Курсова робота Матіїва Назара. Організація зберігання та переробки цукрових буряків

• Название: Організація зберігання та переробки цукрових буряків
• Дата: 20.09.2021
• Размер: 1.04 Mb.
• Имя файла: Курсова робота Матіїва Назара.docx
• Тип: Документы; #234395
• страница: 2 из 2

Подрібнення цукрових буряків і одержання соку

З кагатного поля буряки надходять у бурячну, яка являє собою один або кілька довгих наземних чи заглиблених у землю засіків. Місткість її розрахована на дводобову роботу заводу. У бурячну ко­ренеплоди доставляються автомашинами, залізничними або гідра­влічними саморозвантажувальними вагонами, гідроконвеєрами. Бурячні розвантажуються струменем води, який подається гідран­тами під тиском 2-3 атм. Вода змиває буряки в жолоб гідравлічно­го конвеєра, яким вони подаються на переробку.

При транспортуванні буряків гідравлічними конвеєрами витрата води становить 5 — 7 ц на 1ц коренеплодів. Для відокремлення від буряків сторонніх домішок (солома, гичка, каміння, пісок та ін.) на конвеєрі встановлюють різні пристрої (пастки).

При гідравлічному транспортуванні буряки частково відмива­ються від землі. Повне їх відмивання і відокремлення сторонніх до­мішок відбуваються в бурякомийці, куди корені подаються підйом­но-транспортними механізмами (шнек, піднімальне колесо, буряко­вий відцентровий насос).

Останнім часом на цукрових заводах застосовують ефективні бу-рякомийні машини: СМК-3М та струминну АЧ-ПМА-3,0 продуктив­ністю кожної 30 тис. ц переробки буряків за добу. Вимиті корені надходять у буряковий елеватор, який піднімає їх на автоматичні ваги, розміщені над бурякорізками.

Для добування цукру коренеплоди цукрових буряків ріжуть на стружку. Дифузія сахарози відбувається повніше і швидше, якщо стружка має найбільшу поверхню на одиницю маси. Для цього ко­рені ріжуть на спеціальних машинах (бурякорізках) у вигляді сму­жок жолобчастої форми або пластинки прямокутного перетину. Жо­лобчасту стружку отримують завширшки 4 — 6 і завтовшки 0,7—1 мм, а пластинчасту — відповідно 2,5 — 3і 1,2 — 1,5 мм.

Якщо коренеплоди були доброї якості (пружні, з добрим турго­ром) і бурякорізка встановлена правильно, утворюється така струж­ка, що 100 г її при укладанні в довжину в одну лінію займають не менше 24 м. При цьому не менше 45 — 50 % стружки має бути пра­вильної форми, а браку і м'язги (товсті, короткі шматочки неправи­льної форми, шматочки завтовшки менше 0,5 мм) не більше 3 %.

На цукрових заводах застосовують бурякорізки трьох типів: дис­кові, відцентрові та барабанні.

Бурякова стружка надходить на грабельний або стрічковий еле­ватор, який подає її в дифузійний апарат. Цукор із стружки вилуча­ється гарячою водою на дифузійних апаратах безперервної дії або в дифузійних батареях.

Оболонки клітин коренів проникні для цукру та інших водороз­чинних речовин, однак жива протоплазма клітин напівпроникна і майже не пропускає цукор та інші розчинні у клітинному соку речо­вини. Тому відносно повно добути цукор дифузійним способом мож­на тільки після нагрівання стружки до 60 °С, коли відбудеться про­цес коагуляції білків протоплазми. При цьому білки перетворюють­ся на окремі згустки, грудочки, між якими проходять цукор та інші водорозчинні речовини до стінок клітин і крізь них — у навколиш­ній розчин.

Для успішного добування цукру і зменшення переходу нецукрів у дифузійний сік процес дифузії проводять швидко і при слабокис-лій реакції середовища (рН 5 — 6). У дифузійному соку міститься на 18 — 20 % менше нецукрів, ніж у клітинному, тобто доброякісність дифузійного соку вища, ніж клітинного.

На сучасних заводах у нашій країні широко застосовують різні типи дифузійних апаратів безперервної дії. Найбільш поширені з них вертикальні колонні і похилі шнекові дифузійні апарати. В ко­жний з них стружка надходить безперервно, а назустріч їй рухаєть­ся вода, за допомогою якої і відбувається знесолоджування стружки, яка попередньо ошпарюється гарячим соком для плазмолізу клітин у спеціальних ошпарювачах, які додаються до дифузійного апарата або розміщені в ньому.



Рис. Переробка буряка на цукор.

2. 
   Кристалізація цукру
   

Процес кристалізації цукру складається з двох основних фаз: перша – уварювання сиропу до появи центрів кристалізації; друга – нарощування кристалів, які з’явилися завдяки безперервним підкачкам сиропу та подальшому випаровуванню води з нових порцій сиропу. Для запобігання надмірного пересичення перед заведенням кристалів (тобто перед утворенням центрів кристалізації) в апарат через пробний кран вводять незначну кількість цукрової пудри (приблизно 100 г). При нормальному вакуумі та температурі після введення в апарат пудри негайно виникають кристалічні центри.

Як тільки їх кількість наближається до оптимальної, в апарат вводять більш часті, але невеликі підкачки свіжого сиропу. Цим запобігають випаданню додаткових кристалів, а раніше отримані швидко нарощують. Третій період варки починають із нарощування освітлених кристалів у режимі постійних підкачок сиропу, не допускаючи великого пересичення міжкристального розчину. Утворення нових кристалів нарівні з нарощуванням початкових приводить до появи так званого “борошна”.

Отримання такого утфеля сприяє значному погіршенню фуговки. За умови постійності густини сиропу в збірниках перед вакуум-апаратами нарощування кристалів можна провести не окремими малими частими підкачками, а постійною безперервною підкачкою шляхом відкриття вентиля на 1/4 або 1/2 оберта. У випадку, коли доброякісність міжкристалевої патоки в апараті наближається до доброякісності білої патоки, введення сиропу в апарат припиняють та починають підкачування заздалегідь нагрітої білої патоки (другий відтік після відбілювання цукру). Четвертий період варки – згущення перед спуском – починають після того, коли введено необхідну кількість патоки та утфель уварено до оптимальної густини. При закритому набірному вентилі утфель уварюють до вмісту сухих речовин 92,5…93 %. Після досягнення необхідної густини утфеля апарат готують до спуску. Спуск утфеля проводять у такому порядку. На початку у вакуум-апарат припиняють подачу пари закриттям парових вентилів. Потім закривають повітряний вентиль, тобто апарат відключають від вакуумної системи. Однак в апараті ще залишається вакуум. Для створення тиску за допомогою спеціального вентиля вводять повітря. Тільки після цього відкривають спускний шибер і утфель повільно виходить у приймальну утфелемішалку. Для контролю і регулювання параметрів технологічних процесів при уварюванні використовують автоматизовані вакуум-апарати. Рис.





Рис. Вакуум-апарат для уварювання утфеля І продукту

Після спуску утфеля апарат пропарюють з метою видалення залишкового утфеля на верхніх трубних ґратах та стінках апарата. Отриману при цьому суміш залишків утфеля і конденсату направляють у клеровочний казан. Згущення сиропу у вакуум-апаратах починають при залишковому тиску 0,02 МПа при низькій температурі кипіння 67…70°С, щоб попередити карамелізацію сахарози. По мірі згущення сиропу до 80…82% сухих речовин температура його кипіння підвищується до 73…75°С. Своєчасна заводка кристалів і своєчасне зупинення їх утворення має важливе значення. Тому, як тільки в утфелі з’являється достатня кількість центрів кристалізації, заводку зупиняють. Подальше нарощування (збільшення розмірів) кристалів ведуть при залишковому тиску 0,02 МПа при температурі 75°С. Коли кристали сахарози досягнуть необхідної величини, утфель доводять до максимально можливої концентрації сухих речовин 92,5%, при цьому його температура не повинна перевищувати 75°С. Система автоматизації вакуум-апаратів забезпечує програмне управління електропровідністю утфелю і величиною його рівня в апараті. Для управління електропровідності утфелю застосовують пристрій для визначення електропровідності цукрових розчинів.



Рис. Пристрій для визначення електропровідності цукрових розчинів ИЄР-02

Визначення електричного опору розчину дає можливість оцінювати вміст цукру в розчині. Для визначення якості утфелю використовують пристрій для визначення в’язкості – віскозиметр. Віскозиметр забезпечує неперервну індикацію в’язкості цукрового утфеля. Саме віскозиметр забезпечує точність і ефективність вимірювання в’язкості. Визначення в’язкості утфеля засновано на однозначній залежності механічного моменту на валу електродвигуна від в’язкості утфеля. Спостерігається залежність в’язкості від таких основних параметрів утфеля як вміст сухих речовин, фракційний склад кристалів сахарози, форма кристалів, температура. Визначення в’язкості на даному віскозиметрі дозволяє також оцінити вміст сухих речовин утфеля. Трудомістка підготовча робота з капітальними затратами попередньо проводиться для впровадження автоматизованих вакуум-апаратів і з урахуванням цих затрат визначається економічна доцільність автоматизації. Велике значення при підготовці апаратів до автоматизації має вибір основних технологічних параметрів, за якими здійснюється управління процесом. Автоматизовані вакуум-апарати повинні забезпечувати:

– Можливість встановлення для уварювання утфелю I, II, III продукту.

– Використання пари низького потенціалу (III, IV корпус ВУ).

– Економію виробничої площі за рахунок збільшення продуктивності на одиницю встановлюваного обладнання.

– Обладнання апарата контрольно-вимірювальними приладами (температури, тиску, розрідження).

– Можливість відводу пропарки з вакуум-апарата в інші технологічні ємності.

– Можливість уварювання на кристалічній основі (утфелю, маткового утфелю, холодного кристалізата) без додаткових робіт з модернізації корпусу апарата.

– У комплект постачання повинен входити індивідуальний уловлювач для утфельної пари. Велике значення при підготовці апаратів до автоматизації має вибір основних технологічних параметрів, за якими здійснюється управління процесом. Вивчення процесу уварювання дозволяє визначити набір таких параметрів:

– контроль за рівнем сиропу у апараті; – контроль параметрів у процесі уварювання утфелю;

– контроль за своєчасним внесенням затравки; – контроль процесу уварювання;

– контроль та регулювання часу уварювання.

Щоб отримати кристалічний цукор, тверду фазу відділяють від рідкої механічним способом на центрифугах. Називають цей про­цес центрифугуванням (фуговкою). Відцентрова сила, що виникає при обертанні ротора центрифуги з утфелем, у багато разів більше сили важіння, тому розділення твердої та рідкої фаз відбувається дуже швидко.

У цукробуряковому виробництві найбільше поширення мають автоматизовані фільтруючі центрифуги періодичної дії з механіч­ним вивантажувачем цукру. Утфель, завантажений в перфорований барабан з двома рядами сит (підкладкове та штамповане), оберта­ється з коловою швидкістю 50—60 м/с. У цикл роботи центрифуги входять шість операцій: пуск центрифуги в хід та завантаження в неї утфеля; відділення міжкристалевої патоки; відбілювання ут­феля водою; гальмування; вивантаження цукру; промивання та про­парювання сита. Тривалість повного циклу роботи центрифуги —

не більш 5 хвилин для утфеля І продукту, для утфеля II продукту — приблизно вдвічі більше (10 хвилин).

Центрифугуванням видаляють велику частину міжкристалевого розчину, який після центрифугування називають першим відтоком. На відміну від міжкристалевого розчину він містить небагато дрі­бних кристалів.

Відбілювання цукру. На кристалах цукру після центрифугуван­ня залишається тонка плівка, що надає цукру жовтого кольору. Щоб видалити її, шар цукру в центрифузі промивають артезіанською во­дою, нагрітою до 80—90°С, внаслідок чого утворюється другий від­тік.

На промивання витрачають воду в кількості 3—3,5 % до маси утфеля. Тривалість промивання цукру звичайно становить 15—ЗО с. При промиванні цукру утфеля І кристалізації гарячою водою роз­чиняється значна кількість кристалічного цукру. Тому частину води, яку використовують для промивання, замінюють цукровим розчи­ном (сиропом з випарної установки, відтоками і т. п.).

Найбільш доцільною є комбінована схема промивання цукру розбавленим до 70—74 % сухих речовин та нагрітим до 75—80°С другим відтоком утфеля І кристалізації, а потім гарячою водою.

Раціональною є трикристалізаційна схема продуктового відді­лення (рис. 3.5). Трипродуктову схему кристалізації застосовують при доброякісності дифузійного соку понад 86 одиниць. Якщо до­броякісність дифузійного соку низька (нижче 86 одиниць), застосо­вують двопродуктову схему кристалізації, оскільки варка III проду­кту буде дуже тривалою.

Вологість вивантаженого з центрифуги цукру коливається в ме­жах 0,5—1,5 %, а температура — 70—80°С. Такий цукор необхід­но сушити, оскільки в ньому утворюються грудки, а при транспо­ртуванні кристали легко ушкоджуються.

Цукросушильна установка складається з двох сталевих бараба­нів, що похило обертаються, з лопатками всередині. Один бара­бан — сушильний, інший — охолоджувальний. Через багаторазове пересипання частина цукру здрібнюється, грані кристалів стира­ються та втрачають блиск.

Висновок

Вирішення продовольчої проблеми та підвищення добробуту населення України значною мірою залежить від розвитку сільського господарства, зростаючої його ефективності. Обмеженість виробничих ресурсів, що використовуються в сільському господарстві, та необхідність задоволення зростаючих потреб населення об’єктивно вимагають підвищення ефективності сільськогосподарського виробництва. Цього можна досягти створенням регульованої ринкової економіки, відповідно механізму регулювання господарюваня та забезпечення усіх форм власності. Провідною галуззю сільського господарства є галузь буряківництва. Де з 1 га можна одержати по 50-60ц цукру, при врожайності 350 ц/га і при цукристості коренеплодів 12-15% Основним напрямком збільшення виробництва цукрових буряків і підвищення його ефективності є інтенсифікація галузі. Головне завдання – значне підвищення врожайності і цукристості коренеплодів цукрових буряків. Основною причиною низької врожайності цукрових буряків у господарствах України є переважання екстенсивних форм ведення буряківництва. За рахунок збільшення врожайності цукрових буряків можна значно скоротити посівні площі під культурою, вдосконалити розміщення буряківництва і оптимізувати сировинні зони цукрових заводів, більш раціонально використовувати матеріальні засоби галузі, транспорт і трудові ресурси, щоб забезпечити народногосподарський ефект

Для підвищення виробництва цукрових буряків потрібно проводити такі заходи:

1. впровадження системи машин для комплексної механізації буряківництва;

2. повне забезпечення мінеральними добривами;

3. подальший розвиток селекції і поліпшення насінництва цукрових буряків;

4. удосконалення технології і організації виробництва;

5. розвиток агропромислової інтеграції в буряковому комплексі АПК

Розглядаючи перспективи розвитку буряківника в нашій країні, не випадково основний акцент робиться на монополізацію окремих виробництв галузі. Свого часу ставка була зроблена на приватизацію підприємств, їх акціонування, проте реального підвищення ефективності виробництва ці заходи не дали. Позначилися перекоси, допущені в ході приватизації, формалізм при створенні цукрових компаній. Сьогоднішній день диктує необхідність створення реальних, працюючих агробъединений на базі цукрових і насінних заводів.

Як показав досвід попередніх літ, без певних організаційних змін в галузі створити відповідні фінансово-кредитні умови не виходить. Тому перебудова в буряківнику життєво необхідна, інакше ми ніколи не зможемо конкурувати із зарубіжними селекционно-семеноводческими компаніями. Адже наші гібриди володіють високим потенціалом продуктивності і не поступаються імпортним, тому можуть на рівних бути присутній на ринку насіння.

Поліпшення справ в буряківнику багато в чому залежить також від створення умов, сприятливих для розширення як внутрішніх, так і зовнішніх інвестицій. Без цього змінити нічого не вдасться. Не можна забувати і про соціальний чинник, адже зниження рівня виробництва неминуче веде до безробіття.


Використані джерела інформації

1. Лихочвор В.В., Петриченко В.Ф. Рослинництво. (Cучасні інтенсивні технології вирощування основних польових куль-тур. – Львів: НВФ “Українські технології”, 2006.

2. Зінченко О. І. та ін. Рослинництво: Підручник / О. І. Зінченко, В. Н. Салатенко, М. А. Білоножко; За ред. О. І. Зінченка. — К.: Аграрна освіта, 2001.

3. Довідник із захисту рослин / Л.І.Бублик, Г.І.Васечко, В.П.Васильєв та ін.; За ред. М.П.Лісового. — К.: Урожай, 1999.

4. http://www.agroscience.com.ua

5.Енциклопедія українознавства. У 10-х т. / Гол. ред. Володимир Кубійович. − Париж; Нью-Йорк: Молоде Життя, 1954—1989.

6. http://referatcentral.org.ua/

7. Агроклиматический справочник по Харьковской области. – Л.: Гидрометеоиздат, 1957.

8. Справочник по климату СССР. Вып.10. Украинская ССР. 4.IV. Влажность воздуха, Атмосферные осадки и снежный покров. – Л.: Гидрометеоиздат.

9. Каталог сортів і гібридів польових сільськогосподарських культур селекції Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. – Харків.: Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, 2011.

10. Молоцький М. Я., Васильківський С. П., Князюк В. І., Власенко В. А. Селекція і насінництво сільськогосподарських рослин: Підручник. – К: Вища освіта, 2006.