автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Интенсификация процесса прессования целых ядер семян хлопчатника и подсолнечника, подвергнутых "взрывной" обработке

1ШИСТЕРСТВ0 ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

\Ш КЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

•л -1 "1 ля

, у Л

На правах рукописи

7 и МОИ

УДК 665.1.033

АБДУЛЛАЕВА В ДСП Л А ТАХИРОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ ЦЕЛЫХ ЯДЕР СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА И ПОДСОЛНЕЧНИКА, ПОДВЕРГНУТЫХ "ВЗРЫВНОЙ" ОБРАБОТКЕ

Специальность05.18.12-"Процессы, машины и агрегаты пищевой промышленности"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент - 1997

Работа выполнена в госбюджетной научно-иссдедовательско лаборатории "Тепломассообмен" при кафедре "Процессы аппараты хиинческой-технолопш " Ташкентского химико-гехнологическы института.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор НУРМУХАМЕДОВ Х.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор МУХАМЕДОВ Б.И. кандидат технических наук, доцент ЯКУБОВ А.Х. Ведущее предприятие: АООТ "НПО ПИЩЕВИК"

А <"" П

Защита состоится "о »/ття, 1997 года в " ■,/ " часов н заседании Специализированного совета Д 067.07.01 в Ташкентском Го сударствелнзм техническом университете имени Абу Райхана Беруни гк адресу: 700095,Ташкент, ул.Университетская, 2, ТашГТУ, главный корпус ауд. 602 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТащГТУ п< адресу: ул. Университетская, 2.

Автореферат разослан " 997 года.

Ученый секретарь Й /7 ' АЗИМОВ Р.К.

Специализированного совета /апхс1]

доктор технических наук, А

профессор (У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Одной из основных технических культур подлежащих переработке нашей пищевой отраслью, являются хлопковые семена. выработка которых ежегодно составляет свыше 2 млн. тонн, нз которых получают пищевые и технические масла, белки как пищевого, так н кормового назначения и т.д.

В существующей технологии переработки масличных семян большинство энергетических потерь часто связаны с технологическими процессами и совершенством оборудований. Анализ производства но переработке хлопкоьых семян показали, что основные резервы снижения кроются в подготовительном отделении предприятия. Одним из узких и энергоемких операций являются: шелушение маслосодержащих семян, сепарирование, вал депаине н подготовка ее к прессованию.

Следовательно, вновь создаваемые технологии переработки масличных семян должны быть подчинены максимальному сохранению всех ценных компонентов растительного масличного сырья от момента очистки до получения гот> ого продукта, снижению энергозатрат и потерь сырья.

При этом смягчение технологических воздействий на материал должно быть тенденцией дальнейшего совершенствования технологии н эборудования при разработке новых, нетрадиционных методов переработки растительного масличного сырья.

Тщательный анализ вопроса подготовки целых ядер к прессованию, от <оторого сильно зависит получение готового продукта показал, что Зи'льшинство исследований и существующая технология относятся к тереработке измельченной мяткн с соответствующей влаго-тепловой обра 5откой, а данных по переработки целых, увеличенных в объеме ядер фактически нет.

Следовательно, в настоящее время создание принципиально нового пособа подготовки смеси из целых ядер и неизмельченнои шелухи 1асличных семян имеют не только теоретическое, но н практическое зна-1ение.

Данная работа выполнена в соответствии с Координационным планом "КНТ РУз по теме "Разработка энергетически эффективного способа и ппарата для переработки семян хлопчатника", шифр 3.2.11., гос. регистр. ; 01.93.000.0972, а также с планами НИР госбюджетной НИЛ Тепломассообмен" и кафедры "Процессы и аппараты химической ехнологии" ТашХТИ.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИИ - разработка нетрадиционного метода одготовки целых ядер и неизмельченнои шелухи хлопковых семян, одсолнечника к прессованию и экспериментальное исследование процесса.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. На основании анализа состояния сследований в области подготовки маслосодержащих материалов к

нрессоваашо и теоретических исследовании, разработан и обоснован эффективный способ подготовки к прессованию целых ядер с увеличенным, относительным объемом до 1,8 раза. В качестве основных научных положений, выносимых на зашигу, можно выделить следующие:

- шервые подучены снимки микроскопии и .оых ядер хлопковых семян и подсолнечника подвергнутых "взрывной" обработке. При дешифровка которых выявлено разрушение стенок клетки, что является основой для успешной организации процесса прессования материала, а следовательно, повышения выхода готового продукта;

- определена пористость целых ядер, которая возрастает от 2 до 5 раз в зависимости от величины относительного расширения объема и получена формула для расчета пористости налобных тел;

- впервые провед..>ы экспериментальные исследовании и доказана эффективность прессованию смеси из целых ядер и неизмельченнои шелухи хлопковых семян и подсолнечника;

- разработан нетрадиционный, способ подготовки семян хлопчатника и подсолнечника к прессованию, позволяющий эффективную переработку их смеси из целых ядер и неизмельченнои шелухи, на который получен патент N 2593 РУз;

- получены новые опытные данные по прессовании целых ядер хлопковых семян и подсолнечника, увеличенных в объеме до 1,8 раза, в широком диапазоне изменения давлении, температуры, влажности, лузжистости материала, числа оборотов шнека и выведена обобщающая формула для расчета выхода готового продукта;

- установлено влияние лузжистости, влажности и числа оборотов шнека на эффективность процесса прессования, которое позволяет повысить выход готового продукта на 5-8%;

определены оптимальные режимные параметры процесса эффектииного прессования смеси из целых ядер и неизмельченнои шелухи: для хлопковых семян влажность U = 4-4.5%, д.зжистость J1 = 20-22%.'"'t для подсолнечника U - 5-6%, Л = 10-11%, температура слоя tc.i= 80-85" С и относительное расширение объема целых ядер V/Vo>l ,5;

- на ( тюве полученных результатов и теоретического анализа установлено, что данный метод под, ловки пригоден и для переработки других иаслосодержащих семян.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Диссертационной работы состоит в том, что разработай эффективный способ подготовки прессуем< о сырья в виде целых дер и неизмельченнои шелухи к прессованию, который позволяет получить более высокий выход готового продукта, чем применяемый метод в промышленности. Разработана и предложена энергетически эффективная технология подготовительного отделения состоящая из операций: очистка от металлопримесен, шелушение и классификация с одновременной тепловой обработкой. Согласно данной технологии полностью устраняются потери маелос.одержащего сырья, выход масла воз-

растает на 5-8% и снижается пожаро- и взрывоопасность маслодобывающих предприятий.

Полное внедрение результатов работы по эффективной подготовке маслосодержаших материалов и прессованию, позволит coi ратить 3 операции (кондиционирование по шажиостн, измельчение, жарение) из существующей технологии подготовительного отделения масложировых комбинатов.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные теоретические положения и экспериментальные результаты используются при преподавании курса "Процессы и аппараты химической технологии" для студентов факультета "Технологии пищевых продуктов" ТашХТИ.

Результаты работы внедрены на Янгигальском МЖК. Ожидаемый экономический эффект от сокращения числа операций и увеличения выхода готового продукта на Янгиюльеком масложироиом комбинате производительностью 400 т/сутки составляет 5,605 млн.сум в год.

Основные результаты исследований, представленных в работе могут быть применены при разработке новых, эффективных технологий и аппаратов для переработки маспосодержащнх материалов. Как показали расчеты экономической эффективности, достижение 92-94%-ного выхода масла (остаточная масли чность жмыха 6-8%) делае. не целесообразным проведение последующих операций связанных с экстрагированием жмыха, который является энерго- и материалоемким процессом, ухудшает качество соприкосаемых компонентов и повышает степень пожаро-и вэрьшоопасности предприятий на порядок.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные научные положения диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований докладывались: на научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов, докторантов и студентов T?yjXTH в 1994-97 гг.; на 4-ой Всероссийской научной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии", 1994 г., г. Ярославль; на 2-ой Республиканской научной конференции "Еш олимлар ва талабаларнинг илмий анжумани", 1996 г., г.Ташкент; на Международной и научной конференции "Научно« технический прогресс в пищевой промышленности", 1996 г., г. Самарканд.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликованы 5 научных статей и 8 тезисов докладов, а также получен патент РУэ N2593.

ОБЪЕМ . 1 СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения в виде выводов, литературы из 110 наименований и приложения. Она содержит IÍ2 страниц основного текста, 6 таблиц и иллюстрирована 19 рисунками.

Работа выполнена в госбюджетной НИЛ "Тепломассообмен" при кафедре "Процессы и аппараты химической технологии" ТашХТИ. Автор выражает г лубокую признательность докторанту кафедры "Процессы и аппараты химической технологии" к.т.н.Нигмаджанову С.К. за оказание всесторонней помощи при проведении опытов и получении обобщающих

-¡ависнмостеЛ, а также коллективу госбюджетной НИЛ "Тепломассообмен" за помощь в работе.

ОСНОВНОЕСОДЕРЖЛНИЕРАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы.

В первой главе рассматрается объект переработки - ядро масличных семян с точки зрения структурного стпоенпя и состояние масличных капель в сырье. Подробно изучена существующая технология подготовительного отделения масложировых комбинатов. Детально анализируется каждый процесс отделения, выявлены преимущества и недостатки протекающих процессов. Произведен обзор существующей научной литературы и патентов, посвященных способам подготовки масличного сырья к прессованию. Каждый метод тщательно изучен и критически проанализирован. Далее рассматривают^ аппаратурное оформление всех процессов, их устройство и принцип работы. В заключении представлены выводы по гласе и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе диссертации приведены экспериментальные установки, диапазоны изменения режимных параметров, при которых произведено исследования по прессованию смеси из целых ядер и неизмельченной шелухи. методика подготовки исходных и целых (увеличенных в обье.ме) ядер масличных семян к микроскопическому исследованию. Здесь же представлены методики проведения опытов и обработки экспериментальных данных, полученных при прессовании маслосодерржашнх материалов в неподвижном и перемешиваемых слоях. Опыты по изучению эффективности процесса прессования проведены в гидравлическом и шнековом прессах. Режимные параметры варьировались в следующем диапазоне: влажности исходной смеси и = 4-8%, лузжистости Л = 13-23% для хлопковых семян, влажности и = 5-10%, лузжистости Л = 12% для подсолнечника, температуре слоя ил-вО-Юб'-1 С и относительного увеличения объема целых ядер \'Л'о = 1.1-1,8. Далее приводятся результаты ьаализа погрешности измеряемых и вычисляемых параметров. В конце главе представлены выводы по главе 2.

Б третьей папе представлены результаты микроскопии срезов хлопковых семян и подсолнечника как исходных, так и подвергнутых "взрывной'' обработке.

На рнс.1 и 2 приведены результаты микроскопического изучения на примере исходного ядра семени хлопчатника, подсолнечника и ядра, подвергнутых "взрывной" обработке, которое имеет увеличение в объеме 1,5 раза. Как видно из рис. 1а и 2а клеточное строение исходных ядер не нарушено, масляные капли равномерно распределены.

В представленных микрофотографиях резко видно отличие часлосодержащей части клетки в виде глобул или капелек. Если, капельки у

исходиого образца более однородны и расположены в пределах границы и имеют размеры от 5 до 35 мкм, то у обработанных ядер "взрызлым" способом, характер расположения глобулярных образований резко изменяется (рис. 16), Размеры капелек сильно увеличены (20-100 мкм), при этом контуры граничащие с шслосо держа щеп частью клетки сохраняются. Но они не полностью заполнены, как у исходного образца. Причиной этого является видимо то, что впоследствии обработки у данного образца, разрушается маслосодержащая часть клетки и все больше высвоболсдаются масляные капельки и они образуют более крупные а объеме глобулярные образования. Поэтому, и наблюдается большой выход масла из маслосод(.ржащего с :рья, подвергнутых "взрывной" обработке.

Микроструктура среза целых ядер представляет пористую структуру, обладает высокой гигроскопичностью и имеет увеличение 'микрокапилляров. Как показали результаты приготовления срезов, при разрезе из ядра наблюдается выделение масла. Это обусловлено тем, что клеточное строение разрушено. Из рис.26 видно, что стенки клеток ликвидированы и жировые капли находятся в свободном состоянии. Жировые кйпли имеют хаотичное распределение по всему сечению.

Согласую классификации Е.С.Сажина влажные материалы как объекты переработки различаются по внутренней структуре причем в качестве определяющих характеристик предлагается принимать пористость твердого тела и критический радиус пор.

Внутренняя структура твердого тела также играет первостепенное значение при прессовании маслосодержащих материалов, причем, из пористых материалов масло удаляется последовательно, т.е. скачало из крупных пор, а затем из более мелких,

Для целых ядер хлопковых семян при различгчх значениях относительного расширения объема V/Vo величины пористости приведены на рис.3. Параметры истиннои Ри и физической плотностей р-ь для ядра хлопковых семян и подсолнечника определены по формуле при плотности ядра р = 1050 кг/м3 и р = 1025 кг/м3 соответственно.

Как видно из рис.3, с ростом относительного расширения объема V/Vo целых ядер семян хлопчатника и подсолнечника, происходит снижение физической плотности. Так, например, для целых ядер хлопковых семян при V/Vo= 1,1, р ф = 897,2, при VrVo=l,4, р ф = 705, и соответственно, V/Vo= 1,8 величина рф = 548,3 кг/м3. Анализ результатов показывает, что физическая пл тность целых ядер хлопковых семян снижается от 10 до 70%. В отличие от физической плотности, с пористостью целых ядер происходит обратное - т.е. увеличение численных значений величины П. Если, ггрн \/Vo= 1,1 пористость целого ядра хлопковых семян составляла П = 9,1%, при V/Vо= 1,4, П = 29,7%, а при V/Vo- 1,8 - соответственно будет равно 44,5% (рис.3.). Такой рост порт оста ведет к существенному изменению структура масличного ядра, к увеличению диаметра МиКрокапилляров н снижению сил, связывающих масличные капли со скелетом. Анализ

микрофрагментов показал, что многие глухие капилляры переходят в категорию сквозных и полусквозных.

Обобщение опытных данных по пористости целых ядер хлопковых семян и подсолнечника позволило получить эмпирическую зависимость в виде:

П= 11,12 (V/Vo)25 (I)

Погрешность зависимости (1) не превышает +9,8%, а диапазон применимости лежит в пределах изменения относительного расширения объема целых ядер семян хлопчатник; и подсолнечника 1,1-1,8.

На рис.4 представлены экспериментальные результаты зависимости в виде функции W = Г(Л) для семян хлопчатника при различной влажности и числах оиорогов шнека.

Из графиков видно, что с ростом лузжистости до Л = 20% наблюдается повышение выхода масла. ~о достижению данного значения, увеличение выхода масла достигает максимума и дальнейшее увеличение не наблюдается. Данная закономерность характерна как для влажности U=4,5%, так и для 7,8%. Так, например, при числе оборотов шнека п =90 об/мин, влажности U = 7,8% выход масла из смеси целых ядер и шелухи с лузжистостыо Л = 13% составляет 59%, для Л = 17% - W = 66,5% и, соответственно для Л = 22% - W = 77%. Аналогичная тенденция сохраняется и для влажности материала U = 4,5% с той лишь разницей, что численные значения выхода масла возрастают с 67 до 89,5%.

Такие же результаты, т.е. W = f(JI) для числа оборотов шнека п=125 об/мин приведены на рис.4б. Качественные показатели аналогичны предыдущим опытным данным (рис.4а), а вот численные значения по выходу готового продукта, т.е. черного масла, выше на 3-10%.

Как видно из графиков, в области ь.гачений лузжистости смеси Л = 2022% влияние данного параметра стабилизируется. Если, при Л =22%, п = 75 об/мин величина, W = 80,5%, то при Л = 23% выход готового продукта равен 80.2%, т.е. увеличение прекращается и остается постоянным. Во всех опытах по прессованию смеси целых ядер и шелухи хлопковых семян зафиксирована оптимальная степень лузжистости, которая находится в пределах Л = 20-22%.

Увеличение выхода масла с ростом лузжистости смеси из целых ядер и шелухи обусловлено тем, что при низкой лузжистости недостаточно условий для формирования жмыха ракушки. Но сам факт получения таких результатов, т.е. выход масла до 92-94% подтверждает успех процесса прессования смеси состоящей из целых ядер и шелухи. Правда, лузжистость несколько выше, чем при прессовании из мезги приготовленной по классической схеме, т.е. измельченной мятки. Это объясняется тем, что из смеси состоящей из целых ядер н неизмельченной шелухи, необходимые пластические свойства возможно получить при соотношении целых ядер с шелухой 20-22%. Известно, что наряду с влажностью, лузжистостыо и температурой, немаловажную роль при прессовании играет микроструктура

поркстого тела, его физико-химическая природа, степень связанности целевого компонента с твердым скелетом носителя. Правильный учет этих фактрров, позволит обеспечить максимальный отжим масла в прессе*, т.е. эффективное прессование.

Как видно из рис.4а и 46 при предлагаемом нами способе подготовки прессуемого материала массы происходит изменение извлекаемого вещества во всем пространстве целых ядер, геометрических параметров и формы поровых каналов, капиллярных сил, силы адсорбции и поверхностного натяжения. Общеизвестно также, что поровое пространство мяткн отличается сложным рассредоточением, их извилистостью и сечением. Однако, при "взрывной" обработке маслосодержещего материала (целых ядер хлопковых семян или подсолнечника) поровые каналы сильно изменяются, и отдельные каналы соединяются между собой и имеют выход к поверхности. Как показывают результаты микроскопических исследований, вскрытие клеточной структуры ядра при предлагаемом «етоде произведено во всем объеме твердых тел. Следовательно, можно збрабатывать не измельченную мятку с целью получения масла. Этим и эбьясняется высокий выход масла по сравнению с классической подготовкой мезги как при от; ше на гидравлическом прессе, так и в шнековом фессе. Особо следует отметить, что при подгоювке целых ядер по федлагаемому нами методе обработки, извлекаемый компонент при >тжиме в прессе не встречает сопротивление со стороны структуры «атериала.

Влияние влажности материала на эффективность прессования целых дер хлопковых семян и подсолнечника проиллюстрировано на рнс.5 и б.

Из графика видно, что для всех значений лузжистости смеси из целых дер и неизмельченной шелухи хлопковых семян и чисел оборотов шнека, с остом влажности выход масла снижается. Если, при п = 125 об/мин, Л = 2% и влажности смеси целчх ядер и неизмельченной шелухи хлопковых ;мян и = 4,5% имели выход масла = 94%, то при и =7,8% значение авно 84,4%, т.е. снижение на 10% и выше. Аналогичная закономерность зхраняется для всех значений лузжистости материала и чисел оборотов щека. Надо отметить, что необходимо поддерживать определенное ^етание влажности, лузжистости и чисел оборотов шнека для получения .юоких результатов по эффективности прессования, т.е, выходу шлекаемого компонента. Излишняя влага, как известно, ведет к >вышению пластических свойств. Например, при влажности смеси целых (ер и шелухи свыше 7,5% наблюдалось течение прессуемого материала рез зеерные щели.

При прессовании смеси семян подсолнечника получены такие же юокие результаты, а численные значения параметра W колеблются в >еделах 90-94,5% при аналогичных режимных параметрах в зависимости от ажности материала (рис.6).

Результаты эксперимент си показывают, что влияние влажности пгериала на эфф -ктивиость процесса прессования очень существенно.

Есяи, при прессовании целых ядер и неизмельченной шелухи хлопковых семян, она выше U > 7,5%, то наблюдается выдавливание или выползание мезги 1\з колосников в виде пластилинообразной массы. D случае же, если влажность смеси U < 4%, то происходит выход из пресса измельченной, бесформенной ракушки (жмыха) с высокой масличностыо. В обеих случаях выход масла низок. Для целых ядер подсолнечника, при достаточной лузжистости выдавливание или выползание мезги в виде пластилинообразной массы наблюдается при U>9,8%. В том случае, если влажность смеси подсолнечника U < 5% , то из аппарата выходит жмых в виде измельченной массы высокой ма шчности.

Повышение числа оборотов со 125 до п = 150 об/мин не дает сколь-нибудь заметного увеличения выхода готового продукта. Наоборот, даже в некоторых случаях наблюдалось некоторое снижение эффективности отжима, т.е. отходящий жмых имел более высокую масличность, чем в предыдущих экспериментах. Поэтому, в дальнейшем не производились исследования по прессованию при числах оборота червяка шнекового аппарата свыше п > 150 об/мин.

Обобщение опытных данных по выходу готового продукта при прессовании смеси из целых ядер увеличенных в обьеме и шелухи семян хлопчатника позволили получить формулу для расчета в виде:

W = 20 ЛоС'57 UO-O.28 уО.25 (2)

а для целых ядер подсолнечника в виде:

W =44,1 Ло"-3 Uo-°-ls v0-5 (3)

Формула (2) справедлива в диапазоне изменения лузжистости от 13 дс 22%, влажности материала U = 4-8%, температуры слоя (сл = 80 -105" С i угловых скоростях шнекого вала v = 1,25-2,5 с-' (числах оборота шнеки п- 75-150 об/мии).

Диапазон применимости формулы (3) лежит в пределах изменение влажности U =5,3-9,8%, лузжистости Л = 3.2-11,8% и угловых скоросте/ шнека v = 1,25-2,5 с-1.

Сопоставление опытных данных с расчетными, по уравнению (2) и (3 показало, что погрешность в вышеуказанных интервалах изменение режимных параметров не превышает +4,6 "Л для хлопковых семян, +7,3°/ для семян подсолнечника. Результаты сравнения \Уэксп с VVpac представлены на рис.7.

Анализируя полученные результаты нужно особо подчеркнуть сщ| один немаловажный фактор. Целое ядро, увеличенное в обье.ме до 1,8 раза полученное после "взрывной" обработки, даже при небольшом давлешп (давление создаваемое пальцами руки) начинает выделять масло, чеп бРсолютно невозможно добиться из мезги, полученной по классически технологии.

Кроме того, в существующей технологии переработки масличных материалов специально добиваются набухания мезги перед прессованием п целях, улучшения отжима масла. Предлагаемый и апробированный нами "взрывной" метод обработки мйелосодержащих материалов рас;, пел тою происхождения при котором в обязательном порядке происходит набухание всех до единого частиц целых ядер.

В четвертой главе даются результаты практического использования результатов диссертации. В этой главе приводится ног.ын, энергетически эффективный способ подготовки и прессования маслосодержащич материалов, состоящих из смеси целых ядер н нензиельченной шелухи. Далее приводится копая, нетрадиционная технология подготовительного отделения маслодобывающего предприятия, которая отличается низкими энерго- и материалозатратамп, отсутствием потерь сырья, его технические, экономические, экологические и социальные преимущества. Использование результатов работы позволяет организовать переработку хлопковых семян и подсолнечника по короткой технологической цепочке, включающий операции: очистка - шелушение - классификация с одновременной тепловой обработкой - прессование. Предлагаемая технология позволяет сократить из существующей техно, гни подготовительного отделения 3 операции: кондиционирование по влажности - измельченн - жарение. Затем приводится расчет экономической эффективности подготовительного отделения от организации прессоналля сырья предлагаемым способом. Здесь же представлены оптимальные режимные условия для получения наилучших результатов при прессовании смеси из целых ядер и иеизмельченной шелухи семян хлопчатника и подсолнечника, а также выводы по главе 4. ?

В завершении работы приведено заключение в виде выводов по диссертационной работе. В приложении даются программы расчета и обобщения опытных данных а также акты внедрения результатов работы в учебный процесс, народное хозяйство н полученный патент Республики Узбекистан.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые проведены экспериментальные исследования по прессованию смеси целых ядер и иеизмельченной шелухи хлопковых семян и подсолнечн.' са и доказана возможность подготовки сырья в виде мятки увеличенной в объеме до 1,8 раза и иеизмельченной шелухи хлопковых семян, подсолнечника для прессования и получены положительные экспериментальные результаты, которые подтверждают теоретически»; предпосылки.

2. Создан эффективный способ подготовки масличного сырья к прессованию, состоящей из целого ядра и иеизмельченной шелухи, на который получен патент РУз за М 2593 в 1995 году.

3. Проведены экспериментальное исследования по влиянию режимных параметров в широком диапазоне их изменения: для хлопковых семян

влажность U = 4-8%; лузжистость Л = 13-23%; а для семян подсолнечника влажность U=5-10%, лузжистость Л=3-12%; относительное расширение, объема целой мягки V/Vо= 1,5-1,8 и температура слоя tax =80-105° С.

4. Впервые определена физическая плотность и пористость целых ядер хлопковых семян и подсолнечника при относительном расширении обьема WVo= 1,1-1,8. Микроскопическое исследование вышеназванных объектов показали, что при подготовке сырья по предлагаемому способу происходят структурные изменения приводящие к разрушению стенок клетки, масяосодержащих капилляров, что соответственно приводит к более полному съему масла, даже если целое ядро не измельчать перед прессованием.

5. Опытные данные по выходу готового продукта обобщены в виде зависим«, .ти, погрешность которой не превышает +4,6% для семян хлопчатника, а доя семян подсолнечника +7,3% во всем диапазоне изменения режимных параметров.

6. Определены оптимальные режимные параметры подготовки смеси из целых ядер и неизмельченной шелухи для эффективного прессования:

для хлопковых ядер влажность U = 4-4,5%, лузжистость сырья Л =20-22%, для ядер подсолнечника влажность U=5-5,5%, лузжистость Л= 10-11%, температура t<„= 80-85° С и относительное расширение ядра V/Vo > 1,5.

7.Разработана нетрадиционная, энергетически эффективная технология подготовительного отделения маслодобывающих предприятий состоящая из 3-х операций, позволяющая организовать полную, безотходную переработку маслосодержащих материалов. Данная технология позволяет ликвидировать потери сырья, повысить выход готового продукта и сократить операции кондиционирование по влажности, измельчение и жарение.

8. Использование разработанно э автором способа, позволяет интенсифицировать процесс прессования смеси из целых ядер и неизмельченной шелухи, что обеспечивает увеличение выхода готового продукта на 5-8% по сравнению с существующей технологией. При это-., выход масла составляет 92-94%, а остаточная масличность жмыха 6-8%. Следовательно, как показали расчеты, экономически не целесообразно производить процесс экстракции жмыха, а использовать его в качестве корма для вскармливания животных.

9. Ожидаемый экономический эффект от организации переработки масличного сырья на Янгиюльском масложировом комбинате производительностью 400 т/сутки семян хлопчатника по предлагаемой технологии подготовительного отделения составит 5.605 млн. сумов в год.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих научных трудах:

1. Зуфаров PH., Нурмухамедов Х.С., Нигмаджанов С.К., Туйчиев 11.С., Сагитов A.M., Абдуллаева В.Т. Изменение фнзико-механнческих свойств ядра хлопковых семян при шелушении "взрывным" методом. Ташкент, 1994. -8 с.- Деп. в ГФ Н711 ГКНТ РУз, от 6.04.1994, N2052-Уз94. ^

2. Нурмухамедов Х.С., Абдуллаев А.Ш., Абдуллаева В.Т., Рахимов И.В. и др. Механизм обработки гранулирования при скоростном гранулирование. -Деп. в ГФ НТИ ГКНТ РУз, от 23.01.95.-N 2309 -

Уз95,- 5 с.

3. Абдуллаева В Т., Алиева К.К., Нигмаджанов С.К., Зуфаров Р.Н., Нурмухамедов Х.С. К вопросу пористости целых ядер масличных семян, полученных "взрывным" методом. Сб.трудов ТашГТУ "Исследование научно-технических достижений высшей школы", Ташкент, 1996. • С.90-93.

4. Абдуллаева В.Г., Нурмухамедов Х.С., Нигмаджанов С.К. Обобщение опытных данных ло прессованию целых ядер маслосодержащих семян, полученных "взрывным" методом // Сб.науч.трудов ТашГТУ "Актуальные проблемы в области технических и фундаментальных наук", Ташкент, ТашГТУ, 1997. - С 6-10.

5. Абдуллаева В.Т., Нурмухамедов Х.С., Нигмаджанов С.К., Зуфаров Р.Н. Нетрадиционный метод подготовки масличного сырья к прессованию // Сб.науч.трудов ТашГТУ "Актуальные проблемы в области технических и фундаментальных наук", Ташкент, ТашГТУ, 1997. - С.24-27.

6. Патент РУз N 2593, МКИ5 СИВ 1/04. Способ подготовки хлопковой мятки к прессованию И Нурмухамедов Х.С., Юсупбеков Н.Р., Абдуллаева В.Т.,Сагитов A.M., Ханридинов Х.А. - 4 с.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

У/У о- относительное расширение объема; v - угловая скорость, !/с; Л -лузжистость, %; Ло = Л/10 - относительная лузжистость; и - влажность, %; 11о = и/100 - относительная влажность; П - пористость, %; I - температура, 0 С; V/ - количество годового продукта, %; л -число оборотов, об/мин; р - плотность, кг/м3.

г ИНДЕКСЫ

и - истинный; сл-слой; ф-физический.

i» -ÖÄ/"^

г-v

ñ п.J.^Um

m i tí¿ t. '—г i^rgiiiji * i' 't j

Щ.

Vo

^v ' 'V

п,%

40 20 0

\ 1 у*.

\ 1 У

/ У »

/ V,

ср я 1

к гДИ

900 .

700

500

Чу-

ао

1,0 ' 1,2 1,4 .1,8 • V/V,

Рио.З. Изменение пористости и физической плотности целых ядер хлопковых семян и подоолнечкика в зависимости от величины относительного распирешш объема. 0,0 - ядро хлопковых семян; а,я - ядро подсолнечника.

Я = 7?о5/м"н С() т> = 125о5/мин Ь)

40

» • ^А А

\ к в Я л ,5 '^УУ^'

3- 11 = л- ая - а- ЧрА 6,2% 7,0%

61 15 20 А;/< [0 1? 20

Рис.4. Ечняние лузжнстссти сс и из :у,.:иг. яхе-р и сэдтхзг 7~-.гл-ковых сеглян.ка з-Мр'-тквяссгь .трс^ееса прзсссяз.чяя п слсэ.

ц% 80

Т1 з'о/мин

но

^ 9

......... ЧЕ Ч N ■

Ч В Чд,-' N

□ - Л » «Й о - Л »Ш * -л-т..

а)

%%

80

40

\1,%

г- Ч ..... ^«х ч* >

ч, ^А -О ^ >

•

О 5 . Ю 0 5 10

Рио.5. Влияние влавнооти смеои из целых ядер и шелухи хлопковых оемян на эффективность процеооа прессования.

У;/. 80

П - ??

АО

ч

ч Ч \ N Ч-

Ч\Й N. Ч

10

ц% 80

40

ч. ч* л * гч ■ч с

ч

"V 1 ' "

о - Л А * -Л о - Л х - Л (=3,2 К. '6,9% -<1,6%

М

10

I "¡/о

Рио.6. Влияние влажности смаоишз целых ядер и шелухи пода аолнечника на эффективность процесса прессования.

о

V

эк СП

%

< /х /

/ Гу

*7,Ь% / / /

/ '•Л / ыЫ ' -7,3%

/ /о./<г / / /

5 6 7 5 9 10*

,7. Сопоставление расчетных данных с опытными данными по выходу готового продукта, полученных при прессовании целых ядер и шелухи хлопковых семян и подсолнечника.

Хлопко- ~\лузяшетость 6ЛА№Н»СТь Л-13% Л = 20% Л»22*

о д О X

вые семена IX* 6,2% О в X

а-7,8% 0 А а В

Семена подсолнечника \ЛУЗЖИСГ0СТ1> влажностью -/1=3,2?. Л'6,9% Л »13,1%

5,3^ и о «о

11-7,57, ъ. о ¿7

и.*?, 8% к. е»

В Т. Абдуллаевашщг "Портлатиш" усулида ишлов берилгаи пахта чигити юа пистанинг бутун магизларини пресслаш жараеннни интенсивлаш" мавзуидаги 05,18.12.- "Озик-овкат саноатининг жараенлари, машиналарн ва агрегатларн" мутахассислнгн буйича техника фанларн номзоди диссертация ншининг кискача мазмуни.

Ушбу ишда бкринчи марта пахта чигити ва кунгабокар пистасиииш бутуп магзини ва иайдаланмаган шулхасидан нборат аралашмаеиншн пресслашга тайерлаш ва пресслаш жараендари урганилди. Пахта чигити кунгабокар пистасииинг бутун магзи "портлатиш" усули билан ишло1 бернлгандан сунг, унинг нисбий хажмн 1,8 гача ортади ва бу табиийкт мапшшнг структуравип узгаришларига олиб келади.

Пахта чигити ва кунгабокар пистаси магизлари кесилмасиш мцкроскопик урганиш шуни курсатднки, "портлатиш" усули билан ишло1 берилганда, уларнинг микрокапиллярлари катгалашади, говакликлнп ортади, ег туплаган хужайралар бузилиб, ег томчилари купрок озод холп утадилар. Чунончп бутун магиз говаклилцги 2 дай 5 мартагача ошади, е: томчиларининг магиз скелети билан боглаб турувчи тортишиш кучдар! камаяди, бу эса уз навбагида магиз ва шулха аралашмаснни кайт ишлашшшгсамаралн утиишга асос булади.

Бутун магиз ва шулхадан иборат ег бор ашенннг пресслашга тайердаи усули барпо этидди ва бу усулга УзР 2593 сонли патенти олинди.

Пресслаш жараени буйича тажрибалар кузгалмас ва аралашувч! катламларда олиб борилди. Режим параметрлари куйидаги ораликлард, узгартирилди: намлнк V - 4-8%, шулх а микдори Л = 13 - 22% чкгит учуг и=3-12%, Л=5-10 листа учун, шнекнинг анданиш сони п=75-150 айл/мин.

Пресслаш жараеннни урганиш шуни курсатдики, бу усулда олинга! тайер махсулотнинг микдори, хозирги кунда саноатда кулланилаетгаи усулга нисбатан 5-8% куп. Шуни алохида та* чидлаш керакки, пресслашда] сунг олингаи махсулот микдори 92-94% ни ташкил этади, кушкарадагн е микдори эса 6-8%. Бу эса экстракция жараенини олиб боришни иктнсодн жихатдан млксадга мувофик эмаслигидан далолат беради,

Ушбу ншда оликган.натижалар асосида хоы ащъе йукотилиши в энергия сарфи хам, тайер махсулот микдори олиннши куп булган тайерло булими технология«» яратилган.

Пахта чигити ва кунгабокар пистасннннг бутун магзипинг говаклшшг ва тайер махсулот микдори чикиши буйича шнган тажрибавии натижала уыумлашгирилган ватегишли формулалар келтириб чикаридган.

Янгийул ег-ыой комбинатида егли чнппларни кайта ишлащн таклиф зтилаетган технологиями Куллашдан кутшшетган иктисодий самар 5.605 млн.сумнн ташкил этади. Ншнингасосин иямий нашжаларн ТошКТ] ниш "Озик-овкат саноати . технологиясн" факулыетяла "Кии технологиясн жараенлари ва курилмаларп" фанпип укпшшг: кулланш!МО|.;(а

SUMMARY

to the scientifik thesis "Intensification process pressing whole core of cotton and sunflower seeds, subjiected to "explosive" treatment" presented for scientifik degree of technikal science candidate by V.T. Abdullaeva on specialisation 05.18.! 2- "Processes, machines and aggregates for food industry"

For the first time ever the processes of preparation and pressing inixtuie nm the whole core ¿,nd uncrushed peel of cotton and sunflower seeds are vestigated in this work. The whole core of cotton and sunflower seeds after xplosive" treatment the V/V. have increased up to 1.8 times, which iturally results in c sential modification of the core structure.

The microphotography of cuttihg the whole core of cot'on and sunflower cds with V/V. =1,5 showed, that after explosive treatment microcapillary id porosity increases, oil containing cells are destroed and the quantity of leased oiled droplet incre;' j. By the way, porosity increases from 2 up to 5 nes, cohesive force connecting oiled droplet with skeletion decrease and this is a undation basis for efTective processing the whole core ahd peel mixture.

The method of preparation and pressing of oil raw materials consisting of ; whole core and peel was developed for a patent N 2593 of the Republic of ibekistan was obtained.

The experiments were conduicted both in the fixed ahd unfixed layers. The rameters regime varied within the range: humidity is U=4-8%, hushs is L=I3-J'i for cotton seeds, humidity is U=5-10%, hushs is L=3-I2% for sunflowers, mbcr of worm conveyer cycle is n=75-l50 cycle/minute. The research of the :ssing process has shown, that output of ready product is 5-8% higher that der existing method of prearation for pressing.

Output alter pressing comprise«: 92-94%, remaining oil of oil cake contents ■%. Therefore, it is economically unreasonable to carry out extraction process j other operations connected with it.

On the base t obtained results technology for preliminary preparation? re cieated, which allows to decrease waste of raw material, energy and to rease output of resdy product.

Experimental data on the output of the ready product and porosity of the ole core of cotton and sunflower seeds have been summarised and the formula > obtained.

The profit is 5.605 mill.soum, which will be received at the Yangiul factory applying technology of processing oiled seeds.

The main scicntiflc statements of the work under consideration are used for dying the course "Processes and machines of chemical technology" at the jlty "Technology of food production'' of the Tashkent Chemical-Tcchnolojry :itute.