ВВЕДЕНИЕ 9
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1. Структура, химический состав гемицеллюлозы 11
1.1.1. Структура, физические и физико-химические свойства 12
1.1.2. Химическое строение и молекулярная структура 16
1.1.3. Применение гемицеллюлозы 20
1.2. Особенности выделения гемицеллюлозы 22
1.3. Основные направления рационального использования отходов переработки картофеля 24
1.4. Заключение по обзору литературы 29
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 30
2.1 Организация выполнения работы 30
2.2 Объекты исследований 32
2.3 Методы исследований 32
2.4 Оборудование 34
2.5 Результаты исследований и их обсуждение 35
2.5.1 Обоснование выбора сырья для получения гемицеллюлозы 35
2.5.2 Подбор метода количественного определения гемицеллюлозы.. 36
2.5.3 Изучение химического состава и физико-химических свойств
гемицеллюлозы 40
2.5.4 Разработка технологии получения гемицеллюлозы из отходов
переработки картофеля 43
ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ 46
3.1 Технологическая схема производства гемицеллюлозы 46
3.2 Аппаратурно-технологическая схема производства гемицеллюлозы... 49
3.3 Автоматизация производственного процесса 51
3.3.1 Описание технологического оборудования 52
3.3.2 Анализ технологического процесса как объекта автоматизации 54
3.3.3 Функциональные требования к системе автоматизации 55
3.3.4 Разработка функциональной схемы автоматизации (ФСА) 57
ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 60
4.1 Расчет себестоимости гемицеллюлозы, выделенной из картофельных очисток ... 60
4.2 Экономическое обоснование использования гемицеллюлозы, выделенной из отходов переработки картофеля . 64
ГЛАВА 5 БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.... 66
5.1 Условия труда 66
5.1.1 Соответствие санитарным требованиям микробиологической лаборатории .. 66
5.1.2 Гигиена труда производственная санитария 67
5.2 Безопасность работы в микробиологической лаборатории 69
5.2.1 Безопасность работы с аппаратурой и оборудованием 70
5.2.2 Безопасность работы со стеклянной посудой .. 74
5.2.3 Безопасность работы с химическими реактивами ... 75
5.2.4 Электробезопасность 77
5.2.5 Пожарная безопасность 78
5.3 Оказание первой медицинской помощи 79
ВЫВОДЫ 80
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 81
Важнейшей составной частью всех растений являются гемицеллюлозы - группа полисахаридов, куда входят ксиланы, маннаны, галактаны, которые вместе с целлюлозой и лигнином формируют клеточные стенки растений.
По сути, гемицеллюлоза является разновидностью пищевых волокон, которые способствуют расщеплению полисахаридов растительного происхождения.
Использование полисахаридов гемицеллюлоз осуществляется по ряду направлений. В химической промышленности на их основе получают низкомолекулярные сахара, этиловый и многоатомные спирты, органические кислоты, ксилит, фурфурол и его производные (используемые для производства лекарственных препаратов, антиокислителей, пластмасс и др. ценных веществ и материалов), кормовые дрожжи, аминокислоты, кормовые патоки, углеводно-мочевинный и другие кормовые продукты. При пиролизе древесины лиственных пород гемицеллюлозы служат источником получения метанола и уксусной кислоты. При производстве бумаги присутствие гемицеллюлозы в целлюлозе способствует набуханию и фибрилляции целлюлозных волокон и тем самым способствует снижению энергозатрат и продолжительности размола древесины.
Полисахариды гемицеллюлоз используют также для получения фармацевтических препаратов для ветеринарии. Некоторые из полисахаридов гемицеллюлозы - биологически активны.
Присутствие гемицеллюлоз в пекарских изделиях имеет важное значение благодаря способности связывать воду. При приготовлении пшеничного теста они улучшают качество замеса, уменьшают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста. Безусловный интерес при производстве хлебобулочных изделий представляет то, что гемицеллюлозы тормозят черствение хлеба.
Также важной функцией гемицеллюлозы в пищевых продуктах заключается в том, что они, как пищевые волокна, образуют часть неперевариваемого комплекса, что чрезвычайно важно для перистальтики кишечника.
В настоящее время производство гемицеллюлозы на территории Российской Федерации полностью отсутствует.
Значительное количество гемицеллюлозы содержится в отходах неперерабатываемого в промышленности растительного сырья. В России ежегодно накапливается огромное количество отходов предприятий, перерабатывающих овощи и фрукты. Все это сырье используется недостаточно эффективно или вообще выбрасывается, и необходимо дальнейшее изучение возможностей его дальнейшей переработки в технические, лекарственные, пищевые и многие другие продукты.
Все большую актуальность набирает картофелеперерабатывающая промышленность, значительно увеличиваются ее объемы производства и возрастает актуальность организации рационального использования вторичного сырья.
В связи с вышеперечисленной информацией производство гемицеллюлозы из отходов переработки картофеля можно считать достаточно хорошей перспективой в целях создания собственного производства гемицеллюлозы на территории нашей страны, а также получения новой возможности реализации вторичного сырья картофелеперерабатывающих производств.
Целью дипломной работы является разработка технологии производства гемицеллюлоз из отходов переработки картофеля.
Для достижения цели были сформулированы следующие задачи:
- провести анализ отечественных и зарубежных литературных данных по изучаемой проблеме;
- подобрать объекты и методы исследования;
- изучить химический состав и свойства гемицеллюлоз;
- разработать технологию получения гемицеллюлозы из отходов картофеля.
1. Подобран метод количественного определения гемицеллюлоз, наиболее подходящий для выделения гемицеллюлозы из отходов переработки картофеля. Метод заключается в предварительном удалении пектиновых веществ из сырья с последующей экстракцией гемицеллюлозы.
2. Определены условия для максимального выхода гемицеллюлозы. Наибольшее значение массовой доли выделившейся гемицеллюлозы было получено экстрагированием сырья гидроксидом натрия в течении 5 ч при температуре 100 оС и концентрации экстрагента 5 %. Также было установлено, что для осаждения гемицеллюлозы из полученного экстракта оптимальное значение pH равно 5.
3. Изучены химические и физико-химические свойства гемицеллюлозы, как исследуемого объекта.
4. Разработана технологическая схема получения гемицеллюлозы из отходов переработки картофеля, которая заключается в подготовке сырья (картофельные очистки измельчали до размера частиц 1*1 мм); удалением с помощью водного гидролиза водорастворимых пектиновых веществ, а затем гидролиз- экстрагированием протопектинов оксалатом аммония; экстракции гемицеллюлоз из полученных выжимок гидроксидом натрия (5 %) в течении 5 ч при температуре 100 оС; осаждении из концентрированного экстракта гемицеллюлозы подкислением уксусной кислотой до значения pH 5 и последующей промывке полученного концентрата диэтиловым эфиром; и заключительной сушке.
5. Рассчитана экономическая эффективность разработанной технологии получения гемицеллюлозы. По предварительным расчетам ожидаемая прибыль от использования разработанной технологии составляет 382,90 руб. за одну единицу продукции. Оптовая цена полученного пектина в среднем на 74,6 % дешевле, чем представленные на рынке.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
