе: Отходы масложировой промышленности (отстойный
фуз, шроты)
Перечень подлежащих разработке в дипломной работе вопросов или краткое
содержание дипломной работы:
В дипломной работе освещены особенности технологии производства комбикорма,
разработка оптимизационной математической модели получения композитной
смеси, разработка композитных смесей на основе фуза и шрота, технология
получения композитной смеси, расчет экономической эффективности
использования комбикормов с композитной смесью на основе отходов
масложировой промышленности, рассмотрены вопросы охраны труда, охраны
окружающей среды и промышленной экологии.
Перечень графического материала:
1) Схема технологического процесса переработки семян масличных культур
2) Схема технологического процесса водной гидратации
3) Объем образования вторичных продуктов масложировой промышленности
4) Физико-химический состав и качество сырья
5) Рецептура композитных смесей
6) Схема технологического процесса производства композитной смеси
7) Схема технологического процесса экструдирования композитной смеси
8) Физико-химический состав композитных смесей
9) Физико-механические свойства композитных смесей
10) Равновесная влажность композитных смесей
11) Изменение качества композитных смесей при хранении
12) Технические требования к качеству композитной смеси.
Рекомендуемая литература
1. Назарбаев Н.А., Послание Президента РК народу Казахстана в 2007
году; 2. Жадан А.М. Научные основы рационального использования отходов
промышленности в кормлении сельскохозяйственных животных. Научные труды
УСХА, Киев, вып. 191. -1967. -С.4; 3. Коваленко И.Т. Попутные продукты и
отходы масло-жировой промышленности. Научные труды УСХА, Киев, вып. 191.
-1976. -С.78; 4. Руководство по технологии получения и переработки
растительных масел и жиров. Л. ВНИИЖ, т.2, 1973; 5.Ильенк-Петровская Т.П.,
Бухтарева Э.Ф. Товароведение пищевых жиров, молока и молочных товаров.
М.:Экономика, 1980; 6. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки. Справочник.
М. Росагропромиздат, 1989; 7. Щербаков В.Т., Иваницкий Е.Б. Производство
белковых продуктов из масличных семян.-М.: Агропромиздат, 1987. -С.9.
Консультации по работе с указанием относящихся к ним разделов работы:
Раздел Консультант Сроки Подпись
Введение (актуальность и Сидорова В. И. 5. 05. 07г
основные задачи).
Основная часть Сидорова В. И. 10. 05.
07г
Экономическая часть Ормагамбетов К..О. 15. 05.
07г
Охрана труда, охрана Сарманкулов Т.М. 20. 05.
окружающей среды 07г
Выводы Сидорова В. И. 25. 05.
07г
График выполнения дипломной работы
№ Наименование разделов, перечень Сроки представления Примечание
пп разрабатываемых вопросов научному
руководителю
1 Введение 5. 05. 07г
2 Технологическая часть 10. 05. 07г
3 Экспериментальная часть 10. 05. 07г
4 Экономическая часть 15. 05. 07г
(Расчет экономической
эффективности использования
комбикормов с композитной смесью
на основе отходов масложировой
промышленности)
5 Выводы 20. 05. 07г
6 Охрана окружающей среды 25. 05. 07г
7 Охрана труда и техника 25. 05. 07г
безопасности
Дата выдачи задания 10 марта 2007г.
Заведующий кафедрой ,
Чл. корр. – НИА РК,
д.т.н., профессор _______________________ Джерембаева
Н. Е
Научный руководитель,
С.Н.С. лаб. технологии и
оборудования зерноперерабатывающего
и комбикормового производств
РГП НПЦ ППП
Сидорова В.И
Задание принял к исполнению
Студентка ΙV курса ________________________ Нарбаева
А. Л
Содержание Стр.
Введение 8
1 Технологическая часть 10
1. 1 Переработка семян масличных культур 10
1. 2 Ассортимент готовой продукции 11
1. 3 Щелочная рафинация 11
1. 4 Гидратация масла 16
1. 5 Технологический процесс водной гидратации 17
1. 6 Ассортимент готовой продукции, полученный в результате
гидратации растительных масел 18
1. 7 Поставки сырья 19
1. 8 Выбор направления исследования 19
1. 9 Программа и методика исследования 23
1. 10 Объемы образования вторичных продуктов переработки
масличных семян 25
2 Экспериментальная часть 27
2. 1 Физико-химический состав и качество используемого сырья
27
2. 2Разработка оптимизационной математической модели получения
композитной смеси 30
2. 3 Разработка композитных смесей на основе фуза и шрота 31
2. 4 Технология получения композитной смеси 33
2. 5 Исследование физико-химических свойств и химического состава
композитных смесей 37
2. 6 Исследование гигроскопических свойств композитных смесей
40
2. 7 Исследование изменения показателей качества композитных
смесей при хранении 42
3 Технические требования к качеству композитной смеси 45
4 Расчет экономической эффективности использования комбикормов с
композитной смесью на основе отходов масложировой промышленности
47
Выводы 49
5 Маркетинговые исследования 50
5. 1 Организационные формы в животноводстве 50
5. 2 Международный опыт кормопроизводства 51
5. 3 Пути повышения питательной ценности и качества кормов 56
5. 4 Совершенствование существующей системы отрасли
кормопроизводства 56
5. 5 Меры по развитию комбикормовой промышленности 56
5. 6 Ожидаемые результаты 56
6 Экологическое состояние воздушного и водного бассейна в
результате загрязнения бытовыми отходами 58
6. 1 Возможные направления использования отходов производства
72
7 Охрана труда и техника безопасности 75
7. 1 Техника безопасности при работе в химической лаборатории
77
7. 1. 1 Работа с кислотами, щелочами, вредными и ядовитыми
веществами 77
7. 1. 2 Правила работы со стеклянной посудой и другими
лабораторными оборудованиями 79
7. 1. 3 Правила отбора проб 80
7. 1. 4 Правила противопожарной безопасности 81
Список использованных источников 83
Введение
Президент Республики Казахстан Н.А.Назарбаев в своем выступлении
Послании Народу Казахстан 28 февраля 2007 года указал на то, что
необходимым условием ускоренного продвижения Казахстана в сообщество
пятидесяти наиболее конкурентоспособных стран мира и укрепление позиций
Казахстана в качестве его постоянного члена является выход казахстанских
товаров на качественный уровень передовых международных стандартов.
Добиться этого возможно только благодаря внедрению в производство передовых
технологий, к которым относится зерноперерабатывающая и комбикормовая
промышленность [1].
В работах отечественных и зарубежных ученых отмечено, что во всех
странах мира расходы на корма ежегодно увеличиваются, а ресурсы для их
производства уменьшаются. При этом многие компоненты комбикормов стали
дефицитные, а некоторые используются на другие цели. Удорожание и
сокращение традиционных энергетических ресурсов обусловило необходимость
включения в рационы до 80% и более зерновых компонентов, что приводит к
несбалансированным комбикормам, и не обеспечивает биологически полноценной
продукции.
На предприятиях отрасли в настоящее время вырабатывается около 8 млн. т
комбикормов и 2 млн. т различных кормовых добавок. Однако, достигнутый
уровень производства комбикормов не удовлетворяет потребности
животноводства, как в количественном, так и в качественном отношении. Их
удельный вес, в общем расходе концентрированных кормов, не превышает 20%, в
то время как около 3,0 млн. т зерна используется в виде простых смесей или
просто дроблеными. Расчеты показывают, что к 2015 г для удовлетворения
потребности животноводства, птицеводства и рыбоводства следует довести
объем производства полнорационных комбикормов в республике до 3,0 млн. т в
год, т.е. увеличить в 3 раза.
Для нужд животноводства комбикормовая промышленность республики
производит около 100 различных рецептов комбикормов, что приводит к
необходимости использования для их выработки самых различные виды сырья.
Имеющиеся в литературе сведения говорят о многообразии компонентов,
используемых в комбикормовой промышленности, число которых доходит до 150 и
более. По мере увеличения объемов производства комбикормовой продукции и
расширения ассортимента в сырьевые ресурсы вовлекается все больше новых
видов сырья, использованию которых предшествуют всесторонние исследования.
В настоящее время рынок предъявляет высокие требования к качеству
комбикормов. Качество комбикормов и степень их усвояемости во многом
обусловливается гранулометрическим составом компонентов. Для всех видов и
возрастных групп животных существует оптимальная крупность комбикормов,
при которой обеспечивается, при прочих равных условиях, лучшая
продуктивность при меньших затратах корма на получение единицы
животноводческой продукции. При этом необходимо выдерживать не только
оптимальный средний размер частиц, но и ограничивать содержание в
комбикорме мелкой фракции.
Реализация этих требований возможна путем обогащения комбикормов
(привлечения новых кормовых добавок) и использованием методов специального
воздействия на корм, изменяющего структурно - механические и
биохимические свойства продукта (гранулирование, экструдирование и
экспандирование). Кроме того, качество комбикормов и степень их
усвояемости во многом обусловливается гранулометрическим составам
компонентов. Для всех видов и возрастных групп животных существует
оптимальная крупность комбикормов, при которой обеспечивается, при
прочих равных условиях, лучшая продуктивность при меньших затратах корма
на получение единицы животноводческой продукции. При этом необходимо
выдерживать не только оптимальный средний размер частиц, но и ограничивать
содержание в комбикорме мелкой фракции
Таким образом, в условиях рыночной экономики продукция комбикормовой
промышленности должна быть конкурентоспособной и иметь соответствующее
качество. Производство качественного продукта обусловлено качеством сырья
и применением передовой технологии.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Объектом исследования является вторичные продукты переработки
масложировой промышленности отстойный фуз и шроты.
Цель работы – изучение и возможность использования отходов масложировой
промышленности (отстойного фуза, шрота) в кормлении сельскохозяйственных
животных.
Область применения исследований – комбикормовая промышленность и
перерабатывающие хозяйства.
Для выполнения принятого исследования были определены основные
направления работы:
- изучение физико-механических свойств и химического состава сырья;
- оценка качества сырья;
- разработка технологии получения композитной смеси;
- выбрать наиболее приемлемый вариант композитной смеси на основе
отходов масложировой промышленности;
- изучение физико-механических свойств и химического состава
композитной смеси;
- влияние сроков и условий хранения смеси.
1. Переработка семян масличных культур
Технологическая схема
Технологический процесс переработки семян масличных культур состоит из
следующих операций:
Очистка исходного сырья
Очистка семян масличных культур
Дробление и вальцевание
Тепловая обработка и прессование
Очистка масла от примесей
Фильтрация и охлаждение масла
Рисунок 1 Схема технологического процесса переработки семян масличных
культур
1. 2 Ассортимент готовой продукции
В процессе производства вырабатывается следующий ассортимент продукции,
и он представлен в таблице 1 (табл. 1).
Таблица 1 Ассортимент готовой продукции
Центры затрат Продукция
Жмых семян масличных культур
Линия по переработке семян масличных(соевый, подсолнечника, горчичный,
культур рапсовый).
Масло сырое прессовое (соевое,
подсолнечное, горчичное, рапсовое).
1. 3 Щелочная рафинация
Очистка жиров растворами щелочи является одним из наиболее
распространенных методов их рафинации. При взаимодействии жирных кислот со
щелочами образуются нерастворимые в нейтральном жире соли-мыла, водные
растворы которых благодаря их большему удельному весу отделяются от жира.
Отделившуюся при этом мыльную массу называют соапстоком.
При обработке жиров водным раствором щелочи, прежде всего, происходит
нейтрализация их, поскольку ею связываются все вещества, имеющие кислотный
характер. Образующееся мыло, обладая высокой солюбилизирующей и
абсорбционной способностью, увлекает из жира значительную часть других
примесей, как, например, фосфатиды, белки, слизи, красящие вещества и др.
Хлопья мыла захватывают и механические примеси.
Под действием щелочи некоторые примеси могут в большей или меньшей
степени претерпевать химические превращения. Так, концентрированный раствор
щелочи, взаимодействуя с фосфатидами при интенсивном тепловом воздействии,
может вызвать глубокий распад их. В слабых растворах щелочей растворяются и
некоторые белки с образованием солей. При более высокой температуре
возможна частичная денатурация белков вследствие гидролитического действия
щелочей на амидную группу. Денатурированные белки хорошо растворяются в
слабых растворах щелочей.
Растворы щелочей слабой концентрации почти не влияют на красящие
пигменты – хлорофиллы, каротин, каротиноиды и измененный госсипол. Растворы
щелочей средней и особенно, высокой концентрации действует и на красящие
вещества, вызывая их большее или меньшее разрушение.
Благодаря такому комплексному действию растворов щелочей, жир после
нейтрализации освобождается не только от свободных жирных кислот, но и от
значительного количества других примесей. Этим и объясняется широкое
применение метода щелочной рафинации в заводской практике при очистке жиров
для пищевых и технических целей.
Попутно со связыванием свободных жирных кислот щелочи омыляют и
некоторое количество нейтрального жира, что нежелательно из-за снижения
выхода рафинированного масла. Иногда, однако, вводят большой избыток
раствора щелочи, используя образующееся мыло для осветления масла,
содержащего большое количество примесей, например черного хлопкового.
Снижение выхода рафинированного масла при щелочной рафинации связано также
со способностью концентрированных водных растворов мыла коллоидно
растворять глицериды. Эта часть жира не может быть выделена из соапстока ни
отстаиванием, ни центрифугированием.
Процессы, происходящие при щелочной рафинации. Основную реакцию
нейтрализации свободных жирных кислот раствором едкой щелочи можно
схематически изобразить следующим уравнением:
RCOOH + NaOH → RCOONа + H2O
При недостатке щелочи или в результате гидролиза могут образоваться
кислые мыла по уравнению:
2RCOOH + NaOH → RCOOH·RCOONа + H2O
Сравнительно простая химическая реакция нейтрализации жира протекает в
довольно сложных условиях. Это определяется гетерогенностью среды,
свойствами образующегося мыла и тем, что в жире присутствуют некоторые
другие вещества, обладающие поверхностно активными свойствами и влияющие на
ход процесса. Скорость нейтрализации жиров водными растворами щелочи
увеличивается при повышении кислотности жира и концентрации раствора
щелочи, увеличении дисперсности раствора щелочи, вводимого в жир
(увеличивается поверхность их соприкосновения), и при повышении температуры
жира и щелочи.
Согласно исследованиям А.А. Шмидта, щелочная рафинация протекает в
несколько стадий, следуя одна за другой. При попадании капли раствора
щелочи в жир, за счет реакции ее с жирными кислотами на поверхности капли
образуется тончайшая мыльная пленка. Под влиянием сопротивления масла
движению такой капли мыльная пленка сначала сдвигается в сторону,
противоположному движению капли, а затем отрывается от нее. В момент отрыва
пленка образует мешочек, внутри которого содержится не успевшая
прореагировать часть щелочи и небольшое количество жира.
По мере сдвига и отрыва пленки по обнажающейся поверхности капли щелочи
образуется новая мыльная пленка, которая затем отрывается так же, как и
первая.
Заключенный в оторвавшихся мешочках раствор щелочи омыляет находящийся
там жир. Так продолжается до тех пор, пока не будет израсходована вся
щелочь или пока капля ее раствора не опустится на дно аппарата. В мыльных
пленках за счет сопряженной растворимости коллоидно растворяется некоторое
количество нейтрального жира, а также фосфатидно-белково-слизевый комплекс,
красящие и другие вещества. При движении через толщу жира вниз или
сталкиваясь в процессе перемешивания, мыльные пленки слипаются, образуя
рыхлые хлопья, в пространстве между которыми механически включен
нейтральный жир. Осаждаясь на дно аппарата, эти хлопья образует массу
соапстока.
Таким образам, в соапстоке содержится : мыло, нейтральный жир,
увлеченные примеси и продукты их превращений под влиянием щелочи, а также
небольшое количество свободной щелочи. При этом нейтральный жир в соапстоке
находится в трех видах :а) в стенках пленок- вследствие сопряженного
растворения мыле, б) внутри мыльного мешочка, как в сосуде, куда он попал
в момент отрыва пленки от капли щелочи и в) механически увлеченный между
пленками при их агрегировании в хлопья .
Ход процесса и формирование структуры соапстока при щелочной рафинации
зависят от ряда условий: от температуры жира, от содержание в нем
примесей, особенно таких, которые обладают поверхностной активностью
(фосфатиды, белки и т.п.), от концентрации и температуры раствора щелочи и
условий ведения реакции.
С повышением температуры жира величина и количество пленок соапстока,
отрывающихся от капли щелочи, уменьшается, а скорость опускания самой капли
в солее жира увеличивается из-за снижения его вязкости. Одновременно
повышается возможность омыления нейтрального жира. При боле низких
температурах образуется крупные агрегированные, сложные по структуре
системы жир—соапсток—вода, стабилизированные фосфатидно- белковым
комплексом. Чем больше этих поверхностно активных веществ входят в
структуру мыльных пленок, тем выше их прочность и способность к
эмульгированию и к сопряженному растворению в них нейтрального жира .
С повышением температуры раствора щелочи скорость оседания капли
возрастает.
Скорость движения капли щелочи в жире имеет большое практическое
значения. Замедленное движение позволяет лучше использовать поверхность
капли щелочи и израсходовать ее полностью для связывания жирных кислот до
того, как она осядет на дно аппарата. Однако это справедливо только в том
случае, если продукты реакции— мыльные пленки - быстро отводятся с
поверхности капли щелочи, освобождая ее для контакта с новыми молекулами
свободных жирных кислот, В противном случае щелочь будет омылять
нейтральный жир.
Наилучшие условия для полного использования щелочи и минимального
омыления нейтрального жира обеспечивается в непрерывных схемах щелочной
рафинации. При периодически работающей аппаратуре слабые растворы щелочи
более выгодны, так как при этом отвод образующихся пленок мыла происходит
достаточно быстро. Как показали опыты А, А. Шмидта, при работе с раствором
щелочи, имеющим концентрацию 240-35 гл, капли его уже в начальной стадии
прочно обволакиваются пленками мыла, которые не отрываются от них. Эти
пленки образуют как бы парашюты, замедляющие движение капель. Вследствие
этого значительная часть щелочи, находящихся в таких каплях, расходуется на
омыление нейтрального жира. Интенсивное перемешивание, применяемое при
работе сконцентрированными растворами, ускоряет отрыв пленок мыла и
уменьшает омыление нейтрального жира.
Эффективность щелочной рафинации жиров зависит так же от размеров
капель раствора щелочи. Мелкие капли щелочи, взаимодействуя с жирными
кислотами, образуют развитию поверхность мыльных пленок, обладающих
известной адсорбционной способностью по отношению к разнообразными
примесям, в частности, к некоторым красящим; благодаря этому жир лучше
осветляется.
По истечении некоторого времени, когда процесс сорбции примесей
закончен, необходимо создать условия для укрупнения его отделение от жира.
Это достигается обычно перемешиванием, иногда с одновременным повышением
температуры реакционной массы. Мелкие капли щелочи более выгодно, чем
крупные еще и потому, что последние имеют меньшую относительную поверхность
контакта с жиром, быстрее оседают а дно и создают более крупные мешочки,
внутрь которых при отрыве их с поверхности капли попадает большее
количество нейтрального жира и раствора щелочи. Эти понижает выход
рафинированного жира.
Формирование соапстока не заканчивается в процессе взаимодействия
реагирующих веществ со щелочью и образовавшимися мыльными пленками.
Внутри этих пленок после их осаждения на дно аппарата в результате
происходящих физико-химических процессов наблюдаются различные превращения.
Часть пленок под действием воды и свободной щелочи набухает, образовавшиеся
ранее вокруг них гидратные оболочки разрушается, а сами пленки
пептизируются. Внешне это выражается в том что вокруг клубков пленок
постепенно образуется все больше распространяющаяся муть, которая в
конечном результате может сопровождаться отсечением водного соля.
Эти изменения, происходящие в соапстоке во времени, оказывают
существенное влияние как на процесс щелочной рафинации, так и на
последующее извлечение нейтрального жира из соапстока.
Для щелочной рафинации в заводской практике обычно применяют растворы
каустической соды (Na OH) различной крепости. Каустическая сода быстро
реагирует со свободными жирными кислотами, обеспечивая высокой эффект
очистки жира, особенно при применении растворов высокой концентрации.
Кальцинированная сода при температуре до 700С, связывая жирные кислоты,
образует бикарбонат по уравнению:
RCOOH+Na2CO3 → RCOONa+ NaHCO3.
При повышении температуры жира во время нейтрализации до 85-900С
щелочь реагирует полностью по уравнению
2 RCOOH+NaаCO3 → 2RCOONa+ CO2+Н2О.
Преимущество кальцинированной соды в том, что она не омыляет
нейтральный жир. Но однако, в заводской практике кальцинированная сода
применяется редко, так как, во-первых, пузырьки выделяющегося в процессе
реакции углекислого газа, задерживаясь в хлопьях соапстока, делают их
удельно более легкими и они из-за этого всплывают на поверхность жира,
откуда удаление их затруднено; во- вторых, кальцинированная сода слабо
действует на другие примеси, находящиеся в масле. Поэтому результат
рафинации раствором углекислого натрия получается ниже, чем при применении
каустической соды.
Кальцинированной содой иногда пользуется для нейтрализации жиров,
содержащих сравнительно мало примесей, или при двухступенчатой
нейтрализации высококислотных масел. В последнем случае большая часть
свободных жирных кислот связывается сначала кальцинированной содой, а
окончательная очистка масла проводится каустической содой.
Связывание свободных жирных кислот растворами щелочей протекает почти
мгновенно. Определенное время-20-30 мин, иногда больше требуется для
агрегирования отдельных мыльных пленок в более или менее крупные хлопья
соапстока. Время, необходимое для хлопьев соапстока отстаиванием
затрачивается от 2 до 8 ч; при центрифугировании разделение достигается в
течение нескольких секунд.
Как отстаиванием, так и центрифугированием отделяется не все мыло.
Небольшое количество мыла в тонкодисперсном состоянии остается в масле. Для
обеспечение высокого качества рафинированного жира необходимо полностью
удалить из него остатки мыла, Даже следы последнего резко ухудшают
органолептические свойство пищевых жиров.
Чаще всего небольшое количество мыла, остающееся в масле, вымывают
горячей водой. Большое значение для успешной промывки имеет качество воды,
особенно ее жесткость. Если в употребляемой для промывки воде содержится
минеральные соли ( кальция или магния), то в результате обменной реакции с
натровыми мылами образуется щелочноземельные соли жирных кислот. Так как в
воде кальциевые и магниевые мыла жирных кислот не растворяется, они
остаются в жире и сообщают ему специфический мыльный привкус, особенно
отчетливо проявляющийся после дезодорации.
Расчет показывает, что если для промывки жиров после щелочной рафинации
применяется вода с жесткостью 5 мг- экв, в количестве 10% от веса жиров,
то в последних в результате обменной реакции с солями жесткости может
остаться примерно 0,008 % кальциевых мыл.
Поэтому промывку жиров после щелочной рафинации необходимо вести
умягченной водой предпочтительно конденсатом. Содержание солей щелочи
оземельных металлов в рафинированном масле уменьшается также при
употреблении для приготовления растворов щелочи умягченной воды. Замечено,
что кальций и магний содержатся в сырых маслах в виде солевых соединений,
вероятно, за счет белково- фосфатидно- слизевого комплекса. Содержания
кальция и магния в некоторых сырых маслах колеблетсфя
1. 4 Гидратация масла
В результате гидратации растительных масел образуется гидратационный
осадок, который и будет объектом исследования (рис. 2).
Технологический процесс гидратации растительного масла состоит из
следующих технологических операций:
Рисунок 2 Схема технологического процесса переработки семян масличных
культур
1. 5 Технологический процесс водной гидратации
Рисунок 3 Схема технологического процесса водной гидратации
1. Оптимальное количество воды, вводимой в масло для гидратации
фосфатидов, имеет большое значение. При недостатке воды фосфатиды
осаждаются не полностью. Избыток воды приводит к дроблению образовавшихся
хлопьев фосфатидов, что затрудняет их последующее отделение от масла.
2. Сырое растительное масло поступает в промежуточный бак (Т1),
обеспечивающий непрерывность производственного процесса.
3. Из промежуточного бака масло, пройдя контрольные фильтры (F1),
питающим насосом (Р1) под давлением 2-2,5 кгссм подается на масляный
экономайзер (Е2) пластинчатого типа, где нагревается за счет рекуперации
тепла.
4. Теплое масло поступает на масляный нагреватель (Е1), где нагревается
до температуры 65-70°C. Количество поступающего масла регулируется по
расходомеру.
5. Мягкую воду (70-75°C) насосом (РЗ1) добавляют из емкости (ТЗ1) через
установленный на линии дозатор.
6. Вода и масло тщательно перемешиваются, после чего смесь поступает в
реактор-экспозитор (R2) для выдержки. В реакторе-экспозиторе завершается
формирование хлопьев осаждающихся фосфатидов.
7. При перемешивании мешалкой с частотой вращения 20 обмин смесь
выдерживают 15-30 минут, после чего насосом (Р4) подают на сепаратор (S1).
8. Масло, с находящимися в нем хлопьями фосфатидов, поступает в чашу
вращающегося барабана, внутренняя полость которой разделена коническими
тарелками на ряд камер.
9. Во время работы барабана осадок собирается на периферии барабана
сепаратора. Тяжелая фаза проходит вдоль верхней поверхности тарелки по
направлению к горловине колпака барабана и покидает барабан через три
регулируемые напорные трубы. Легкая фаза перемещается по верхней стороне
тарелок барабана к центру барабана через горловину верхней тарелки и
напорный диск.
Сепаратор снабжен напорным устройством СЕНТРИЗУМ для регулировки потока
жидкости, направляющейся к выходу тяжелой фазы.
Это устройство дает возможность регулировать границе раздела фаз в
барабане. Для хорошей работы сепаратора большое значение имеет установление
оптимального противодавления 2-2,5кгссм, при котором он работает. Снижение
давления сопровождается увеличением остатка в масле фосфатидов и влаги, но
в то же время уменьшается переход масла в гидратационный осадок. И,
наоборот, повышение давления осадок и одновременно уменьшается в готовом
масле остаток фосфатидов и влаги.
10. Фосфатидный осадок из сепаратора самотеком переходит в
накопительную емкость (Т10), из которой насосом (Р41) подается в цех
экстракции.
11. Гидратированное масло из сепаратора подается на масляный
нагреватель (Е7), где нагревается до температуры 85-90°C и подается на
вакуум-сушильный аппарат (предварительно остаточное давление по
вакуумметру не превышает 70 мбар).
12. Высушенное масло непрерывно откачивается из нижней части аппарата с
помощью насоса (Р5), установленного на 5-6 м ниже аппарата для преодоления
разрежения.
13. Готовое масло подают на масляный охладитель (Е9), температура масла
на баковое хозяйство для дальнейшей переработки.
1. 6 Ассортимент готовой продукции, полученный в результате гидратации
растительных масел
В процессе гидратации растительных масел, вырабатывается следующий
ассортимент продукции, представлен в таблице 2 (табл. 2).
Таблица 2 Ассортимент продукции, полученный при гидратации растительных
масел
Центры затрат Продукция
Масло растительное гидратированное
Цех гидратации Гидрофуз
1. 7 Поставки сырья
Основными поставщиками сырья продукции являются такие производители,
известные своей высококачественной продукцией растительных масел и в
Казахстане, и за рубежом, как:
● Оренбургский маслоэкстракционный завод (Оренбург, Россия) и
Лискинский маслоэкстракционный завод (Воронеж, Россия) через
Объединение – Акционерная компания OGO (Москва, Россия);
● Акционерная Компания Краснодарский Масложиркомбинат
(Краснодар, Россия);
● Торговый Дом Крахмалпродукт (Киев, Украина).
1. 8 Выбор направления исследования
Во всех странах расходы на корма ежегодно увеличиваются, а ресурсы
сырья для их производства уменьшаются. Многие компоненты комбикормов стали
дефицитными особенно зерновое, а так же оно используется на другие цели.
Поэтому во всем мире наряду с развитием традиционных направлений
производства кормов идет интенсивный поиск новых источников сырья,
используемого в комбикормовой промышленности. Ставится задача наиболее
полно использовать все виды органических веществ в качестве источников
корма для животных.
Изыскиваются новые технологии переработки сельскохозяйственных отходов.
Стоит глобальная задача – сделать производство безотходным, а для этого
замкнуть его в едином цикле с животноводством (2(.
Главной стратегической целью в развитии животноводства в республики на
ближайшие 10...15 лет, является обеспечение населения высококачественной,
экологически чистой и дешевой продукцией. Так же обеспечить
продовольственную безопасность республики. Достижение этих целей возможно
не только путем увеличения поголовья и продуктивности скота и птицы, а
также за счет максимально полноценного, сбалансированного по 15 – 17
элементам кормления.
Необходимость интенсификации всех отраслей животноводства, без которой
невозможен переход на рыночные условия хозяйствования, значительно
повысила роль комбикормовой промышленности. Полноценные комбикорма снижают
расход зернофуража на треть. Однако в республике доля концентратов в
составе кормов не превышает 15 %, а доля в них комбикормов еще меньше. В
результате республика недополучает продукцию, перерасходуя при этом большое
количество зерна и повышая ее себестоимость.
В связи с этим эффективность конверсии корма в продукцию связано,
прежде всего, с улучшением полноценности кормления. Но без укрепления
кормовой базы, дальнейшего совершенствования норм, типов и режимов
кормления, рецептуры комбикормов, кормовых концентратов, технологии
приготовления кормов не возможен дальнейший прогресс в животноводстве.
При этом следует отметить, что проблемы рационального кормления
сельскохозяйственных животных и птицы, экономии корма и увеличения его
производства с применением новых технологий и нетрадиционного сырья тесно
взаимосвязаны.
В последние годы, когда рост продуктивности животных серьезно
сдерживается из-за слабой кормовой базы, недостатка белковых и
энергетических кормов, биологически активных веществ, актуальность этих
вопросов становится все более очевидной, в результате чего допускаются
грубые отклонения в составе рационов и комбикормов. Так, установлено, что
потери продукции при кормлении птицы несбалансированными комбикормами
достигает 15...20 % валового сбора яиц и 30...35 % производства мяса.
Следует отметить, что на протяжении многих десятилетий не удается
снять проблему сырья для производства комбикормов. Поэтому в условиях
непростой кормовой ситуации особое значение приобретает использование всех
ресурсов кормовых средств для повышения эффективности животноводства. В
этих условиях актуален поиск местных нетрадиционных и доступных средств,
которые были бы близки по своей биологической ценности к традиционным
кормам животноводства или растительного происхождения.
В решении этой задачи большим резервом энергетической ценности в
качестве источника энергии отходов и попутных продуктов, образующих при
производстве растительных масел. Так, существенным резервом энергетической
ценности комбикормов могут служить отстойный фуз, фосфатидные концентраты,
шроты, соапсточные липиды и др., использование этих продуктов для
производства комбикормов может частично решить проблему энергетического
сырья.
Наиболее энергетическим сырьем является отстойный фуз – продукт,
получаемый в процессе первичной переработки сырых масел. Отстойный фуз
представлен не только фосфатидами, но и богат ненасыщенными жирными
кислотами, в том числе линолевой (58,4 %) и линоленовой (16,9 %),
положительно влияющих на обменные процессы в организме и являющиеся
лимитирующим фактором в питании. В то же время животный кормовой жир
содержит больше насыщенных жирных кислот и только 1,28 % ненасыщенной
линолевой кислоты [3, 4].
Вместе с тем, следует отметить, что значительная часть вторичного сырья
масложировой промышленности используется нерационально, поскольку если и
утилизируется на кормовые цели, то преимущественно в естественном виде. В
то же время в таком виде указанное сырье непригодно для производства
комбикормов. Основная причина состоит в том, что это сырье по своему
агрегатному состоянию представляет густую мазеобразную массу, изменяющую
свои технологические свойства в зависимости от температуры окружающей
среды. Это затрудняет его транспортирование и эффективное использование при
производстве комбикормов: трудности подачи по линии ввода жидких
компонентов, неточное дозирование и плохое смешивание с другими
компонентами, являющимися сухими сыпучими продуктами. Наряду с
нетехнологичностью при производстве комбикормов в процессе хранения
теряется их исходное качество из-за окисления жиров.
Фосфатидный концентрат получают при первичной отчистке растительных
масел и семян. По своей природе фосфатиды близки к жирам, но в отличие от
них содержат фосфорную кислоту и связанное с ней азотистое соединение –
холин, который участвует в синтезе незаменимых аминокислот и регулирует
жировой обмен. В зависимости от химического состава фосфатиды делят на
несколько групп. Холинфосфатиды или лецитины содержат холин,
коламинфосфатиды или кефалины – коламин, серинфосфатиды – серин,
инозитфосфатиды – инозит (стимулятор роста). В отличие от нейтральных жиров
фосфатиды имеют большую реакционную способность (5, 6(.
Фосфатиды являются естественными спутниками, как животного, так и
растительного организма, они участвуют в обмене веществ, в окислительных
процессах (7(.
Фосфатиды имеют большое физиологическое значение для животных
организмов, и принимают активное участие в процессах, происходящих в
клетках живых тканей. Они способствуют межклеточному обмену жиров, являются
переносчиками кислорода, обладают антиокислительными свойствами, благодаря
чему предохраняют жиры от прогоркания, ускоряют рассасывание жира в печени.
Присутствие фосфатидов в жирах – один из авторов, обуславливающих их
биологическую ценность (8(.
Фосфатиды имеют витаминные функции, относятся к жировым витаминам и
являются носителями жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К они повышают
сопротивляемость организма и способствуют наиболее полному использованию
организмом жиров и белков рациона (9, 10(.
В. Е. Кондырев отмечает, что фосфатидный концентрат – носитель
незаменимых жирных кислот, метионина, холина. Он повышает энергетическую
ценность корма и способствует лучшему сохранению жиров и жирорастворимых
витаминов при длительном их хранении, так как сопутствующие фосфатидам
вещества (токоферолы), каратиноиды, инозит, фосфорная кислота обладают
действиями, стабилизирующими жиры и витамины (11(.
В организме животных фосфатидные концентраты повышают перевариваемость
кормов, способствуют всасыванию жиров в кишечнике. В комбикормах для свиней
их используют взамен лецитина (12(.
Таким образом, растительные фосфатиды обладают целым комплексом
полезных свойств: они задерживают окисление жиров, повышают их
эмульгируемость в кишечнике, а самое главное, являются биологически
активными веществами. Входящие в состав фосфатидов, линолевая и
арахидоновая кислоты, холин и некоторые другие соединения сами по себе
являются физиологически активными веществами, а совместное присутствие их в
сложном комплексе фосфатидных концентратов значительно усиливает их
физиологическое действие на животный организм (13(.
Фосфатиды образуются в крупнотоннажных объемах. Выход фосфатидного
концентрата составляет 1% от количества масла, подвергнутого гидратации.
Несмотря на большие объемы фосфатидных концентратов, отстойных фузов,
шротов и высокой концентрации в них жира, витаминов они используются не
полностью и не эффективно, так как отсутствует эффективная система и
технология их использования.
Основная причина ограниченного и плохого использования фосфатидов
состоит в том, что они по своему агрегатному состоянию представляют густую
мазеобразную жидкость, изменяющую свои технические свойства в зависимости
от температуры окружающей среды. Это затрудняет их транспортирование и
эффективное использование при производстве комбикормов: трудности подачи по
специальной линии ввода жидких компонентов, не точное дозирование и плохое
смешивание с другими составляющими компонентами комбикормов, являющимися
сыпучими продуктами.
Наряду с нетехнологичностью фосфатидов при производстве кормов в
процессе хранения теряется их исходное качество из-за окисления жиров и
увеличения в связи с этим кислотного числа. Кроме того, для хранения
фосфатидов требуется хранилище с металлическими емкостями.
В целях разработки системы комплексного использования вторичных
ресурсов масложировой промышленности, наряду с жировыми отходами необходимо
решить задачу эффективного применения белкового сырья шрота и жмыхов. Объем
образование шротов составляет 48,06 % к массе семян. Биологически
целесообразно использовать белковое сырье в комплексе с жировым в
оптимальном энергопротеиновом отношении. Совместное использование этих
видов сырья имеет энергетическое и технологическое значение.
Шроты занимают значительное место в рационах кормления
сельскохозяйственных животных. Использование их в комбикормовой
промышленности обусловлено высоким содержанием протеина, которого в 4 раза
больше, чем фуражных культурах (кукурузе, овсе, ячмене). Шрот используется
в качестве источника протеина, он отличается высокой кормовой ценностью и
содержит 42,2% белка. Обезжиренные шроты, наряду с другими веществами,
состоят из значительного количества ценных по аминокислотному составу
белков. О биологической ценности продукта судят по наличию в нем
незаменимых аминокислот. Аминокислотный состав шротов представлен в таблице
5 (табл. 5).
Исходя из изложенного, возникает проблема переработки фосфатидных
концентратов, отстойных фузов, шротов в технологичную и стабильную форму,
соответствующей современной индустрии комбикормов.
Ввиду особенностей состава и технологичности вторичных продуктов
масложировой промышленности еще не найдено одно целесообразное
технологическое решение по их переработки. Учитывая такое положение,
возникает необходимость создания нового направления использования этих
продуктов. В целях реализации этого направления будет разработана
технология получения новых форм этих веществ с заданными технологическими и
стабильными свойствами. Это позволит увеличить производство дефицитного
энергетического сырья:
- осуществить переработку непригодных к использованию отходов
высокопитательные кормовые концентраты.
1. 9 Программа и методика исследования
Программа работы предусматривает изучение вопросов, позволяющих в
совокупности осуществить научную разработку и проблемы комплексной
переработки отходов масложировой промышленности (отстойного фуза, шротов),
а так же приготовления на их основе высокоэффективного, технологичного
компонента комбикормов.
Для выполнения принятого направления исследования были определены
программные положения работы:
- изучение физико-механических свойств и химического состава сырья;
- оценка качества сырья;
- разработка технологии получения композитной смеси;
- выбрать наиболее приемлемый вариант композитной смеси на основе
отходов масложировой промышленности;
- изучение физико-механических свойств и химического состава
композитной смеси;
- влияние сроков и условий хранения на смеси.
При проведении исследований руководствовалась следующими методическими
положениями.
Определение в отстойном фузе, шроте сырого жира, влаги, протеина
перекисного и кислотного числа, а так же технологических параметров
проводила по методикам, описанным в Руководстве по методам исследований,
технохимическому контролю и учету производства в масложировой
промышленности [14].
Определение показателей качества сырья, композитных смесей проводили по
следующим методам:
- содержание сырой клетчатки – по ГОСТ 13496.2-91 [15];
- определение кислотного числа жира – по ГОСТ 13496.18-85 [16];
- содержание фосфора – по ГОСТ 26657-97 [17];
- объемная масса и угол естественного откоса – по ГОСТ 28254-89[18];
- сыпучесть – по В.Е. Пестову [19];
- содержание кальция – по ГОСТ 26570-95 [20];
- определение перекисного числа жира – по ГОСТ 26593-85 [21];
- содержание влаги – по ГОСТ 13496.3-92 [22];
- содержание азота и сырого протеина – по ГОСТ 13496.4-93 [23];
- содержание сырого жира – по ГОСТ 13496.15-97 [24];
- расчет обменной энергии – по методическим рекомендациям [25];
- БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества) расчетным путем[25];
- общая кислотность – по ГОСТ 13496.12-92[27];
- переваримый протеин с помощью коэффициентов переваримости[28];
-гигроскопичность путем установления равновесной влажности
статистическим методом [29];
- содержание аммиака – по методу, описанному В.А.Максаковым [30];
- методы отбора проб – по ГОСТ 5471 [31];
- подготовка проб для определения токсичных элементов – по ГОСТ 26929
[32];
- определение запаха, цвета и прозрачности – по ГОСТ5472 [33];
- определение вкуса производят органолептически [34];
- определение цветного числа – по ГОСТ ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
КАЗАХСТАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Алматы, 2007 г.
Защита__________________________
Протокол ГАК ___________________
Оценка ГАК _____________________
Секретарь ГАК __________________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ
НА ТЕМУ: Создание композитной смеси из отходов масложировой промышленности
(отстойного фуза, шрота)
Студент ΙV курса ________________________ Нарбаева
А. Л.
Научный руководитель,
старший преподаватель _____________________ Сидорова В. И.
КОНСУЛЬТАНТЫ:
по основной части ____________________ Сидорова
В. И.
по экономической части __________________ Ормагамбетов К.О.
по охране труда и
охране окружающей среды _________________ Сарманкулов Т.М.
Рецензент ___________________
Алимкулов Ж.С.
Зав. кафедрой
Чл. корр. – НИА РК,
д.т.н., профессор __________________
Джерембаева Н. Е.
Допущен к защите
К. т. н., доцент ___________________
Орымбет М. М.
Факультет Инженерно-технологический
Кафедра Технология пищевых производств
Специальность 050727-Технология продовольственных
продуктов
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломной работы
Студенту Нарбаевой А. Л.
Тема работы: Создание композитной смеси из отходов масложировой
промышленности (отстойного фуза, шрота).
Утверждена приказом по вузу № 25от 10 марта
2007г.
Срок сдачи законченной работы 25 мая
2007 г.
Исходные данные к работе: Отходы масложировой промышленности (отстойный
фуз, шроты)
Перечень подлежащих разработке в дипломной работе вопросов или краткое
содержание дипломной работы:
В дипломной работе освещены особенности технологии производства комбикорма,
разработка оптимизационной математической модели получения композитной
смеси, разработка композитных смесей на основе фуза и шрота, технология
получения композитной смеси, расчет экономической эффективности
использования комбикормов с композитной смесью на основе отходов
масложировой промышленности, рассмотрены вопросы охраны труда, охраны
окружающей среды и промышленной экологии.
Перечень графического материала:
1) Схема технологического процесса переработки семян масличных культур
2) Схема технологического процесса водной гидратации
3) Объем образования вторичных продуктов масложировой промышленности
4) Физико-химический состав и качество сырья
5) Рецептура композитных смесей
6) Схема технологического процесса производства композитной смеси
7) Схема технологического процесса экструдирования композитной смеси
8) Физико-химический состав композитных смесей
9) Физико-механические свойства композитных смесей
10) Равновесная влажность композитных смесей
11) Изменение качества композитных смесей при хранении
12) Технические требования к качеству композитной смеси.
Рекомендуемая литература
1. Назарбаев Н.А., Послание Президента РК народу Казахстана в 2007
году; 2. Жадан А.М. Научные основы рационального использования отходов
промышленности в кормлении сельскохозяйственных животных. Научные труды
УСХА, Киев, вып. 191. -1967. -С.4; 3. Коваленко И.Т. Попутные продукты и
отходы масло-жировой промышленности. Научные труды УСХА, Киев, вып. 191.
-1976. -С.78; 4. Руководство по технологии получения и переработки
растительных масел и жиров. Л. ВНИИЖ, т.2, 1973; 5.Ильенк-Петровская Т.П.,
Бухтарева Э.Ф. Товароведение пищевых жиров, молока и молочных товаров.
М.:Экономика, 1980; 6. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки. Справочник.
М. Росагропромиздат, 1989; 7. Щербаков В.Т., Иваницкий Е.Б. Производство
белковых продуктов из масличных семян.-М.: Агропромиздат, 1987. -С.9.
Консультации по работе с указанием относящихся к ним разделов работы:
Раздел Консультант Сроки Подпись
Введение (актуальность и Сидорова В. И. 5. 05. 07г
основные задачи).
Основная часть Сидорова В. И. 10. 05.
07г
Экономическая часть Ормагамбетов К..О. 15. 05.
07г
Охрана труда, охрана Сарманкулов Т.М. 20. 05.
окружающей среды 07г
Выводы Сидорова В. И. 25. 05.
07г
График выполнения дипломной работы
№ Наименование разделов, перечень Сроки представления Примечание
пп разрабатываемых вопросов научному
руководителю
1 Введение 5. 05. 07г
2 Технологическая часть 10. 05. 07г
3 Экспериментальная часть 10. 05. 07г
4 Экономическая часть 15. 05. 07г
(Расчет экономической
эффективности использования
комбикормов с композитной смесью
на основе отходов масложировой
промышленности)
5 Выводы 20. 05. 07г
6 Охрана окружающей среды 25. 05. 07г
7 Охрана труда и техника 25. 05. 07г
безопасности
Дата выдачи задания 10 марта 2007г.
Заведующий кафедрой ,
Чл. корр. – НИА РК,
д.т.н., профессор _______________________ Джерембаева
Н. Е
Научный руководитель,
С.Н.С. лаб. технологии и
оборудования зерноперерабатывающего
и комбикормового производств
РГП НПЦ ППП
Сидорова В.И
Задание принял к исполнению
Студентка ΙV курса ________________________ Нарбаева
А. Л
Содержание Стр.
Введение 8
1 Технологическая часть 10
1. 1 Переработка семян масличных культур 10
1. 2 Ассортимент готовой продукции 11
1. 3 Щелочная рафинация 11
1. 4 Гидратация масла 16
1. 5 Технологический процесс водной гидратации 17
1. 6 Ассортимент готовой продукции, полученный в результате
гидратации растительных масел 18
1. 7 Поставки сырья 19
1. 8 Выбор направления исследования 19
1. 9 Программа и методика исследования 23
1. 10 Объемы образования вторичных продуктов переработки
масличных семян 25
2 Экспериментальная часть 27
2. 1 Физико-химический состав и качество используемого сырья
27
2. 2Разработка оптимизационной математической модели получения
композитной смеси 30
2. 3 Разработка композитных смесей на основе фуза и шрота 31
2. 4 Технология получения композитной смеси 33
2. 5 Исследование физико-химических свойств и химического состава
композитных смесей 37
2. 6 Исследование гигроскопических свойств композитных смесей
40
2. 7 Исследование изменения показателей качества композитных
смесей при хранении 42
3 Технические требования к качеству композитной смеси 45
4 Расчет экономической эффективности использования комбикормов с
композитной смесью на основе отходов масложировой промышленности
47
Выводы 49
5 Маркетинговые исследования 50
5. 1 Организационные формы в животноводстве 50
5. 2 Международный опыт кормопроизводства 51
5. 3 Пути повышения питательной ценности и качества кормов 56
5. 4 Совершенствование существующей системы отрасли
кормопроизводства 56
5. 5 Меры по развитию комбикормовой промышленности 56
5. 6 Ожидаемые результаты 56
6 Экологическое состояние воздушного и водного бассейна в
результате загрязнения бытовыми отходами 58
6. 1 Возможные направления использования отходов производства
72
7 Охрана труда и техника безопасности 75
7. 1 Техника безопасности при работе в химической лаборатории
77
7. 1. 1 Работа с кислотами, щелочами, вредными и ядовитыми
веществами 77
7. 1. 2 Правила работы со стеклянной посудой и другими
лабораторными оборудованиями 79
7. 1. 3 Правила отбора проб 80
7. 1. 4 Правила противопожарной безопасности 81
Список использованных источников 83
Введение
Президент Республики Казахстан Н.А.Назарбаев в своем выступлении
Послании Народу Казахстан 28 февраля 2007 года указал на то, что
необходимым условием ускоренного продвижения Казахстана в сообщество
пятидесяти наиболее конкурентоспособных стран мира и укрепление позиций
Казахстана в качестве его постоянного члена является выход казахстанских
товаров на качественный уровень передовых международных стандартов.
Добиться этого возможно только благодаря внедрению в производство передовых
технологий, к которым относится зерноперерабатывающая и комбикормовая
промышленность [1].
В работах отечественных и зарубежных ученых отмечено, что во всех
странах мира расходы на корма ежегодно увеличиваются, а ресурсы для их
производства уменьшаются. При этом многие компоненты комбикормов стали
дефицитные, а некоторые используются на другие цели. Удорожание и
сокращение традиционных энергетических ресурсов обусловило необходимость
включения в рационы до 80% и более зерновых компонентов, что приводит к
несбалансированным комбикормам, и не обеспечивает биологически полноценной
продукции.
На предприятиях отрасли в настоящее время вырабатывается около 8 млн. т
комбикормов и 2 млн. т различных кормовых добавок. Однако, достигнутый
уровень производства комбикормов не удовлетворяет потребности
животноводства, как в количественном, так и в качественном отношении. Их
удельный вес, в общем расходе концентрированных кормов, не превышает 20%, в
то время как около 3,0 млн. т зерна используется в виде простых смесей или
просто дроблеными. Расчеты показывают, что к 2015 г для удовлетворения
потребности животноводства, птицеводства и рыбоводства следует довести
объем производства полнорационных комбикормов в республике до 3,0 млн. т в
год, т.е. увеличить в 3 раза.
Для нужд животноводства комбикормовая промышленность республики
производит около 100 различных рецептов комбикормов, что приводит к
необходимости использования для их выработки самых различные виды сырья.
Имеющиеся в литературе сведения говорят о многообразии компонентов,
используемых в комбикормовой промышленности, число которых доходит до 150 и
более. По мере увеличения объемов производства комбикормовой продукции и
расширения ассортимента в сырьевые ресурсы вовлекается все больше новых
видов сырья, использованию которых предшествуют всесторонние исследования.
В настоящее время рынок предъявляет высокие требования к качеству
комбикормов. Качество комбикормов и степень их усвояемости во многом
обусловливается гранулометрическим составом компонентов. Для всех видов и
возрастных групп животных существует оптимальная крупность комбикормов,
при которой обеспечивается, при прочих равных условиях, лучшая
продуктивность при меньших затратах корма на получение единицы
животноводческой продукции. При этом необходимо выдерживать не только
оптимальный средний размер частиц, но и ограничивать содержание в
комбикорме мелкой фракции.
Реализация этих требований возможна путем обогащения комбикормов
(привлечения новых кормовых добавок) и использованием методов специального
воздействия на корм, изменяющего структурно - механические и
биохимические свойства продукта (гранулирование, экструдирование и
экспандирование). Кроме того, качество комбикормов и степень их
усвояемости во многом обусловливается гранулометрическим составам
компонентов. Для всех видов и возрастных групп животных существует
оптимальная крупность комбикормов, при которой обеспечивается, при
прочих равных условиях, лучшая продуктивность при меньших затратах корма
на получение единицы животноводческой продукции. При этом необходимо
выдерживать не только оптимальный средний размер частиц, но и ограничивать
содержание в комбикорме мелкой фракции
Таким образом, в условиях рыночной экономики продукция комбикормовой
промышленности должна быть конкурентоспособной и иметь соответствующее
качество. Производство качественного продукта обусловлено качеством сырья
и применением передовой технологии.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Объектом исследования является вторичные продукты переработки
масложировой промышленности отстойный фуз и шроты.
Цель работы – изучение и возможность использования отходов масложировой
промышленности (отстойного фуза, шрота) в кормлении сельскохозяйственных
животных.
Область применения исследований – комбикормовая промышленность и
перерабатывающие хозяйства.
Для выполнения принятого исследования были определены основные
направления работы:
- изучение физико-механических свойств и химического состава сырья;
- оценка качества сырья;
- разработка технологии получения композитной смеси;
- выбрать наиболее приемлемый вариант композитной смеси на основе
отходов масложировой промышленности;
- изучение физико-механических свойств и химического состава
композитной смеси;
- влияние сроков и условий хранения смеси.
1. Переработка семян масличных культур
Технологическая схема
Технологический процесс переработки семян масличных культур состоит из
следующих операций:
Очистка исходного сырья
Очистка семян масличных культур
Дробление и вальцевание
Тепловая обработка и прессование
Очистка масла от примесей
Фильтрация и охлаждение масла
Рисунок 1 Схема технологического процесса переработки семян масличных
культур
1. 2 Ассортимент готовой продукции
В процессе производства вырабатывается следующий ассортимент продукции,
и он представлен в таблице 1 (табл. 1).
Таблица 1 Ассортимент готовой продукции
Центры затрат Продукция
Жмых семян масличных культур
Линия по переработке семян масличных(соевый, подсолнечника, горчичный,
культур рапсовый).
Масло сырое прессовое (соевое,
подсолнечное, горчичное, рапсовое).
1. 3 Щелочная рафинация
Очистка жиров растворами щелочи является одним из наиболее
распространенных методов их рафинации. При взаимодействии жирных кислот со
щелочами образуются нерастворимые в нейтральном жире соли-мыла, водные
растворы которых благодаря их большему удельному весу отделяются от жира.
Отделившуюся при этом мыльную массу называют соапстоком.
При обработке жиров водным раствором щелочи, прежде всего, происходит
нейтрализация их, поскольку ею связываются все вещества, имеющие кислотный
характер. Образующееся мыло, обладая высокой солюбилизирующей и
абсорбционной способностью, увлекает из жира значительную часть других
примесей, как, например, фосфатиды, белки, слизи, красящие вещества и др.
Хлопья мыла захватывают и механические примеси.
Под действием щелочи некоторые примеси могут в большей или меньшей
степени претерпевать химические превращения. Так, концентрированный раствор
щелочи, взаимодействуя с фосфатидами при интенсивном тепловом воздействии,
может вызвать глубокий распад их. В слабых растворах щелочей растворяются и
некоторые белки с образованием солей. При более высокой температуре
возможна частичная денатурация белков вследствие гидролитического действия
щелочей на амидную группу. Денатурированные белки хорошо растворяются в
слабых растворах щелочей.
Растворы щелочей слабой концентрации почти не влияют на красящие
пигменты – хлорофиллы, каротин, каротиноиды и измененный госсипол. Растворы
щелочей средней и особенно, высокой концентрации действует и на красящие
вещества, вызывая их большее или меньшее разрушение.
Благодаря такому комплексному действию растворов щелочей, жир после
нейтрализации освобождается не только от свободных жирных кислот, но и от
значительного количества других примесей. Этим и объясняется широкое
применение метода щелочной рафинации в заводской практике при очистке жиров
для пищевых и технических целей.
Попутно со связыванием свободных жирных кислот щелочи омыляют и
некоторое количество нейтрального жира, что нежелательно из-за снижения
выхода рафинированного масла. Иногда, однако, вводят большой избыток
раствора щелочи, используя образующееся мыло для осветления масла,
содержащего большое количество примесей, например черного хлопкового.
Снижение выхода рафинированного масла при щелочной рафинации связано также
со способностью концентрированных водных растворов мыла коллоидно
растворять глицериды. Эта часть жира не может быть выделена из соапстока ни
отстаиванием, ни центрифугированием.
Процессы, происходящие при щелочной рафинации. Основную реакцию
нейтрализации свободных жирных кислот раствором едкой щелочи можно
схематически изобразить следующим уравнением:
RCOOH + NaOH → RCOONа + H2O
При недостатке щелочи или в результате гидролиза могут образоваться
кислые мыла по уравнению:
2RCOOH + NaOH → RCOOH·RCOONа + H2O
Сравнительно простая химическая реакция нейтрализации жира протекает в
довольно сложных условиях. Это определяется гетерогенностью среды,
свойствами образующегося мыла и тем, что в жире присутствуют некоторые
другие вещества, обладающие поверхностно активными свойствами и влияющие на
ход процесса. Скорость нейтрализации жиров водными растворами щелочи
увеличивается при повышении кислотности жира и концентрации раствора
щелочи, увеличении дисперсности раствора щелочи, вводимого в жир
(увеличивается поверхность их соприкосновения), и при повышении температуры
жира и щелочи.
Согласно исследованиям А.А. Шмидта, щелочная рафинация протекает в
несколько стадий, следуя одна за другой. При попадании капли раствора
щелочи в жир, за счет реакции ее с жирными кислотами на поверхности капли
образуется тончайшая мыльная пленка. Под влиянием сопротивления масла
движению такой капли мыльная пленка сначала сдвигается в сторону,
противоположному движению капли, а затем отрывается от нее. В момент отрыва
пленка образует мешочек, внутри которого содержится не успевшая
прореагировать часть щелочи и небольшое количество жира.
По мере сдвига и отрыва пленки по обнажающейся поверхности капли щелочи
образуется новая мыльная пленка, которая затем отрывается так же, как и
первая.
Заключенный в оторвавшихся мешочках раствор щелочи омыляет находящийся
там жир. Так продолжается до тех пор, пока не будет израсходована вся
щелочь или пока капля ее раствора не опустится на дно аппарата. В мыльных
пленках за счет сопряженной растворимости коллоидно растворяется некоторое
количество нейтрального жира, а также фосфатидно-белково-слизевый комплекс,
красящие и другие вещества. При движении через толщу жира вниз или
сталкиваясь в процессе перемешивания, мыльные пленки слипаются, образуя
рыхлые хлопья, в пространстве между которыми механически включен
нейтральный жир. Осаждаясь на дно аппарата, эти хлопья образует массу
соапстока.
Таким образам, в соапстоке содержится : мыло, нейтральный жир,
увлеченные примеси и продукты их превращений под влиянием щелочи, а также
небольшое количество свободной щелочи. При этом нейтральный жир в соапстоке
находится в трех видах :а) в стенках пленок- вследствие сопряженного
растворения мыле, б) внутри мыльного мешочка, как в сосуде, куда он попал
в момент отрыва пленки от капли щелочи и в) механически увлеченный между
пленками при их агрегировании в хлопья .
Ход процесса и формирование структуры соапстока при щелочной рафинации
зависят от ряда условий: от температуры жира, от содержание в нем
примесей, особенно таких, которые обладают поверхностной активностью
(фосфатиды, белки и т.п.), от концентрации и температуры раствора щелочи и
условий ведения реакции.
С повышением температуры жира величина и количество пленок соапстока,
отрывающихся от капли щелочи, уменьшается, а скорость опускания самой капли
в солее жира увеличивается из-за снижения его вязкости. Одновременно
повышается возможность омыления нейтрального жира. При боле низких
температурах образуется крупные агрегированные, сложные по структуре
системы жир—соапсток—вода, стабилизированные фосфатидно- белковым
комплексом. Чем больше этих поверхностно активных веществ входят в
структуру мыльных пленок, тем выше их прочность и способность к
эмульгированию и к сопряженному растворению в них нейтрального жира .
С повышением температуры раствора щелочи скорость оседания капли
возрастает.
Скорость движения капли щелочи в жире имеет большое практическое
значения. Замедленное движение позволяет лучше использовать поверхность
капли щелочи и израсходовать ее полностью для связывания жирных кислот до
того, как она осядет на дно аппарата. Однако это справедливо только в том
случае, если продукты реакции— мыльные пленки - быстро отводятся с
поверхности капли щелочи, освобождая ее для контакта с новыми молекулами
свободных жирных кислот, В противном случае щелочь будет омылять
нейтральный жир.
Наилучшие условия для полного использования щелочи и минимального
омыления нейтрального жира обеспечивается в непрерывных схемах щелочной
рафинации. При периодически работающей аппаратуре слабые растворы щелочи
более выгодны, так как при этом отвод образующихся пленок мыла происходит
достаточно быстро. Как показали опыты А, А. Шмидта, при работе с раствором
щелочи, имеющим концентрацию 240-35 гл, капли его уже в начальной стадии
прочно обволакиваются пленками мыла, которые не отрываются от них. Эти
пленки образуют как бы парашюты, замедляющие движение капель. Вследствие
этого значительная часть щелочи, находящихся в таких каплях, расходуется на
омыление нейтрального жира. Интенсивное перемешивание, применяемое при
работе сконцентрированными растворами, ускоряет отрыв пленок мыла и
уменьшает омыление нейтрального жира.
Эффективность щелочной рафинации жиров зависит так же от размеров
капель раствора щелочи. Мелкие капли щелочи, взаимодействуя с жирными
кислотами, образуют развитию поверхность мыльных пленок, обладающих
известной адсорбционной способностью по отношению к разнообразными
примесям, в частности, к некоторым красящим; благодаря этому жир лучше
осветляется.
По истечении некоторого времени, когда процесс сорбции примесей
закончен, необходимо создать условия для укрупнения его отделение от жира.
Это достигается обычно перемешиванием, иногда с одновременным повышением
температуры реакционной массы. Мелкие капли щелочи более выгодно, чем
крупные еще и потому, что последние имеют меньшую относительную поверхность
контакта с жиром, быстрее оседают а дно и создают более крупные мешочки,
внутрь которых при отрыве их с поверхности капли попадает большее
количество нейтрального жира и раствора щелочи. Эти понижает выход
рафинированного жира.
Формирование соапстока не заканчивается в процессе взаимодействия
реагирующих веществ со щелочью и образовавшимися мыльными пленками.
Внутри этих пленок после их осаждения на дно аппарата в результате
происходящих физико-химических процессов наблюдаются различные превращения.
Часть пленок под действием воды и свободной щелочи набухает, образовавшиеся
ранее вокруг них гидратные оболочки разрушается, а сами пленки
пептизируются. Внешне это выражается в том что вокруг клубков пленок
постепенно образуется все больше распространяющаяся муть, которая в
конечном результате может сопровождаться отсечением водного соля.
Эти изменения, происходящие в соапстоке во времени, оказывают
существенное влияние как на процесс щелочной рафинации, так и на
последующее извлечение нейтрального жира из соапстока.
Для щелочной рафинации в заводской практике обычно применяют растворы
каустической соды (Na OH) различной крепости. Каустическая сода быстро
реагирует со свободными жирными кислотами, обеспечивая высокой эффект
очистки жира, особенно при применении растворов высокой концентрации.
Кальцинированная сода при температуре до 700С, связывая жирные кислоты,
образует бикарбонат по уравнению:
RCOOH+Na2CO3 → RCOONa+ NaHCO3.
При повышении температуры жира во время нейтрализации до 85-900С
щелочь реагирует полностью по уравнению
2 RCOOH+NaаCO3 → 2RCOONa+ CO2+Н2О.
Преимущество кальцинированной соды в том, что она не омыляет
нейтральный жир. Но однако, в заводской практике кальцинированная сода
применяется редко, так как, во-первых, пузырьки выделяющегося в процессе
реакции углекислого газа, задерживаясь в хлопьях соапстока, делают их
удельно более легкими и они из-за этого всплывают на поверхность жира,
откуда удаление их затруднено; во- вторых, кальцинированная сода слабо
действует на другие примеси, находящиеся в масле. Поэтому результат
рафинации раствором углекислого натрия получается ниже, чем при применении
каустической соды.
Кальцинированной содой иногда пользуется для нейтрализации жиров,
содержащих сравнительно мало примесей, или при двухступенчатой
нейтрализации высококислотных масел. В последнем случае большая часть
свободных жирных кислот связывается сначала кальцинированной содой, а
окончательная очистка масла проводится каустической содой.
Связывание свободных жирных кислот растворами щелочей протекает почти
мгновенно. Определенное время-20-30 мин, иногда больше требуется для
агрегирования отдельных мыльных пленок в более или менее крупные хлопья
соапстока. Время, необходимое для хлопьев соапстока отстаиванием
затрачивается от 2 до 8 ч; при центрифугировании разделение достигается в
течение нескольких секунд.
Как отстаиванием, так и центрифугированием отделяется не все мыло.
Небольшое количество мыла в тонкодисперсном состоянии остается в масле. Для
обеспечение высокого качества рафинированного жира необходимо полностью
удалить из него остатки мыла, Даже следы последнего резко ухудшают
органолептические свойство пищевых жиров.
Чаще всего небольшое количество мыла, остающееся в масле, вымывают
горячей водой. Большое значение для успешной промывки имеет качество воды,
особенно ее жесткость. Если в употребляемой для промывки воде содержится
минеральные соли ( кальция или магния), то в результате обменной реакции с
натровыми мылами образуется щелочноземельные соли жирных кислот. Так как в
воде кальциевые и магниевые мыла жирных кислот не растворяется, они
остаются в жире и сообщают ему специфический мыльный привкус, особенно
отчетливо проявляющийся после дезодорации.
Расчет показывает, что если для промывки жиров после щелочной рафинации
применяется вода с жесткостью 5 мг- экв, в количестве 10% от веса жиров,
то в последних в результате обменной реакции с солями жесткости может
остаться примерно 0,008 % кальциевых мыл.
Поэтому промывку жиров после щелочной рафинации необходимо вести
умягченной водой предпочтительно конденсатом. Содержание солей щелочи
оземельных металлов в рафинированном масле уменьшается также при
употреблении для приготовления растворов щелочи умягченной воды. Замечено,
что кальций и магний содержатся в сырых маслах в виде солевых соединений,
вероятно, за счет белково- фосфатидно- слизевого комплекса. Содержания
кальция и магния в некоторых сырых маслах колеблетсфя
1. 4 Гидратация масла
В результате гидратации растительных масел образуется гидратационный
осадок, который и будет объектом исследования (рис. 2).
Технологический процесс гидратации растительного масла состоит из
следующих технологических операций:
Рисунок 2 Схема технологического процесса переработки семян масличных
культур
1. 5 Технологический процесс водной гидратации
Рисунок 3 Схема технологического процесса водной гидратации
1. Оптимальное количество воды, вводимой в масло для гидратации
фосфатидов, имеет большое значение. При недостатке воды фосфатиды
осаждаются не полностью. Избыток воды приводит к дроблению образовавшихся
хлопьев фосфатидов, что затрудняет их последующее отделение от масла.
2. Сырое растительное масло поступает в промежуточный бак (Т1),
обеспечивающий непрерывность производственного процесса.
3. Из промежуточного бака масло, пройдя контрольные фильтры (F1),
питающим насосом (Р1) под давлением 2-2,5 кгссм подается на масляный
экономайзер (Е2) пластинчатого типа, где нагревается за счет рекуперации
тепла.
4. Теплое масло поступает на масляный нагреватель (Е1), где нагревается
до температуры 65-70°C. Количество поступающего масла регулируется по
расходомеру.
5. Мягкую воду (70-75°C) насосом (РЗ1) добавляют из емкости (ТЗ1) через
установленный на линии дозатор.
6. Вода и масло тщательно перемешиваются, после чего смесь поступает в
реактор-экспозитор (R2) для выдержки. В реакторе-экспозиторе завершается
формирование хлопьев осаждающихся фосфатидов.
7. При перемешивании мешалкой с частотой вращения 20 обмин смесь
выдерживают 15-30 минут, после чего насосом (Р4) подают на сепаратор (S1).
8. Масло, с находящимися в нем хлопьями фосфатидов, поступает в чашу
вращающегося барабана, внутренняя полость которой разделена коническими
тарелками на ряд камер.
9. Во время работы барабана осадок собирается на периферии барабана
сепаратора. Тяжелая фаза проходит вдоль верхней поверхности тарелки по
направлению к горловине колпака барабана и покидает барабан через три
регулируемые напорные трубы. Легкая фаза перемещается по верхней стороне
тарелок барабана к центру барабана через горловину верхней тарелки и
напорный диск.
Сепаратор снабжен напорным устройством СЕНТРИЗУМ для регулировки потока
жидкости, направляющейся к выходу тяжелой фазы.
Это устройство дает возможность регулировать границе раздела фаз в
барабане. Для хорошей работы сепаратора большое значение имеет установление
оптимального противодавления 2-2,5кгссм, при котором он работает. Снижение
давления сопровождается увеличением остатка в масле фосфатидов и влаги, но
в то же время уменьшается переход масла в гидратационный осадок. И,
наоборот, повышение давления осадок и одновременно уменьшается в готовом
масле остаток фосфатидов и влаги.
10. Фосфатидный осадок из сепаратора самотеком переходит в
накопительную емкость (Т10), из которой насосом (Р41) подается в цех
экстракции.
11. Гидратированное масло из сепаратора подается на масляный
нагреватель (Е7), где нагревается до температуры 85-90°C и подается на
вакуум-сушильный аппарат (предварительно остаточное давление по
вакуумметру не превышает 70 мбар).
12. Высушенное масло непрерывно откачивается из нижней части аппарата с
помощью насоса (Р5), установленного на 5-6 м ниже аппарата для преодоления
разрежения.
13. Готовое масло подают на масляный охладитель (Е9), температура масла
на баковое хозяйство для дальнейшей переработки.
1. 6 Ассортимент готовой продукции, полученный в результате гидратации
растительных масел
В процессе гидратации растительных масел, вырабатывается следующий
ассортимент продукции, представлен в таблице 2 (табл. 2).
Таблица 2 Ассортимент продукции, полученный при гидратации растительных
масел
Центры затрат Продукция
Масло растительное гидратированное
Цех гидратации Гидрофуз
1. 7 Поставки сырья
Основными поставщиками сырья продукции являются такие производители,
известные своей высококачественной продукцией растительных масел и в
Казахстане, и за рубежом, как:
● Оренбургский маслоэкстракционный завод (Оренбург, Россия) и
Лискинский маслоэкстракционный завод (Воронеж, Россия) через
Объединение – Акционерная компания OGO (Москва, Россия);
● Акционерная Компания Краснодарский Масложиркомбинат
(Краснодар, Россия);
● Торговый Дом Крахмалпродукт (Киев, Украина).
1. 8 Выбор направления исследования
Во всех странах расходы на корма ежегодно увеличиваются, а ресурсы
сырья для их производства уменьшаются. Многие компоненты комбикормов стали
дефицитными особенно зерновое, а так же оно используется на другие цели.
Поэтому во всем мире наряду с развитием традиционных направлений
производства кормов идет интенсивный поиск новых источников сырья,
используемого в комбикормовой промышленности. Ставится задача наиболее
полно использовать все виды органических веществ в качестве источников
корма для животных.
Изыскиваются новые технологии переработки сельскохозяйственных отходов.
Стоит глобальная задача – сделать производство безотходным, а для этого
замкнуть его в едином цикле с животноводством (2(.
Главной стратегической целью в развитии животноводства в республики на
ближайшие 10...15 лет, является обеспечение населения высококачественной,
экологически чистой и дешевой продукцией. Так же обеспечить
продовольственную безопасность республики. Достижение этих целей возможно
не только путем увеличения поголовья и продуктивности скота и птицы, а
также за счет максимально полноценного, сбалансированного по 15 – 17
элементам кормления.
Необходимость интенсификации всех отраслей животноводства, без которой
невозможен переход на рыночные условия хозяйствования, значительно
повысила роль комбикормовой промышленности. Полноценные комбикорма снижают
расход зернофуража на треть. Однако в республике доля концентратов в
составе кормов не превышает 15 %, а доля в них комбикормов еще меньше. В
результате республика недополучает продукцию, перерасходуя при этом большое
количество зерна и повышая ее себестоимость.
В связи с этим эффективность конверсии корма в продукцию связано,
прежде всего, с улучшением полноценности кормления. Но без укрепления
кормовой базы, дальнейшего совершенствования норм, типов и режимов
кормления, рецептуры комбикормов, кормовых концентратов, технологии
приготовления кормов не возможен дальнейший прогресс в животноводстве.
При этом следует отметить, что проблемы рационального кормления
сельскохозяйственных животных и птицы, экономии корма и увеличения его
производства с применением новых технологий и нетрадиционного сырья тесно
взаимосвязаны.
В последние годы, когда рост продуктивности животных серьезно
сдерживается из-за слабой кормовой базы, недостатка белковых и
энергетических кормов, биологически активных веществ, актуальность этих
вопросов становится все более очевидной, в результате чего допускаются
грубые отклонения в составе рационов и комбикормов. Так, установлено, что
потери продукции при кормлении птицы несбалансированными комбикормами
достигает 15...20 % валового сбора яиц и 30...35 % производства мяса.
Следует отметить, что на протяжении многих десятилетий не удается
снять проблему сырья для производства комбикормов. Поэтому в условиях
непростой кормовой ситуации особое значение приобретает использование всех
ресурсов кормовых средств для повышения эффективности животноводства. В
этих условиях актуален поиск местных нетрадиционных и доступных средств,
которые были бы близки по своей биологической ценности к традиционным
кормам животноводства или растительного происхождения.
В решении этой задачи большим резервом энергетической ценности в
качестве источника энергии отходов и попутных продуктов, образующих при
производстве растительных масел. Так, существенным резервом энергетической
ценности комбикормов могут служить отстойный фуз, фосфатидные концентраты,
шроты, соапсточные липиды и др., использование этих продуктов для
производства комбикормов может частично решить проблему энергетического
сырья.
Наиболее энергетическим сырьем является отстойный фуз – продукт,
получаемый в процессе первичной переработки сырых масел. Отстойный фуз
представлен не только фосфатидами, но и богат ненасыщенными жирными
кислотами, в том числе линолевой (58,4 %) и линоленовой (16,9 %),
положительно влияющих на обменные процессы в организме и являющиеся
лимитирующим фактором в питании. В то же время животный кормовой жир
содержит больше насыщенных жирных кислот и только 1,28 % ненасыщенной
линолевой кислоты [3, 4].
Вместе с тем, следует отметить, что значительная часть вторичного сырья
масложировой промышленности используется нерационально, поскольку если и
утилизируется на кормовые цели, то преимущественно в естественном виде. В
то же время в таком виде указанное сырье непригодно для производства
комбикормов. Основная причина состоит в том, что это сырье по своему
агрегатному состоянию представляет густую мазеобразную массу, изменяющую
свои технологические свойства в зависимости от температуры окружающей
среды. Это затрудняет его транспортирование и эффективное использование при
производстве комбикормов: трудности подачи по линии ввода жидких
компонентов, неточное дозирование и плохое смешивание с другими
компонентами, являющимися сухими сыпучими продуктами. Наряду с
нетехнологичностью при производстве комбикормов в процессе хранения
теряется их исходное качество из-за окисления жиров.
Фосфатидный концентрат получают при первичной отчистке растительных
масел и семян. По своей природе фосфатиды близки к жирам, но в отличие от
них содержат фосфорную кислоту и связанное с ней азотистое соединение –
холин, который участвует в синтезе незаменимых аминокислот и регулирует
жировой обмен. В зависимости от химического состава фосфатиды делят на
несколько групп. Холинфосфатиды или лецитины содержат холин,
коламинфосфатиды или кефалины – коламин, серинфосфатиды – серин,
инозитфосфатиды – инозит (стимулятор роста). В отличие от нейтральных жиров
фосфатиды имеют большую реакционную способность (5, 6(.
Фосфатиды являются естественными спутниками, как животного, так и
растительного организма, они участвуют в обмене веществ, в окислительных
процессах (7(.
Фосфатиды имеют большое физиологическое значение для животных
организмов, и принимают активное участие в процессах, происходящих в
клетках живых тканей. Они способствуют межклеточному обмену жиров, являются
переносчиками кислорода, обладают антиокислительными свойствами, благодаря
чему предохраняют жиры от прогоркания, ускоряют рассасывание жира в печени.
Присутствие фосфатидов в жирах – один из авторов, обуславливающих их
биологическую ценность (8(.
Фосфатиды имеют витаминные функции, относятся к жировым витаминам и
являются носителями жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К они повышают
сопротивляемость организма и способствуют наиболее полному использованию
организмом жиров и белков рациона (9, 10(.
В. Е. Кондырев отмечает, что фосфатидный концентрат – носитель
незаменимых жирных кислот, метионина, холина. Он повышает энергетическую
ценность корма и способствует лучшему сохранению жиров и жирорастворимых
витаминов при длительном их хранении, так как сопутствующие фосфатидам
вещества (токоферолы), каратиноиды, инозит, фосфорная кислота обладают
действиями, стабилизирующими жиры и витамины (11(.
В организме животных фосфатидные концентраты повышают перевариваемость
кормов, способствуют всасыванию жиров в кишечнике. В комбикормах для свиней
их используют взамен лецитина (12(.
Таким образом, растительные фосфатиды обладают целым комплексом
полезных свойств: они задерживают окисление жиров, повышают их
эмульгируемость в кишечнике, а самое главное, являются биологически
активными веществами. Входящие в состав фосфатидов, линолевая и
арахидоновая кислоты, холин и некоторые другие соединения сами по себе
являются физиологически активными веществами, а совместное присутствие их в
сложном комплексе фосфатидных концентратов значительно усиливает их
физиологическое действие на животный организм (13(.
Фосфатиды образуются в крупнотоннажных объемах. Выход фосфатидного
концентрата составляет 1% от количества масла, подвергнутого гидратации.
Несмотря на большие объемы фосфатидных концентратов, отстойных фузов,
шротов и высокой концентрации в них жира, витаминов они используются не
полностью и не эффективно, так как отсутствует эффективная система и
технология их использования.
Основная причина ограниченного и плохого использования фосфатидов
состоит в том, что они по своему агрегатному состоянию представляют густую
мазеобразную жидкость, изменяющую свои технические свойства в зависимости
от температуры окружающей среды. Это затрудняет их транспортирование и
эффективное использование при производстве комбикормов: трудности подачи по
специальной линии ввода жидких компонентов, не точное дозирование и плохое
смешивание с другими составляющими компонентами комбикормов, являющимися
сыпучими продуктами.
Наряду с нетехнологичностью фосфатидов при производстве кормов в
процессе хранения теряется их исходное качество из-за окисления жиров и
увеличения в связи с этим кислотного числа. Кроме того, для хранения
фосфатидов требуется хранилище с металлическими емкостями.
В целях разработки системы комплексного использования вторичных
ресурсов масложировой промышленности, наряду с жировыми отходами необходимо
решить задачу эффективного применения белкового сырья шрота и жмыхов. Объем
образование шротов составляет 48,06 % к массе семян. Биологически
целесообразно использовать белковое сырье в комплексе с жировым в
оптимальном энергопротеиновом отношении. Совместное использование этих
видов сырья имеет энергетическое и технологическое значение.
Шроты занимают значительное место в рационах кормления
сельскохозяйственных животных. Использование их в комбикормовой
промышленности обусловлено высоким содержанием протеина, которого в 4 раза
больше, чем фуражных культурах (кукурузе, овсе, ячмене). Шрот используется
в качестве источника протеина, он отличается высокой кормовой ценностью и
содержит 42,2% белка. Обезжиренные шроты, наряду с другими веществами,
состоят из значительного количества ценных по аминокислотному составу
белков. О биологической ценности продукта судят по наличию в нем
незаменимых аминокислот. Аминокислотный состав шротов представлен в таблице
5 (табл. 5).
Исходя из изложенного, возникает проблема переработки фосфатидных
концентратов, отстойных фузов, шротов в технологичную и стабильную форму,
соответствующей современной индустрии комбикормов.
Ввиду особенностей состава и технологичности вторичных продуктов
масложировой промышленности еще не найдено одно целесообразное
технологическое решение по их переработки. Учитывая такое положение,
возникает необходимость создания нового направления использования этих
продуктов. В целях реализации этого направления будет разработана
технология получения новых форм этих веществ с заданными технологическими и
стабильными свойствами. Это позволит увеличить производство дефицитного
энергетического сырья:
- осуществить переработку непригодных к использованию отходов
высокопитательные кормовые концентраты.
1. 9 Программа и методика исследования
Программа работы предусматривает изучение вопросов, позволяющих в
совокупности осуществить научную разработку и проблемы комплексной
переработки отходов масложировой промышленности (отстойного фуза, шротов),
а так же приготовления на их основе высокоэффективного, технологичного
компонента комбикормов.
Для выполнения принятого направления исследования были определены
программные положения работы:
- изучение физико-механических свойств и химического состава сырья;
- оценка качества сырья;
- разработка технологии получения композитной смеси;
- выбрать наиболее приемлемый вариант композитной смеси на основе
отходов масложировой промышленности;
- изучение физико-механических свойств и химического состава
композитной смеси;
- влияние сроков и условий хранения на смеси.
При проведении исследований руководствовалась следующими методическими
положениями.
Определение в отстойном фузе, шроте сырого жира, влаги, протеина
перекисного и кислотного числа, а так же технологических параметров
проводила по методикам, описанным в Руководстве по методам исследований,
технохимическому контролю и учету производства в масложировой
промышленности [14].
Определение показателей качества сырья, композитных смесей проводили по
следующим методам:
- содержание сырой клетчатки – по ГОСТ 13496.2-91 [15];
- определение кислотного числа жира – по ГОСТ 13496.18-85 [16];
- содержание фосфора – по ГОСТ 26657-97 [17];
- объемная масса и угол естественного откоса – по ГОСТ 28254-89[18];
- сыпучесть – по В.Е. Пестову [19];
- содержание кальция – по ГОСТ 26570-95 [20];
- определение перекисного числа жира – по ГОСТ 26593-85 [21];
- содержание влаги – по ГОСТ 13496.3-92 [22];
- содержание азота и сырого протеина – по ГОСТ 13496.4-93 [23];
- содержание сырого жира – по ГОСТ 13496.15-97 [24];
- расчет обменной энергии – по методическим рекомендациям [25];
- БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества) расчетным путем[25];
- общая кислотность – по ГОСТ 13496.12-92[27];
- переваримый протеин с помощью коэффициентов переваримости[28];
-гигроскопичность путем установления равновесной влажности
статистическим методом [29];
- содержание аммиака – по методу, описанному В.А.Максаковым [30];
- методы отбора проб – по ГОСТ 5471 [31];
- подготовка проб для определения токсичных элементов – по ГОСТ 26929
[32];
- определение запаха, цвета и прозрачности – по ГОСТ5472 [33];
- определение вкуса производят органолептически [34];
- определение цветного числа – по ГОСТ ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
