автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка технологии и технических средств для переработки отходов горчично-маслобойного производства в корма для животных и птицы

На правах рукописи

005001096

ПАРАХНЕВИЧ Дмитрий Валерьевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ГОРЧИЧНО-МАСЛОБОЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА В КОРМА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1 7 НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград- 2011

005001096

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

- доктор сельскохозяйственных наук Русакова Галина Георгиевна

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Шапров Михаил Николаевич

- доктор технических наук, профессор Вагин Борис Иванович

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова

Защита состоится « 5 » декабря 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, пр-т Университетский 26, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА

Автореферат разослан « О » 11 г. и размещен на сайте ВАК РФ.

Ученый секретарь диссертационного совет

А. И. Ряднов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 протеин;), 14 % жира, 35 % БЭВ, определенное количество незаменимых аминокислот, в целом представляющих значительный интерес в обеспечении отрасли животноводства качественными кормами, совершенствование технологии и технических сре дств 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.

1. 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.

2. Провести теоретические исследования термодинамических хЕ1рактеристик реакции гидролиза синигрина в интервале рабочих температур 283...343 °К.

3. На основании анализа существующих перемешивающих устройств и обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина обосновать схему конструкции гидролизера.

4. 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.

1. 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.

2. Результаты теоретических исследований термодинамических характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале рабочих температур 283... 343 °К.

3. Теоретическое обоснование конструктивной схемы гидролизера.

4. Результаты исследований по определению рациональных режимов технологического процесса и конструктивных параметров гидролизера для переработки отходов горчичного производства.

5. Результаты натурных производственных испытаний предлагаемых технологии и технических средств по переработке отходов горчичного производства.

6. 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 ППЖ 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.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая ценность исследований. Изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе Состояние вопроса и задачи исследования выполнен анализ ранее применяемых технологий и технических средств переработки отходов горчично-маслобойного производства по повышению их кормовой ценности, энергетических показателей, качественного состава и усвояемости животными и птицей.

В табл. 1 приведена химическая характеристика семян сарептской горчицы

Таблица 1 -Химическая характеристика семян сарептской горчицы

Составные вещества Содержание в сарепгских подвидах горчицы, %

Снзосеменпая Желтосемснная

Оболочка 7-11 7-12

Ядро 89-93 88-93

Жирное масло 32,0-49,0 35,0-49,4

Эфирное масло 0,8-0,9 0,6-1,67

Сырой протеин 26,4 26,2-30,5

Клетчатка 6,01 10,3-11,2

Зола 4,08 3,86-6,3

Безазотисгые экстрактивные вещества 20,51 18,9-29,9

Фосфор Р2О5 1,87 1,77-2,10

Сера 2,36 2,09-2,58

Семена горчицы содержат в своем составе значительное количество питательных веществ: протеина (26,4...30,5 %), жира (35,0...49,4 %), БЭВ (20,5.-29,9%), значительное количество незаменимых аминокислот, что обеспечивает их высокую питательную и энергетическую ценность.

Получение жмыха и масла из семян горчицы состоит из следующих основных операций: очистки, сушки и сортировки семян, обрушивания и отвеивания шелухи, измельчения крупы, жарения крупы и ее прессования

Таблица 2 - Химический состав горчичных жмыхов, высевок н шелухи

В а.с. веществе содержится, % Жмых Высевки Шелуха

медицинский пищевой кормовой

Влажность 6,77 6,83 6,10 6,79 12.62

Зола 6,59 6,63 7,01 6,61 5,68

Органическое вещество 93,41 93,37 92,99 93,29 94,32

Протеин 42,53 42,89 43,67 42,64 14,58

Жир 13,43 12,09 9,20 11,85 14,82

Клетчатка 5,69 4,65 4,92 4,96 17,26

БЭВ 32,76 33,74 35,20 34,68 47,66

Фосфор 1,03 0,99 1.08 1,07 1,09

Кальцин 0,41 0,43 0.44 0,43 0,47

Аллнлгорчичное масло, % 1,25 1,1 0,3 1,01 0,2

Продукты переработки семян горчицы содержат в своем составе значительное количество питательных веществ: протеина (41,5-43,7%), жира (13,0-13,4%). БЭВ (32,0—35.0 %). значительное количество незаменимых аминокислот, что обеспечивает их высокую питательную и энергетическую ценность при скармливании сельскохозяйственным животным и птице:

Отходы переработки семян горчицы без предварительного обезвреживания из-за наличия в них водорастворимого синигрина, который при гидролизе образует эфирное горчичное масло, представляющее собой токсичное вещество даже в незначительных количествах не пригодны для скармливания животным и птице, что дало основание для перевода их в промышленные отходы.

Основной метод подготовки таких отходов к скармливанию сельскохозяйственным животным и птице, заключается в пропаривании их при различной температуре и времени обработки в зависимости от стойкости антипитательного вещества к влаге и температуре;

На сегодняшний день отсутствуют надежные и экономически эффективные промышленные технологии и технические средства процесса очистки отходов горчичного производства от токсичных веществ с учетом их физических и физико-химических свойств.

Качество очищенных отходов горчичного производства находится в прямой зависимости от применяемой технологии и технических средств их переработки.

Анализ литературных данных и выполненных поисковых исследований показывает, что для получения качественных очищенных отходов переработки семян горчицы, пригодных для скармливания сельскохозяйственным животным и птице, необходимо предусмотреть следующие стадии технологического процесса, отраженные на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема переработки отходов горчично-маслобойного производства, пригодных для скармливания животным и птице

Исходя из выводов по анализу состояния вопроса о применении технологий и технических средств очистки отходов горчичного производства от токсичных веществ, сформулированы следующие задачи исследования:

- провести теоретические исследования термодинамических характеристик 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 си нигрина обосновать схему конструкции гидролизера;

- выполнить лабораторные исследовалия и на основе планирования эксперимента определить рациональные режимы технологического процесса и конструктивные параметры гидролизера для переработки отходов горчично-маслобойного производства;

- провести натурные производственные испытания предлагаемой технологии и технических средств по переработке отходов горчичного производства и определить технико-экономическую эффективность результатов исследования;

- исследовать химический состав, биологически активные вещества семян горчицы, качественные показатели горчичных жмыхов, высевок и шелухи, а также воз-

можности их использования в кормовых целях для животных и птицы после их очистки от токсичных соединений.

Во втором разделе «Теоретические исследования процесса выделения эфирного масла из продуктов переработки семян горчицы» дан анализ реакции гидролиза синигрина.

В инженерных расчетах большое значение имеет термодинамический анализ химической реакции, который позволяет сделать выводы о самопроизвольном протекании реакции и тепловом эффекте при различных температурах.

Синигрин гидролизуется до эфирного горчичного масла в результате каталитического воздействия фермента мирозиназы при температуре 25...50 °С и достаточном количестве влага.

Синигрин является калиевой солью мироновой кислоты. Однако вследствие отсутствия термодинамических данных по калиевой соли, нами проведен анализ реакции гидролиза самой мироновой кислоты эмпирическим методом:

фермент

СюНп 521404 + Н20-> СН2=СН-СН2-М=С=8 + С6Н1206 + Н2504 (1)

Выполнение термодинамического анализа данной реакции позволяет охарактеризовать данный процесс протекания реакции и соответствующего теплового эффекта при различных температурах.

Расчет термодинамических характеристик, таких как теплоемкость (ДСР°), энергия Гиббса (ДС°), энтальпия (ДН^), энтропия (ДБ0), и др. для данной реакции проведен на основе анализа групповых вкладов и элементов, входящих в структурную формулу синигрина и определение суммарного значения вкладов каждой из этих групп и элементов в соответствующее значение той или иной термодинамической характеристики.

При вычислении изменения энтальпии, энтропии, стандартной энергии Гиббса и константы равновесия нами определялись для каждого реагента и продуста реакции следующие показатели:

- стандартная теплота образования Д]И°Г298;

- стандартная энтропия ДБ"^;

- температурная зависимость теплоемкости СР=Г (Т)

Зависимость энергия Гиббса, энтальпии, энтропии, константы равновесия реакции от температуры представлена в табл. 3.

Таблица 3 - Термодинамические функции реакции гидролиза синнгрина

т, к дн-г.т, Дв'г.Т, ДО'г.Т, Кр

кДж/моль Дж/(мольК) кДж/моль

283 59,43 199,80 2,88 0,293

293 61,71 207,72 0,847 0,706

303 63,99 215,38 -1,269 1,655

313 66,27 222,79 -3,460 3,779

323 68,55 229,96 -5,724 8,426

333 70,84 236,92 -8,058 18,37

343 73,12 2.43,67 -10,461 39,19

Проведенные теоретические исследования термодинамических характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале температур 283...343 °К свидетельствуют о том, что при положительных значения энтальпии (ДН°), энтропии (Д8°), и увеличении константы равновесия (КР), она эндотермична и в соответствии с принципом Ла-Шаталье при увеличении температуры положение равновесия смещается в сторону образования конечных продуктов.

Отрицательная энергия Гиббса указывает на невозможность протекания данной реакции без изменения внешних условий, увеличения температуры, давления или присутствия катализатора.

Поскольку основной стадией технологического процесса очистки отходов горчичного производства является гидролиз синигрина, обоснованием основных параметров устройства для этих целей является исследование возможности использования технических средств, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Для проведения процессов с использованием суспензий чаще всего применяют реакторы емкостаого типа с механическими перемешивающими устройствами.

Механический способ перемешивания является предпочтительным, при этом необходимо использовать рабочие органы в виде конструкции из лопаток различной формы; отражательных симметрично радиальных перегородок; дополнительных горизонтальных перегородок; лопастей, строго следующих контуру днища и стенок аппарата; пропеллера; шнека и конуса. Однако выбор способа перемешивания и конструкционных особенностей устройства обуславливается агрегатным состоянием и физико-механическими свойствами перемешиваемых сред и материалов.

На основании априорной информации установлено, что различные типы лопастных мешалок на разных частотах вращения, одинаковых отношениях радиусов лопастей и сосуда ^, вязкости и подаваемой энергии при перемешивании маловязких

жидкостей (|.1=1..,100 спз) целесообразно применять простые конструктивные формы радиально-лопастных мешалок.

Для обоснования перемешивающего устройства и способа перемешивания нами использовались следующие основные понятия: степень перемешивания или - показатель однородности, интенсивность перемешивания (частота вращения мешалки или расходуемая на перемешивание мощность, приведенная к единице объема); эффективность перемешивания, определяемая возможностью достижения требуемого качества перемешивания за кратчайшее время и с минимальными затратами энергии.

Нами рассмотрены и предложены для использования аналитические выражения нахождения: мощности приводов мешалок; угловой скорости и радиуса вихревого потока; частоты вращения (п0) мешалки в зависимости от физических свойств твердой и жидкой фаз; циркуляционного расхода жидкости; среднего диаметра капель взаимно нерастворимых жидкостей.

Мощность, потребляемая трехлопастной мешалкой при установившемся движении, кВт

где о)-угловая скорость лопасти, с"'; Ь-высота лопасти, м; [1Л- радиус лопасти, м; !*„ - радиус вихря, м; С - интенсивность циркуляции, м2/с; рж-плотность жидкости, кг/м .

Интенсивность циркуляции определяют по формуле:

С = ы, ^ , (3)

где о), - угловая скорость вихревого потока.

При работе трехлопастных мешалок в цилиндрических сосудах диаметром от

600 мм и выше, наполненных жидкостями до уровня НуНЭ, угловую скорость вихревого ^

потока при = 0,5 определяется по формуле: *

( ,, >0,115 / ч0,115 , \ 1,15

-Чй-) -И -(V) ■

где [<э - радиус эталонного сосуда, Кэ= 0,12 м; и0 - абсолютная вязкость воды при 20 °С, спз; (1^. - абсолютная вязкость перемешиваемой жидкости при 20 "С. спз.

Радиус вихря

Кф =

0,5 +

0,25

1 +

tg2Y

(5)

где П]- в большинстве случаев равно ni=2; R - радиус сосуда;

Яу - радиус сечения воронки при работе мешалки по статическому уров-

ню жидкости;

tg у = 0,527 - экспериментальная зависимость между окружной и

радиальной скоростями потоков для различных радиально-лопастных мешалок (R„ - радиус лопастной мешалки);

Радиус сосуда Ry - определяют по формуле:

R, = R [о,508 + 0,215 0,з)

(6)

Полупродукт влажный поело гидролиза синигрина

Из анализа существующих перемешивающих устройств и обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина, условий транспортировки обрабатываемого продукта, нами предложена схема конструкции гидро-лизера в виде вертикального цилиндрического аппарата с конусным днищем, снабженного лопастными мешалками в цилиндрической части, якорной мешалкой - в конической, и шнековым дозатором - в нижней.

В

Рисунок 2 .- Эскиз гидролизера третьем разделе «Методики проведения экспериментов и обработки

онытных данных» обоснован и назначен комплекс экспериментальных исследований. необходимый для оценки показателей качества исходных отходов горчичного производства до и после очистки, в том числе: органолептические, оцениваемые показателями внешнего вида, запаха, цвета и вкуса; физико-химические, оцениваемые показателями масличности, растворимого протеина, золы, металлопримесей, эфирного горчичного масла (аллилизотиоцианата); технологические, оцениваемые показателями расхода воды, температуры и времени, наличия фермента для гидролиза синигрина, условной вязкости водной суспензии отходов горчичного производства в зависимости от содержания сухого вещества, температуры и времени контакта фаз.

Обработка результатов исследований осуществлялась методами химического анализа, абсолютная достоверность определялась с достоверностью а = 95, относи-

тельная ошибка измерений составляла: для влажности - 10 %, масличности - 0,4 %, растворимого протеина - 0,5 %, металлопримесей - 0,0001 %; золы - 0,05 %; аллили-зотиои маната - 0,05 %: для органолептических показателей - 10 %.

Е( четвертом разделе «Экспериментальные исследования технологических параметров процесса гидролиза синигрнна в отходах горчично-маслобонного производства» определены технологические параметры процесса переработки отходов производства, выполнена оптимизация процессг|, дана оценка вязкости суспензии.

Токсичным продуктом, присущим семенам горчицы является эфирное горчичное масло.

Эфирное горчичное масло (аллилизотшцианат) образуется из синигрина в результате каталитического воздействия фермента мирозиназы при температуре 25...55 °С и достаточном количестве влаги. Под действием мирозиназы синигрин расщепляется на глюкозу, кислый сернокислый калий и эфирное горчичное масло.

На рисунке 3 приведена зависимость степени гидролиза синигрина от количества добавляемой воды к отходам горчично-маслобойного производства (жмых, высевки, порошок, шелуха).

15 20 25 30 35 40 Количество добавляемой воды, %

Рисунок 3 - Зависимость степени гидролиза синигрина от количества добавляемой воды

Е! соответствии с рисунком 3, для более полного гидролиза синигрина к отходам горчичного производства необходимо добавлять воды не менее 30 %.

Определив необходимый и достаточный расход воды, пробу исследуемых образцов, смоченную водой, при перемешивании выдерживали при разных температура?; в течение часа. Степень гидролиза синигрина при различных температурах в пробах увлажненной массы отходов горчичного производства определяли по остаточному содержанию его в высушенных после эксперимента пробах (ГОСТ 13979.7).

Па рисунке 4 приведена зависимость степени гидролиза синигрина от температуры гидролизуемой массы.

Температура,*^

Рисунок 4 - Зависимость степени гидролиза синигрина от температуры гидролизуемой массы

В соответствии с рисунком 4, гидролиз синигрина более полно проходит при температуре 30...55 °С. Дальнейшее повышение температуры приводит к частичной потере активности мирозиназы, что влечет за собой снижение ее каталитических свойств и за-

медление скорости протекания химических реакций. Из графика видно, что при увеличении температуры выше 75° С степень гидролиза синигрина снижается значительно.

Одним из важных параметров является время гидролиза синигрина. На рисунке 5 приведена зависимость степени гидролиза синигрина от времени контакта фаз. Опытом установлено, что синигрин практически полностью гидролизуется в течение 15 минут.

5 150

12 юо

£2.

50

ш о

° 1 3 5 7 10 12 15 17 20 25

Время, мин

Рисунок 5 - Зависимость степени гидролиза синигрина от времени контакта фаз

Результаты лабораторных исследований, исследование двухфакторных зависимостей и планирования трехфакторного эксперимента позволили определиться в рациональных параметрах технологического процесса переработки отходов горчично-маслобойного производства:

- увлажнение отходов горчично-маслобойного производства 30% - ми воды;

- температура гидролиза синигрина не более 55°С;

- время гидролиза синигрина 15 минут.

Семена горчицы в промышленных условиях перерабатываются при различных температурах. В связи с этим жмыхи имеют "скрытые факторы", так как в жмыхах, после прессования семян горчицы при высоких температурах, фермент мирозиназа денатурируется, теряет свою активность и не производит гидролитического расщепления синигрина при увлажнении жмыха. Поэтому жмыхи, полученные при температурах 90, 120, 125 °С, могут даже показать отрицательную реакцию на содержание в них эфирного горчичного масла, хотя в действительности в жмыхе может содержаться большое количество нерасшепленного синигрина. Гидролиз последнего произойдет при вводе свежего фермента в пробу жмыха.

Для проведения исследований жмых измельчали, смачивали тридцатью процентами теплой воды, выдерживали при температуре 40 С в течение 1 часа и анализировали на содержание эфирного горчичного масла с добавлением фермента (семян белой горчицы) и без них (ГОСТ 13979.7).

Результаты исследований приведены на рисунке 6. В соответствии с рисунком 6 с увеличением температуры прессования содержание эфирного масла в жмыхе не изменяется, но определить его можно только при добавлении фермента. Без наличия фермента создается впечатление, что эфирного горчичного масла в жмыхе нет (опыты 9... 11).

8 1,4

1 1,2

*

га 1

< 0,6 0)

1 0,4

& О

8 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Температура, °С

Рисунок 6 - Зависимость степени гидролиза синигрина от наличия фермента (е- без фермента, в - с ферментом)

Полученные экспериментальные данные лабораторных исследований по двухфак-торной модели были подтверждены при проведении опытов в производственных условиях. Это свидетельствует о там, что гидролиз синигрина до эфирного горчичного масла по классической реакции протекает в течение 15 минут при наличии физической влаги не менее 30 % и наличии фермента мирозиназы.

11ри несоблюдении данных параметров, разрушение структуры синигрина идет по другому механизму и, в зависимости от условий реакции, вместо аллилизотиацианата из синигрина могут быть получены нитрилы, тиоцианаты, цианаттиоалионы, цианэпитиоал-каны и. целый ряд других химических соединений.

Планированием эксперимента методом крутого восхождения определен оптимальный режим очистки отходов горчично-маслобойного производства от токсичных веществ. Входными параметрами были: X, ■■ температура, °С; Х2 - количество добавляемой воды к реакционной массе, %; Х3 - время гидролиза синигрина, мин.

Математическое описание процесса:

У = 2.88 -1.44Х, - 2,16 Х2 + 3,11 Х3 (7)

Оптимальный режим: температура 55 °С; количество добавляемой воды к реакционной массе, 30 %; время гидролиза синигрина 15 мин., что подтверждает результаты лабораторных исследований.

При очистке отходов горчично-маслобойного производства от эфирного горчичного масла необходимой частью технологического процесса является перемешивание, транспортировка (перекачка) суспензии по трубопроводам.

Для правильного выбора технических средств, насосного оборудования и диаметра трубопроводов необходимо знать вязкость суспензии.

На рисунке 7 приведена условная вязкость водной суспензии горчичного порошка и жмыха*, измеренная при 20 °С.

Е ю

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Содержание сухого вещества в суспензии, %

Рисунок 7 - Условная вязкость суспензии при 20 °С (»-горчичный порошок, а- жмых)

В соответствии с рисунком 7, условная вязкоегь суспензии горчичного жмыха при содержании сухого вещества в суспензии от 5 % до 10 % выше, чем суспензии горчичного порошка.

На рисунке 8 приведено изменение условной вязкости 15%-ной суспензии при 20 °С от времени контакта фаз.

«, 7 о.

| г,

г I! о

о 4 >,

Э 3

е- 2

жг- -1— 1

Рисунок 8 -

1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 Время контакта фаз, мин

Изменение условной вязкости 15 %-ной суспензии при 20 °С от времени контакта фаз

Для транспортировки рабочей суспензии по трубопроводам при: 20°С рекомендуется содержание в ней сухого вещества не более 15 %.

Условная вязкость 15 %-ной суспензии изменяется многократно при нарастании времени контакта фаз до 70 минуг, за исключением интертала с 20 до 35 минут, где она остается постоянной.

В пятом разделе «Натурные исследования технологии и технических средств при переработке отходов горчично-маслобойного производства в корма для животных н птицы» определены технические характеристики гидролизера с конструктивными особенностями перемешивающих устройств для недопущения зависания и комкования очищаемого продукта; подтверждалась надежность обезвреживания отходов горчично-маслобойного производства и эффективность гидрол иза си-нигрина, обеспечивающая выдерживание параметров гидролиза синигрина,. При достижении технологических параметров, установленных в разделе 4, исследовались качественные показатели очищенных отходов переработки семян горчицы по нормативной документации.

Результаты обработки отобранных проб для проверки эффективности процесса гидролиза синигрина приведены на рисунке 10.

Как видно из приведенных графиков достаточная надежность обезвреживания продуктов переработки семян горчицы получается после 15 минут обработки, что практически полностью совпадает с результатами лабораторных исследований (рисунок 9). Это обеспечивается равномерным смешиванием исследуемых продуктов с водой и выдерживанием температурного режима процесса гидролиза синигрина (35...55 °С).

Я 120 с г? юо !« 80 £ а. 60 £ 1 40 £ г 20 <5 0

г л у

80- 4 Г 4 с

/

XI " ? Х 9П . 1 Г1

о 0

1 з 5

7 10 12 15 17 20 25 Время, мин

1 3 5

7 10 12 15 17 20 26 Время, мин

Рисунок 9 - Результаты проверки эффективности гидролиза синигрина в лабораторных условиях

Рисунок 10 - Результаты проверки -эффективности гидролиза синигрина на предложенной конструкции гидролизера

Результаты испытаний с активным поиском оптимальных параметров позволили определить технические характеристики гидролизера с конструктивными особенностями перемешивающего устройства его активаторной части для обеспечения полноты гидролиза синигрина и недопущения зависания и комкования продукта (рисунок 2).

Для построения математической модели, отражающей связь между параметрами отдельных элементов конструкции, использован метод регрессионного анализа. Для этих целей использовали активный эксперимент. В нем задавали и поддерживали на определенных уровнях значения факторов, влияющих на оптимизируемый параметр-Уравнение регрессии в канонической форме имеет вид:

У = 1,06 - 1,817 X,2 - 0,986 Х2г - 0,163 Х32. (8)

Поскольку все коэффициенты при квадратных членах имели положительные знаки, то поверхность откликов, описанная этим уравнением трехмерные параболоиды с координатами центров поверхностей в оптимальных значениях факторов.

Наглядное представление о характере уравнения регрессии дают двумерные сечения поверхности отклика относительно факторов х, (длина лопасти). х2 (длина но-

жа), фактор х3 - (число оптимизации, х3 = 0,16)

лопастей) фиксировался на уровне, оптимальном по критерию И).

X* ■ длина попасти, мы

Рисунок 11 - Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующей показатель остаток синигрина при оптимальном значении хз

Влияние факторов на функцию отклика наглядно представляют рисунки 12 и

13.

Х1 = длима лопасти,

Х2 - длина ножа. мм

Рисунок 12 - Характер влияния парамет- Рисунок 13 - Характер влияния па-

ра «длина лопасти» на значение функции «со- раметра «длина ножа» на значение функ-держание эфирных масел» ции «содержание эфирных масел»

По результатам проведенных производственных испытаний для переработки одной тонны сырья в сугки, гидролизер (рисунок 2) должен иметь параметры, приведенные в табл. 4.

Таблица 4 - Технические характеристики гидролизера

Зона смешения перерабатываемого сырья

1. Объем цилиндрической части Уц м, м"1 0,029

2. Высота цилиндрической части Нцсм, м 0,6

3. Высота (принята равной) Не, м 0,5

Зона гидролиза синигрина в перерабатываемом сырье

4. Общий объем зоны гидролиза Уг, мл 9,8-10"°

5. Объем конической части Ук, мJ * 3,4 10^

6. Объем цилиндрической части Уи 6,4-10"3

7. Высота цилиндрической части Нцг, м 0,13

8. Общая высота Нг, м 0,35

9. Общая высота гидролизера Нг. м 1,45

10. Шаг винта шнекового дозатора 8, м 0,03

На основании определения режимов очистки отходов горчичного производства и параметров, полученных в процессе лабораторных и производственных испытаний, для утилизации токсичных отходов переработки семян горчицы, заводу ООО «Сареп-та» нами предложена технологическая схема гидролиза синигрина, представленная на рисунке 14.

Технологический процесс гидролиза синипэина в отходах горчичного производства состоит из следующих стадий:

1. Загрузка сырья в гидролизер;

2. Гидролиз синигрина до эфирного горчичного масла

Показатели режима: объем производства (переработка отходов горчично-маслобойного производства) - 1 т/сутки; содержание сухого (вещества) в суспензии -70%; содержание эфирного горчичного масла в сырье - 1,0%; выход эфирного горчичного масла - 0.8 % от массы сырья; остаток эфирного горчичного масла в готовом продукте - 0,1 %; гидролиз при I = 35...50 °С - 15 мин; отгонка эфирного горчичного масла при г =90... 100 °С -40 мин;

Описание технологического процесса

«4. кои-э^^с^н"-» Отходы (жмых горчичный, некон-

диционный горчичный порошок и высевки) поступают на установку (рисунок 12) в дробленом виде, наибольший размер частиц не превышает 10 мм.

Дробленые продукты подают в приемную воронку пневмо-струйного аппарата 1, за счет чего они во взвешенном состоянии транспортируются в расходный бункер 2. далее через дозатор направляются в приемную воронку пароструйного увлажнителя 3. и в смеси с паром, транспортируются в зону смешения гидролизера 4. в гидролизере 4 проходит процесс смешивания отходов с конденсатом, поступающим из конденсатора 5. так как технологический процесс идет дискретно, отходы нагреваются до температуры не более 70 °с подогревом гидролизера через стенку аппарата и частично увлажняются, увлажнение отходов доводится до 25...30%.

1 - пневмоструиный 3- пароструйный

аппарат; 2- бункер; увлажнитель; 4 -

гидролизер; 5 - конденсатор; 6 - дозатор Рисунок 14 - Технологическая схема гидролиза синигрина в отходах горчичного производства

Фермент мирозиназа в достаточном количестве присутствует в отходах горчично-маслобойного производства. Без фермента гидролиз синигрина не происходит.

Эфирное горчичное масло характеризуется высокой летучестью (0,0012 мг/л при 20 °С), пары его частично отделяются от отходов горчично-маслобойного производства и через штуцер в крышке гидролизера 4, по трубопроводу, поступают в конденсатор 5, где конденсируется.

Конденсат из конденсатора 5 самотеком сливается в гидролизер 4 для увлажнения отходов.

Длительность пребывания отходов в гидролизере должна быть не менее 15 минут. После завершения гидролиза синигрина, отходы, содержащие эфирное горчичное масло из конусного днища гидролизера шнековым дозатором 6 транспортируются на стацию отпарки эфирного горчичного масла.

В дальнейшем в технологической схеме предусмотрены стадии отпарки и конденсации эфирного горчичного масла, а также сушки готового кормового продукта расфа-

совка, складирование, отгрузка потребителю эфирного горчичного масла и кормовой добавки.

Качество готового продукта представлено в табл. 5.

Таблица 5 - Показатели качества белка "Сарепта"

Фактически

Показатели Норма по ТУ на начало закладки через год хранения

Внешний вид Порошкообразное вещество

Цвет Желто-коричневый

Массовая доля влаги, % не более 10 9,8 8,9

Массовая доля сырого протеина в пересчете на а.с.в, % не менее 40,0 43,0 42,2

Белок по Барнштейну, % не нормируется 41,7 41,0

Массовая доля сырой клетчатки в пересчете на а.с.в, % не более 16,0 4,9 4,9

Массовая доля метаплопримесей с размерами частиц до 2 мм включительно, мг в 1 кг, не более 30 10 10

Массовая доля аллилизотиоцианата в пересчете на а.с.в, % не более 0,1:2 0,07 0,04

Токсичность не допускается не токсичен не токсичен

Массовая доля сырого жира в пересчете а.с.в,% не нормируется 8,8 9,1

Кислотное число жира, мг КОН/г не нормируется 33,1 37,4

Кислотность, градус не нормируется 24,6 25,5

Данные табл.5, показывают, что белок "Сарепта" может надежно храниться не менее года, а основной показатель качества готового продукта - сырой протеин составляет 92-93% белка.

Фракционный состав белков готового продукта имеет следующие показатели по фракциям,- в %: водорастворимая 28,0-30,0; солерастворимая 41,6-42,2; спиртораство-римая 4,3-6,1; щелочерастворимая 20,2-20,8;; сумма растворимых фракций 96,0-97,9; нерастворимый осадок 2,1-4,0.

Биологическая оценка белка "Сарепта" подтверждена его аминокислотным составом в сравнении с аминокислотным составом соевого и подсолнечникового жмыхов. Общее содержание аминокислот, в том числе и незаменимых, в белке "Сарепта" находится на уровне соевого и подсолнечникового жмыхов.

Питательность белка «Сарепта» приведена в табл. 6.

Таблица 6 -Питательность II химический состав белка "Сарепта"

Показатели Белок Соевый Подсолнечни-

"Сарепта" жмых ковый жмых

Кормовые единицы в 100 г 110 101 113

Обменная энергия в 100 г, ккал 288 250 288

Сырой протеин, % 40,8 40,0 40,2

Сырой жир, % 8,8 1.2 7,5

Сырая клетчатка, % 4,9 10,5 13,3

Сырая зола, % 6,4 1,7 6,1

Кальций, % 0,36 0,37 0,34

Фосфор, % 0,95 0,70 1,20

Натрий, % 0,02 0,05 1,09

Данные табл. 6 показывают, что кормовой продукт, полученный по данной технологии не уступает по своим показателям соевому и подсолнечниковому жмыхам.

Отходы горчично-маслобойного производства после очистки от эфирного горчичного масла рекомендовано скармливать в составе комбикормов для сельскохозяйственных животных и птицы в следующих количествах (в % по питательности):

для цыплят-бройлеров в возрасте от 1 до 30 дней - до 25 %; от 31 до 56 дней - до 30 %; кур-несушек - до 15 %;

телят-молочников, дойных коров, бычков на откорме и свиней - до 10 %.

В шестом разделе «Технико-экономическая оценка эффективность результатов исследовании» приведена расчетная экономическая эффективность от внедрения в производство предлагаемых технических средств и технологии переработки 1000 т отходов горчично-маслобойного производства. Чистая прибыль составляет 5136000 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Семена горчицы и продукты их переработки (жмых, высевки, шелуха), содержащие в своем составе до 45% сырого протеина, 12... 14 %жира, 35 % БЭВ, определенное количество незаменимых аминокислот, могут служить высокопшэтельной кормовой добавкой для сельскохозяйственных животных и птицы, однако наличие в них до 1,2 % антипитательных веществ, присущих сарептской горчице (синигрин и аллилгорчичное масло), сдерживают скармливание этих продуктов животным и птице в натуральном виде.

2. Проведенные теоретические исследования термодинамически); характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале температур 283...343 °К свидетельствуют о том, что при положительных значениях энтальпии (ДНс°), энтропии (ДБ"), и увеличении константы равновесия (К„), она эндотермична и в соответствии с принципом Ла-Шагалье при увеличении температуры положение равновесия смещается в сторону образования конечных продуктов. Отрицательные значения энергии Гиббса указывают на невозможность протекания данной реакции без изменения внешних условий, увеличения температуры, давления или присутствия катализатора.

3. Из анализа существующих перемешивающих устройств, аналитического определения показателей смесителей (мощности приводов, угловой скорости и частоты вращения рабочих органов мешалок в зависимости от физических свойств твердой и жидкой фракции, расхода жидкости), обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина, а также условий транспорщювки обрабатываемого продукта, нами предложена схема, конструкции гидролизера в виде вертикального цилиндрического аппарата с конусным днищем, снабженного лопастными мешалками в цилиндрической части, якорной мешалкой - в конической, и шнековым дозатором — в нижней.

4. На основе лабораторных исследований процесса гидролиза синигрина до эфирного горчичного масла получено уравнение регрессии, в результате анализа которого определены рациональные параметры технологического процесса переработки отходов горчичного производства:

- увлажнение отходов переработки семян горчицы 30 % - ми воды;

- температура гидролиза синигрина не более 55 "С;

- время гидролиза синигрина 15 минут.

5. С увеличением температуры прессования семян горчицы содержание эфирного масла в жмыхе не изменяется, но определить его можно только при добавлении фермента мирозиназы, так как при высоких температурах (90,120,125 °С) прессования этот фермент видоизменяется, теряет свою активность и за счет «скрытого фактора» не производит гидролитического расщепления синигрина.

6. Для транспортировки рабочей суспензии по трубопроводам при 20 °С рекомендуется содержание в ней сухого вещества не более 15 %. Условная вязкость 15 %-ной суспензии изменяется многократно при нарастании времени контакта фаз до 70 минут, за исключением интервала с 20 до 35 минут, где она остается постоянной.

7. На основе экспериментальных исследований предлагаемого устройства дня реализации обменной реакции между веществом и водой получены уравнения регрессии, в

результате анализа которых определены оптимальные значения наиболее значимых факторов, обеспечивающих выделение необходимого количества синигрина: длина лопастей 108-110 мм, длина ножей 76 мм, количество лопастей 4.

8. По результатам исследований получен кормовой продукт «Белок кормовой из растительного сырья «Сарепта », соответствующий по качественным показателям техническим условиям ТУ 9146-061-70586390-08.

9. Технйко-экономическая оценка показала, что реализация технологических и технических решений позволяет при переработке 1 т/сутки отходов горчично-маслобойного производства получить экономический эффект 5136 руб. в ценах 2009 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Монография

1. Парахневич, Д. В. Комплексная переработка семян горчицы /Г. Г. Русакова, В.

A. Хомутов, М. М. Русакова. //Монография. - Волгоград: ФГУ ВПО ВГСХА. ИПК «Нива».-2009,- 190 с.

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК

2. Парахневич, Д. В. Горчичная шелуха без влаготепловой обработки в рационах КРС /Г. Г.Русакова, С. Б. Долматов, Н. Г. Князев, М. М. Русакова, А. М. Лагутин, В. Б. Котенко. // Комбикорма, № 8, 2009. - С.59.

3. Парахневич, Д. В. Кормовые добавки из горчичных отходов /Г. Г.Русакова,

B. Б. Котенко, М. М. Русакова //Сельский механизатор № 12. - 2009. - С. 12, 27

Публикации в сборниках научных трудов, материалах конференций и семинаров

4. Парахневич, Д. В. Экология Условия приема слаботоксичных промышленных отходов на полигоны (усовершенствованные свалки) твердых бытовых отходов. / Г. Г.Русакова, М. М. Русакова. // Методические указания - Волгоград - 2006. - 24 С.

5. Парахневич, Д. В. Экологический паспорт природопользователя. /Г. Г.Русакова, В. Б. Котенко, В. А. Кищенко // Учебное пособие. - Волгоград: Политехник. - 2007. - 84 с.

6. Парахневич, Д. В. Шелуха горчичная кормовая /Г. Г.Русакова, С. Б. Долматов //Технические условия ТУ 9146-060-70586390-08. Волгоград: ООО ВГМЗ «Сарепта», 2008.-9 с

7. Парахневич. Д. В. Белок кормовой из растительного сырья «Сарепта» / /Г. Г. Русакова. В. Б. Котенко //Технические условия ТУ 9146-061-70586390-08. Волгоград: ООО ВГМЗ «Сарепта», 2008. - 10 с

8. Шелуха горчичная кормовая. Долматов //Рекомендации по применению в рационах крупного рогатого скота и дойных коров. Волгоград: Комитет по сельскому хозяйству и продовольствию, 2008. - 17 с.

9. Парахневич, Д. В. Получение кормовой добавки из вторичных продуктов гор-чично-маслобойного производства. /Г. Г". Русакова, М. М. Русакова, В. Б. Котенко // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Волгоград 24-29 июня 2009 г. ГУ ВНИТИ ММС и Г1ПЖ РАСХН, ВолгГТУ. - Волгоград: Политехник, 2009 - С. 8-12.

10. Парахневич, Д. В. Технология переработки маслосемян горчицы для получения продукции с высокой питательной ценностью. /Г. Г.Русакова, А. В. Демьянов, М. М. Русакова // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Волгоград 24-29 июня 2009 г. ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ РАСХН, ВолгГТУ. - Волгоград: Политехник, 2009,-

C. 19-24.

11. Парахневич, Д. В. Использование шелухи горчичной кормовой без предварительного пропаривания в рационах молодняка крупного рогатого скота. /Русакова Г. Г.. С. Б. Долматов.: М. М. Русакова, А. М. Лагутин, Н. Г. Князев, В. Б. Котенко // Мате-

риалы Междунар. науч.-практ, конф. Волгоград 24-29 июня 2009 г. ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ РАСХН, ВолгГТУ. - Волгоград: Политехник, 2009.- С. 24-30.

12. Парахневич, Д. В. Кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птицы /Г. Г.Русакова, Я. В. Дергилев Я. В., М. М. Русакова, и др. //Материалы Междунар. науч.-практ. конф. ГНУ ПНИИ ПиП ММП РАСХН и ВолгГТУ. Волгоград 5-7 июля 2011 г.-Волгоград:ИУНЛ ВолгГТУ,2011,- С. 119-121

13 Парахневич, Д. В. Качество молока и молочных продуктов при скармливании коровам в составе рационов побочных продуктов горчично-маслобойного производства /Г. Г.Русакова, Я. В. Дергилев Я. В., М. М. Русакова, и др. //Материалы Междунар. науч.-практ конф. ГНУ ПНИИ ПиП ММП РАСХН и ВолгГТУ. Волгоград 5-7 июля 2011 г. -Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. - С. 121-125.

14. Парахневич, Д. В. Обоснование использования горчичной шелухи без ее предварительной влаготепловой обработки в качестве кормовой добавки в составе рационов молодняка крупного рогатого скота на откорме и дойных коров /Г. Г.Русакова, Я. В. Дергилев Я. В., М. М. Русакова, и др. //Материалы Междунар. науч.-практ. конф. ГНУ ПНИИ ПиП ММП РАСХН и ВолгГТУ. Волгоград 5-7 июля 2011 г. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011.-С. 125-128.

Подписано в печать 26.10.2011. Формат 60x84 1/16

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 348. ИПК ФГБОУ ВПО Волгоградская ГСХА «Нива» 400002, Волгоград, пр-т Университетский, 26.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Характеристика семян горчицы и продуктов их переработки.

1.2 Параметры, обеспечивающие кормовую ценность продуктов переработки семян горчицы.

1.3 Возможности использования питательных свойств вторичных продуктов переработки семян горчицы.

1.4 Технологические приемы снижения токсичности вторичных продуктов переработки семян горчицы для производства кормовых добавок.

1.5 Методы выделения эфирных масел из растительного сырья.

1.6 Выводы и задачи исследований.

2 Теоретические исследования процесса выделения эфирного масла из продуктов переработки семян горчицы.

2.1 Термодинамический анализ реакции гидролиза синигрина.

2.2 Расчетные данные термодинамических функций.

2.3 Обоснование технических средств процесса гидролиза синигрина.

2.3.1 Способы перемешивания и устройство аппаратов.

2.3.2 Эффективность перемешивания.

2.3.3 Конструктивные особенности предлагаемого аппарата для гидролиза синигрина.

2.4 Выводы.

3. Методики проведения экспериментов и обработки опытных данных.

3.1 Методика органолептической оценки качества продуктов переработки семян горчицы.

3.2 Методика определения физико-химических показателей.

3.2.1 Методика определения содержания влаги и летучих веществ.

3.2.2 Методика определения массовой доли жира и экстрактивных веществ.

3.2.3 Методика определения суммарной массовой доли растворимых протеинов.

3.2.4 Методика определения металлопримесей.

3.2.5 Методика определения массовой доли золы.

3.2.5.1 Методика определения массовой доли общей золы.

3.2.5.2 Методика определения массовой доли золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10 %.

3.2.6 Методика определения аллилизотиоцианатов (аллилового масла).

3.3 Методика определения технологических параметров процесса извлечения токсичных соединений из продуктов переработки семян горчицы.

3.3.1 Методика определения параметров гидролиза синигрина.

3.3.1.1 Методика определения расхода воды для гидролиза синигрина.

3.3.1.2 Методика определения степени гидролиза синигрина от температуры гидролизуемой массы.

3.3.1.3 Методика определения зависимости степени гидролиза синигрина от наличия фермента мирозиназы.

3.3.1.4 Методика определения времени гидролиза синигрина.

3.3.1.5 Методика определения вязкости водной суспензии продуктов переработки семян горчицы.

3.4 Обработка результатов исследования.

3.5 Выводы.

4. Экспериментальные исследования технологических параметров процесса гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного произподства.

4.1 Определение технологических параметров процесса переработки отходов горчично-маслобойного производства.

4.1.1 Зависимость процесса гидролиза синигрина от расхода воды.

4.1.2 Зависимость процесса гидролиза синигрина от температуры гидролизуемой массы.

4.1.3 Зависимость процесса гидролиза синигрина от времени контакта

4.1.4 Зависимость процесса гидролиза синигрина от наличия фермента мирозиназы.

4.2. Определение параметров гидролиза синигрина в отходах горчично-маслобойного производства планированием эксперимента.

4.3 Определение вязкости суспензии.

4.3.1 Исследование условной вязкости суспензии.

4.4 Выводы.

5 Натурные исследования технологий и технических средств при переработке отходов горчично-маслобойного производства в корма для животных и птицы.

5.1 Технологический процесс гидролиза синигрина в отходах горчичномаслобойного производства при смачивании их водой на 30 % и отпаркой эфирного горчичного масла под вакуумом.

5.2 Экспериментальные исследования предлагаемого гидролизера и технологической схемы процесса переработки отходов горчично-маслобойного производства.

5.2.1 Описание технологического процесса.

5.2.2 Материальный баланс технологического процесса.

5.2.3 Исследование качественных показателей очищенных отходов горчично-маслобойного производства.

5.3 Выводы.

6. Технико-экономическая оценка эффективность результатов исследований.

Актуальность темы. При переработке масличных культур традиционно получают масла и жмыхи. В зависимости от качества сырья и условий переработки, масла могут быть пищевыми и техническими, передаваемыми на промышленную переработку. Жмыхи принято считать побочными продуктами, и, как правило, их используют в качестве кормовой добавки в рационах сельскохозяйственных животных и птицы.

Особенностью семян масличной культуры сарептской горчицы и побочных продуктов (жмых, порошок, высевки) горчично-маслобойного производства является наличие в них серосодержащих соединений - тиогликозидов, которые могут быть представлены общей формулой:

К-С=Ы-0803К 8-СбНц05

Семена горчицы и продукты их переработки в своем составе содержат также фермент мирозиназу, который расщепляет тиогликозиды при наличии физической влаги и достаточной температуры.

Тиогликозиды при расщеплении образуют эфирные масла (изотиоцианаты), что являлось основой использования горчичного жмыха для получения пищевого горчичного порошка, готовых форм горчицы и горчичников.

Переход на рыночные отношения привел к сокращению реализации перечисленных продуктов до минимума, и как следствие - переводу жмыха в категорию промышленных отходов.

Как отход, жмых утилизировался традиционными методами с использованием его в качестве топлива, удобрения, кормовой добавки и подвергался захоронению на полигонах. Традиционные способы утилизации отходов для горчичного жмыха оказались неприемлемыми, так как пагубно влияли на окружающую среду и жизнь животных.

Использование жмыха в качестве топлива приводило к вторичному загрязнению атмосферного воздуха населенных мест дымовыми газами, содержащими оксиды азота, фосфора, углерода, образующимися при их сгорании.

Внесение горчичного жмыха в качестве удобрения в почву негативно сказывается на ее структуре за счет высокого содержания в нем масла и белка. Захоронение жмыха на полигонах приводило к его самовозгоранию с выделением в атмосферный воздух токсичных соединений и выгоранию значительных площадей и обьемов почвы.

Скармливание горчичного жмыха в составе кормовых рационов сельскохозяйственным животным и птице приводило к гибели животных за счет отравления эфирным горчичным маслом, образующимся при гидролизе синигрина в желудочной массе животных и птицы.

В связи с тем, что побочные продукты горчично-маслобойного производства содержат в своем составе до 45 % сырого протеина, 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 органолептических 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.

1. 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.

2. Провести теоретические исследования термодинамических характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале рабочих температур 283.343 °К.

3. На основании анализа существующих перемешивающих устройств и обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина обосновать схему конструкции гидролизера.

4. 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 продуктов, пригодных для скармливания животным и птице, обоснована конструктивная схема и определены рациональные параметры гидролизе-ра 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.

1. 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.

2. Результаты теоретических исследований термодинамических характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале рабочих температур 283. .343 °К.

3. Теоретическое обоснование конструктивной схемы гидролизера.

4. Результаты исследований по определению рациональных режимов технологического процесса и конструктивных параметров гидролизера для переработки отходов горчичного производства.

5. Результаты натурных производственных испытаний предлагаемых технологии и технических средств по переработке отходов горчичного производства.

6. 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 ВолгГТУ (2008-2011 г.г.); междунар.х науч.-практич. конференциях в ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ 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 СГЖ «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 пл., 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.

Общие выводы

1. Семена горчицы и продукты их переработки (жмых, высевки, шелуха), содержащие в своем составе до 45% сырого протеина, 12. .14 % жира, 35 % БЭВ, определенное количество незаменимых аминокислот, могут служить высокопитательной кормовой добавкой для сельскохозяйственных животных и птицы, однако наличие в них до 1,2 % антипитательных веществ, присущих сарептской горчице (синигрин и аллилгорчичное масло), сдерживают скармливание этих продуктов животным и птице в натуральном виде.

2. Проведенные теоретические исследования термодинамических характеристик реакции гидролиза синигрина в интервале температур 283.343 °К свидетельствуют о том, что при положительных значениях энтальпии (АН(°), энтропии (А8°), и увеличении константы равновесия (Кр), она эндотермична и в соответствии с принципом Ла-Шаталье при увеличении температуры положение равновесия смещается в сторону образования конечных продуктов. Отрицательные значения энергии Гиббса указывают на невозможность протекания данной реакции без изменения внешних условий, увеличения температуры, давления или присутствия катализатора.

3. Из анализа существующих перемешивающих устройств, аналитического определения показателей смесителей (мощности приводов, угловой скорости и частоты вращения рабочих органов мешалок в зависимости от физических свойств твердой и жидкой фракции, расхода жидкости), обеспечения рациональных параметров и режимов технологического процесса гидролиза синигрина, а также условий транспортировки обрабатываемого продукта, нами предложена схема конструкции гидролизера в виде вертикального цилиндрического аппарата с конусным днищем, снабженного лопастными мешалками в цилиндрической части, якорной мешалкой - в конической, и шнековым дозатором - в нижней.

4. На основе лабораторных исследований процесса гидролиза синигрина до эфирного горчичного масла получено уравнение регрессии, в результате анализа которого определены рациональные параметры технологического процесса переработки отходов горчично-маслобойного производства:

- увлажнение отходов переработки семян горчицы 30 % - ми воды;

- температура гидролиза синигрина не более 55 °С;

- время гидролиза синигрина 15 минут.

5. С увеличением температуры прессования семян горчицы содержание эфирного масла в жмыхе не изменяется, но определить его можно только при добавлении фермента мирозиназы, так как при высоких температурах (90,120,125 °С) прессования этот фермент видоизменяется, теряет свою активность и за счет «скрытого фактора» не производит гидролитического расщепления синигрина.

6. Для транспортировки рабочей суспензии по трубопроводам при 20 °С рекомендуется содержание в ней сухого вещества не более 15 %. Условная вязкость 15 %-ной суспензии изменяется многократно при нарастании времени контакта фаз до 70 минут, за исключением интервала с 20 до 35 минут, где она остается постоянной.

7. На основе экспериментальных исследований предлагаемого устройства для реализации обменной реакции между веществом и водой получены уравнения регрессии, в результате анализа которых определены оптимальные значения наиболее значимых факторов, обеспечивающих выделение необходимого количества синигрина: длина лопастей 108-110 мм, длина ножей 76 мм, количество лопастей 4.

8. По результатам исследований получен кормовой продукт «Белок кормовой из растительного сырья «Сарепта », соответствующий по качественным показателям техническим условиям ТУ 9146-061-70586390-08.

9. Технико-экономическая оценка показала, что реализация технологических и технических решений позволяет при переработке 1 т/сутки отходов горчично-маслобойного производства получить экономический эффект 5136 руб. в ценах 2009 года.

1. Алексеев, Н. Д. Технологическое оборудование Текст. / Н. Д. Алексеев, Т.Т. Марченко. М.: Пищепромиздат, 1957. - 380 с.

2. Альтшуль, А.Н. Растительные белковые корма Текст. / А.Н. Альтшуль. -М.: Колос, 1967.-С. 49-54.

3. Арутюнян, Н.С. Лабораторный практикум по технологии переработки жиров Текст. / Н.С. Арутюнян [и др.]. М.: Агропромиздат, 1991. - 160 с.

4. Ахназарова, C.JL Оптимизация эксперимента в химии и химической промышленности Текст. /С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1978. -319 с.

5. Биккель, В. Использование вкусовых и ароматических веществ в кормлении животных Текст. / В. Биккель. М.: Колос, 1983. - 248 с.

6. Бойко, Л.Я. Определение возможности ввода в комбикорма концентрата белкового кормового из натурального растительного сырья Текст. / Л. Я. Бойко //Отчет о НИР. Воронеж: ВНИИКП., 1993. - 25 с.

7. Бойко, Л. Я. Исследование кормовой оценки горчичного белка Текст. / Л. Я. Бойко //Отчет о НИР. Воронеж: ВНИИКП., 2005. -39 с.

8. Бонг- Баньковский, Г.И. Приготовление и скармливание кормов Текст. / Г.И. Бонг- Баньковский Л.: Колос, 1954. - 137 с.

9. Бондарь, А.Г. Планирование эксперимента в химической технологии Текст. / А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха. Киев: Высшая школа, 1976. - 123 с.

10. Бочков, А.Ф. Образование и расщепление гликозидных связей Текст. / А. Ф. Бочков [и др.]. М.: Наука, 1978. - 320 с.

11. Боярский, Л. Г. Производство и использование кормов в промышленном животноводстве Текст. / Л.Г. Боярский, В.Д. Дзарданов. М.: Россельхозиздат, i960. - 236 с.

12. Букин, В.Н. Зависимость пищевой ценности белков от витаминов Текст. /В.Н. Букин // В кн.: Белки в промышленности и сельском хозяйстве. М: Колос, 1952.-156 с.

13. Бурлагу, Г. Современные системы по оценке питательности кормов и кормовых средств Текст. / Г. Берлагу // Обзор. Бухарест, 1982. - С. 10-11

14. Васин, A.B. О пригодности горчичного шрота к скармливанию Текст. / A.B. Васин, Ю.П. Квиткин // Сельское хозяйство Поволжья. 1957. - № 6. - С. 12.

15. Васин, A.B. Диагностика отравлений животных и птицы Текст. / A.B. Васин, Ю.П. Квиткин // Сельское хозяйство Поволжья. 1957. - № 6. - С. 2829.

16. Венедиктов, A.M. Кормление сельскохозяйственных животных Текст. / A.M. Венедиктов // Справочник. М.: Россельхозиздат, 1983. - С. 43-45.

17. Вильнер, A.M. Кормовые отравления Текст. / А М. Вильнер. Л.: Колос, 1974. -С.48-51.

18. Гайнетдинов, М.Ф. Рациональное использование отходов пищевой промышленности в животноводстве Текст. / М. Ф. Гайнетдинов. М.: Россельхозиздат, 1978.-С. 46-48.

19. Гауровитц, Ф. Химия и биология белков Текст. / Ф. Гауровитц. М.: Иностранная литература, 1953. - С. 160-172.

20. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов, Текст. / A.C. Гинзбург. М.: Колос, 1973. - 528 с.

21. Голдовский, A.M. Теоретические основы производства растительных масел Текст. / A.M. Голдовский. М.: Пищепромиздат, 1958. - 446 с.

22. Григорьева, В.Н. Семена сарептской горчицы, состав и свойства входящих в них компонентов Текст. / В.Н. Григорьева [и др.] // Масложировая промышленность. 1992. - № 2. - С. 6-16.

23. Гулянюк, Г.Д. Жмыхи, шроты и другие продукты, получаемые при переработке масличных растений Текст. /Г.Д. Гулянюк [и др.] // В кн.: Использование отходов промышленности и сельского хозяйства в животноводстве. Киев: Урожай, 1983.-С. 55-60.

24. Демченко, П.П. Обзор по биохимическим и физиологическим свойствам семян горчицы Текст. / П. П. Демченко [и др.] // Отчет о НИР. Л.: ВНИИЖ, 1992.-С. 2-29.

25. Денди Д.А. Концентраты, полученные механическим путем Текст. / Д.А. Денди // В кн.: Источники пищевого белка. М.: Колос, 1979. - С.62.

26. Дмитроченко, А.П. Кормление сельскохозяйственных животных Текст. / А.П. Дмитроченко, П.Д. Пшеничный. М.: Сельхозиздат, 1965. - С. 20-45.

27. Дублянская, Н.Ф. Содержание аллилового масла в семенах горчицы и методика его определения Текст. / Н.Ф. Дублянская // В кн.: Краткий отчет о научно-исследовательской работе. Краснодар: Институт масличных и эфиромас-личных культур, 1957. - С. 56-64.

28. Духин И.А. Пути повышения использования питательных веществ кормов крупным рогатым скотом Текст. / И.А. Духин [и др]. // В кн.: Пищеварение и биосинтез молока у сельскохозяйственных животных. Боровск, 1982. - С. 32-36.

29. Дьяков, М.И. Методика по определению качества корма Текст. / М.И. Дьяков. М.: Россельмашиздат, 1967. - С. 11-13.

30. Ерсков, Э.Р. Протеиновое питание жвачных животных Текст. / Э.Р. Ер-сков. М.: Агропромиздат, 1985. - С. 159-170.

31. Ефимов, В.П. Интенсификация сельскохозяйственного производства в СССР Текст. / В.П. Ефимов, В.И. Манякин. М., 1980. - 189 с.

32. Зелепуха, С.И. Антимикробные свойства растений, употребляемых в пищу Текст. / С. И. Зелепуха. Киев: Наукова Думка, 1978. - 231 с.

33. Калашников, А.П. Кормление молочного скота Текст. / А.П. Калашников. М.: Колос, 1978. - 255 с.

34. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии Текст. / А.Г. Касаткин. М: Химия, 1971.-783 с.

35. Клейменов, Н.И. Факторы, определяющие усвоение корма Текст. / Н.И.

36. Клейменов, H.H. Забегайлова// Животноводство. 1979. - № 11. - С. 47-50.

37. Коваленко, Ю.Т. Протеиновые корма из продуктов переработки семян масличных культур Текст. / Ю.Т. Коваленко // Растительные белки и их использование в кормлении сельскохозяйственных животных. Д.: Колос, 1964. - С. 6087.

38. Коновалова, Р.В. Сухожаровая обработка рапсового жмыха Текст. / Р. В. Коновалова, Г. Н. [и др.] // Труды Одесского технологического института пищевой промышленности. Одесса, 1987. - № 397. - С. 5.

39. Коротаева, О.С. Эффективность использования горчичного жмыха «Белок Сарепта в рационах откармливаемых свиней Текст.: автореф дис. канд. сельхоз. наук: 06.02.02: защищена 28.05.98 / Коротаева Ольга Семеновна Дубро-вицы Моск. обл.: ЦНИИТИК, 1998. - 22 с.

40. Кузнецов, М.А. Скармливание животным горчичного жмыха Текст. / М. А. Кузнецов // Молочное и мясное скотоводство. 1963. - № 11. - С. 12-17.

41. Куликов, В.М. Новый способ использования горчичного жмыха при откорме крупного рогатого скота Текст. / В.М. Куликов, Р.И. Малахова // Информационный листок № 451 82 / Волгоградский ЦНТИ, 1982. - 4 с.

42. Куликов, В.М. Использование некондиционного горчичного порошка в составе соломенно-концентратных гранул на откорм скоту Текст. / В.М. Куликов, Р.И. Малахова, А.Г. Чешева // Информационный листок № 304 83 / Волгоградский ЦНТИ, 1983.-3 с.

43. Куликов, В.М. Резервы протеинового питания животных в НижнеВолжском регионе Текст. / В.М. Куликов В.М. [и др.] // Вестник сельскохозяйственной науки. 1984, № 6. С. 92.

44. Куликов В. М. Использование горчичного жмыха в рационах цыплят-бройлеров Текст. / В.М. Куликов [и др.] // Информационный листок.- Волгоград: Нижневолжский ЦНТИ, 1994, № 126-94. 3 с.

45. Куликов В. М. Эффективность использования белка "Сарепта-5" в кормлении цыплят бройлеров Текст. / В.М. Куликов [и др.] // Информационный листок.- Волгоград: Нижневолжский ЦНТИ, 1994, № 179-94. - 3 е.

46. Куликов, В. М. Эффективность использования "Белка "Сарепта" в рационах телят до 6-месячного возраста Текст. / В.М. Куликов [и др.]. //Информационный листок. Волгоград: Нижневолжский ЦНТИ, 1994, № 246 95.-Зс.

47. Куликов, В.М. Использование обработанного горчичного жмыха в рационах телят-молочников Текст. / В.М. Куликов [и др.]. // Информационный листок. Волгоград: Нижневолжский ЦНТИ, 1994, № 289 -95.-3 с.

48. Куликов, В.М. Использование отходов масложировой и перерабатывающей промышленности в кормлении сельскохозяйственных животных Текст. / В.М. Куликов [и др.]. Волгоград: ВГСХА, 1998. - С. 5-108.

49. Курилов, Н.В., Использование протеина кормов животными Текст. / Н.В. Курилов, А.И. Комаров. // В кн.: Развитие молочного и мясного скотоводства в СССР. М.: Колос, 1979. - 343 с.

50. Лишкевич, М. И. Состав и использование жмыхов и шротов Текст. / М.И. Лишкевич. -ВНИИЖ, 1956. 117 с.

51. Лобанов, П.П. Меры по увеличению производства растительного белка в СССР Текст. / П.П. Лобанов // Международный с.х. журнал 1975. - № 3, - С. 3136.

52. Лукашенок, Е.В. Эффективность сушки обезвреженного рапсового шрота при производстве комбикормов Текст. / Е.В. Лукашенок [и др] // Известия вузов, 1987, № 888. С.8.

53. Луценко, С.П. Применение обезвреженного горчичного жмыха и шелухи при откорме крупного рогатого скота / С.П. Луценко и др. // Ученые Волгоградского СХИ науке и практике. - Волгоград: ВГСХА, 1996. - С. 156-159.

54. Мерлин, А.Е. Эффективность использования в рационах лактирующих коров кукурузного силоса, заготовленного с побочными продуктами переработки семян горчицы Текст. : автореф. дис. канд сельхоз. наук / А.Е. Мерлин Волгоград: ВИНИТИ ММС и ППЖ, 2008. - 24 с.

55. Минкевич, И.А. Масличные культуры Текст. / И.А. Минкевич, В.Е. Борковский. М.: Гос.изд.с/х л-ры, 1953. - 414 с.

56. Найда, A.A. Горчичный жмых важный резерв белковых кормов Текст. / A.A. Найда // Сельское хозяйство Поволжья. - 1963. - № 6. - С. 25-84, С. 37-39.

57. Нечаев, А.П. Органическая химия: учебник для пищевых институтов Текст. / А.П. Нечаев, Т.В. Еременко М.: Высш. школа, 1985. - 463 с.

58. Овсянников, А.И. Проблемы повышения эффективности использования белка в животноводстве Текст. / А.И. Овсянников // Животноводство. 1974. -№ 2. - С. 38-42.

59. Акарицид для обработки семян горчицы и хранилищ для них Текст.: пат. 2099946 Рос. Федерация: МКИ 6 А 01 N 47/46. /Русакова, Г.Г;.заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 96101786/13; заявл. 26.01.96; опубл. 27.12.97, Бюл. № 36. -4 с.

60. Способ переработки маслосемян горчицы Текст.: пат. 2112019 Рос. Федерация: МКИ 6 С 11 В 1/6 А 23 Ь 1/225 / Русакова, Г. Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 97103431/13; заявл.06.03.96; опубл. 27.05.97, Бюл. № 15. Зс.

61. Способ переработки маслосодержащих семян Текст.: пат. 2112398 Рос. Федерация, МКИ 6 А 23 1 1/14, А 23 Ь 1/225; / Русакова, Г. Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 96118988/13; заявл. 24.09.96; .опубл. 10.06.98. Бюл. № 16.-3 с.

62. Способ предпосевной обработки семян горчицы Текст.: пат. 2120718 Рос. Федерация, МКИ 6 А 01 С 1/08. / Русакова, Г. Г.;. заявитель и патентообладатель ОАО ВМЭЗ «Сарепта». № 97103434/13; заявл. 06.03.97; опубл. 27.10.98, Бюл. № 30.- 3 с.

63. Способ утилизации отходов горчично-маслобойного производства Текст.: пат. 2120769 Российская Федерация: МКИ 6 23 К 3/00 / Русакова Г. Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 971055518/13; заявл. 03.04.97; опубл. 27.10.98, Бюл. № 30.-3 с.

64. Консервант для силосования зеленой массы растений Текст.: пат. 2120770 Рос. Федерация. МКИ 6 А 23 К 3/02 / Русакова, Г. Г., Дуборезов, В. М.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г.- № 97103432/13; заявл. 06.03.97; опубл. 27.10.98, Бюл. № 30. 3 с.

65. Способ переработки маслосемян горчицы сарептской Текст.: пат. 2123268 Рос. Федерация. МКИ 6 А 23 23 Ь 1/225 С 11 В 1/04 / Русакова, Г. Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г.- № 97108333/13; заявл. 20.05.97; опубл. 20.12.98, Бюл.№ 35. 3 с.

66. Способ борьбы с вредителями злаковых растений Текст.: пат. 2126629 Рос. Федерация: МКИ 6 А 01 N 61/02 / Русакова Г. Г., Ткач М. Т.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. №97121433/13; заявл. 19.12.97; опубл. 27.02.99, Бюл. № 6. 3 с.

67. Способ переработки семян горчицы Текст.:: пат. 2128212 Рос. Федерация: МКИ 6 С 11 В 1/06, А 23 Ь 1/225 / Русакова, Г. Г. заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. - № 98101526/13; завл.29.01.98; опубл. 27.03.99, Бюл. №9.-3 с.

68. Способ переработки семян горчицы. Текст.: пат. 2137819 Рос. Федерация: МКИ 6 С 11 В 1/06, А 23 Ь 1/225. А 23 К 3/00 / Русакова, Г. Г. заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г.- № 98108585/13; заявл. 30.04.98; опубл. 20.09.09. Бюл. 26.- 4 с.

69. Средство для предпосевной обработки семян маличных культур Текст.: пат. 2145471 Рос. Федерация: МКИ 7 А 01 С 1/00 / Русакова Г.Г. [и др.]; заявитель и патентообладатель Волгоград ОАОВМЭЗ «Сарепта»; заявл. 31.10.97; опубл. 20.02.2000, Бюл. №5.-3 с.

70. Средство для стимулирования роста и развития растений горчицы Текст.: пат. 2158511 Рос. Федерация, МКИ 7 А 01 N 47/46 / Русакова Г.Г.; -заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 99117484/13; заявл. 10.08.99; опубл. 10.11.2000, Бюл. № 31. - 3 с.

71. Способ кормления с. х. животных Текст.: пат. 2160539 Рос. Федерация: МКИ 7 А 23 К 1/00, 1/16 / Русакова Г.Г., Хомутов В.А.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г.- № 99117302/13; заявл. 10.08.99; опубл. 20.12.2000, Бюл.№ 35. 3 с .

72. Способ борьбы с кровососущими насекомыми Текст.: пат. 2160989 Рос. Федерация: МКИ 7 А 01 N 47/46, 65/00 / Русакова Г.Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 99117303/13; заявл. 10.08.99; опубл. 27.12.2000, Бюл. № 36. - Зс .

73. Способ борьбы с мышевидными грызунами Текст.: пат. 2168898 Рос. Федерация: МКИ 7 А 01 N 47/46, А 61 Ь 9/00 / Русакова Г.Г. № 99117955/13; заявл. 10.08.99; опубл. 20.06.01, Бюл. № 17. - 4 с.

74. Способ дезинфекции животноводческих объектов Текст.: пат. 2169012 Рос. Федерация: МКИ 7 А 61 L 2/18 / Русакова Г.Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 99117486/13; заявл. 10.08.99; опубл. 20.06.01, Бюл. № 17. - 3 с.

75. Состав для внекорневой обработки маличных культур Текст.: пат. 2176629 Рос. Федерация: МКИ 7 С 05 D 9/02, А 01 N 61/02 / Русакова Г.Г.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 2000121653/12; заявл. 16.08.2000; опубл. 10.12.01, Бюл. №34. -2 с.

76. Способ получения изотиоцианатов Текст.: пат. 2196811 Рос. Федерация: МКИ 7 С 11 В 13/00 / Русакова Г.Г., Хомутов В.А.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. - 2000121894/13; заявл. 16.08.2000; опубл. 20.01. 2003. Бюл.№ 2.-3 с.

77. Способ получения изотиоцианатов Текст.: пат. 2196812 Рос/ Федерация: МКИ 7 С 11 В 13/00. / Русакова Г.Г., Хомутов В.А. Рыжков В.М.; заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. 2000121921/13; заявл. 16.08.2000; опубл. 20.01.2003, Бюл.№ 2.-3 с.

78. Состав для предпосевной обработки семян масличных культур Текст.: пат. 2196407 Рос. Федерация: МКИ 7 А 01 С 1/00 / Русакова Г.Г.;. заявитель и патентообладатель Русакова Г.Г. № 2000121651/13; заявл. 16.08.2000; опубл. 20.01.03, Бюл. №2.-3 с.

79. Петрухин, И. В. Корма и кормовые добавки Текст. / И.П. Петрухин.

80. M.: Росагропромиздат, 1989. С. 416 - 440.

81. Плохинский, H. А. Руководство по биометрии для зоотехников Текст. / Н.А. Плохинский. М.: Колос, 1969.- 276 с.

82. Попов, И.С. Кормление сельскохозяйственных животных Текст. / И.С.Попов. М.: Колос, 1940. - 218 с.

83. Попов, И. С. Протеиновое питание животных Текст. /И.С.Попов. М.: Колос, 1975. - 368 с.

84. Пшеничный, Н.И. Кладовые белка Текст. /Н.И. Пшеничный. Киев: Наукова Думка, 1963. - 156 с.

85. Ржехин, В.П. К изучению превращений белковых веществ масличных семян при действии на них тепла и других агентов Текст. / В.П. Ржехин, В.Н. Красильников // Труды Всесоюзного научно-иссл. ин-та жиров. 1963. - № 23. -С. 56-89.

86. Руководство по методам исследования, технологическому контролю и учету производства в масложировой промышленности Текст. / Под общей редакцией В.П. Ржехина, А.Г. Сергеева. Л.:ВНИИЖ, т. 1-7. - 1956 -1977. -960 с

87. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров Текст. / Под общей научной редакцией д.т.н. проф. А.Г. Сергеева т. 1-7. - Л.: ВНИИЖ. - 1975 -1977. - 1268 с.

88. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов Текст. / Под редакцией И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М.: Брандесс, Медицина - 1998.-341 с.

89. Русакова, Г.Г. Сарептская горчица ценное сырье для различных отраслей народного хозяйства Текст. / Г.Г. Русакова, В.А. Хомутов. - Волгоград: Офсет. - 1998. - 45 с.

90. Способ утилизации твердых отходов горчично-маслобойного производства Текст. / Г.Г. Русакова [и др.] // Заявка на изобретение, № 2003109317. Положительное решение на выдачу патента на изобретение от 10.02.2004.

91. Русакова Г.Г. Семена горчицы и продукты их переработки ценный корм для сельскохозяйственных животных и птицы Текст.: монография /Г.Г.Русакова. - Волгоград: ИКЦ ООО «Фирма Л.Б.Т.», 1998. - 92 с.

92. Русакова, Г.Г. Кормовая ценность семян горчицы и побочных продуктов их переработки Текст. / Г.Г. Русакова [и др.], // Комбикорма. 2006. - № 6. -С. 71-72.

93. Русакова, Г. Г. Эффективность применения побочных продуктов горчично-маслобойного производства в кормлении животных и птицы Текст. / Г. Г. Русакова [и др.] // Кормопроизводство. 2006. - № 11. - С. 28-31.

94. Русакова, Г. Г. Утилизация токсичных отходов горчично-маслобойного производства Текст. / Г.Г. Русакова [и др.] // Изв. Тульского государственного университета. Серия: Экология и рациональное природопользование. 2006. -Вып. 1.- С. 80-81.

95. Парахневич, Д.В. Экологический паспорт природопользователя Текст.: учеб. пособие./ Г.Г. Русакова, В.Б. Котенко, Д.В. Парахневич, В.А. Кищенко. Волгоград: Политехник, 2007. - 84 с.

96. Русакова, Г.Г. Жмыхи и шроты Текст.: монография. / Г.Г.Русакова. -Волгоград: Политехник ВолгГТУ, 2007. 138 с

97. Русакова, Г.Г. Технология нетрадиционной переработки маслосемян горчицы. Текст.: монография. / Г.Г. Русакова, Е.А. Свириденко, A.B. Демьянов. -Волгоград: Политехник ВолгГТУ, 2008. 96 с.

98. Русакова, Г.Г. Технологические процессы утилизации токсичных отходов горчично-маслобойного производства Текст.: монография. / Г.Г. Русакова [и др.]. Волгоград: Политехник ВолгГТУ, 2008. - 178 с.

99. Парахневич, Д.В. Комплексная переработка семян горчицы Текст.: монография / Г.Г. Русакова, В.А. Хомутов, Д.В. Парахневич , М.М. Русакова. -Волгоград: ИПК «Нива» ФГОУ ВПО ВГСХА, 2009. 193 с.

100. Русакова, Г.Г. Эффективность использования побочных продуктов переработки семян горчицы в рационах крупного рогатого скота Текст.: монография / Г.Г. Русакова [и др.]. Волгоград: ИПК «Нива» ФГОУ ВПО «Волгоградская ГСХА», 2010.- 126 с.

101. Парахневич, Д.В Комплексная переработка семян горчицы Текст.: монография / Г.Г. Русакова, В.А. Хомутов, Д.В. Парахневич, М.М. Русакова. -Волгоград: ФГУ ВПО ВГСХА. ИПК «Нива», 2009. 190 с.

102. Парахневич, Д.В. Технология переработки вторичных продуктов горчично-маслобойного производства Текст. / Г.Г. Русакова, Д.В. Парахневич, В.Б. Котенко, М.М. Русакова // Сельский механизатор. 2009. - № 12. - С.

103. Солошенко, В.М. Разработка технологии получения кормовых продуктов из горчичного жмыха и порошка Текст. / В.М. Солошенко // Отчет о НИР. -М.: ГосНИИсинтез- белок, 1993. 37 с.

104. Стабников, В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств Текст.: монография / В.Н. Стабников, В.И. Баранцев. М.:Пищевая пр-ть, 1974. - 360 с.

105. Станкевич, Т.И. Инактивация токсических веществ рапса путем авто-клавирования Текст. / Т.И. Станкевич, Р.В. Кононова, Е.В. Лукашенок // Труды Одесского технологич. института пищевой промышленности. Одесса, 1988, № 484. - С. 6.

106. Стрелков, В.П. Использование горчичного жмыха в рационах телят-молочников Текст.: автореф. дис. канд. с.-х. наук: 06.02.02: защищена 03.07.97 / Стрелков Валерий Павлович Дубровицы Моск. обл.: ЦНИИТИК, 1997. - 18 с.

107. Струк, А.Н. Кормовое достоинство горчичного жмыха «Сарепта-5» и использование его в рационах гусей Текст.: автореф. дис. канд. с.-х. наук: 06.02.02: защищена 15.05.99 / Струк. Александр Николаевич Дубровицы Моск. обл.: ЦНИИТИК, 1999. - 24 с.

108. Таранов, М.Т. Биохимия кормов Текст. / М.Т. Таранов, А.Х. Сабиров, -М.: Агропромиздат, 1987.- 238 с.

109. Таубе, П.Р. Исследование горчичного жмыха Текст. / П. Р. Таубе [и др.] // Изв. вузов. 1958. - № 4. - С. 27-30.

110. Томмэ, М. Ф. Переваримость кормов Текст. /М.Ф. Томмэ- М.: Колос, 1970.-280 с.

111. Филатов, И. И. Использование кормов животными в зависимости от технологии приготовления Текст. / И.И. Филатов // Вестник сельскохозяйственной науки. 1983. - № з. с. 124-127.

112. Чарыков, А.К. Математическая обработка результатов химического анализа Текст.: монография /А.К. Чарыков. Л.: Высшая школа, 1984. - 168 с.

113. Чепрасова, О.В. Кормовое достоинство белка «Сарепта» из горчичного жмыха и использование его в кормлении кур Текст.: автореф. дис. канд. сельхоз. наук: 06.02.02: защищена 25.01.96 / Чепрасова Ольга Васильевна Дубровицы

114. Моск. обл.: ЦНИИТИК, 1996. 24 с.

115. Чешева, А.Г. Выращивание цыплят-бройлеров на рационах с горчичным жмыхом и белково-витаминным концентратом (БВК) Текст.: автореф. дис. канд. сельхоз. наук: 06.02.02: защищена 31.05.76 / Чешева Ангелина Григорьевна. -Волгоград: СХИ, 1976. 16 с.

116. Чинига, А.П. Справочник технолога эфиромасличного производства Текст. / А.П. Чинига ; под ред. А. П.Чиниги. М.: Легкая и пищевая пр-ть, 1981. — 184 с.

117. Чичибабин, А. Е. Основные начала органической химии Текст.:учеб. для вузов /А.Е. Чичибабин. М.: Химия, 1954. - Т. 1. - 797 с.

118. Щеглов, В.В Белковое и аминокислотное питание животных Текст.: монография / В.В. Щеглов. Минск: Урожай, 1974. - 206 с.

119. Щербаков, В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья Текст.: монография. М.: Пищевая пр-ть, 1979. - 3 изд. - 285 с.

120. Щукин, М.П. О денатурации белковых веществ при переработке хлопковых семян по различным технологическим схемам Текст. / М.П. Щукин, Н.А. Ахмедова // Маслобойножировая пр-ть. 1955. - № 5. - С. 28-44.

121. Anon, Т. Heating soybean meal has little effect on cowsperformance Text. / T. Anon Feedstuff's, 1986, 58. - p.12-13.

122. Braude, R. Antibiotik in animal feeds in Greatbritan Text. / R. Braude // Anim. Sci.- 1978.-46, 5.-P. 1425-1436.

123. Cancalon, P. Chemical composition of sunflower seed hulls Text. / P. Can-calon // Jornal of the American Oil Chemist's Society. 1971. - 48. - p.629.

124. Cardon, T. The feeding value of kale and sweds Text. / T. Cardon, W. Mollmoyle. 1975. p. 158-160.

125. Cheyasuddin, S. Effect of several variables on the extractability of sunflower proteins Text. / S. Cheyasuddin, C. Cater, M. Mattilk F. // F. Jornal of Food Science. -1970.-35.-p.453.

126. Chilly, Vet al. Effeat of composition of baset rations on metabolisable energy content of mustard cake for chicks Text. / Vet al, Chilly // J. Anim. Phistol and Anim. Nituit. 1987. - V.39. - № 1. - p.220-223.

127. Chwawa, G. C., Use of oilcakes in the ration of livestock Text. / G. C.

128. Chwawa, T. Rai // Indian Dairymen.- 1986. 38. - p. 187-189.

129. Erfle, J. D. Response of lacta'ing dairy cows to formal-dehyde-treatedr soybean meal when bed with control urea treated corn silage Text. / J. D. Erfle, F. D. Sauer, S. Mahadevan. // Ganad. J.Anim. Sc. - 1986 - 66. - p.85-95.

130. Gandy, D. E. Protection and prospects for sunflower seed Text. / D. E. Gandy // J. of the American Oil Chenust's Society, 1972,49. p.518.

131. Gross, K. J. Ende der Fahnenstange Text. / K. J. Gross // Agra Praxis. -1987. 4. - p.71-72.

132. Kaemmerer, E. Weisheiten fur neue Aufgabe. Naturstoffe fur die Tiernahrung Text. / E. Kaemmerer, J. Fink // Mitt. Krautfutter. 1982. - 65. - P. 296-302.

133. Kampaetal, D. N. Effect of wilting and the additives, strav, mollasses and urea on the fermentation pattern of maize silage Text. / D.N. Kampaetal // Animal pesd Sei and Technology, 1983.-P. 185-196.

134. Kerk, I. T. Variation and Inheritace of Erucic Acid Contant in Brassica junce Text. /1. T. Kerk, C. I. Hurstona // Z. of Lanzucht, V.90. 1983. - P. 331-338.

135. Kerr, T.J. Chemical composition and invitro digestibility of biologically degraded peanut hulls Text. / T.J. Kerr // J.Sc. Food Agr. 1986. -p. 637-651.

136. Klopstein, T. Soybean hulls Text. / T. Klopstein, F. Owen // An energy supplement for ruminants. Anim. Health Nutrit 1987. - 42. - p.28-32.

137. Lindemann, M.D. Digestibility and feeding Value off peanui hulls for swine Text. /M.D. Lindemann//J.anim. Sc. 1986. - p.412-421.

138. Lunch, G. L. Effects of isopropyl alcohol treatment of soybean meal on nitrogen utilization by ruminants Text. / G. L Lunch, L. L Berger, G. C. Fahey // Anim. Feed Sc. Technol. 1986.- 14. - p.127-137.

139. Lundguist, R. G. Influenced of formaldehyde treated soybean meal on milk production. Text. / R. G Lundguist, D. E. Otterby, J. G. Linn, // J.Dairy Sc, 1986, 69. -p.l 137-1143.

140. Lutynska, R. Badama and urelolet nia roslina pastewna Heracleum Text. / R. Lutynska // Sosnowskyi Manden Pvzegl nadow. - 1975. - 43, 24. - P. 4-7.

141. Mc Kay, W. The use of antibiotics in animal feeds in the United Kingdom Text. / W. Mc Kay // The impuct and importance of legislatu controls World Paultru Sei /-1975.-31, 2.-P. 116-128.

142. Madhusudhan, K.T. Detoxification of commercial linseed meal for use in broiler rations. Text. / K.T. Madhusudhan, H.P. Ramesh, T. Ogawa // Poultry fSc. -1986,- 63. p. 164-171.

143. Moose, T. Fabricated foods. Text. / T. Moose // Criti cal Review of Food Technology, 1970. -p.21.

144. Mulky, M. J. Vtilization of oilseed meals for animal and human nutrition. Text. / M.J. Mulky // Oilseed production constraints and opportunités, 1985, p.611-624.

145. Scott, W. O. Modern soybean production. Text. / W.O. Scott, S. R. Aldrich // Farm Quarterky, Ohio, 1972 286 p.

146. Smith, A. K. Protein protein products as food ingredients. Text. / A. K. Smith, S. J. Circke // Soybeans: chemistry and technology, proteins, vol. 1. - 1987. -p.339-340.

147. Statev, N. Aspecte priving pretabilitatea la insilozare a unor furaje cu ajutorul lactosilului Text. / N. Statev, O. Pirlea, J. Muresan, Z. Mihai // Prod. Anim. Zootehn. Med. Veter. 1988. - 8. - D. 19-23.

148. Wiering, G. W // Landb voori Text. / G. W Wiering // Hengeveld. 1963. -P. 587-592.

149. Wilkinson, J. M. Silage in Western Europe / Developments in silage 1987 Text. / J. M. Wilkinson // Papers presented at seminar held at Oxford 18 March. 1987. -P. 1-5.