Введение к работе
Актуальность темы. При переработке масличной культуры «сарептская горчица» получают масла и жмыхи. Особенностью семян горчицы и продуктов их переработки (жмых, порошок, высевки) является наличие в них токсичных серосодержащих соединений - тиогликозидов, которые при расщеплении образуют эфирные масла (изотиоцианаты), что препятствует использовать их, как кормовую добавку. В связи с тем, что горчичный жмых содержит в своем составе до 45 % сырого протейнії, 14 % жира, 35 % БЭВ, определенное количество незаменимых аминокислот, в целом представляющих значительный интерес в обеспечении отрасли животноводства качественными кормами, совершенствование технологии и технических средств их переработки является актуальной задачей.
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре «Механизация животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции».
Цель исследований. Разработка технологии и технических средств для переработки отходов горчичного производства в корма для животных и птицы с обоснованием рациональных конструктивных параметров и режимов работы, обеспечивающих снижение затрат энергии и требуемое качество готового продукта при заданной пропускной способности.
Объект исследования. Технологический процесс и технические средства переработки отходов горчичного производства по повышению их кормовой ценности, качественного состава и усвояемости животными и птицей.
Предмет исследования. Технологические режимы процесса и конструктивные параметры гидролизера для очистки отходов горчичного производства от токсичных веществ.
Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. Методика исследований основана на применении современных методов оценки показателей качества исходных отходов горчичного производства до и после очистки. Теоретические исследования были выполнены, основываясь на законах термодинамического анализа реакции гидролиза синигрина и методах математического моделирования. Экспериментальные исследования и определение физико-химических и органолепти-ческих свойств перерабатываемых отходов проводились в соответствии с действующими ГОСТами, ОСТами и с использованием методики планирования экспериментов. Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментальной проверкой на лабораторных и опытно-производственных установках, а также оценкой показателей в специализированных отраслевых лабораториях.
Задачи исследования.
-
Исследовать химический состав, биологически активные вещества семян горчицы, качественные показатели горчичных жмыхов, высевок и шелухи, а также возможности их использования в кормовых целях для животных и птицы.
-
Провести теоретические исследования термодинамических хеірактеристик реакции гидролиза синигрина в интервале рабочих температур 283...343 К.
-
На основании анализа существующих перемешивающих устройств и обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина обосновать схему конструкции гидролизера.
-
Выполнить лабораторные исследования и на основе планирования эксперимента определить рациональные режимы технологического процесса и конструктивные параметры гидролизера для переработки отходов горчично-маслобойного производства и провести натурные производственные испытания предлагаемой технологии и технических средств по переработке отходов горчичного производства и определить технико-экономическую эффективность результатов исследования.
Научная новизна. Предложены рациональные параметры технологического процесса переработки отходов горчичного производства с получением конечных про-
дуктов, пригодных для скармливания животным и птице, обоснована конструктивная схема и определены рациональные параметры гидролизера на основе анализа химического состава, биологически активных веществ семян горчицы, качественных показателей горчичных жмыхов, высевок и шелухи. Практическая ценность:
органолептическими и физико-химическими исследованиями установлены качественные характеристики исходных и очищенных отходов горчичного производства от токсичных соединений;
разработаны и прошли опытную проверку технология и технические средства переработки отходов горчичного производства, с получением высокопротеиновой кормовой добавки. Разработанная технология предложена в промышленное производство на ООО ВГМЗ «Сарепта» по переработке 30 тыс. т. в год отходов горчичного производства Внедрение в промышленное производство предлагаемой технологии и технических средств при переработке 1 т/сутки отходов даст экономический эффект 5136 руб. в ценах 2009 года.
подтверждена безопасность кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птицы, полученной по разработанной технологии.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Результаты исследований химического состава, биологически активных веществ семян горчицы, качественные показатели горчичных жмыхов, высевок и шелухи, а также возможности их использования в кормовых целях для животных и птицы.
-
Результаты теоретических исследований термодинамических характеристик реакции гидролиза си ширина в интервале рабочих температур 283...343 К.
-
Теоретическое обоснование конструктивной схемы гидролизера.
-
Результаты исследований по определению рациональных режимов технологического процесса и конструктивных параметров гидролизера для переработки отходов горчичного производства.
-
Результаты натурных производственных испытаний предлагаемых технологии и технических средств по переработке отходов горчичного производства.
-
Качественные показатели кормового продукта, полученного по предлагаемой технологии.
Апробации работы. Основные положения работы доложены и получили положительную опенку на технических совещаниях Волгоградского управления сельского хозяйства при областной администрации (2005 - 10 г.г.); научных конференциях Вол-гГТУ (2008-2011 г.г.); междунар. науч.-практич. конференциях в ГУ ВНИТИ ММС и ПГГЖ РАСХН и ВолгГТУ «Современные технологии создания пищевых продуктов в рамках требований государственной политики в области здорового питания» 24-29 июня 2009 г. и «Инновационные технологии - основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции» 5-7 июля 2011 г.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований в части создания производства переработки отходов горчичного производства внедрены в обществе с ограниченной ответственностью Волгоградский горчичный маслозавод «Сарепта», а в части скармливания новой кормовой добавки в отрасли животноводства в СПК «Светлоярский» Светлоярского района Волгоградской области.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 1 - монография, 2 - в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций 23,6 п.л., из них лично соискателю принадлежит 18,4.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы. Работа изложена на 172-х страницах компьютерного текста, содержит 29 таблиц, 46 рисунков, 2 приложения. Список литературных источников включает 164 наименования, из них 28 зарубежных авторов.
