Введение к работе
Актуальность проблемы, Семена хлопчатника являются ценным маслнчно-белковым сырьем, из которого получают продукцию пищевого, кормового и технического назначения. Недостаточное количество масличного сырья для переработки и дефицит белков в комбикормах вынуждают закуп семян сои. Потенциальным сырьем для получения масла представляется рисовая мучка (отруби).
Переход к рыночной экономике требует оперативного внедрения в
масложировую отрасль, прогрессивных научно-технических
достижении. Необходимо повысить . конкурентоспособность применяемых технологий, а качество вырабатываемой продукции довести до требований мировых стандартов. Анализ реализованных в промышленность технологий обосновывает важность исследовании в следующих направлениях; изыскание дополнительных ресурсов масличного сырья; снижение потерь масла в производстве; повышение эффективности переработки семян путем развития двух основных концепций: первая состоит в глубоком обезвреживании госсипола с получением соединений, переходящих в состав шрота, а вторая - в максимальном растворении госсипола и его производных в масле и мисцелле; повышение эффективности рафинации масла, особенно извлеченного из низкосортных семян, в целях улучшения и приближения качества рафинированного масла к требованиям мирового стандарта; снижение энергозатрат, расхода каустической соды (Ркс) и адсорбентов; получение низкогоссипольного трота и белоксодержаингх продуктов из него, эффективных для скармливания птицам и другим моногастричным животным; создание научных основ для перехода на бопее мягкие технологические режимы переработки семян, в частности - на метод прямой экстракции масла.
Диссертационная работа посвящена решению вышеизложенных актуальных проблем маеложировой промышленности Узбекистана.
Тема диссертации исходит из основных направлений исследований
ТашХТИ, включенных в перечень важнейших НИОКР
республиканских и отраслевых программ (N госрегистрации 01.89.0038493, 01.93.0000928, 01.93.0000930, 01.93.0000983 и 01.95.0004033). Полученіше в работе новые решения проблем концептуально исходят из современной технологии производства и рафинации растительных масел и острых нужд животноводства.
Цель научной работы - совершенствование технологии переработки хлопковых семян и рафинации масла на основе разработки и внедрения, ресурсосберегающих, малоотходных и экологически чистых технологических процессов.
Научная новизна
- Выявлена конкуренция во взаимодействии альдегидных
групп свободного госсипола с аминными или иминными груп
пами карбамида, фосфолипидов и аминокислот белков.
Все эти реакции относятся к процессу неферментатив -ного покоричневения и автором показано, что из всех пе -речисленных веществ в конкуренции преимуществом первооче редного вступления в реакцию с альдегидными группами гос сипола обладают аминогруппы карбамида, что обеспечивает сохранность белков и фосфолипидов,
Разработаны научные оснош создания комбинирован -нык растительных продуктос на основе сбалансированности всох основных питательных компонентов (протеинов, эссен-циальнык жирных кислот, карбоксиметилцеллшюзы) на основе специфичных для Средней Азии продуктов (продукты пере работки риса и хлопчатника, виноградных косточек и хлопчатника).
Фракционирование хлопкового масла с добавками различных других растительных v-асел (виноградное) , которые ускоряют процесс кристаллизации и увеличивают выход салатного масла, приводит к преимущественному накоплению коротко- и среднецепочечнык глицеридов с оптимальным рас положением в них радикалов жирных кислот (особенно эссен циальных).
Это исследование примыкает к одному из новейших направлений получения жировых продуктов, отвечающих совре -менным требованиям диетологии.
Развито новое направление получения молочно-кислых продуктов на основе хлопкового белка, подвергнутого сбра живанию молочно-кислыш бактериями (МКБ) и пекарскими дрожжами, обеспечивающих снижение содержания нежелательных компонентов (госснпол и др.) в получаемых лечебно-профилактических продуктах.
Разработана научная система получения хлопковых иротов с содержанием в нем следовых количеств госсипола,
что впервые позволило использовать этот продукт для кор-мовык целей, в частности, в птицеводстве. Это крупное научное решение позволит получать высококачественную пищевую продукцию (например, куриные яйца, не содержащие госсипол и его производные}.
В условиях Средней Азии это позволяет отказаться от импортных: кормов для птицеводства.
- Найдены условия и разработан способ щелочно-кар -бамидной рафинации хлопкового масла, усиливающей сорб -ционныэ свойства получаемых при этом соапсгоков, что позволяет максимально удалять нежелательные компоненты из рафинируемых масел и получать продукты высокого каче ства (снижение цветности с 53 до 13 красных единиц и киглотного числа с 4,61 до 1,76 мг КОН).
Научная новизна результатов исследования лодтверж -дается 30 созданными изобретениями на новые технологи -ческие процессы.
Практическая ценность работы
Способ стабилизации влажности семян перед их шелу -шением, осуществляемый в шнековом кондиционере, снижает масличность шелухи на 0,6-0,в % и повышает Врм на 0,5 -1,5 %. Разработка испытана и внедрена на Наршинском МЭЗ-е /1986 г./.
Способ получения хлопкового масла из обработанной карбамидом мятки испытан и частично внедрен на ряде масложирових предприятий Узбекистана и на Чарджевском МЭЗ-е Турюленистана /1988 - 1994 гг./. Врм улучшенного качества увеличивается на 2 - 3 5» при снижении Ркс на 20-25 %. На фоне глубокого обезвреживания госсипола, качество шрота улучшается за счет увеличения содержания раст -воримых фракций белков и общего азота.
Обмаслнвашіе мятки 3-5 % рафинированного масла интенсифицирует растворение госсииола в масле к мисцелле, не ухудшает их рафинируемость и приводит к получению ннзкогоссипольного шрота, рекомендуемого для скармливания птицам и свиньям.
Разработанный способ утилизации рисовой лузги в хлопковую мятку увеличивает производство хлопковой шелухи для острых нужд животноводства на 4-6 % и приводит к повышению Врм на 0,5-0,9 %.
Ожидаемый экономический эффект от совмещенной переработки Ютыс.т рисовой мучки с хлопковон мяткой в соотношении 1:6 состоит в дополнительном получении 1,0 тыс.т сырого масла и 8,8 тыс.т шрота, обогащенного углеводами.
Способ ЩКР масел, извлеченных из ннзкосоршых хлопковых семян, внедрен на нескольких масложироїшх предприятиях Центральной Азии /{987-1092 гг./. Всего по новой технологии отрафинировано 50915 т труднорафннируемого масла. Реальный экономический эффект достигнет от увеличения Врм улучшенного качества на 1,5 - 4,0 % и снижения Ркс на 15-20%.
Отбелка, проведенная в щелочной или щедоче-карбамндной среде, приводит к существенному осветлению масла: Цо снижается от 25-60 до 4-7 красных ед. При этом потери масла 6 рафинацнонном процессе снижаются на 0,5-1,0 %, а Ркс - на 20 %.
В результате неоднократно проведенных производственных испытаний установлено, что 10-20 % добавка ОБП в комбикорма обеспечивает дополнительный привес при скармливании птииам-бройлерам 240-400 г/гол (цикл откорма 65-70 дн.) и свиньям-- около 10 кг/гол (цикл откорма 5 мес). В настоящее время новая технология осваивается на Карасуиском ППР и Ссргелийском животноводческом комплексе.
Фактический экономический эффект, полученный от использования научных разработок, превысил 40 млн. сумов (в ценах на 01.05.96).
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы
доложены и получили одобрение на: первой региональной
расширенной конференции "Научные основы технологии жиров",
Краснодар, 1973 г.; республиканской научно-технической конференции
молодых ученых, посвященной 50 - летию Узбекистана, Ташкент, 1974
г.; республиканской конференции "Совершенствование теории и техники
экстрагирования из твердых материалов с целью создания
высокоэффективных автоматизированных экстракторов", Киев, 1974 г.;
всесоюзной конференции по экстракции , Рига, 1975 г.;
республиканской научно-технической конференции "Проблемы экстрагирования из твердых тел", Ташкент, 1977 г.; республиканской конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные проблемы в области общественных, естественных н технических наук", Ташкент, 1979 г.; республиканской научно-технической конференции "Актуальные
проблемы пищевой и легкой промышленности", Бухара, 1982 г.;
международном симпозиуме "Оборудование для переработки
масличных семяи", Ташкент, 1990 г.; научно-технических конференциях
профессорско-преподавательского состава и научных работников
ТашПИ и ТашХТИ, 1973-1996 гг.; заседаниях научно-технического
совета концерна "Узпищепром" и технических советов ряда
масложирових предприятии Узбекистана, 1982-1994 гг.;
международном симпозиуме "Разработка, создание и эксплуатация 'сельскохозяйственных машин в условиях рыночной экономики", Ташкент, 1994.
Положительное заключение на диссертацию выдано; НИН новых
химических технологии и материалов Казахстана /Алма-Аты, 1994 г./;
кафедрой технологии жиров Кубанского государственного
технологического университета России /Краснодар, 1994 г./;
лабораторией технической микробиологии института микробиологии АН РУз /Ташкент, 1994 г./; техническими советами Каршииского и Касанского МЭЗов/1994 г./.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 83 научных труда, в том числе 30 изобретений.
Основными объектами исследований явились семена хлопчатника и продукты их переработки на различных этапах маслоэкстракшюнного производства и рафинации масла, качество которых оценивали по ГОСТ 5947-68 ("Семена хлопчатника технические"), ОСТ 18-185-76 ("Масло хлопковое нерафинированное"), ГОСТ 1128-75 ("Масло хлопковое рафинированное"), ГОСТ 606-75 ("Шрот хлопковый кормовой").
В диссертации использованы современные методы анализа семян хлопчатника и продуктов ігх переработки, изложенные в "Руководстве по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности", разработанном ВНИИЖ-ем.
Достоверность полученных данных подтверждается: 2-3 кратным повторением опытов с математической обработкой основных результатов исследования; проведением большей часта исследований в производственных условиях с использованием действующего технологического оборудования; результатами многочисленных испытаний и внедрения НИР; их соответствием современным положениям технологии производства и рафинации растительных масел.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 350 страницах маиишописного текста, содержит разделы: "Введение", "Обзор литературы", три главы экспериментально-технологических исследований, общие выводы, список использованной литературы,
включающий 360 наименований и приложение (отдельный переплет). Работа иллюстрирована 35 рисунками и 59 таблицами.
