1.7 Характеристика наявних джерел енергозабезпечення в підприємстві

Матеріально-технічна база ПП „Іскра” досить широка. Підприємство задовільно оснащено машинно-тракторним парком, але частина машин вичерпала експлуатаційний термін і підлягає заміні. Є комплекс машин для збирання кормових та технічних культур. В наявності господарства є техніка для тваринницьких ферм.

Потреби переробного підприємства в електроенергії будуть повністю задоволені від районної високовольтної лінії напругою 10 кВ через закриту трансформаторну підстанцію ЗТП-10-04 і трансформатором потужністю 250 кВт.

1.8 Обґрунтування теми дипломної роботи

Аналіз господарської діяльності ПП „Іскра” показує, що і сусідні підприємства мають досить потужну базу по вирощуванню соняшника.

Аналізуючи прибутки, які отримує підприємство, ми можемо стверджувати, що за переробку насіння соняшнику на олію та макуху вони можуть бутив 1,5...2,0 рази більші. Якщо ж врахувати те, що даний цех має малий строк окупності і швидко адаптується до переробки соняшникового насіння, попит населення на соняшникову олію великий, а власна продукція буде дешевше, то цех економічно вигідний для підприємства і населення регіону.Робота базується на найновіших досягненнях у галузі машинобудування в виробництві. В даній дипломній роботі буде спроектовано

машинну і технологію переробки насіння соняшнику на базі ПП «Іскра» Ніжинського

району.

Господарство забезпечене гаражами, площадками для зберігання машин і

сільгосптехніки, ангаром для зберігання комбайнів і складних ськогосподарських машин, що мають велику вартість. Є на підприємстві мобільний майданчик, тракторний стан, автозаправка, майданчик для ТО, стенди для регулювання сільськогосподарської техніки.

Ремонт тракторів і автомобілів проводиться у гаражах, ТО - на відведених данниках машинно-тракторного парку. Капітальний ремонт тракторів і автомобілів в господарстві не проводять, а техніку ремонтують і діагностують в ремонтно-наладочних підприємствах району і області.

На підстанції є силовий трансформатор потужністю 250 кВт. передбачається також використання запасної автономної дизельної електростанції господарства в разі відключення електроенергії, або пошкодження лінії.

У регіоні, де розміщене підприємство немає у наявності аналогічних підприємств, а попит на дану продукцію існує. Тому таке підприємство є дохідним для даного регіону, так як власна продукція буде дешевша, ніж та, яку завозять з обласного центру.

2 Проектування цеху з переробки насіння соняшнику

2.1 Огляд існуючих технологій виготовлення олії

Способи добування олії поділяють на механічні, в основі яких лежить пресування, тобто використовується тиск для відокремлення рідкої фракції від твердої, та хімічні, або екстракційні. Виробництво олії способом екстракції зумовлюється властивостями деяких рідин розчиняти її і практично не розчиняти переважну більшість складових речовин насіння. Спосіб пресування для добування олії застосовують у промисловості дуже давно. Екстракційний спосіб більш широко почали застосовувати у виробництві олії в XX ст. З розвитком екстракційного способу добування олії, крім повного виділення її з насіння, стали застосовувати для попереднього добування її так зване фор пресування перед екстракцією. Переробку насіння олійних культур із застосуванням названих вище способів можна здійснювати за різними технологічними схемами і при різних технологічних режимах(рис.2.1-2.3). Метод екстракції найбільш прогресивний. Втрати олії при виробництві цим методом не перевищують 0,5 %, але він дужескладний і потребує великих капіталовкладень, економічно доцільний в промисловій переробці. Основні вимоги до насіння для переробки на харчову олію:

- вологість насіння, призначеного для тривалого зберігання з вмістом олії від 36 % до 48 % не повинна перевищувати 7-8 %

- залишковий вміст пестицидів та важких металів не повинен перевищувати

норм, затверджених МОЗ України.

- вміст сміттєвих домішок не більше 5 % , покритого пліснявою насіння.

На сільськогосподарських олійницях використовують спрощені технології в основі яких лежить спосіб пресування на гідравлічних та шнекових пресах.

Рисунок 2.1 Технологічна схема виготовлення олії методом пресування із попередньою підготовкою насіння

Рисунок 2.2 Технологічна схема виготовлення олії методом пресування без попередньої підготовки насіння

Рисунок 2.3 - Технологічна схема рафінації олії

Насіння олійних культур, що надходить на переробку, не є однорідною масою. Наявність домішок негативно впливає на якість одержаної продукції, підвищує втрати олії, зменшує продуктивність машин.

Щоб забезпечити оптимальні умови переробки насіння олійних культур, його і необхідно очистити від сторонніх органічних і мінеральних домішок.

Цей процес оснований на різниці в розмірах, формі, щільності, а також аеродинамічних властивостях насіння і домішок. Для очистки насіння застосовують І сепаратори різної конструкції з відкритим або закритим повітряним циклом (ЗСМ- 50, ЗСМ-100,ПДП-Ю).

Для збереження якості насіння олійних культур, а також стабілізації технологічного процесу добування олії обрушування, відокремлення ядра від оболонок, подрібнення ядра і т.д./ окрім очистки насіння від домішок, необхідне кондиціювання їх по вологості.

Оптимальною вологістю насіння олійних культур для якісного зберігання вважається вологість, яка приблизно на 2% нижче критичної. В той же час для нормального ведення технологічного процесу для більшості насіння винятком є насіння бавовнику, яке перед надходженням у виробництво потребує зволоження до 10-11%, вологість потрібна дещо нижча від вологості його при зберіганні.

Якщо потрібно зменшити вологість насіння олійних культур перед переробкою, застосовують теплове його сушіння або активне вентилювання.

Для сушіння використовують шахтні, барабанні, а також рециркуляційні сушарки (ДСП-12, 24, 32, 50; "Цілинна-50"; ВТІ-8,15).

На існуючих сільськогосподарських олійнях очистку і сушіння насіння, як здавило не проводять у зв’язку з відсутністю спеціальних сепараторів та сушарок.

Тому, при проектуванні цеху потрібно вивчити можливість очистки та сушіння гасіння до базисних кондицій на існуючих в господарстві зерноочисних комплексах і для післязбиральної обробки зерна. При необхідності потрібно підібрати таке обладнання із наявного, яке виготовляється для промислових олійно-жирових комбінатів.

Основними складовими частинами насіння олійних культур, з точки зору технології їх переробки, є ядро і оболонка.

У одних видів насіння льон, соя, рицина є тільки насіннєва оболонка, у інших,

(соняшник) - насіннєва і плодова.

За технологічною термінологією, оболонки, як насіннєві, так і плодові, називають лузгою.

Одним із основних процесів, які забезпечують відокремлення оболонок від ядра, є обрушування. В результаті обрушування одержують суміш, яка називається вушанкою і яка складається із цілого ядра, оболонки, січки, частинки ядра, цілих і неповністю обрушених насінин.

За технологічними нормами, якість рушанки повинна відповідати наступним вимогам: нешеретованого насіння повинно бути не більше, як 5%, а січки - не більше 3% від маси ядра. Віялку треба відрегулювати так, щоб у ядрі залишилося лузги не

більше, як 5-6%, а в луззі - не більше, як 0,5% ядра від його маси.

Після обрушуваннярушанка розділяється на фракції: ядро, оболонки, ціле насіння і недорушене. Оболонки виводяться із виробництва, ядро направляється на подрібнення, а недоруш і ціле насіння надходить на повторне обрушування. Дляпорушування насіння соняшнику і сої застосовують бичеві насіннєрушильні машини МНР і відцентрові обрушувальні машини АІ-МРЦ. В машинах марки МНР насіння обрушується за рахунок ударів об бичі барабана, які закріплені на обертовому барабані або повторному ударі об деку. Основними робочими органами відцентрової

машини є ротор і дека. Насіння за рахунок відцентрової сили відкидається на деку,ударяючись об неї, розколюється.

Наступним етапом є сепарація рушанки, мета якої - максимальне відокремлення плодових і насіннєвих оболонок від ядра при мінімальних втратах олії. Для цьоговикористовують аспіраційну віяльну машину МІС-50 продуктивністю 50 тонн на добу. Вона складається з розсіву і аспіраційного корпуса. Розсів складається з 1 набору сит, призначених для сортування рушанки на сім сортів (фракцій). Після 1 созподілурушанки за розмірами на ситах її розділяють за питомою масою, змінюючи швидкість повітряних потоків. Наступним іде процесподрібнення ядра, яке в значній мірі впливає на вихід олії і продуктивність обладнання. Головна задача подрібнення ядра насіння - максимально можливе руйнування клітинної структури. Для подрібнення використовують п'яти вальцьовий верстат, так звану, вальцівку

марки ВС-5.

Ядро насіння соняшника подрібнюється за 4 проходи через вальцьові станки (рис. 2.4).

1 - станина; 2 - валок робочий; 3 - домкрат; 4 - пружина; 5 - полиця; 6 - важіль; 7 - заслінка; 8 - живильний валок; 9 - ніж; 10 - лоток.

Рисунок 2.4 - Схеми три вальцьового (а) і чотиривальцьового (б) верстатів для подрібнення насіння олійних культур

На якість подрібнення ядра значний вплив має вологість. Максимальне руйнування клітинної структури ядра відбувається при вологості його 5,5-6,0% Подрібнене на вальцівках ядро називають м'яткою. її не можна тривалий час зберігати, тому що ферменти клітин (ліпази) починають швидко розкладати жири, гідролізуючи їх на гліцерин і вільні жирні кислоти та погіршуючи властивості олії.

Олія в м'ятці розподілена у вигляді тонких плівок на поверхні частинок подрібненого ядра або насіння і утримується на ній силами молекулярної взаємодії, величина яких набагато перевищує тиск, який створюють преси для віджимання олії.Для зменшення сил, що зв'язують олію з поверхнею м'ятки, застосовують волого-теплову обробку м'ятки, що називається піджарюванням.

Волого-теплова обробка здійснюється в спеціальних апаратах - жаровнях (рис. 2.5-2.7). Продукт, одержанийпісля волого-теплової обробки називається м'язгою.

1- блок жаровні; 2 - піч; 3 - димова труба;4 - ковпак витяжного пристрою

Рисунок 2.5 - Схема каскадної жаровні

Сумарна дія вологи, тепла і кисню повітря при піджарюванні сприяє активізації ферментної системи м'ятки, що приводить до інтенсивного протікання гідролітичних і окислювальних процесів в ній. Тому перед піджарюванням проводять активацію в м'ятці в пропарювальних шнеках шляхом інтенсивного і короткочасного нагрівання м'ятки до 80-85°С з одночасним зволоженням.

Зволоження і піджарювання м'ятки на олійних заводах здійснюється на спеціальних жаровнях, які за конструктивними особливостями діляться на три типи: чанні, шнекові та барабанні.

М’язгу із ядра соняшника при одноразовому пресуванні на пресах подвійної дії МП після подрібнення направляють в пропарювально-зволожувальний шнек, де її зволожують насиченою парою до вологості 8,0-9,0% і нагрівають до температури 80-85°С. Зволожену м'ятку піддають тепловій обробці в жаровні з доведенням

1 - чан; 2 - мішалка; 3, 5 - завантажувальний та вивантажувальний патрубки;

4 - заслінка; 6 - димова труба; 7 – піч

Рисунок 2.6 - Схема вогневої жаровні

вологи до 2,0-1,5% і температури 115-120°С. Тривалість прожарювання 40-45 хвилин. Режими жаріння залежать від виду олійних культур Таблиця 2.1.

Оптимальний процес зволоження з нагріванням здійснюється шляхом короткочасного пропарювання м’ятки гострою парою, або проведеного сушення з параметрами, що наведені в табл. 2.2

1, 2, 3 - чани ; 4 - мішалка; 5 - труба для відведення випарюваної вологи;

6 - колектор; 7 - перепускний клапан; 8 - порожнисте днище

Рисунок 2.7 - Схема паровоїжаровні

Таблиця 2.1 - Режимижаріння (сушіння) м’язги

Культура	Параметри режиму жаріння
	Тривалість, хв	Температура, °С	Кінцева вологість, %
Соняшник	35...40	110...125	5....5,8
Льон	30...40	100	5
Ріпак	40...45	100...105	5....6

Культура	Режим зволоження				Кінцева вологість,%
	Час нагріву, хв	Кінцева температура ,0С	Температура ,0С	Тиск пари, МПа
Соняшник	15...16	100...85	110...120	0,07...0,5	10...14
Льон	10...12	60	110...115	0,05...0,5	9...10
Ріпак	30...40	85...90	130...132	0,5...5	7...8

Для добування олії пресовим методом раніше застосовували гідравлічні преси (рис. 2.8), великим недоліком яких була неможливість достатньо повного віджимання олії, в результаті чого в пресових шротах вміст олії складав не менше 7%.

1 - нижня плита; 2 - гідроциліндр; 3 - зеєрнийциліндр; 4 - диск; 5 - колона; 6 – верхня плита; 7 – поворотна плита; 8 – кожух; 9 – шток.

Рисунок 2.8 - Функціональна схема гідравлічного преса

Режим пресування м'язги повинен забезпечувати максимальний вихід олії та мінімальні її витрати. Згідно даних професора А.М. Оліна близьким до оптимального є режим саме шнекового пресування табл. 2.3.

Таблиця 2.3 - Режими пресування по А.М. Оліну

Показники	Добування олії
Вид пресування	Слабкий	Середній	Сильний
Температура, м’язги, 0С	60... 65	108... 112	115... 125
Вологість м’язги, %	10.. . 12	6... 8	2... 4
Максим, тиск, мПа	0,1...0,3	25	40
Тип обладнання	гідравлічний прес фор-чан	гідравлічний прес, фор-прес	гідравлічний прес експелер

На сучасних заводах застосовують шнекові преси, основним робочим органом

яких є шнековий вал і зеєрний циліндр (рис 2.9).

1 - корпус; 2 - завантажувальний патрубок; 3 - зеєрний циліндр; 4 - гвинт;

5 - конус; 6 - механізм регулювання; 7 - піддон

Рисунок 2.9 - Функціональна схема гвинтового преса

Слід зазначити, що тепер екстракційний спосіб добування олії на заводах України є провідним, завдяки тому, що вихід олії при цьому більший в порівнянні з пресовим.

Рослинна олія, як пресова, так і екстракційна є складною багатокомпонентною системою, в якій окрім гліцеридів містяться механічні домішки і цілий ряд супутніх речовин. Тому для одержання олії високої якості необхідно ретельно провести її очистку, яку умовно поділяють на первинну і більш глибоку, яка називається рафінацією.

В залежності від глибини очистки і цільового призначення рослинна олія поділяється на наступні види:

- нерафінована - очищена від механічних домішок;

- гідратована - очищена від фосфатидів;

- рафінована - очищена від фосфатидів, вільних жирних кислот, фарбуючих речовин;

рафінована дезодорована - рафінована олія, яка очищена від ароматичних і смакових речовин, а також пестицидів і канцерогенних речовин.

Найбільш поширеним способом очищення олії є фільтрація на спеціальних фільтрах. Перевагою цього способу є можливість відділення і тих механічних домішок, питома вага яких не відрізняється від питомої ваги олії. Фільтрування здійснюється через спеціальну тканину або тканину разом з фільтрувальним папером уфільтрпресах рамного або камерного типу.

На олійних пресових заводах з продуктивністю до 200-250т насіння за добу очищення олії, в основному, здійснюють способом подвійної фільтрації. Після виділення крупних частинок на гущовловлювачах олія надходить на першу, так звану гарячу фільтрацію, яка здійснюється на рамних фільтрах. Після першої фільтрації олія охолоджується до 20-25°С за допомогою повітряних калориферів і піддається повторній фільтрації на таких самих фільтпресах. Відфільтрована і охолоджена олія надходить у складські місткості для зберігання.

Для очищення олії від фосфатидів застосовують гідратацію. Вводячи в олію насичену пару або воду при переміщуванні їх, зволожують фосфатиди і білкові речовини. Останні, маючи гідрофільні властивості, у процесі гідратації інтенсивно обирають воду, набухають і укрупнюються, в результаті чого утворюються пластівці, які випадають в осад.

Одним з поширенихспособівочищенняоліївідвільнихжирних кислот є обробка

її слабкими розчинами лугів (NаОН). При взаємодії жирних кислот з лугамиутворюються нерозчинні в нейтральній олії солі - мило, що випадає в осад у вигляді пластівців.

На олійних заводах застосовують різні типи шнекових пресів. За своїм призначенням вони поділяються на преси для попереднього відділення олії (форпреси): преси глибокого або кінцевого відділення олії і преси подвійної дії, коли водному агрегаті здійснюється попереднє і кінцеве відділення олії. Тиск на початку пресування складає 0,03 МПа, 1,67-2,23 МПа в середній частині зеєрного простору і 0,З5 МПа - на виході макухи. Час перебування матеріалу в пресі (тривалість .пресування) залежить від швидкості обертання вала, величини вихідної цілини, фізико-механічних властивостей матеріалу і т.д.

Екстракційний спосіб добування олії може застосовуватись, як в чистому вигляді, так і в комбінації з форпресовим. Найбільш характерним прикладом екстракційного способу в чистому виді є пряма екстракція "сирої м'ятки" припереробці сої. Для добування олії з насіння соняшнику і льону застосовують схему форпресування - екстракція. Тобто на першому етапі застосовують преси неглибокого одержання олії.

На олійних заводах для вироблення олії екстракційним способом розчинником є бензин, а в останні роки переходять на суміші бутан-пропан, які при нормальних умовах газоподібні.

Після форпресування матеріал, що залишився, макуху направляють на екстракцію для остаточного добування олії. Для збільшення поверхні дотику між розчинником та подрібненою сировиною (макуховою форпресовою крупкою)останню пропускають через спарену плющильну вальцівку з гладенькими вальцями і дістають пластини товщиною 0,2-0,4мм.

Для добування олії при екстракційному способі використовують дві схеми: настоювання і послідовного обезжирювання.

При настоюванні свіжий матеріал заливається розчинником, через деякий час олія переходить в розчинник, утворюється розчин — місцела, який потім зливається.

Обезжирений матеріал знову заливається чистим розчинником, і так повторюється до тих пір, поки не буде добутамайже вся олія.

При послідовному обезжирюванні чистий розчинник безперервно надходить на максимально обезжирений матеріал. Процес екстракції ділиться на два періоди. На першому етапі йде добування вільної олії, тобто олії, яка знаходиться на зовнішніх і внутрішніх поверхнях, а на другому йде добування олії, яка знаходиться в незруйнованих або частково деформованих клітинах.

Після закінчення екстракції шрот містить приблизно 1% олії і близько 40% розчинника. Місцела, яку одержують після екстракції, складається із легколеткого розчинника, олії і твердих частин. Місцелу піддають подальшій обробці з метоювидалення з неї твердої фракції і розподілення на олію і розчинник. Частинки твердої фракції відокремлюються від місцели відстоюванням, центрифугуванням та фільтрацією. Із трьох основних способів розділення неоднорідних систем найбільше застосовування знайшов спосіб фільтрації. Цей спосіб очищення місцели заснований на затримці твердих частинок перистими перегородками, які здатні пропускати рідку фазуі затримувати тверді домішки.

На виробництві фільтрація місцели проходить при постійному тиску і поступово зменшуваній швидкості фільтрації або при постійній швидкості фільтрації і поступового зростання тиску.

Для відгонки леткого розчинника із місцели також застосовують спосіб дистиляції, який проводять у спеціальних дистиляційних установках. Спочатку місцелу підігрівають у попередньому дистиляторі парою до температури 100-105°С. При цьому частина бензину випаровується і концентрація олії підвищується до 75- 85%. Після цього місцела надходить у кінцевий дистилятор, де бензин повністю відганяється парою при температурі 210-220°С. Утворена в кінцевому дистиляторі олія виводиться з нього, охолоджується водою в теплообміннику, зважується і направляється в сховище, з якого подається на очистку. Пари бензину по трубам відводяться. Для очищення олії від фарбуючих речовин застосовують так звану адсорбційну рафінацію. Суть її полягає в обробці олії спеціальними відбілюючими порошками, дрібненькі частинки яких адсорбують на своїй поверхні фарбуючи сечовини.

Щоб видалити з олії неприємний запах і смак, проводять її дезодорацію. Для – цьогов спеціальних апаратах періодичної або безперервної дії через шар олії

пропускають перегріту, дуже розріджену водяну пару, що в техніці має назву дистиляції.

Відходи переробки насіння олійних культур та їх використання.[2,3]

Макуха і шрот - це побічні продукти, які одержують після добування олії з насіння олійних культур. Вони є високобілковим концентрованим кормом для всіх видів сільськогосподарських тварин і, в основному, входять до складу комбікормів. За загальною поживністю макуха і шрот прирівнюються до зернових культур, значно переважаючи їх за вмістом протеїну.

Зберігання макухи і шротів має свої особливості. Після одержання у виробництві вони мають низьку вологість і високу температуру у шротів 100...105°С. Шроти також містять деяку кількість розчинника. В такому вигляді вони непридатні для тривалого зберігання в зв'язку з тим, що олія швидко окислюється киснем повітря, продукт гіркне, і його кормові якості різко знижуються.

Окрім того, реакція розщеплення жиру супроводжується виділенням тепла, а також проводять відгонку розчинника. Вологість макухи і шротів, у відповідності до стандартів, знаходиться в межах 6-10%. Температура повинна бути не більше 35°С, а в літній час не перевищувати температуру навколишнього повітря більше, як на 5°С. Вміст розчинника в шроті при його відвантаженні повинен бути не більшим 0,1%. Макуху і шроти зберігають насипом або в мішках, в сухому, затемненому й охолодженому приміщенні.

Вміст, властивість і якість олії є основними ознаками якості насіння олійних культур. Якість і склад олії в значній мірі залежать від географічних районів зрощування, грунтово-кліматичних умов, а також сорту і агротехніки.