Введение к работе
Актуальность работы. Процеоо отгонкн растворители является неотъемлемой частью современного маолоэкстракц'ючного производства. Технологические режимы и аппаратурное оформление этого процесса во многом предопределяют с'нерговатрятн производства мзола и качество получаемых шротов.
Применяемые в отечественноГі практике режимы термической обработки шротов требуют снижения расходов водяного пэра с учетом снижения активности'биохимических процессов в технологии получения шротов, реализуемых в народном хозяйстве.
Основной практической задачей работы является совершено'! вп-вание технологии термической обработки шротов. Научные Радячи, решаемые в данной работе в соответствии о поставленной практической целью, связаны о проблемами изу іения основных закономерностей отгонки растворителя из капиллярно-пористых структур пршкетраги-рованных. маслосодержаших материалов. Для этого требуется изучение закономерностей процесса удаления ниі'кокипяпего углеводородного растворителя из капиллярно-пористых систем растительного происхождения.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическими планами НИОКР Всероссийского научно-исследовательского института жиров по проекту Россельхоэакадемии и Министерства науки и технической политики "Ресурсосберегающие технологии масло-жирового производства" Государственной научно-технической программы России "Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК".
Цель работы . Исследование закономерностей процесса отгонки органического' растворителя из шротов маслозкетракщояшго производства и совершенствование технологического процесса при снижении энергоемкости , что позволяет проектировать технологическое оборудование для заводов пищевой промышленности, исходя па основной задачи повышения качества готового продукта.
Основные задачи исследования.
В основные задачи дчесертлционной работы входило:
1. Анализ и oOoCtiv.-Hitc- практического опыта эксплуатации технологического оборудования по отгонке рзстворитечп из про?;-х'тго
-4-.
іирорлнногс) материала на маоло-экстракционных заводах.
.2. Проведение дернватографических исследований о целью получении данных-о связывании шротам» органического растворителя , оценка роли интенсивности нагрева исходного материала на кинетику отгонки растворителя о учетом снижен энергозатрат внешних источников теплоты, изучение механизма удаления воды и растворител" из горотов;
-
Рчполнение экспериментальных порометрических исследовании шротов и определение характерных оообенностеи пористой структуры шротов различных масличных культур, влияния влаги и температуры в формировании спектра пэр проэкстраглроьанных масличных материа- лов;
-
Уточнение известных и разработка новых математических моделей процесса отгонки ииококипящего экстрагента из прозкстра-гнрованноги материала.
-
Разработка процесса эффективной отгонки растворителя из «ротой, обеспечивающего получение продукта о высоким содерданаем диопергируем'.то протеина на базе новой технологии при снижении внешних гчергоэатрат.
Научная новизна.
На основании выполненных дериватографических и порометри-чс-ских исследовании подсолнечного, хлопкового, соевого и рапсового шротов сформулированы основные принципы совместного удаления двухкомнонентной жидкости из капиллярной системы проэкстрагиро-паїчіого 'растительного материала.
Подтверждена классическая схема форм связей и состояний г лаги о капиллярно-перистыми галоидными материалами на основе ркспериментальных кинетических кривых отгонки, полученных в изотермических условиях. Установлено'8'состояний связывания шкотами орга: ических раствор,.гелей: осмотическое, капиллярное в макропо-paw., ' фуникулпрнос, пендулпрное,-капиллярное в мезспорах, полнмо-л^кулярной адсорбции, мономолекулярной адсорбціпі, хемосорбции,-что подтверждено результатами экспериментальна неследсіаний. Количественно определено массовое соотношение растворителя в шротах, соответствующее указанным формам связи. .
Установлено, что на менее развитой удельной поверхности, пор конденсируются более плотные слои растворителя, -связанные синіми иолимолокуллярной адсорбции. Удельнгл поверхность пор.рапсо-
вого шрота 4,0 и /г, соевого шрота - 8,7 и /г, значении растъори-телеемкооти полимолекулярной адсорбции состовлнит г.оотватсаешю . 7,6 - 10,ЗХ и 11,6-24,6Х. .
- Установлено, что при температурах 100-.ЮбС. ньолюдаотся
эффект освобождения поверхности макрспор от соединений не.чирових
компонентов с водой о одновременной усадкой пор я области рф^-ж-
тивных радиусов 37 - 780 А; в мээапорнстеЛ области шротов (г <.
I 1000 А0) сосредотачиваются молекулы вод»,'блокирующие доступ ина-кокипящего углеводородного растворителя к этим торам.
- Доказано, что в результате увлажнения лепестка в структу
ре проэкстрагированных материалов происходят незначительные
уменьшения /дельных объемов макропор и весьма существенно умень
шаются удельные объемы меэопор (до 100Х ), при этом уменьшение
общей пористости находиться в пределах 1QZ.
- Установлена величина интенсивности нагрева 4-5 "С/мин,
при которой достигаются минимальные энергозатраты без термодд-
бильных превращений в продукте.
- Разработаны основные принципь создания технологических
систем.по удалению растворителя из шротов маолосодэржащих куль
тур.
Практическая ценность. Результаты работы получилиширокое , практическое применение на предприятия;: масло-жировой промышленности.
Практически доказано, что о увеличением вдагооодержашш шротов скорость отгонки органического растворителя из ник снижается, при этом степень денатурации белков возрастает.
В промышленных условиях апробирован способ отгонки растворителя из шрота о отбором испаряемых паров иа нижних чанол ,(3,4,6 и 6) и подачей их о целью самофильтрации под днище первого чана. Это позволило исключить конденсацию паров, выходящих из кігм» расположенных чанов в выше расположенные.
Установлено, что отгонка в перемешиваемых слоях шрота при оптимальном темпе теплоподвода (4-5 С/мин) адекватна отгонке перегретыми парами растворителя.
Предложена технолога получения соевых шротов на баге разработанного нами устройства для влаготепловой обработки прог-го-трагированного материала,
На основе разработгшчой математической модели щу.чдрспп от-
- в
гонки растворителя из ырота соэдана иетодика инженерного расчета для аппаратов чгшного типа применитеіаьно к аадачам проектирования. Рялрябитан технический проект аппарата отгонки растворителя барабанного типа о рециркуляцией перегретых паров растворителя. 11 стадии проектирования.аппарата производились натурные эксперименты а заводских условиях. Полученные результаты попользованы в технологических производственных регламентах.
Реализация результатов.
Били проведаны исследования и разработаны технические решения дляjполучения пищевого соевого шрота с целью извлечения из него белковых продуктов.
Опытно-промншенные испытания на установке отгонки растворителя и? шрота перегретыми парами рзотворителя иа стенде отдела производства растительных масел ВШИ подтвердили возможность получения соевого шрота, соответствующего по биохимическим показателям характеристикам шпдевого шрота.
Личный вклад автора. Постановка, осуществление и оценка результатов экспериментов. Составление программы опытно-промышленных испытании, руководство и их проведение.
Апробация работы.
Реэульт-тн работы доложены на научно-практической конференции "Задачи повышения эффективности использования семян подсол-. печника" /Краснодар: 1930/; Всесоюзной научно-технической конференции "Новые исследования молодых ученых и специалистов в области маеЛожнровон промышленности" /Санкт-Петербург: 1992/; Всероссийском семинаре "Процессы и аппараты пищевых производств". РАСХІІ. РЭЛ им. Плеханова /М: 1995/; на Всероссийской конференции /Углич: 1990/.
ІМШ-^ІУ-іШк. По темо диссертации' опубликовано 12 статен, тезисов доглядав. 3 авторских свидетельства СССР, .4 патента Российской Федерации.
СтоокіУі}а_и_обь?іі_Рі}52ЇУі. Диссертация состоит'из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, заключения, списка цитируемой литературы; включает 160 сто. машинописного текста, 30. риоуигаа и Ш таблиц. Список цитируемой литературы содержит 160 источников отечественных и зарубежных авторов.
- 7 -.
