Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Переработка отходов производства растительных масел. Учебное пособие
.pdf
колонн разгонки и очистки фурфурола, уксусной кислоты и других
продуктов, а также активацию угля. Выход продуктов переработки
лузги составляет 38 %, в том числе 8 % фурфурола, 6 % уксусной
кислоты, 10 % активного угля, 5 % фенолов, 7 % бензинолигроина,
2 % метанола и ацетона.
Разработана технология комплексной химической переработки
подсолнечной лузги, по которой легкогидролизуемые полисахариды
гидролитическим методом превращают в монозы и фурфурол,
а трудногидролизуемые полисахариды и лигнин при помощи пирогенетических процессов преобразуют в целый ряд ценных химических
веществ.
Обработку сырья проводят последовательно по схеме, представленной на рис. 1.12 [3]. Она включает предгидролиз гемицеллюлоз
с прямым получением фурфурола или гидролизатов с последующей
выработкой кормовых дрожжей, затем термораспад целлолигнина
с выделением из его целлюлозной части левоглюкозана, из лигнинной –
фенолов, карбонизированного лигнина или активированного угля.
Для отмывки от гидролизата и неорганических компонентов целлолигнин дополнительно обрабатывается водой, не содержащей
натриевых солей. Экспериментально установлено, что при наличии
в среде 0,04–0,05 % хлористого натрия выход левоглюкозана понижается при термораспаде до 10 %.
После обработки целлолигнин сушат до остаточной влажности
10–12 %, сортируют на фракции по размерам и подвергают термораспаду в течение 40 мин в токе перегретого водяного пара (в температурном интервале 260–350 °С) при пониженном давлении в реакторах
периодического или непрерывного действия.
В процессе термораспада 45–55 % целлолигнина превращается
в конденсат, конденсируясь вместе с паром, 15–48 % превращается
в газы, 24–28 % остается в реакторе в виде карбонизированного остатка.
Сухие вещества конденсата содержат около 50 % левоглюкозана,
4–8 % фенолов, 2–3 % органических кислот, около 15 % карбонилсодержащих (редуцирующих) веществ.
31
Рис. 1.12. Принципиальная схема комплексной переработки
растительных материалов гидролитическим и термическим методами [3]
32
Для выделения левоглюкозана из конденсата его обезвоживают
путем выпаривания под вакуумом до содержания воды 4–5 %, после
чего обрабатывают ацетоном. При этом происходит кристаллизация
левоглюкозана, а в ацетоне растворяются почти все сопутствующие
ему вещества (около 90 %, в том числе почти все редуцирующие вещества). Кристаллы левоглюкозана отделяют от маточника, из которого затем отгоняется ацетон. Полученный технический левоглюкозан (доброкачественностью 85–95 %) растворяют в воде и дополнительно очищают на анионообменниках. Очищенный раствор выпаривают и кристаллизуют, после чего чистый левоглюкозан отделяют
на центрифугах.
Левоглюкозан является полифункциональным соединением,
устойчивым в щелочной среде из-за отсутствия альдегидной группы.
На основе глюкозана возможен синтез различных полимеров
и эфиров с последующим получением разнообразных пленок, волокон,
заменителей крови, лаков, ионообменных смол и других продуктов.
Карбонизированный остаток содержит от 25,2 до 32,5 % легколетучих веществ и имеет осветляющую способность от 127 до 157 мг J2
нa 1 г угля. Активацией остатка путем обработки хлористым цинком
или хлористым кальцием или путем прокаливания при 600 °С в течение часа получают активированный уголь. Как показывают расчеты,
из 1 т растительного сырья можно получить около 500 кг ценных
продуктов.
Примерное количество продукции при переработке стержней кукурузных початков (по химическому составу близких к подсолнечной
лузге) показано на рис. 1.13 [4].
Вопрос об использовании подсолнечной лузги в качестве сырья
для гидролизной промышленности в настоящее время подлежит пересмотру в связи с повышенным содержанием масла в лузге при переработке высокомасличных сортов подсолнечника. Увеличение содержания масла в лузге с 2,6–2,8 до 4,5–5 % обусловливает дополнительные потери масла [1].
33
Рис. 1.13. Примерное распределение продукции,
получаемой из 1 т растительного сырья [4]
Лузгу используют при производстве строительных плит, теплоизоляционного материала, облицованных шпоном плит для мебельной промышленности [3].
Разработана технология получения из подсолнечной лузги строительных плит. Для производства прессованной облицовочной фанеры
подсолнечную лузгу очищают на сепараторе от масляной пыли и других примесей и сушат до влажности не более 5 %. Затем ее подают
в шнек закрытой формы, где при помощи распылителя покрывают
тонким равномерным слоем синтетического клея, представляющего
собой водный раствор фенольноформальдегидной или мочевинноформальдегидной смолы. После покрытия клеем лузгу ровным слоем
укладывают в пресс-формы и проводят предварительное подпрессовывание (формование) в виде прямоугольных плит. Затем плиты на
алюминиевых листах переносят на гидравлический пресс и подвергают окончательному прессованию.
Фанерные плиты, получаемые из подсолнечной лузги, по своим
характеристикам не уступают древесностружечным плитам. На них
стойко держится окраска, они хорошо полируются, прочно схватываются гипсовым и цементным растворами. Такую фанеру можно
34
применять в качестве панелей для отделки санузлов, кухонь, коридоров, лестничных клеток, для изготовления дверных филенок и других
строительных деталей [4].
ВНИИЖ разработал технологию производства древесных плит
с применением в качестве наполнителя подсолнечной лузги. Технология заключается в горячем прессовании частичек лузги, смешанных со
связующим веществом – карбамидоформальдегидной смолой КФ-МТ,
отверждаемой хлористым аммонием. Массовая доля подсолнечной лузги в композиции составляет 80 %. Прессование проводится
на гидравлическом прессе периодического действия при температуре
165 ºС и давлении 175 кгс/см2. Оптимальное содержание влаги в лузге –
2,0–4,5 %. Продолжительность прессования – 6 мин. Сравнительная ха-
рактеристика плит из лузги и ДСП приведена в табл. 1.2 [3].
Таблица 1.2
Сравнительная характеристика плит из лузги и ДСП
Плита
Плотность,
кг/м3
Предел
прочности
при статическом
изгибе, МПа
Разбухание
по толщине
при обычной
водостойкости, %
Из древесной стружки 720–850 15,0–17,0 20–30
Из лузги (содержание
лузги 80 %)
Из лузги, облицованной
шпоном
541–594 5,74–6,20 29,4
641 15,0 –
В Воронежской государственной лесотехнической академии разработан способ получения плит с применением комплексного связующего на основе термореактивной смолы и термопластичного полимера в виде латекса. Предложенная модификация смол, используемых в качестве связующего компонента, придает строительным изделиям экологические свойства (содержание свободного формальдегида в модифицированной композиции в 4 раза ниже, чем в немодифицированных связующих), а также повышает физико-механические
показатели прессованных плит.
35
Большую роль в рецептуре связующего вещества играет активный
наполнитель – аэросил. Обладая развитой гидроксилированной поверхностью и контактными микропорами, аэросил адсорбирует остаточный формальдегид, снижая токсичность изготавливаемых плит.
По технологии лузгу подсушивают в сушилке до влажности 2–
4 % и смешивают в смесителе со связующим. Расход связующего –
12 % по сухому остатку от массы абсолютно сухой лузги, что почти
в 2 раза меньше, чем при других технологиях. Из смеси формируют
ковер с помощью деревянной рамки. После подпрессовки в холодном
прессе полотно прессуют в горячем прессе при температуре 150 ºС,
давлении 17,5 МПа. Продолжительность процесса составляет
0,6 мин/мм. Готовые плиты имеют толщину 12 мм.
По основным характеристикам плиты из подсолнечной лузги
не уступают традиционным древесно-стружечным плитам, эти значения находятся в пределах норм, соответствующих ГОСТам. Эти плиты находят применение как облицовочный и теплозвукоизоляционный материал в строительстве.
Схема производства теплоизоляционного материала из подсолнечной лузги представлена на рис. 1.14 [3].
По технологической схеме лузга, вода и отходы бумажного производства поступают из бункеров в смеситель, затем смесь дозируют
в формы центрифуги. Формы подаются на вагонетках в тоннельную
сушилку. После высушивания теплоизоляционный материал передают на склад [3].
В связи с острым дефицитом белковых и жиросодержащих кормов новым перспективным направлением использования подсолнечной лузги является производство на ее основе полноценного корма
для жвачных животных. В таком корме лузга заменяет ячменную солому, а введение в него жировых отходов подсолнечных семян увеличивает масличность этого корма до 8 %. Производство из подсолнечной лузги кормовых гранул требует сравнительно несложного
оборудования: смесителя для перемешивания лузги с соапстоком или
масличными отходами, гранулятора и охладителя гранул с соответствующими передаточными механизмами [1].
36
Рис. 1.14. Технологическая схема производства
теплоизоляционного материала:
1 – смеситель, 2 – центрифуга, 3 – сушилка [3]
Наиболее эффективно скармливание гранулированной лузги,
обогащенной соапсточными липидами. При откорме крупного рогатого скота кормовая ценность этого продукта с содержанием общего
жира до 8–10 % составляет 0,3–0,4 корм. ед. Гранулы, содержащие
50 % лузги, при скармливании откормочным бычкам и овцам вызывали приросты на 10 % больше, чем аналогичные гранулы, содержащие 50 % соломы [3].
Основные требования, предъявляемые к качеству подсолнечной гранулированной обогащенной липидами лузги, приведены в табл. 1.3 [1].
Подсолнечный жмых получается при отжиме масла из семян на
прессах, шрот – при экстракции семян в экстракторах. Химический
состав жмыхов и шротов, получаемых в процессе переработки семян
подсолнечника, приведен в табл. 1.4 [2].
37
Показатели качества подсолнечной гранулированной
обогащенной липидами лузги
Нормы гранулированной лузги
Таблица 1.3
Показатель
Массовая доля влаги и летучих веществ, %,
не более
Массовая доля общего жира в пересчете на
абсолютно сухое
вещество, %, не менее
Массовая доля азотсодержащих
веществ в абсолютно сухом веществе
в пересчете на сухой протеин, %, не менее
Химический состав подсолнечных жмыха и шрота
Показатель Шрот Жмых
Обогащенной
соапсточными
липидами
14,0 14,0
8,0 8,0
4,0 6,0
Обогащенной
масличными
отходами
Таблица 1.4
Азот 7,0–8,8 7,0–8,0
Сырой протеин (N·6,25) 44,0–55,0 44,0–50,0
Сырые жиры 0,6–1,5 5,2–7,8
Сахара – 7,5–10,2
Клетчатка 13,8–19,4 9,6–11,0
Форфор общий (P2O5) 2,4–2,9 2,2–2,7
Безазотистые экстрактивные вещества 22,8–38,1 22,9–25,7
Зола, общая 5,5–7,7 6,2–6,8
Качество жмыхов и шротов, используемых в качестве источников
концентрированного растительного протеина, определяется прежде всего пищевой ценностью содержащихся в них белков. Некоторые показатели качества подсолнечных жмыха и шрота приведены в табл. 1.5 [1].
38
Таблица 1.5
Показатели качества подсолнечных жмыха и шрота
Содержание, %
Показатель
Жмых Шрот
Влажность, не более 8,500 10,000
Сырой жир (в пересчете на абсолютно сухое вещество),
7,000 1,500
не более
Сырой протеин (в пересчете на абсолютно сухое вещество),
38,000 39,000
не менее
Зола, нерастворимая в 10%-ной соляной кислоте
1,000 1,000
(в пересчете на абсолютно сухое вещество), не более
Сырая клетчатка, не более 20,000 23,000
Металлопримесь в виде частиц размером до 2 мм, не более 0,001 0,001
Аминокислотный состав подсолнечных жмыха и шрота в расчете
на 1 кг приведен в табл. 1.6. [1].
Таблица 1.6
Аминокислотный состав подсолнечных жмыха и шрота
Аминокислоты, г Жмых Шрот
Протеин (%) 39,8 39,8
Лизин 16,3 16,3
Метионин 7,9 7,9
Цистин 6,4 6,4
Триптофан 5,2 5,2
Аргинин 28,6 28,6
Гистидин 11,5 11,5
Лейцин + изолейцин 36,6 36,6
Фенилаланин 17,5 17,5
Треонин 15,1 15,1
Валин 21,1 21,1
Глицин 26,3 26,3
Аланин – 17,1
Серин 15,9 15,9
Аспарагиновая кислота 32,6 32,6
Глутаминован кислота 82,4 82,4
Тирозин 11,5 11,5
39
Шроты и жмыхи используют для кормления сельскохозяйственных животных. Кормовая ценность 1 кг подсолнечного шрота при содержании в нем 41 % и более протеина составляет 1,02 к. е. (кормовых единиц), подсолнечного жмыха – 1,13. Кормовая ценность жмыхов и шротов выше, чем у овса (1 к. е.), и незначительно ниже, чем у
ячменя, фуражной пшеницы и кукурузы.
Пищевая ценность подсолнечных жмыха и шрота зависит от технологической схемы их производства (переработка семян с обрушиванием и без него). Так, пищевая ценность 1 кг шрота из обрушенных
семян подсолнечника составляет 1,03 к. е., а 1 кг шрота из необрушенных семян – 0,76 к. е., т. е. на 25 % ниже.
В табл. 1.7 представлен химический состав шротов из обрушенных
и необрушенных семян подсолнечника [1]. Различие в их составе обусловлено различным содержанием в них лузги. Лузга, остающаяся
в шроте, имеет низкую пищевую ценность – менее 0,25 к. е. на 1 кг.
Шрот из необрушенных семян подсолнечника обладает более низкой
перевариваемостью, чем шрот из обрушенных семян. В настоящее время семена подсолнечника перерабатывают с отделением лузги. Средний выход жмыха и шрота из семян подсолнечника составляет 37,88 %.
Таблица 1.7
Химический состав шротов из обрушенных и необрушенных
семян подсолнечника
Содержание, %
Показатель
Сырая зола 7,040 6,200
Сырой протеин 39,000 30,00
Шрот
из обрушенных
семян
из необрушенных
Шрот
семян
Сырые жиры 1,530 2,000
Сырая клетчатка 23,000 35,000
Безазотистые экстрактивные вещества 33,010 26,380
Кальций 0,302 0,301
Фосфор 1,133 0,954
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]