Введение к работе
Актуальность проблемы. Задача обеспечения народного хозяй-. ства России сахаром не может быть решена без повышения эффективности работы всей отрасли. Сложившийся технический уровень предприятий сахарной промышленности не позволяет полностью использовать потенциальные возможности сырьевой базы, приводит к значительным потерям свеклы, низкому выходу готовой продукции, сверхнормативным потерям сахарозы в побочных продуктах, высоким неучтенным потерям, перерасходу топливно-энергетических ресурсов и вспомогательных материалов.
Дальнейшее развитие сахарной промышленности требует совершенствования существующих, разработки новых технологических процессов и аппаратов, перехода на малоотходное и безотходное производство.
Полнота и комплексность использования сырья во многом зависят от его качества, величины потерь сахара на всех участках технологической схемы, а также содержания его в мелассе. В последние годы качество свеклы, получаемой сахарными заводами, ухудшилось: снизились сахаристость, чистота свекловичного сока и другие технологические показатели. Массовое внедрение механизированных способов возделывания и уборки сахарной свеклы при низком уровне используемой техники приводят к высокой загрязненности свеклы и большому количеству механически поврежденных корней.
В связи спокиженной сахаристостью и чистотой свекловичного сока, высоким содержанием земляных и растительных примесей, поврежденных и подвяленных корнеплодов, свекловичное сырье отличается низкой устойчивостью к хранению. Переработка такого сырья приводит к повышенным потерям сахарозы в производстве и мелассе, дополнительному потреблению топливно-энергетических ресурсов, вспо-
могательных материалов, что отрицательно сказывается на общу
экономических показателях работы отрасли.
Поэтому задача увеличения производства сахара с применение
ресурсосберегающих технологий относится к наиболее актуальні
среди пищевых производств. Ее решение должно осуществляться :
счет комплексного подкола к, хранению и переработке свеклы пі
I максимальном сохранении текнологаческих качеств сырья, совершеї
ствования технологии и техники сахарного производства.
jlfijih и залачи исслмованим. Целью работы являлась раэрабо' ка и внедрение экологически чистых малоотходных технологий хран ния и переработки свекловичного сырья, обеспечивающих сохранен технологических качеств свеклы, сокращение потерь при хранении в процессах переработки, повышение выхода сахара и его качества
Для достижения поставленной цели были сформулированы ко кретные задачи исследований:
- изучить влияние (Ьакторов на изменение состояния храняще
ся свеклы: научно обоснованно подобрать препараты целеналравле
ного и совмещенного действия, обеспечивающие сохранность, преде
вращающие загнивание свеклы для разработки способов сокращеі
і потерь сырья при краткосрочном и длительном хранении:
осуществить системный анализ причин потерь свекломассы сахарозы на тракте пёдачи свеклы ь переработку для разрабо-способов и устройств.1 приводящих к их снижению:
усовершенствовать технологические процессы получения ев
ловичной стружки и экстракции сакарозы с целью их интенсификац і
- исследовать и;научно обосновать принципы ресурсоебере
ния в технологических процессах очистки и кристаллизации сах ных растворов для разработки отдельных элементов технологичес
схемы и аппаратурного оформления.
Няуин^я hqr^-чня Выработана методология комплексного научного подхода к созданию новых ресурсо- и энергосберегающих технологий хранения и переработки сахарной свеклы.
На основе изучения газо- и теплообмена свеклы в кагатах с окружающей средой, обоснована целесообразность и определены эффективные режимы очистки гидравлическим способом сахарной свеклы и последующего хранения ее в мытом виде в условиях отечественного свеклосахарного производства.
Предложен и научно обоснован вариант активного вентилирования сахарной свеклы при хранении ее в кагатах с использованием воздушно-аммиачной смеси.
В качестве экологически безопасного антисептика для обработки корнеплодов свеклы при укладке на хранение предложена электроактивированная жидкая система ОАО.
Предложен метод биологической запиты корнеплодов при хранении в кагатах, основанный на применении нового биологического препарата.
Разработана конструкция устройства для изрезывания сахарной свеклы под слоем жидкости, при которой получаемая сокостружечная смесь представляет собой двухфазную систему, наиболее эффективную с точки зрения интенсификации последующего процесса экстракции.
Разработана технология и аппарат для ошпаривания свекловичной стружки насыщенным паром С а.с. N 1057540).
Изучены и предложены варианты повышения эффективности дефе-косатурационкой очистки сахарных растворов, связанные с повторным использованием дефекосатурационного осадка в качестве адсор-
I - 4 -
бента красящих веществ. На этой основе разработаны ресурсосбеї
гакщие технологии дополнительной адсорбционной очистки клерої
желтого сахара и оттеков утФеля 1 кристаллизации С патенты
1804483. 2001106). і
В результате изучения закономерностей ионного обмена і
умягчении сока I! сатурации получены аналитические решения ураві
ния динамики сорбции, впервые научно обоснована возможность о<
ществления процессов ионообмена в противотоке движущемуся с.
ионита. решена задача оптимизации процесса. Создана прим
і пиально новая бессточная технология удаления солей кальция из і
ка 11 сатурации ионообменным способом С а. с. NN 1723134, 1723135
Обоснована возможность использования отработанного регене;
ционного раствора для частичной замены известкового молока на ,
Фекации перед 11 сатурацией и для очистки желтого сахара С а. с.
1775474). і
На основе изучения кинетических закономерностей растворе
желтых Сахаров получено уравнение для расчета параметров клеро ния концентрированными сахарными растворами. Предложен спо клерования желтых Сахаров сиропом, позволяющий снизить цветно
выпускаемого сахара ;и расход пара, потребляемого вакуум-аппара
ми продуктового отделения (а.с. N 1406169D.
Научно обоснован способ аффинации желтых Сахаров с предва
тельной их обработкой в парожидкостной среде с применением пов
хностно-активных веществ. Доказана высокая эффективность
пользования полученного таким образом аффинированного сахара с местно с первым оттеком утФеля 1 кристаллизации в качестве кс таллической основы для уваривания утфеля 11 кристаллизации. Раз ботан вариант трехкристаллизационной схемы для уваривания ут
лей из сиропов низкой чистоты (патенты NN 2001107, 2001108).
Обоснована необходимость и доказана принципиальная возможность получения новых видов сахара из полупродуктов сахарного производства. Предложен способ получения мягких сахароз из оттеков кристаллизационного отделения Спатент N 2008350).
Практическая чрннпртъ и рря"м^Я"чя прзупугатпв пабпты.
Разработан технологический регламент мойки, укладки и хранения сахарной свеклы в мытом виде применительно к условиям отечественного свеклосахарного производства, что позволило снизить среднесуточные потери сахара на 15-20 X.
Предложен эффективный способ активного вентилирования кагатов сахарной свеклы с использованием воздушно-аммиачной смеси. Определены оптимальные параметры режимов еіктивного вентилирования и выработаны практические рекомендации по его реализации на сахарных заводах. Способ внедрен на Новотаволжанском и Чернян-ском сахарных заводах.
Создана новая технология антисептической обработки корнеплодов электроактивированной жидкой системой, позволявшая за счет сохранения технологических качеств сырья повысить выход сахара на 0,2 %. Технология внедрена на сахарных заводах Курской и Сумской областей.
Разработан способ механизированного укрытия кагатов свеклы доступными местными материалами, в частности, измельченной соломой, применение которого позволило улучшить технологические и Фи-топатологические качества свеклы, поступающей в переработку, снизить общие потери сахарозы на 0,3-0.7 X к массе свеклы. Способ внедрен на Золотухинском сахарном заводе.
I -. 6 -
Разработан технологический регламент обработки свеклы пере ее хранением в кагатах новым биологическим препаратом - ризопла ном. который позволяет подавить процесс кагатного гниения сырья повысить выход сахара ]на О. і %.
Предложены варианты модернизации существующих и разработан новые устройства для очистки свеклы от примесей перед ее перера боткой, в частности, одно из устройств для отделения примесе свеклы защищено а.с. N 1173972 и в настоящее время выпускаете серийно.
Разработана технология подготовки и ремонта свеклорезок
свеклореэных ножей для получения свекловичной стружки высоког
качества, внедренная на 28 сахарных заводах Российской Федерации
Разработана усовершенствованная конструкция аппарата для он і паривания свекловичной стружки С а.с. N 1057540). которая в нас
тоящее время выпускается серийно.
Разработаны и внедрены в производство методы очистки клероЕ
ки желтого сахара и первого оттека утфеля 1 кристаллизации. ]/
использование на сахарных заводах позволяет увеличить эффен
очистки на 2,5-3.5 %. ; повысить выход сахара на 0,02-0,04 % к мае
се свеклы, сократить расход извести на очистку на 0,1-0,2 X.
Разработана и прбшла производственные испытания технолог
ческая схема умягчения сока II сатурации на установке с противс
точным движением Фаз и бессточной регенерацией катионита С а. с. Р
1723134. 1723135), которая позволила на сахарном эаво;
им. В. В. Куйбышева снизить неучтенные потери в производстве і
0.014 X. работать безі остановки на очистку поверхности нагреї
выпарной установки и исключить затраты, связанные с ее проведе
ниєм. >
_ 7 -
Предложены способ и оборудование для клерования желтых Сахаров сиропом, позволяюише интенсифицировать дальнейшие процессы уваривания утфеля 1 кристаллизации, сократить время уваривания на 12-15 X, снизить расход пара на 2-3 % к массе свеклы, уменьшить неучтенные потери сахара на 0,09 X к массе свеклы. Способ получил широкое производственное внедрение на 90 сахарных заводах Российской Федерации и включен в "Рекомендации по приемке, хранению и переработке сакар'ной свеклы" с 1983 г.
Разработан способ приготовления кристаллической основы для уваривания утфеля П кристаллизации, позволяющий улучшить его кристаллоструктуру и уменьшить длительность процесса. Разработан и внедрен в промышленность на четырех сахарных заводах Российской Федерации вариант трехкристаллиэационной схемы уваривания утФелей из сиропов низкой доброкачественности, позволягаций увеличить выход сахара на 0,3 % к массе свеклы и снизить его цветность. Разработки в области интенсификации процессов кристаллизации сахара отличаются новизной и защищены а.с. N 1406169, патентами NN 2001108, 2001107.
Предложены способы и технологические схемы получения новых видов Сахаров из полупродуктов сахарного производства, в частности, мягкого желтого сахара из предварительно очищенного оттека и мелассы С патент N 2008358).
Разработанные в диссертации экологически чистые способы хранения сахарной свеклы и ресурсосберегающие технологии ее переработки получили широкое производственное внедрение на сахарный заводах Курской, Орловской, ' Воронежской, Белгородской областей. Краснодарского края Российской Федерации, а также на сахарных заводах Украины. Суммарный годовой экономический эффект от их при-
ненения составил 20.1; млн. руб. в ценах 1991 года.
Аптгіпнця ряб"- Результаты выполненной работы были доложе ны на 53-й научной конференции Киевского технологического инсп тута пищевой промышленности с Киев. 1987 г.). Всероссийских совг щаниях сахарников (Воронеж. 1979 г.: Белгород, 1981 г.: Вороне? 1986 г.). Всесоюзных научно-технических конференциях. СИМП03И1 имах и совещаниях по вопросам производства и переработки caxapt свеклы С Винница, 1985 1г.: Тамбов. 1988г.: Киев. 1989 г.: Москве 1990 г.: Курск. 1992-1994 гг.: Краснодар. 1994 г.). Годичном соЕ ранни Отделения хранения и переработки сельхозпродукции РАС)
(Москва, 1993 г.),' заседаниях НТС ВНИИСП и РНШСП в 1985-94 гг.
международном семинаре "Отходы сельскохозяйственного произвої
ства: оценка риска, минимизации образования, переработка и разме
щение" (Москва, 1993г.і). і По теме диссертации опубликовано 76 научных работ, в т. ч.
брошюры. 4 альбома технических решений, получено 15 авторски
і свидетельств и патентов.
і В диссертации обобщены Результаты научных исследований, вь
полненных по плану НИОКР Курского филиала'ВНИИСП (РНШСП), прово
і димых в соответствии d -.заданиями Минпищепрома СССР, Госагропроы
СССР, РСФСР, Россельхозакадемми.
Работы выполнялись лично автором, а также при его непосред
стаенном участии и научном руководстве. Автор выражает искреннк
признательность и благодарность за плодотворное сотрудничеств
сотрудникам РНШСП, а также коллективам подразделений УкрНИИСП
I ИТТФ НАН Украины.
