Комбинированный способ переработки картофеля на крахмал и спирт. Организация использования отходов переработки Использование растворимых веществ картофеля

Подробная характеристика производственного процесса:
Процесс получения крахмала и обезвоженной мезги происходит на четырех главных участках, находящихся в тесном взаимодействии.

участок очистки сырья (черт. 1/5)
участок вымывки и рафинирования крахмала (черт. 2/5 и 3/5).
участок сушки муки (черт. 4/5)
участок обезвоживания мезги (черт. 5/5)

Технологические схемы этих участков представлены на приложенных чертежах.
Участок очистки сырья:
Заданием участка является отделение загрязнений, сопутствующих картофелю. Картофель, поставляемый на предприятие вагонами или тракторами, автомашинами и т.п., разгружается водобойной установкой или головками сильной струей воды в бетонный бункер, в дне которого находится транспортирующий канал. Этим каналом сырье подводится к барабанной каменеловушке, которая улавливает камни и песок, а сырье по желобу через решетчатую задвижку направляется далее к насосу для картофеля. Этот насос подает картофель вместе с водой к транспортирующему желобу, на пути которого размещена ловушка соломы и дополнительная каменеловушка.
На конце желоба размещен постоянный прутковый обезвоживатель, где картофель отделяется от транспортирующей воды. Транспортирующая вода с мелкими загрязнениями отводится к отстойнику песка и после отложения песка используется вторично для транспортировки картофеля.
Отделенный на прутковом обезвоживателе картофель спадает на картофелемойку, в которой струя чистой воды отделяет оставшуюся часть загрязнений.
Очищенный картофель из картофелемойки подается ковшовым элеватором и шнековым конвейером на ленточные весы и далее к силосу. Из силоса картофель в определенном количестве при помощи дозаторов подается к дальнейшей переработке.

Участок вымывки и рафинирования крахмала

Задачей участка является измельчение картофеля и отделение крахмала от остальных составляющих картофеля, т.е. мезги и растворенных веществ.
Работа участка состоит в следующем:

Определенное количество картофеля дозирующим конвейером подается к теркам. Одна из тёрок является резервной.
В терке при помощи вращающегося барабана, снабженного сменными пилками, картофель измельчается до размеров, меньших от размеров растительных клеток, с целью выделения из них крахмала и клеточного сока. После добавления небольшого количества антиокислителя полученная кашка нагнетается насосом к центрифугам кашки
В центрифуге кашки под действием центробежной силы происходит частичное отделение жидкости от твердых тел.
Жидкость (клеточный сок) отводится насосом к отстойнику крахмала. В свою очередь, твердые тела, т.е. крахмал и мезга вместе с оставшейся частью клеточного сока (ок. 30%) попадают в мешалку, в которой перемешиваются с водой или патокой. После получения однородной взвеси насосы подают её через распределитель к вымывателям кашки I ступени.
Кашка после I ступени шнековым конвейером подается в бункер кашки и насосом через распределитель к вымывателям II ступени. Затем шнековым конвейером в бункер и насосом через распределитель к обезвоживателю мезги (являющемуся III ступенью вымывки).
Сгущенная мезга конвейером отводится в бункер с целью дальнейшего применения.
В это же самое время молочко (вымытый водой крахмал) после каждой ступени вымывки стекает в резервуар с разрушителем пены.
Вымыватели и обезвоживатели представляют собой вращающиеся конусные сита с горизонтальными осями, в которых под взаимодействием струи воды из душевых насадок и центробежной силы происходит отделение мезги, как фракции над ситом.
Крахмальное молочко из резервуара перекачивается насосом в резервуар-распределитель, питающий центрифуги. В центрифугах под воздействием центробежной силы происходит разделение жидкости и крахмала. Жидкость отводится гравитационным способом к отстойнику крахмала, а крахмал в виде сгущенного молочка стекает в резервуар с мешалкой. В этот резервуар подается дальнейшая часть антиокисителя.

Описанный способ работы является наиболее простым, требующим минимального количества оборудования и обеспечивающим наилучшее качество продукта, также при плохом качестве используемого сырья.

Существует возможность исполнения других соединений, при которых количество используемой воды может быть значительно уменьшено. Это зависит от местных условий, главным образом, от способа обезвреживания стоков.
Далее процесс протекает следующим образом:

Насос через самоочищающийся фильтр и гидроциклон, очищающий от песка, подает молочко к очищающим ситам I ступени, на которых происходит отделение, так называемых, мелких волокон.
Очищающие сита работают по принципу, близкому к выше описанным вымывателям. Крахмальное молочко, избавленное от мелких волокон на очищающих ситах I ступени, собирается в резервуаре и насосом подается на установку мультигидроциклонов I ступени.
В мультигидроциклонах под воздействием центробежной силы происходит разделение крахмального молочка. Перелив с низкой концентрацией стекает в резервуар, а выходящее из гидроциклонов направляется в резервуар. Здесь происходит смешивание с молочком, вытекающим от перелива установки мультигидроциклонов III ступени и насосом молочко подается через самоочищающийся фильтр к очищающим ситам II ступени. Мелкие волокна с сит I ступени направляются к мешалку, а II ступени в резервуар. Просеянное молочко направляется в резервуар. Затем насос забирает молочко и подает к установке мультигидроциклонов II ступени. Перелив от этой ступени направляется в резервуар, а выходящие из установки в резервуар. В резервуаре происходит разбавление молочка чистой водой и патокой из вакуумного обезвоживателя до соответствующей густоты.
Затем насос подает молочко к установке мультигидроциклонов III ступени. Выходящее из этой установки, в виде густого рафинированного молочка, собирается в резервуаре, оборудованном мешалкой.
Молочко насосом подается далее к вакуумным обезвоживателям. В обезвоживателе под воздействием вакуума происходит обезвоживание крахмала до содержания 36 до 38% сухого вещества. Обезвоженный крахмал конвейером подается на участок сушки.

Участок сушки муки:
Задачей участка является сушка крахмала, а затем охлаждение, гомогенизация, просеивание и упаковка готового продукта в мешки.
Крахмал высушивается в пневматической сушилке при помощи струи воздуха, нагретого диафрагмами водяным паром. Сушилка состоит из воздухоприемника, фильтра нагревателя воздуха, сушильного канала, циклонов с коллектором и вентиляторов - нагнетательного и всасывающего.
Температура входящего воздуха регулируется автоматически. Процесс сушки контролируется измерительными приборами температуры, давления и расхода пара. Высушенная картофельная мука подается пневматическим транспортом и шнековым конвейером в бункер гомогенизации с балочной мешалкой.
Для придания однородности свойствам готового продукта предназначен бункер, в котором происходит постоянное перемешивание муки при использовании транспортной системы, состоящей из балочной мешалки, ковшового элеватора и шнековых конвейеров.
Однородный продукт конвейерами с регулируемой производительностью подается в бурат. Готовый продукт после просеивания собирается в бункере складирования, а затем упаковывается при помощи конвейеров, балочной мешалки, снабженной мешалконаполнителем.
Вся система поддерживается на отрицательном давлении, создаваемом установкой аспирации, предотвращающей пыльность в помещении.

Участок обезвоживания мезги

Мезга, полученная после последней ступени вымывания содержит ок. 8% сухого вещества и может быть конечным отходом, который можно использовать.
Желая увеличить содержание сухого вещества в мезге, направляем её при помощи конвейера В.18 в бункер D.1, откуда насосом D.2 в центрифугу D.3, где происходит отделение воды и сгущение мезги до ок. 18% сухого вещества.
Сгущенная мезга отводится шнековым конвейером D.4 в резервуар мезги D.5 или в бетонный бункер.
Электрооборудование:
В состав поставки входят:

распределительные устройства
щиты управления
контрольно-измерительный шкаф
кабели в объеме, необходимом для ведения и контроля технологического процесса.

Картофель не только ценная пищевая культура и кормовой продукт, используемый в животноводстве, но и один из наиболее распространенных видов сырья для ряда отраслей пищевой промышленности, в частности спиртовой и крахмало-па-точной. Безазотистые экстрактивные вещества представлены в картофеле крахмалом, сахарами и некоторым количеством иентозан. В зависимости от условий хранения картофеля содержание сахара в нем заметно изменяется.и в отдельных случаях может превышать 5%. Азотистые вещества картофеля состоят в основном из растворимых белков и аминокислот, на долю которых преходится до 80% общего количества белковых веществ. По условиям технологии производства крахмала растворимые вещества, как правило, теряются с промывными водами. Отходом производства на картофелекрахмальных заводах является мезга, которую после частичного обезвоживания (влажность 86-87%) используют на корм скоту.

Содержание крахмала в мезге зависит от степени измельчения картофеля. По данным М. Е. Бурмана, на крупных, хорошо оснащенных заводах коэффициент извлечения крахмала из картофеля равен 80-83%, а на заводах малой мощности- 75%. Повышение его связано со значительным увеличением знергомощности предприятия, а следовательно, и капитальных затрат. В настоящее время на отдельных передовых предприятиях крахмало-паточной промышленности он достигает 86% и выше. Мезга, используемая в качестве корма, - малоценный ч быстропортящийся продукт. В 1 кг мезги содержится 0,13 кормовых единиц, тогда как в свежем картофеле - 0,23. Скармливание свежей мезги скоту следует ограничивать. При переработке картофеля на специализированных крахмальных заводах получается 80-100% мезги по весу картофеля и значительная часть ее нередко остается нереализованной.

Использование растворимых веществ картофеля

Многолетний опыт работы крахмальной промышленности показал, что проблема использования растворимых веществ картофеля одна из наиболее сложных. Она не разрешена до сих пор как на отечественных крахмальных заводах, так и на зарубежных предприятиях. Еще в дореволюционной России с целью более эффективного использования картофельной мезги ее начали перерабатывать на винокуренных заводах, расположенных вблизи крахмальных. Однако, по данным Г. Фота, такая переработка оказалась нерентабельной из-за низкого содержания спирта в бражках. На некоторых спиртовых заводах Чехословакии применили комбинированную переработку картофеля на крахмал и спирт, при которой использовали не только картофельную мезгу, но и часть концентрированных промывных вод.

Такой прием не только увеличивал коэффициент использования крахмала, но и позволил частично использовать растворимые вещества картофеля. Ниже приведена схема баланса сухих веществ картофеля при комбинированном производстве крахмала и спирта на опытном предприятии Норвегии. В СССР М. Е. Бурман и Е. И. Юрченко предложили комбинирование крахмального и спиртового производств на принципиально новой основе. Рекомендуется извлекать из картофеля лишь 50-60% крахмала, что позволяет передавать для переработки на спирт более богатую крахмалом мезгу, а также упростить процесс выделения крахмала, исключив операции по многократной промывке мезги и по вторичному измельчению.

При таком способе переработки картофеля эффективность производства обеспечивают следующие факторы: почти полное использование крахмала, содержащегося в картофеле, для выработки основных продуктов (крахмала и спирта); получение вместо малоценной мезги барды -. весьма ценного питательного корма для скота; использование большей части растворимых веществ картофеля в спиртовом цехе или для микробиологических производств, организованных при спиртзаводах; сокращение транспортных и общезаводских расходов; экономия капиталовложений при строительстве крахмаленого цеха по упрощенной схеме на действующем заводе.

Способ комбинирования производства крахмала и спирта на основе спиртового завода нашел широкое применение в промышленности. К 1963 г. на спиртовых заводах введено в эксплуатацию более 60 картофелекрахмальных цехов. Технологические схемы производства крахмала основываются на вышеупомянутом принципе, однако в аппаратурном оформлении они несколько отличаются друг от друга. Ниже приведена схема, предложенная М. Е. Бурманом и Е. И. Юрченко для Березинского завода. Она предусматривает использование в спиртовом производстве не только мезги, но и растворимых веществ картофеля. Последние выделяются в виде клеточного сока на сотрясательном сите при незначительном разбавлении картофельной кашки водой.

Для отделения крахмала клеточный сок направляется на осадочную центрифугу, после которой - в сборник продуктов, передаваемых в спиртовой цех. Мезга промывается на двухъярусном экстракторе или сотрясательном сите и направляется на мезгопресс, затем поступает в сборник. Для переработки в спиртовой цех подается также грязевой крахмал из ловушек. Очищается крахмальное молоко от растворимых веществ на осадочной центрифуге, а от мелкой мезги - на рафинировочных ситах.

Окончательная очистка его происходит на желобах. Отделение растворимых веществ картофеля предусматривается до вымывания крахмала из кашки, чтобы получать клеточный сок картофеля в слаборазбавленном виде и не снижать концентрации сухих веществ в смеси продуктов, поступающих в спиртовой цех. Однако, как показали заводские опыты, сотрясательное сито - малопригодный аппарат для выделения концентрированного клеточного сока. По данным авторских исследований, на сите площадью 2,5 м2 с саржевой сеткой № 43 при производительности по картофелю 1,0 тЫас на 1 м2 сита и частоте виб-, раций 1000-1200 в минуту клеточный сок из неразбавленной кашки выделяется в небольшом количестве. В табл. 1 приведены данные, характеризующие выделение клеточного сока при разбавлении картофельной кашки водой.

Способ относится к кормопроизводству. Способ заключается во внесении в измельченную мезгу серы гранулированной или раствора гипохлорита натрия с расходом соответственно 1,8-2,3 г и 420-25 мл на 1 кг силосуемой массы. Способ позволяет снизить потери питательных веществ. 1 табл.

Изобретение относится к животноводству, конкретно к способам консервирования кормов, и может быть использовано при их силосовании.

Консервирование кормов широко применяют в кормопроизводстве для повышения сохранности кормов .

В качестве консервантов используют различные химические вещества - кислоты, соли, органические вещества. Химконсерванты в результате превращений в кормах способствуют понижению рН среды, ингибированию нежелательной микрофлоры и получению качественного корма.

В крахмально-паточном производстве в качестве побочного продукта образуется картофельная мезга - водянистый, малотранспортабельный продукт, который сразу используют на корм скоту, т.к. он быстро портится либо его подвергают силосованию. Ввиду наличия в мезге углеводов происходит брожение, и получают силос, пригодный для скармливания сельскохозяйственным животным . Однако при этом происходят относительно высокие потери питательных веществ.

Технический результат - использование доступных консервантов для снижения потерь питательных веществ. Это достигается тем, что в предложенном способе для консервирования мезги картофельной используют химконсерванты местного производства - серу гранулированную - отход производства очистки нефтепродуктов (ТУ 2112-061-1051465-02) при расходе 1,8-2,3 г/кг или гипохлорита натрия - препарат «Белизна» после разбавления водой в соотношении 1:9 при расходе 20-25 мл/кг массы.

Состав мезги картофельной, % мас.:

Сера гранулированная представляет собой гранулы полусферической формы желтого цвета диаметром 2-5 мм с содержанием основного вещества - серы не менее 99,5% мас. органических кислот 0,01% с насыпной массой 1,04-1,33 г/см 3 .

Препарат «Белизна» - товарный продукт - раствор гипохлорита натрия с концентрацией до 90 г/л.

В условиях силосования под действием ферментов и сока мезги картофельной происходят химические превращения серы с образованием сероводорода, сульфитов и сульфатов. Указанные соединения, а также гипохлорит натрия обладают бактерицидными свойствами, подавляют развитие нежелательной микрофлоры. Одновременно практически не угнетается деятельность молочнокислых бактерий, происходит подкисление силосуемой массы, в результате чего получают доброкачественный силос. В доступной литературе не обнаружено данных об использовании химконсервантов при силосовании мезги.

Пример. В лабораторных условиях в герметичные емкости загружают измельченную мезгу картофельную с влажностью 80,0% послойно, добавляют серу гранулированную - отход производства нефтепродуктов из расчета 2 г/кг, во втором варианте - разбавленный препарат «Белизна» (1:9) из расчета 20 мл/кг, в третьем варианте - без консервантов, уплотняют, герметично закрывают и оставляют на хранение при комнатной температуре. После 35 суток емкости вскрывают, проводят оценку качества силосов. Получают качественные силоса с запахом квашенных овощей с рН 3,9-4,1.

Зоотехнический анализ показал следующие результаты

Таким образом, использование химконсервантов - серы гранулированной или раствора гипохлорита натрия - позволяет повысить качество силоса мезги картофельной, снизить потери питательных веществ по сравнению с известным способом.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Таранов М.Т. Химическое консервирование кормов. М.: Колос, 1964, c.79.

2. Мулдашев Г.И. Влияние серы и серо-карбамидного комплекса на качество силосов из озимой ржи и продуктивность бычков при откорме. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. сельхознаук. Оренбург, 1998.

3. Гуменюк Г.Д. и др. Использование отходов промышленности и сельского хозяйства в животноводстве. Киев, Урожай, 1983, с.15.

Способ консервирования мезги картофельной, характеризующийся тем, что мезгу измельчают и вносят в нее химконсерванты: серу гранулированную - отход производства очистки нефтепродуктов либо раствор гипохлорита натрия - препарата "Белизна" после разведения водой в соотношении 1:9 с расходом соответственно 1,8-2,3 г и 20-25 мл на 1 кг силосуемой массы.

Похожие патенты:

При переработке картофеля образуется большое количество отходов. В картофелекрахмальном производстве основными отходами являются картофельная мезга и клеточный сок.

Высокое содержание влаги в картофельной мезге (свыше 90 %) делает ее малотранспортабельной, что затрудняет ее реализацию. В благоприятные годы картофельная мезга не полностью используется на корм скоту в свежем виде и хранится в ямах, что приводит к большим потерям питательных веществ (до 30– 35 % сухого вещества). В хозяйствах, расположенных рядом с крахмально-паточными предприятиями, свежую и силосованную мезгу скармливают крупному рогатому скоту, свиньям, птице.

Картофельная мезга реализуется на корм скоту в сыром виде (обтекшая, с влажностью 86– 87 %). В целях облегчения транспортировки и утилизации ее целесообразно обезвоживать. Для уменьшения потерь и повышения транспортабельности мезгу высушивают. При этом все вещества сохраняются полностью. В 100 кг сушеной мезги содержится 95 кормовых единиц. Ее используют в качестве компонента комбикормов. Клеточный сок картофеля содержит до 6 % сухих веществ. Однако он почти не используется. Клеточный сок составляет около 50 % массы перерабатываемого картофеля.

В настоящее время внедряется в производство схема утилизации отходов картофеле-крахмального производства с получением углеводно-белкового гидролизата и белкового корма. Она позволяет использовать сухие вещества картофеля на 97 %, сократить расход свежей воды на технологические нужды. Обогащение мезги клеточным соком повышает питательную ценность кормов. Белковый корм (коагулированный белок клеточного сока) усваивается животными на 80 %.

Полная реализация мезги и картофельного сока в сыром виде возможна только на небольших заводах, перерабатывающих до 200 т картофеля в сутки. На более крупных заводах целесообразно строить цеха утилизации с получением концентрированных и сухих кормов.

При переработке картофеля в спиртовой промышленности основная масса барды, содержащая 3,2– 4,1 % сухих веществ, скармливается животным. Барда является ценным, но водянистым и малотранспортабельным кормом. Перевозка ее в хозяйствах автотранспортом неэффективна, так как значительно возрастает стоимость этого корма. Поэтому откормочные хозяйства должны быть расположены вблизи спиртовых заводов.

Наиболее рациональным способом утилизации картофельной барды является переработка ее в кормовые дрожжи и использование их в животноводстве в сухом виде в составе комбикормов, а также в виде жидкого кормового продукта. Многие спиртовые заводы испытывают сложности с реализацией барды в весенне-летний период, когда потребность в ней в связи с наличием зеленого корма резко уменьшается.

Много внимания уделяется вопросу выработки жидких кормовых дрожжей, так как их добавление в кормовые рационы обогащает высокопереваримым белком.