Контрольная работа по "Биологии"

Достижение поставленных требований обеспечивают соблюдение оптимальных  параметров и использованием вспомогательных  материалов (флокулянтов, пеногасителей, подщелачивающих агентов) для интенсификации процессов.

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а П Д.

Холодная Теплая Температура, оС 40-50 50-60 Длительность процесса, мин 20-30 12-15 pH2o преддефекованного сока, ед. 10.8-11.2 10.8-11.2 Количество возврата, % к массе свеклы: сгущенная суспензия, % 10-20 10-20 сок I сатурации, % 30-100 30-100 скорость отстаивания см/мин 1.5-3.0 1.5-3.0 _

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а О Д.

Холодная Теплая Горячая  Температура, оС 40-50 50-60 85-90 Расход извести, % к массе НСХ диффузионного сока 85-120 85-120 (% к массе свеклы) (2.0-3.0) (2.0-3.0) Щ по ф-ф, % СаО 0.8-1.1 0.8-1.1 0.8-1.1 Оптимальная длительность с учетом возврата, мин 20-30 10-15 5-10

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а I с а т у р а ц и и. Длительность, мин 10 pH2o сока, ед. 10.8-11.2 Содержание СО2 в сатурационном газе, % 28-35 Давление сатурационного газа, МПа 0.04-0.06 Количество рециркулирующего сока I сатурации, % (регулируется в зависимости от качества диф. сока) 300-800 Средняя скорость отстаивания, см/мин 2.5-5.0 Коэффициент использования сатурационного газа, % 65-75

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а д е ф е к а ц и и п е р е д II с а т у р а ц и е й. Температура, оС 90-96 Длительность, мин 2-5 Щ по метилоранжу, % СаО 0.2-0.6 Расход извести, % от общего 10-25

- для порченной свеклы 30

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а II с а т у р а ц и и. Длительность, мин 10 pH2o, ед. 9.2-9.7 Содержание СО2, % 28-35 Цветность, усл. ед. не более 18 Содержание солей Са, % СаО 0.03-0.10 Доброкачественность, % 88-92

Т е х н о л о г и ч е с к и е п а р а м е т р ы п р о ц е с с а с у л ь ф и т а ц и и. pH2o сока 8.9-9.2 pH2o сиропа 8.0-8.5 pH2o клеровки перед сульфитацией не ниже 7.2 Содержание свободных сульфитов в соке и сиропе, % SO2 к массе продукта 0.002-0.003

По значению выполняемых  функций, сложности и стоимости  в тепловой схеме центральное  место занимает выпарная установка, которая состоит из отдельных  аппаратов.

Сок II сатурации должен быть сгущен до сиропа с содержанием сухих  веществ до 65-70% при первоначальном значении этой величины 14-16%.

Выпарная установка позволяет  расходовать на сгущение сока 40-50% пара к массе всего сока за счет многократного  использования парового тепла.

Сок поступает в I корпус, а затем проходит все корпуса установки последовательно и из концентратора удаляется сироп.

Ретурный пар используется только в I корпусе выпарной установки. Последующие корпуса обогреваются вторичными парами предыдущих корпусов. Из последнего корпуса соковый пар поступает на концентратор, а с него на конденсатор.

Число ступеней выпарной установки  выбирается на основании технико-экономического расчета, в котором учитывается: капитальные затраты, эксплуатационные расходы. Увеличение числа ступеней выпарной установки (ВУ) приводит, с  одной стороны, к уменьшению расхода  греющего пара, что влечет за собой  уменьшение эксплуатационных расходов, с другой стороны, к увеличению суммарной  поверхности нагрева выпарных аппаратов, что приводит к увеличению капитальных  затрат.

На выбор числа ступеней существенное влияние оказывает  температурный режим ВУ, т.е. условие, что полезная разность температур в  каждом корпусе должна быть не менее 6-8оС.

Четырехкорпусная ВУ с концентратором отличается повышенной устойчивостью в эксплуатации и высокой тепловой экономичностью, благодаря большой кратности использования ее вторичных паров. Эта ВУ в настоящее время принята в качестве типовой. Масса воды (W), выпариваемой в ВУ, зависит от содержания сухих веществ в очищенном соке (СВ1) и сиропе (СВ2).

СВ1

W = Q (1 - ДДД ), где

СВ2 Q - масса очищенного сока.

Образующийся в выпарных аппаратах и других теплообменниках  конденсат систематически выводится  в сборники через конденсатные колонки. Конденсат отработавшего пара используется для питания паровых котлов, а  конденсат вторичных паров - для  нагрева различных промежуточных  продуктов.

Необходимо постоянно  отводить некондесирующиеся газы из паровых камер, которые накапливаясь в верхней части греющих камер, препятствуют потоку притекать к поверхности теплообменника. Неконденсирующиеся газы из верхней части греющих камер по трубопроводам выводятся в пространство с давлением пара на одну ступень ниже, чем давление греющего пара. При таких условиях отводимый с газами пар не теряется бесполезно; кроме того, из-за разности давлений создается непрерывное движение газа от I корпуса к кондесатору смешения.

Для создания разрежения в  последнем корпусе и концентраторе  и удаления неконденсирующихся газов  из системы в схему включена вакуум-кондесационная установка, состоящая из двух ступеней: предконденсатора, основного конденсатора, каплеловушек, сборников барометрической воды и вакуум-компрессора. При выпаривании в соке происходят химические превращения: снижение рН, нарастание цветности, образование осадков. Эти процессы протекают наиболее интенсивно в термолабильном соке, т.е. соке, неустойчивом к температурному воздействию. Снижение рН обусловлено разложением в соке 0.04-0.06% сахарозы, до 30% редуцирующих веществ и образованием органических кислот. Чтобы поддерживать необходимый рН в ВУ (примерно 7.5-8), в сок перед II сатурацией добавляют тринатрийфосфат. Цветность сиропа нарастает в результате разложения редуцирующих веществ и их взаимодействиями с аминокислотами, а также карамелизации сахарозы. Интенсивность этих реакций зависит от рН, t, концентрации реагирующих веществ, реагентов, продолжительности выпаривания, наличия ионов железа и прочих факторов.

 Результатом образования осадков в сиропе при выпаривании является снижение растворимости солей Са, когда они оказываются в пересыщенном состоянии и их избыток выкристаллизовывается.

Одним из эффективных способов торможения реакции образования красящих веществ в ВУ является достижение достаточного полного разложения редуцирующих сахаров в процессе очистки сока и минимального разложения сахарозы при выпаривании. Немаловажное значение имеют также содержание оптимального уровня в кипятильных трубках и равномерное распределение греющего пара в греющих камерах выпарных аппаратов, что предохраняет поверхности нагрева в _ местах ввода пара от пригорания сахара.

Образование накипи на внутренней поверхности трубок выпарных аппаратов  вследствие выделения и осаждения  солей минерального происхождения  постоянно снижает коэффициент  теплопередачи и приводит к понижению  производительности станции. Для восстановления нормальной работы выпарной станции  применяются механические методы или  химические методы очистки поверхности  нагрева.

Иногда используют деминерализацию  сока перед выпариванием путем пропускания  его через ионообменные смолы.

Борьба с накипеобразованием в теплообменной аппаратуре возможна с помощью ультразвуковых колебаний, которые нарушают обычный процесс образования накипи и действуют разрушающе на нее.

 

Вопрос 3. Основы технологии производства растительных масел методом  экстракции. Принципиальная схема производства растительных масел методом экстракции.

 

Извлечение масла производят двумя  способами: прессованием и экстракцией. На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел: однократное прессование; двукратное прессование — извлечение масла путем предварительного отжима — форпрессования с последующим окончательным отжимом — экспеллированием; холодное прессование — извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки; форпрессование — экстракция — предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином; прямая экстракция — экстракция растворителем без предварительного обезжиривания.

Влаготепловая обработка мятки — жарение. Для эффективного извлечения масла из мятки проводят влаготепловую обработку при непрерывном и тщательном перемешивании. В производственных условиях процесс влаготепловой обработки состоит из двух этапов:

1-й этап — увлажнение мятки и подогрев в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки — инактиваторах или про-парочно-увлажнительных шнеках. Мятку нагревают до температуры 80—85 "С с одновременным увлажнением водой или острым паром. При этом происходят избирательное смачивание и уменьшение энергии связи масла с нелипидной частью семян на поверхности мятки. Влажность семян подсолнечника после увлажнения составляет 8—9%.

2-й этап — высушивание и  нагрев увлажненной мятки в жаровнях различных конструкций. При этом изменяются физические свойства масла — уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение.

Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.

Предварительный отжим масла —  форпрессование. Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой массы — мезги. В результате прессования извлекается 60—85% масла, т. е. осуществляется предварительное извлечение масла — форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съема масла — форпрессы и прессы окончательного съема масла — экспеллеры.

 

Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовое) и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14—20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24.

 

Окончательный отжим масла —  экспеллирование осуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4—7%.

 

Извлечение масла методом экстракции органическими растворителями эффективнее  прессового метода, так как содержание масла в проэкстрагированном материале — шроте — менее 1%.

 

В нашей стране в качестве растворителей  для извлечения масла из растительного  сырья применяют экстракционный бензин марки А и нефрас с температурой кипения 63—75 °С.

 

Экстракция — это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мцсцеллы —  растворов масла в растворителе внутри и снаружи частиц экстрагируемого  материала. Растворитель, проникая через  мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло  из клеток — в растворитель. Под  влиянием разности концентраций масло  перемещается из частицы во внешнюю среду до момента выравнивания концентраций масла в частице и в растворителе вне ее. В, этот момент экстракция прекращается.

Экстракцию масла из масличного сырья проводят двумя способами: погружением и ступенчатым орошением.

Экстракция погружением происходит в процессе непрерывного прохождения  сырья через непрерывный поток  растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырье продвигаются в противоположном направлении  относительно друг друга. По способу  погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Такой экстрактор состоит  из загрузочной колонны, горизонтального  цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены шнеки.

Сырье в виде лепестка или крупки поступает в загрузочную колонну, подхватывается витками шнека, перемещается в низ загрузочной колонны, проходит горизонтальный цилиндр и попадает в экстракционную колонну, где с  помощью шнека поднимается в  верхнюю ее часть. Одновременно с  сырьем в экстрактор подается бензин температурой 55—60 °С. Бензин перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора составляет 15—17%.

Обезжиренный остаток сырья  — шрот выходит из экстрактора  с высоким содержанием растворителя и влаги (25—40%), поэтому его направляют в шнековые или чанные (тостеры) испарители, где из него удаляют бензин.

К преимуществам экстракции погружением  относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения  экстракционных, аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатками этого  способа являются: низкие концентрации конечных мисцелл, высокое содержание примесей в мисцеллах, что осложняет их дальнейшую обработку.

Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а  сырье остается в покое в одной  и той же перемещающейся емкости  или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мисцеллы повышенной концентрации (25-30%), с меньшим количеством примесей. Недостатки этого способа — большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.

Наша промышленность использует горизонтальные ленточные экстракторы МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», ковшовые экстракторы «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным является карусельный экстрактор «Экстехник» (Германия), работающий по принципу многоступенчатого орошения в режиме затопленного слоя.

При экстракции на ленточном экстракторе  МЭЗ сырье из бункера подается на движущуюся сетчатую ленту транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мисцеллой и бензином. Экстрактор имеет 8.ступеней с рециркуляцией мисцеллы и соответственно 8 мисцеллосборников.

После экстракции мисцелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные фильтры для очистки.

Дистилляция — это отгонка растворителя из мисцеллы. Наиболее распространены трехступенчатые схемы дистилляции.

 На первых двух ступенях  мисцелла обрабатывается в трубчатых пленочных дистилляторах. На первой происходит упаривание мисцеллы. На второй — мисцелла обрабатывается острым паром при температуре 180—220 °С и давлении 0,3 мПа, что вызывает кипение мисцеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мисцелла поступает в распылительный вакуумный дистиллятор, где в результате барботации острым паром под давлением 0,3 мПа происходит окончательное удаление следов растворителя. После дистилляции масло направляют на рафинацию.