65210

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ ЛЛЯНОЇ ТРЕСТИ ШЛЯХОМ ШТУЧНОГО ЗВОЛОЖЕННЯ

Автореферат

Лесное и сельское хозяйство

Метою дослідження є одержання високоякісного волокна льону за рахунок удосконалення традиційного технологічного процесу приготування трести шляхом обробки лляної соломи розчином меляси. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання...

Украинкский

2014-07-27

1.38 MB

0 чел.

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЛИСИХ АЛЛА ЮРІЇВНА

УДК 677.11.021

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОДЕРЖАННЯ ЛЛЯНОЇ ТРЕСТИ

ШЛЯХОМ ШТУЧНОГО ЗВОЛОЖЕННЯ

05.18.01 – зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення

зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ХЕРСОН – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота   виконана   в   Херсонському   національному   технічному   університеті

Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:  доктор технічних наук, професор

   Чурсіна Людмила Андріївна,

   Херсонський національний технічний університет,

   завідувач кафедри переробки, стандартизації і

   сертифікації сировини.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Валько Микола Іванович, Херсонський національний технічний університет, завідувач кафедри технічної хімії та харчових технологій;

кандидат технічних наук Макаєв Володимир Іванович, Інститут луб’яних культур Національної академії аграрних наук України, завідувач відділу механізації збирання.

Захист відбудеться "30" червня 2011 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.052.02 в Херсонському національному технічному університеті за адресою: 73008, м. Херсон-8, Бериславське шосе, 24, корпус 1, ауд. 223.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Херсонського національного технічного університету за адресою: 73008, м. Херсон-8, Бериславське шосе, 24,

корпус 1.

Автореферат розісланий  "27" травня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради      О.П. Сумська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вітчизняне льонарство, незважаючи на кризу, поступово відроджується в льоносіючих поліських регіонах України. Однак темпи зростання виробництва льонопродукції дуже незначні – 1,5-2 % щорічно, тому забезпечення текстильних підприємств сировиною вітчизняного походження залишається головною проблемою галузі.

Для технології одержання льоносировини характерна суттєва залежність від погодних умов. Невелика кількість атмосферних опадів призводить до збільшення тривалості технологічного процесу перетворення лляної соломи в тресту. Надмірне зволоження лляної соломи здатне спричинити значні втрати якості та кількості льоноволокна на стелищі.

На тривалість технологічного процесу перетворення лляної соломи в тресту і якість лляної трести можна впливати, використовуючи зволоження розчинами хімічних препаратів. Проте їх використання пов’язано з впливом агресивних середовищ на довкілля. Пошук способів удосконалення традиційної технології одержання лляної трести з метою підвищення її якості за рахунок використання екологічно безпечних препаратів є актуальним завданням сьогодення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційного дослідження є складовою частиною науково-дослідних робіт, які проводяться кафедрою переробки, стандартизації і сертифікації сировини Херсонського національного технічного університету за темами: "Розроблення ресурсозберігаючих та енергозберігаючих технологій комплексної переробки луб’яних культур", номер державної реєстрації 0107U006817, за ДЗ/350-2007, "Розробка ресурсозберігаючих технологій з використанням активованих середовищ для одержання конкурентоспроможних луб’яних волокон", номер державної реєстрації 0108U001093, згідно з Наказом Міністерства освіти і науки України № 1044 від 27.11.2007 р.

Особистий внесок автора полягає в удосконаленні технології одержання трести за рахунок обробки лляної соломи розчином меляси – екологічно безпечним побічним продуктом цукрового виробництва.

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є одержання високоякісного волокна льону за рахунок удосконалення традиційного технологічного процесу приготування трести шляхом обробки лляної соломи розчином меляси. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

– теоретично обґрунтувати можливість застосування розчинів меляси для інтенсифікації процесу розстилу;

визначити механізм впливу розчинів меляси різної концентрації на зміну якісних показників лляної трести в процесі розстилу;

– встановити математичні залежності фізико-механічних показників льоноволокна від режимів обробки лляної соломи під час розстилу з метою штучного регулювання фізико-механічних характеристик волокна або визначення терміну перетворення лляної соломи в тресту;

– за допомогою математичного моделювання оптимізувати параметри технологічного процесу приготування лляної трести із застосуванням розчинів меляси;

проаналізувати видовий склад мікрофлори лляної соломи після обробки її розчином меляси;

– розробити вдосконалений технологічний процес одержання трести із застосуванням розчинів меляси;

– обґрунтувати економічну ефективність використання розробленого технологічного процесу приготування трести шляхом розстилу лляної соломи для одержання високоякісного волокна.

Об’єкт дослідження  процес одержання трести шляхом обробки лляної соломи розчинами меляси.

Предмет дослідження – лляна солома, розчини меляси.

Методи дослідження. Під час вирішення поставлених завдань здійснювалася комплексна оцінка змін фізико-механічних показників лляної сировини в процесі розстилу із застосуванням обробки розчинами меляси в неактивованій воді та активованих у діафрагмовому електролізері водних середовищах. Для цього в роботі було застосовано сучасні теоретичні та експериментальні методи дослідження, а саме:

  •  фізико-механічні властивості трести оцінювали за ГОСТ 24383-89 "Треста льняная. Требования при заготовках" і ДСТУ 4149:2003 "Треста лляна. Технічні умови";
  •  фізико-механічні показники одержаного лляного волокна визначали за ДСТУ 4015-2001 "Льон тіпаний. Технічні умови";
  •  мікробіологічний аналіз проводили методом вологої камери та методом граничних розведень;
  •  математично-статистичний метод застосовували для обробки результатів експериментальних досліджень.

Розрахунки здійснювалися з використанням IBM-сумісного персонального комп’ютера в середовищі "Microsoft Office Exсel 2003", "Microsoft Office Word 2003", "Mathematica 5", "Мaple v10.0".

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

  •  науково обґрунтовано та експериментально доведено можливість інтенсифікації розвитку пектиноруйнівної мікрофлори в процесі перетворення лляної соломи в тресту за рахунок обробки стебел соломи розчинами меляси, яка є екологічно чистим продуктом;
  •  встановлено, що процес гідролізу сахарози в розчинах меляси в активованих водних середовищах відбувається за 45 хвилин і до складу продуктів гідролізу сахарози розчину меляси в активованому кислому водному середовищі входять глюкоза та фруктоза, а в розчині меляси в активованому лужному водному середовищі виявлено тільки фруктозу;
  •  визначено динаміку зміни видового та кількісного складу мікрофлори лляної соломи після обробки розчинами меляси в активованих водних середовищах і встановлено механізм прискорення процесу розстилу.

Практичне значення одержаних результатів. Удосконалено технологію приготування трести за рахунок обробки лляної соломи розчином меляси, що дозволило скоротити термін розстилу та одержати високоякісне волокно. Запропоновано здійснювати обробку стебел лляної соломи розчинами меляси з концентрацією 0,5% сухих речовин в активованих водних середовищах з рН = 8,5-9,8 для скорочення терміну розстилу з 25 до 12 діб.

Застосування розчинів меляси в активованих водних середовищах у технологіях приготування трести дає можливість не тільки зменшити строк розстилання лляної соломи на льонищі, але й підвищити фізико-механічні характеристики отриманої трести та виділеного з неї волокна на 0,7-0,8 од. за показником відокремлюваності, на 6-8 мм за показником гнучкості, а також сприяє збереженню міцності волокна порівняно з технологією одержання лляної трести шляхом плющення й обробки хімічними композиційними препаратами під час розстилу. За допомогою математичного моделювання визначено оптимальні режими обробки лляної соломи розчинами меляси в активованих водних середовищах для застосування їх в процесі розстилу.

Результати роботи перевірено в умовах Інституту землеробства південного регіону НААН України (акт виробничих випробувань від 03.09.2010 р.). Впровадження удосконаленої технології розстилання із застосуванням обробки розчинами меляси в активованих водних середовищах дозволило одержати тресту, якість якої на 2 номери вище, ніж у контрольному варіанті (без обробки). Волокно, отримане з цієї трести, має кращі показники відокремлюваності та гнучкості, що в сукупності дозволяє одержати економічний ефект 174,8 грн./т трести, тобто на 71,8 грн./т більше, ніж при застосуванні технології одержання трести шляхом плющення й обробки хімічними композиційними препаратами в процесі розстилу.

Особистий внесок здобувача полягає в аналізі сучасних способів приготування лляної трести, постановці й обґрунтуванні завдань дослідження, виборі методів їх проведення, плануванні та виконанні науково-дослідних робіт, аналізі отриманих результатів, їх математичній обробці й формулюванні висновків. Здобувачем науково обґрунтовано використання меляси для вдосконалення технології одержання лляної трести.

У наукових працях, виконаних у співавторстві, здобувачеві належить постановка завдань, проведення експериментальних досліджень, наукове обґрунтування отриманих результатів та формулювання висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи було представлено та обговорено на:

  •  Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми легкої і текстильної промисловості України", м. Херсон, 2008 р.;
  •  науково-практичній конференції молодих вчених "Інноваційні напрями в селекції, технології вирощування та переробки технічних культур", м. Глухів, 2009 р.;
  •  Міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми легкої і текстильної промисловості України", м. Херсон, 2009 р.;
  •  міжкафедральних наукових семінарах Херсонського національного технічного університету, м. Херсон, 2008-2010 рр.

Публікації за темою дисертації. Основні положення дисертації викладено у 8 наукових працях, у тому числі статей у провідних наукових фахових виданнях України – 4, патентів України – 2, тез доповідей на конференціях – 2.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, загальної характеристики роботи, п’яти розділів, висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Основну частину дисертації викладено на 113 сторінках машинописного тексту, вона містить 18 рисунків, 50 таблиць та 3 додатки. Список використаних джерел охоплює 195 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи, розкрито сутність і стан наукової проблеми та її значення, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і завдання досліджень, розкрито наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, визначено об’єкт, предмет і методи досліджень.

У першому розділі наведено огляд літератури за темою дисертації та визначено напрямки нових досліджень. Проаналізовано біохімічні закономірності перетворення лляної соломи в тресту під час росяного мочіння. Критично проаналізовано роботи вітчизняних і зарубіжних науковців, присвячені дослідженням видового та кількісного складу мікроорганізмів, які беруть участь в процесі приготування лляної трести шляхом розстилу.

Узагальнено результати досліджень вітчизняних вчених, присвячених вивченню впливу різних факторів на перебіг процесу перетворення лляної соломи в тресту і зазначено, що якість отриманої трести залежить від погодних умов, способу розстилання лляної соломи та фізичних властивостей розісланого шару соломи. Для запобігання активному розвитку патогенної та целюлозоруйнівної мікрофлори слід здійснювати контроль за якістю трести і в разі збільшення чисельності шкідливих мікроорганізмів застосовувати механічні агротехнологічні способи вдосконалення технології розстилу. Обертання й ворушіння розісланих стрічок лляної соломи сприяють рівномірному розвитку мікроорганізмів у верхньому та нижньому шарах соломи, завдяки чому підвищується номер трести.

Основним напрямком удосконалення технології розстилу, який достатньо висвітлений у науковій літературі, патентах та авторських свідоцтвах, є застосування нових мікробіологічних препаратів, активованих водних середовищ і комплексних хімічних препаратів для попередньої обробки стебел соломи. Особливу увагу в огляді літературних джерел приділено аналізу використання вуглеамонійних солей та хімічних композиційних препаратів різного складу як живильного середовища для пектиноруйнівних мікроорганізмів на стеблах лляної соломи. Зазначено, що широке застосування хімічних препаратів має негативний вплив на екологічний стан навколишнього середовища, а основні складові хімічних композицій – фосфорні сполуки та поверхнево-активні речовини – не є легкодоступними препаратами. Слід також зауважити, що вже розроблена технологія з використанням безпечних для довкілля активованих водних середовищ призначена для одержання трести із соломи конопель, а для соломи льону-довгунця вона не запропонована. Тому пошук нових способів інтенсифікації мікробіологічних процесів під час розстилання лляної соломи з метою виявлення дешевих, екологічно безпечних речовин, які б забезпечили життєдіяльність та ефективний синтез пектиноруйнівних мікроорганізмів на стеблах лляної соломи, є актуальним завданням сьогодення.

Аналіз літературних джерел свідчить, що використання моно-, ди- та полісахаридів у складі хімічних композиційних препаратів позитивно впливає на розвиток корисної мікрофлори під час розстилу, оскільки вуглеводи є основною сировиною мікробного синтезу. Дешевими та легкодоступними вуглеводовмісними речовинами є відходи харчової промисловості, а саме цукрового виробництва. Одним із них є меляса, яку досі не було запропоновано для створення живильного середовища в технологіях приготування трести. Тому одним із найважливіших наукових завдань вітчизняного льонарства є дослідження впливу розчинів меляси на інтенсифікацію мікробіологічних процесів під час розстилу.

У другому розділі, що складається з п’яти підрозділів, викладено основні методи досліджень. Подано агротехнологічну характеристику різних сортів льону, охарактеризовано умови та методику одержання трести шляхом обробки стебел соломи розчинами меляси.

Схема досліджень з удосконалення процесу одержання трести шляхом розстилу стебел лляної соломи в лабораторних умовах передбачала:

приготування розчинів меляси різної концентрації для обробки лляної соломи;

– обробку зразків лляної соломи розчинами меляси;

– вибір оптимальної концентрації розчину меляси за зміною показника відокремлюваності в процесі розстилу з різними термінами приготування лляної трести;

дослідження розчину меляси оптимальної концентрації.

Меляса є побічним продуктом цукрової промисловості, який залишається після другого відділення кристалів цукру. Меляса виробляється відповідно до вимог стандарту ДСТУ 3696-98 (ГОСТ 30561-98) "Меляса бурякова. Технічні умови" та згідно з "Інструкцією по веденню технологічного процесу цукрового виробництва".

За ступенем впливу на організм людини бурякова меляса відноситься до безпечних речовин. Вона є нетоксичною та невибуховою речовиною.

За органолептичними, фізико-хімічними та мікробіологічними показниками меляса, яка використовувалася під час досліджень, відповідала вимогам ДСТУ 3696-98 (ГОСТ 30561-98), наведеним у табл. 1-3.

Таблиця 1

Органолептичні показники меляси

Назва показника

Органолептична характеристика меляси

Зовнішній вигляд

Густа в'язка непрозора рідина

Колір

Від коричневого до темно-бурого

Запах

Властивий буряковій мелясі без стороннього запаху

Смак

Солодкий з гіркуватим присмаком

Розчинність у воді

Повна, розчиняється у будь-яких співвідношеннях у гарячій та холодній воді

Таблиця 2

Фізико-хімічні показники меляси

Назва показника

Значення показника згідно з ДСТУ 3696-98

Масова частка сухих речовин, % не менше

75,0

Масова частка сахарози, % не менше

43,0

Величина рН

6,5-8,5

Таблиця 3

Мікробіологічні показники меляси

Назва показника

Значення показника згідно з ДСТУ 3696-98

Загальна кількість мезофільних аеробних і факультативно-анаеробних мікроорганізмів, КУО в 1 г, не більше

1,0 · 105

Плісеневі гриби, КУО в 1 г, не більше

1,5 · 104

*Примітка: КУО – кількість колоній-утворюючих одиниць.

Для вибору найбільш придатних розчинів, які мали б позитивний вплив на перетворення лляної соломи в тресту, було приготовано розчини меляси таких концентрацій: 0,25%, 0,5%, 1%, 2%, 4%, 8%, 16%, 32% та 64% у перерахунку на вміст сухих речовин.

Кількість меляси для приготування розчину потрібної концентрації розраховувалася на підставі балансу сухих речовин за рівнянням (1):

РС = Vdc,

(1)

де Р  – кількість нерозбавленої меляси, т;

C – вміст сухих речовин у мелясі за вагою, %;

Vоб'єм розбавленої меляси, м3;

d – густина розбавленої меляси, т/м3;

с – вміст сухих речовин у розбавленій мелясі за вагою, %.

У лабораторних умовах імітували процес розстилу стебел лляної соломи. Зразки соломи льону-довгунця сорту Чарівний масою 30 г кожний було оброблено розчинами меляси з концентрацією 0,25%, 0,5%, 1%, 2%, 4%, 8%, 16%, 32% та 64% у перерахунку на сухі речовини. Розчини відповідних концентрацій готували безпосередньо перед обробкою. Контрольний зразок не обробляли розчинами меляси. Повторність кожного досліду була триразовою. Під час вилежування лляної соломи здійснювали контроль за перебігом процесу розстилу шляхом добору проб і визначення показника відокремлюваності на 10-у, 14-у та 21-у добу розстилу.

На рис. 1 представлено зміну показника відокремлюваності впродовж терміну розстилання лляної соломи залежно від вмісту сухих речовин у розчинах меляси, якими оброблялася солома.

Рис. 1. Відокремлюваність трести після обробки стебел розчинами

меляси:

1 – 10-а доба розстилу;

2 – 14-а доба розстилу;

3 – 21-а доба розстилу.

Згідно з наведеними на рис. 1 даними, на 10-у добу було отримано тресту з показником відокремлюваності від 2,9 до 5,0 од. залежно від концентрації сухих речовин у розчині меляси. Відокремлюваність від 4,5 од. характеризує тресту нормального ступеня вилежування. У контрольному варіанті показник відокремлюваності становить 2,3 од., що відповідає недолежалій тресті.

Найвище значення показника відокремлюваності – 5,0 од. – було отримано при обробці лляної соломи розчином меляси з вмістом сухих речовин 0,5%. Подальше збільшення вмісту сухих речовин у розчині меляси не сприяє підвищенню значень показника відокремлюваності.

Згідно з даними цього рисунку, на 14-у добу було отримано лляну тресту з показником відокремлюваності від 3,5 до 6,0 од. Відокремлюваність контрольного зразка становить 3,5 од., що свідчить про недостатній ступінь вилежування. Застосування 0,5% розчину меляси в перерахунку на сухі речовини сприяє одержанню трести з відокремлюваністю 6,0 од. та скороченню терміну розстилання лляної соломи до 14 діб. При концентрації вище ніж 1% не спостерігається значного зростання показника відокремлюваності, а при концентрації сухих речовин від 8 до 64% отримана треста мала відокремлюваність, подібну до відокремлюваності контрольного зразка.

Згідно з даними, наведеними на рис. 1, при застосуванні розчинів меляси різної концентрації на 21-у добу було отримано лляну тресту з показником відокремлюваності від 5,2 до 7,6 од. При використанні концентрацій сухих речовин, що перевищують 0,5%, не спостерігається суттєвих відмінностей між показниками відокремлюваності одержаної трести та контрольного зразка. Треста з відокремлюваністю, більшою за 7,5 од., вважається перележалою. Отримані значення відокремлюваності свідчать, що при обробці лляної соломи розчинами меляси термін розстилання не має перевищувати 21 добу.

Таким чином, аналізуючи графіки, наведені на рис. 1, можна зробити висновок, що розчин меляси з 0,5% вмістом сухих речовин є оптимальним для використання в технологіях приготування трести шляхом розстилу лляної соломи.

Для пояснення впливу меляси на процес розстилу було проведено мікробіологічні дослідження розчинів меляси з 0,5%, 1% та 5% вмістом сухих речовин. У приготованих розчинах меляси із зазначеним вмістом сухих речовин після 1 доби зберігання розчину досліджувався мікробіологічний склад за ступенем заселеності. Ступінь заселеності розчину – це кількість мікроорганізмів в 1 см3. Результати цих досліджень представлено на рис. 2. Виявлені в результаті мікробіологічних досліджень мікроорганізми є представниками молочнокислих бактерій роду Lactobacillus.

Рис. 2. Ступінь заселеності розчинів меляси мікроорганізмами.

Аналіз даних, поданих на рис. 2, свідчить, що розчин меляси з вмістом сухих речовин 0,5% при t = 200С має найвищий ступінь заселеності мікроорганізмами – 99-100% – вже після першої доби зберігання розчину. У розчині з вмістом сухих речовин 1% заселеність мікроорганізмами становить 95% після першої доби зберігання розчину. Розчин меляси з 5% вмістом сухих речовин має ступінь заселеності мікроорганізмами лише 10%.

Для обґрунтування необхідності використання розчину меляси протягом першої доби після його приготування було проведено дослідження зміни кількості молочнокислих бактерій упродовж наступних п’яти діб. Результати зміни мікробіологічного складу 0,5% розчину меляси на 2-у, 3-ю, 4-у та 5-у добу наведено на рис. 3.

Рис. 3. Зміна ступеня заселеності молочнокислими бактеріями   

           0,5% розчину меляси впродовж терміну зберігання розчину.

Згідно з даними, наведеними на рис. 3, кількість активних клітин молочнокислих бактерій поступово зменшується починаючи з 2 доби зберігання розчину внаслідок накопичення відходів життєдіяльності (молочної кислоти) та відповідно зниження рН середовища. Отже, доцільно використовувати розчин меляси для обробки лляної соломи впродовж першої доби, доки в розчині наявна максимальна кількість активних клітин молочнокислих бактерій.

Для прискорення процесу гідролізу сахарози в розчинах меляси було приготовано розчини меляси з визначеним вмістом сухих речовин 0,5% в активованих водних середовищах.

У розділі подано опис методики одержання активованих водних середовищ шляхом електролізу технічної води в діафрагмовому електролізері. Для контролю фізико-хімічних властивостей активованих водних середовищ використовували методику визначення водневого показника.

У розчинах меляси з вмістом сухих речовин 0,5% в активованих водних середовищах вивчалася швидкість гідролізу сахарози, було здійснено визначення кількісного вмісту продуктів гідролізу – глюкози та фруктози, а також проведено мікробіологічні дослідження.

У лабораторних умовах імітували процес розстилу стебел лляної соломи. В якості моделі стелища використовували штучно сформовану поверхню ґрунту. На неї зі щільністю 3,0-3,5 кг/м2 було укладено зразки стебел лляної соломи, які обробляли розчинами меляси в неактивованій воді та активованих водних середовищах до вологості 60%. У процесі вилежування лляної соломи здійснювали ретельний контроль за процесом перетворення соломи в тресту шляхом добору проб стебел та інструментального визначення показників відокремлюваності волокнистого шару від деревини, міцності й гнучкості волокна на 10, 11, 13, 15, 16 добу розстилу. Визначення якості трести та волокна проводили за відповідними методиками, викладеними в ГОСТ 24383-89 "Треста льняная. Требования при заготовках", ДСТУ 4149:2003 "Треста лляна. Технічні умови" та ДСТУ 4015-2001 "Льон тіпаний. Технічні умови".

У розділі подано опис методів мікробіологічних досліджень видового та кількісного складу мікрофлори льоносировини в динаміці процесу перетворення лляної соломи в тресту. Для визначення кількісного складу целюлозоруйнівної мікрофлори користувалися методом граничних розведень. Видовий склад мікроорганізмів визначали методом вологої камери з використанням чашок Петрі.

Статистичну обробку результатів досліджень здійснювали із застосуванням методів математичної статистики з використанням персонального комп’ютера та програмних пакетів "Microsoft Office Excel 2003" і "Microsoft Office Word 2003". Для побудови математичної моделі за експериментальними даними було використано факторне планування експерименту.

У третьому розділі наведено результати теоретичних досліджень за темою дисертації. Проаналізовано технології одержання трести із застосуванням обробки хімічними препаратами й відзначено їх позитивний вплив на інтенсифікацію процесу розстилу, а також недоліки використання продуктів хімічної промисловості.

Зроблено припущення щодо можливості інтенсифікації мікробіологічних процесів, які відбуваються під час розстилу, за рахунок використання вуглеводовмісних речовин у зв’язку з тим, що більшість мікроорганізмів добре асимілюють вуглеводи. Легкодоступними вважаються гексози глюкоза, фруктоза та інші представники гексоз, а також карбонові кислоти й багатоатомні спирти гліцерин, маніт тощо.

Одним із джерел одержання цілком безпечних вуглеводовмісних речовин є побічний продукт виробництва цукру – меляса. Основним компонентом меляси є сахароза (C12H22O11) – біла кристалічна речовина, солодша за глюкозу, добре розчинна у воді. Важлива хімічна властивість сахарози – здатність до гідролізу (при нагріванні та наявності іонів водню як каталізатора). У процесі гідролізу з однієї молекули сахарози утворюється молекула глюкози й молекула фруктози.

До складу меляси, крім сахарози, входять органічні та неорганічні сполуки. Органічні нецукрові сполуки підрозділяються на безазотні й азотовмісні. До безазотних нецукрових сполук відносяться вуглеводи: рафіноза, кестоза, а також органічні кислоти: оцтова, мурашина, масляна, молочна, щавлева, пропіонова, валеріанова.

Меляса завдяки високому (близько 50%) вмісту сахарози стійка при зберіганні, оскільки мікроорганізми знаходяться в ній у неактивному стані. При тривалому зберіганні у відповідних умовах в закритих сховищах кількість мікроорганізмів поступово зменшується внаслідок відмирання менш стійких до осмотичного тиску форм. Проте, якщо в процесі зберігання меляси до неї потрапляє дощова вода, то кількість мікроорганізмів у розбавленому поверхневому шарі може різко зрости. У мелясі можуть розвиватися кислотоутворюючі бактерії – лейконостоки й молочнокислі бактерії Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermenti та ін. У мікрофлорі меляси присутні також дикі дріжджі й мікроскопічні гриби.

Під час досліджень, результати яких наведено на рис. 2, у розчинах меляси різної концентрації було виявлено молочнокислі бактерії роду Lactobacillus. Однак для інтенсифікації процесу розстилу недостатньо тільки молочнокислих бактерій. Тому для розширення видового складу мікрофлори та прискорення процесу гідролізу сахарози було застосовано активовані водні середовища.

Активовані водні середовища – католіт та аноліт, з одного боку, є середовищами з чітко вираженими лужними й кислотними властивостями, а з іншого, як продукти розпаду води, є екологічно чистими. Позитивний вплив застосування активованих водних середовищ на мікробіологічні процеси під час розстилу конопляної соломи показано в дослідженнях Є.О. Калінського.

В активованих водних середовищах відбувається зміна хімічного складу сахарози основного компонента меляси, яку відображено на рис. 4 і 5.

Рис. 4. Зміна хімічного складу сахарози в активованому водному

 кислому середовищі.

Рис. 5. Зміна хімічного складу сахарози в активованому водному

  лужному середовищі.

Згідно з рис. 4 і 5, у розчинах меляси в активованих водних середовищах утворюються такі представники гексоз, як глюкоза та фруктоза, що легко засвоюються мікроорганізмами.

Таким чином, враховуючи хімічний склад меляси: наявність вуглеводів, сполук азоту, мінеральних речовин, вітамінів та інших компонентів, є всі підстави припустити, що застосування розчинів меляси в активованих водних середовищах спричинятиме прискорення процесу перетворення лляної соломи в тресту завдяки створенню сприятливих умов для розвитку пектиноруйнівної мікрофлори на стеблах соломи.

З метою підтвердження робочої гіпотези, що використання активованих водних середовищ сприятиме інверсії сахарози в розчинах меляси, а також дозволить розширити видовий склад мікрофлори розчинів меляси, було проведено дослідження хімічного та мікробіологічного складу розчинів меляси в активованих водних середовищах, результати яких викладено в підрозділі 3.2. Для цього було приготовано розчини меляси з 0,5% вмістом сухих речовин в активованих водних середовищах з рН = 9,87 та 2,98.

Процес гідролізу сахарози розчинів меляси в активованих водних середовищах характеризує зміна кута обертання площини поляризації розчину. Вивчення швидкості інверсії сахарози в розчинах меляси базується на тому, що при пропусканні поляризованого світла крізь розчин оптично активної речовини площина поляризації повертається. Водний розчин сахарози обертає площину поляризації прохідного світла вправо, а розчин продуктів гідролізу – вліво. Поступово правостороннє обертання змінюється на лівостороннє. Про закінчення процесу гідролізу свідчить встановлення незмінного з часом від’ємного кута обертання оптично активної суміші продуктів гідролізу. На рис. 6 і 7 графічно відображено зміну кута обертання площини поляризації розчинів меляси в активованих водних середовищах.

Рис. 6. Зміна кута обертання площини поляризації розчину меляси

           в активованому водному середовищі з рН = 9,87.

Згідно з рис. 6 і 7, після 45 хвилин від початку реакції гідролізу сахарози меляси в активованих водних середовищах оптично активна суміш утвореного розчину обертає площину поляризації вліво. Це свідчить про наявність у досліджуваних розчинах продуктів гідролізу – глюкози та фруктози. Кут обертання площини поляризації, який встановився після 45 хвилин від початку реакції, залишається незмінним. Це є свідченням того, що сахароза меляси в активованих водних середовищах повністю гідролізувалася.

За допомогою методів хімічного аналізу в розчинах меляси в активованих водних середовищах було визначено вміст продуктів гідролізу сахарози – глюкози та фруктози (рис. 8).

а)

б)

Рис. 8. Вміст продуктів гідролізу сахарози в розчинах меляси:

а) в активованому водному середовищі з рН = 9,87;

б) в активованому водному середовищі з рН = 2,98.

Аналізуючи дані, наведені на рис. 8, можна стверджувати, що гідроліз сахарози в розчині меляси в активованому водному середовищі з рН = 9,87 відбувається з утворенням тільки фруктози, а під час гідролізу сахарози в розчині меляси в активованому водному середовищі з рН = 2,98 з’являються глюкоза та фруктоза. Їх вміст становить відповідно 34 % та 66 % за умови, що загальна кількість продуктів гідролізу в розчинах меляси прийнята за 100 %.

Проведені дослідження з визначення швидкості гідролізу та вмісту продуктів гідролізу підтверджують гіпотезу, що застосування активованих водних середовищ сприяє розкладу сахарози в розчинах меляси. Одержані розчини меляси з 0,5% вмістом сухих речовин в активованих водних середовищах з рН = 9,87 та 2,98 було досліджено на вміст плісеневих грибів і бактерій після першої доби зберігання. Графічне відображення результатів визначення ступеня заселеності цих розчинів мікроорганізмами наведено на рис. 9 і 10.

Рис. 9. Ступінь заселеності мікроорганізмами розчину меляси

 в активованому водному середовищі з рН = 2,98.

З рис. 9 видно, що в розчині меляси в активованому водному середовищі з рН = 2,98 ступінь заселеності молочнокислими бактеріями на 90% менше, ніж у розчині меляси в неактивованій звичайній воді (рис. 2). Також у даному розчині було виявлено гриб Aspergillus niger. Це свідчить, що застосування розчину меляси в активованому водному середовищі з рН = 2,98 може інтенсифікувати розвиток плісеневих грибів на стеблах лляної соломи під час розстилу.

Рис. 10. Ступінь заселеності мікроорганізмами розчину меляси

   в активованому водному середовищі з рН = 9,87.

Аналізуючи дані, наведені на рис. 10, можна зробити висновок, що розчин меляси в активованому водному середовищі з рН = 9,87 має інший мікробіологічний склад порівняно з розчином меляси в активованому водному середовищі з рН = 2,98. Зокрема, спостерігається наявність пектиноруйнівних грибів Aspergillus flavus та Alternaria tenius і значне зростання вмісту молочнокислих бактерій. Тому слід очікувати, що розчини меляси в лужному середовищі можуть інтенсифікувати руйнування пектинових речовин більш ефективно, ніж розчини меляси в неактивованому середовищі.

Для визначення оптимальних режимів обробки розчинами меляси з метою одержання високих якісних показників трести та волокна під час вилежування лляної соломи було розроблено такі варіанти обробки лляної соломи:

  •  варіант 1 – розчин меляси з вмістом сухих речовин 0,5% у неактивованій воді;
  •  варіант 2 – розчин меляси з вмістом сухих речовин 0,5% в активованому водному середовищі з рН = 9,87;
  •  варіант 3 – розчин меляси з вмістом сухих речовин 0,5% в активованому водному середовищі з рН = 2,98.

У четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень, спрямованих на вдосконалення технології одержання лляної трести шляхом застосування обробки стебел соломи розчинами меляси в активованих водних середовищах.

У підрозділі 4.1 висвітлено результати проведеного повного факторного експерименту, під час якого було досліджено вплив терміну розстилу () і рН активованого водного середовища () за однакової концентрації меляси на основний показник якості трести – відокремлюваність. Оптимізацію процесу за цим показником було здійснено для трьох різних сортів льону: Чарівний (), Глухівський ювілейний (), Південна ніч (). Рівні та інтервали варіювання факторів наведено в табл. 4, а матрицю планування експерименту – у табл. 5.

Таблиця 4

Рівні та інтервали варіювання факторів

Фактори

Рівні варіювання

Інтервали

1,414

–1

0

+1

+1,414

Термін розстилу, доба, Х1

10

11

13

15

16

2

рН активованого водного середовища, Х2

2,8

4,0

7,0

10,0

11,2

3

Таблиця 5

Матриця планування експерименту

№ досліду

Матриця

Робоча матриця

x1

x2

X1, доба

X2, рН

, од.

, од.

, од.

1

+

+

15

10,0

6,8

6,6

6,3

2

+

11

10,0

5,6

5,4

5,1

3

+

15

4,0

4,6

4,4

4,2

4

11

4,0

4,1

4,1

3,9

5

–1,414

0

10

7,0

5,2

5,0

4,9

6

+1,414

0

16

7,0

6,6

6,3

6,0

7

0

–1,414

13

2,8

4,0

4,0

3,8

8

0

+1,414

13

11,2

6,2

6,0

5,8

9

0

0

13

7,0

5,9

5,7

5,6

10

0

0

13

7,0

5,8

5,8

5,7

11

0

0

13

7,0

5,9

5,7

5,8

12

0

0

13

7,0

5,7

5,6

5,7

13

0

0

13

7,0

5,9

5,8

5,6

 

Під час математичного моделювання технологічного процесу приготування лляної трести з використанням обробки стебел соломи розчинами меляси в неактивованій воді та активованому водному середовищі було одержано регресійні двофакторні математичні моделі (2-4) залежності показника відокремлюваності від терміну розстилу та рН активованого водного середовища, які дозволяють визначити оптимальні параметри процесу розстилу й отримати тресту з нормованим ступенем вилежування.

(2)

(3)

(4)

Аналіз математичних моделей (2-4) свідчить, що найбільший вплив на показник відокремлюваності волокна від деревини для всіх досліджуваних сортів льону має фактор Х2 (рН активованого водного середовища).

Аналізуючи представлені математичні моделі (2-4), можна зробити висновок, що тресту з оптимальним показником відокремлюваності від 5,6 до 6,2 од. можливо отримати із соломи льону-довгунця протягом 12-14 діб при рН активованого водного середовища 8,5-9,8, у той час як для льону олійного сорту Південна ніч оптимальний термін розстилу дорівнює 14-16 діб.

Поверхні відгуку для математичних моделей залежності показника відокремлюваності від терміну розстилу та рН активованого водного середовища представлено на рис. 11-13.

Рис. 11. Залежність показника відокремлюваності від терміну розстилу та рН активованого водного середовища для льону-довгунця сорту Чарівний.

Рис. 12. Залежність показника відокремлюваності від терміну розстилу та рН активованого водного середовища для льону-довгунця сорту Глухівський ювілейний.

Рис. 13. Залежність показника відокремлюваності від терміну розстилу та рН активованого водного середовища для льону олійного сорту Південна ніч.

У підрозділі 4.2 наведено результати мікробіологічних досліджень та аналіз зміни видового складу мікрофлори під час вилежування соломи льону-довгунця сорту Чарівний (табл. 6-8).

Таблиця 6

Зміна видового складу мікрофлори в процесі розстилу

у варіанті 1 (розчин меляси в неактивованій воді)

Видовий склад

мікрофлори

Доба розстилу

3

6

9

12

15

18

Alternaria tenius

ч/з

дом.

дом.

дом.

ч/з

р/з

Aspergillus flavus

р

ч/з

ч/з

Aspergillus niger

р

р

Cladosporium herbarum

дом.

дом.

ч/з

ч/з

р

Mucor racemosus

р/з

р/з

р/з

ч

Penicillium

Rhizopus nigricans

ч

ч

ч

ч/з

р/з

р/з

Fusarium gibosum

р

р/з

Fusarium graminear

р

р/з

*Примітка:

р/з – рідко зустрічаються, частота менше 30%;

ч/з – часто зустрічаються, частота 30-50 %;

дом. – домінуючі, які зустрічаються з частотою більше 50%.

Після обробки соломи за варіантом 1 у процесі розстилу спочатку домінували гриби видів Alternaria tenius, Cladosporium herbarum та Rhizopus nigricans, а наприкінці вилежування – Aspergillus flavus (табл. 6).

Таблиця 7

Зміна видового складу мікрофлори в процесі розстилу у варіанті 2 (розчин меляси в активованому водному середовищі з рН = 9,87)

Видовий склад

мікрофлори

Доба розстилу

3

6

9

12

15

18

Alternaria tenius

дом.

дом.

дом.

ч/з

ч

Aspergillus flavus

ч/з

ч/з

ч/з

дом.

дом.

дом.

Aspergillus niger

р/з

ч/з

Cladosporium herbarum

дом.

дом.

дом.

ч/з

р/з

Mucor racemosus

р/з

Penicillium

Rhizopus nigricans

ч/з

ч/з

р/з

р/з

Fusarium gibosum

р/з

р/з

Fusarium graminear

р/з

р/з

Після обробки лляної соломи за варіантом 2 у процесі перетворення льносоломи в тресту було виділено колонії таких грибів: Alternaria tenius, Cladosporium herbarum, Aspergillus flavus, Rhizopus nigricans (табл. 7).

Таблиця 8

Зміна видового складу мікрофлори в процесі розстилу у варіанті 3

(розчин меляси в активованому водному середовищі з рН = 2,98)

Видовий склад

мікрофлори

Доба розстилу

3

6

9

12

15

18

Alternaria tenius

ч/з

ч/з

ч/з

р/з

Aspergillus flavus

ч/з

ч/з

ч/з

ч/з

дом.

дом.

Aspergillus niger

ч

ч

ч

ч

дом.

дом.

Cladosporium herbarum

р/з

ч/з

ч/з

р/з

Mucor racemosus

ч/з

р/з

Penicillium

ч/з

ч/з

ч/з

р/з

р/з

р/з

Rhizopus nigricans

р/з

р/з

Fusarium gibosum

р/з

р/з

р/з

Fusarium graminear

р/з

р/з

р/з

Виявлені під час мікробіологічного дослідження у варіанті 3 гриби родів Aspergillus (Aspergillus flavus, Aspergillus niger) та Penicillium виробляють пектолітичні ферменти, які каталізують гідроліз пектинових речовин рослинних клітин. Гриби родів Fusarium і Penicillium виробляють целюлозолітичні ферменти, які беруть участь у процесі гідролізу целюлози.

Мікробіологічними дослідженнями підтверджено, що застосування розчинів меляси в активованому водному середовищі з рН = 9,87 і неактивованій воді інтенсифікує розвиток на стеблах лляної соломи пектиноруйнівних мікроорганізмів, таких як Cladosporium herbarum, Alternaria tenius та Rhizopus nigricans.

У п'ятому розділі наведено техніко-економічне обґрунтування інноваційного проекту одержання лляної трести. Розраховано норми витрат води та меляси для обробки лляної соломи на стелищі. Проведено порівняльний аналіз ефективності застосування запропонованої технології приготування трести і технології одержання трести шляхом плющення й обробки хімічними композиційними препаратами в процесі розстилу.

Визначено, що обробка соломи розчинами меляси в активованих водних середовищах у процесі приготування лляної трести дає можливість отримати економічний ефект до 174,8 грн./т трести за рахунок підвищення її якості, тобто на 71,8 грн./т більше, ніж при використанні технології одержання трести шляхом плющення й обробки хімічними композиційними препаратами в процесі розстилу.

ВИСНОВКИ

  1.  Теоретично обґрунтовано вдосконалення технології одержання трести із лляної соломи шляхом обробки розчинами меляси в активованих водних середовищах під час розстилу, що дозволяє скоротити тривалість процесу вилежування й підвищити якість трести та виділеного з неї волокна.
  2.  Досліджено процес гідролізу сахарози в розчинах меляси в активованих водних середовищах. Визначено, що тривалість процесу гідролізу сахарози в розчинах меляси в активованих водних середовищах становить 45 хвилин. За допомогою методів хімічного аналізу визначено склад продуктів гідролізу сахарози у розчині меляси в активованому кислому водному середовищі виявлено глюкозу та фруктозу, а в розчині меляси в активованому лужному водному середовищі виявлено тільки фруктозу.
  3.  Досліджено видовий та кількісний склад мікрофлори розчинів меляси в неактивованій воді та активованих водних середовищах з різним рН. Встановлено, що в розчині меляси в неактивованій воді присутні молочнокислі бактерії, а в розчинах меляси в активованих водних середовищах виявлено молочнокислі бактерії та плісеневі гриби.
  4.  За допомогою математичного моделювання технологічного процесу приготування лляної трести одержано математичні моделі, які дозволяють визначити оптимальні параметри процесу термін розстилу та рН активованого водного середовища, необхідні для отримання трести з нормованим значенням показника відокремлюваності.
  5.  Теоретично і експериментально доведено, що обробка розчинами меляси в активованих водних середовищах сприяє розвитку пектиноруйнівних мікроорганізмів на стеблах лляної соломи під час розстилу.
  6.  Розроблено технологію одержання лляної трести із застосуванням операції обробки стебел розчинами меляси в активованих водних середовищах, що дозволило скоротити термін розстилу з 25 до 12 діб.
  7.   Економічно обґрунтовано доцільність впровадження удосконаленої технології одержання трести із попередньою обробкою соломи розчинами меляси в активованих водних середовищах. Визначено, що економічний ефект від одержання трести за запропонованою технологією становить 174,8 грн. на 1 т лляної трести.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  1.   Лисих А.Ю. Нові напрямки удосконалення технології одержання лляної трести / А.Ю. Лисих, С.М. Коб’яков // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Вип. 8. – Мелітополь, 2008. – Т. 7. – С. 192-195. Дисертанту належить здійснення аналізу існуючих технологій приготування лляної трести.
  2.   Лисих А.Ю. Новітні технології біологічного приготування лляної трести / А.Ю. Лисих // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Вип. 10. – Мелітополь, 2010. – Т. 1. – С. 179-186.
  3.   Чурсіна Л.А. Застосування технології приготування трести льону за штучних умов / Л.А. Чурсіна, А.Ю. Лисих // Легка промисловість. – 2010. – № 1. – С. 51-52. Дисертанту належить проведення експериментальних досліджень з визначення фізико-механічних властивостей лляної трести.
  4.   Чурсіна Л.А. Новітні технології біологічного приготування лляної трести / Л.А. Чурсіна, С.М. Коб’яков, А.Ю. Лисих, О.П. Домбровська // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. – 2010. – № 1 (16). – С. 88-92. Дисертанту та Чурсіній Л.А. належить обґрунтування необхідності застосування меляси для обробки лляної соломи перед розстилом; Коб’якову С.М. і Домбровській О.П. належить аналіз отриманих результатів.
  5.   Пат. 46965 Україна МПК D01С 1/00. Спосіб приготування лляної трести / Лисих А.Ю., Чурсіна Л.А., Коб’яков С.М., Домбровська О.П.; заявник і власник ХНТУ. – № u2009 07872; заявл. 27.07.2009; опубл. 11.01.2010, Бюл. № 1. Дисертанту та Чурсіній Л.А. належить визначення та аналіз якісних характеристик лляної трести; Коб’якову С.М. і Домбровській О.П. належить аналіз отриманих результатів.
  6.   Пат. 52747 Україна МПК D01С 1/00. Спосіб приготування лляної трести / Лисих А.Ю., Чурсіна Л.А., Коб’яков С.М., Домбровська О.П.; заявник і власник ХНТУ. – № u2010 01865; заявл. 22.02.2010; опубл. 10.09.2010, Бюл. № 17. Дисертанту та Чурсіній Л.А. належить постановка експерименту та аналіз отриманих результатів; Коб’якову С.М. і Домбровській О.П. належить визначення фізико-механічних властивостей лляної трести.
  7.   Лисих А.Ю. Ресурсозберігаюча технологія отримання трести льону промисловим способом / А.Ю. Лисих, С.М. Коб’яков // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины: науч.-прак. конф., 20-23 мая 2008 г.: тезисы докл. – Херсон: ХНТУ, 2008. – № 1 (14). – С. 174-175. Дисертанту належить огляд літератури за темою та постановка експерименту.
  8.   Лисих А.Ю. Визначення оптимальної температури процесу приготування трести із зволоженої соломи / А.Ю. Лисих, Л.А. Чурсіна // Інноваційні напрями в селекції, технології вирощування та переробки технічних культур: матеріали наук.-практ. конф. молодих вчених,                      2-4 грудня 2009 р. – Суми, 2010. – С. 76-79. Дисертанту належить дослідження впливу температури на формування якісних показників лляної трести.

Пропозиції виробництву

Для отримання якісної лляної трести на стелищі шляхом обробки соломи розчинами меляси в активованих водних середовищах слід впровадити у виробництво такі заходи:

  •  перед розстилом лляної соломи на льонищі необхідно здійснити обробку стебел соломи розчином меляси з вмістом 0,5% сухих речовин в активованому водному середовищі з рН = 8,5-9,8, використовуючи обприскувач для рівномірного розподілу розчину;
  •  систематично проводити контроль за перебігом технологічного процесу перетворення лляної соломи в тресту, визначаючи показники відокремлюваності, міцності та гнучкості лляного волокна.

АНОТАЦІЯ

Лисих А.Ю. Удосконалення технології одержання лляної трести шляхом штучного зволоження. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.01 – зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів. – Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2010.

Дисертація містить результати теоретичних та експериментальних досліджень, спрямованих на вдосконалення технології одержання лляної трести за допомогою штучного зволоження розчинами меляси. Запропоновано технологію одержання трести із соломи льону-довгунця із застосуванням обробки розчином меляси з вмістом сухих речовин 0,5% в активованих водних середовищах, яка дозволяє скоротити термін розстилу з 25 до 12 діб.

У результаті застосування запропонованої технології при оптимальних параметрах технологічного процесу одержують тресту, показник відокремлюваності якої становить 5,6 од. З цієї трести отримують лляне волокно з високими показниками якості, що відповідають вимогам державних стандартів. Визначено, що економічний ефект від одержання трести за розробленою технологією становить 174,8 грн. на 1 т лляної трести за рахунок збільшення виходу довгого волокна та підвищення номера трести.

Ключові слова: лляна солома, треста, лляне волокно, обробка, меляса, активовані водні середовища, відокремлюваність, міцність, гнучкість.

АННОТАЦИЯ

Лысых А.Ю. Усовершенствование технологии получения льняной тресты путем искусственного увлажнения. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.01 – хранение и технология переработки зерна, изготовление зерновых и хлебопекарных изделий и комбикормов. – Херсонский национальный технический университет, Херсон, 2010.

Диссертация содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на усовершенствование технологии получения льняной тресты с помощью искусственного увлажнения растворами мелассы в активированных водных средах. Предложена технология получения тресты из соломы льна-долгунца с применением обработки растворами мелассы с содержанием сухих веществ 0,5% в активированных водных средах, которая позволяет сократить срок расстила с 25 до 12 дней.

В настоящее время тресту из льна-долгунца получают расстилом. Этот способ получения льняной тресты полностью зависит от погодных условий. При неблагоприятных погодных условиях получают тресту плохого качества, и выделенное из такой тресты льняное волокно имеет низкую прочность.

В работе отмечены достоинства и недостатки существующих способов усовершенствования процесса расстила. Все предлагаемые способы основаны на интенсификации микробиологических процессов на льняной соломе путем обработки стеблей соломы химическими препаратами.

Также в работе проанализировано влияние обработки растворами мелассы с разным содержанием сухих веществ на сокращение срока вылежки льняной соломы, улучшение физико-механических показателей льняной тресты и волокна. В результате проведенных исследований установлена оптимальная концентрация раствора мелассы для использования в технологиях приготовления льняной тресты.

В состав мелассы входят углеводы, а также азотистые и фосфорные соединения. Основным углеводом мелассы является сахароза. В качестве катализатора процесса гидролиза сахарозы были использованы активированные водные среды.

Исследован процесс гидролиза сахарозы в растворах мелассы в активированных водных средах. Экспериментально установлена длительность гидролиза сахарозы. Исследования растворов мелассы в активированных водных средах показали, что процесс гидролиза проходит за 45 минут.

С помощью методов химического анализа определено содержание продуктов гидролиза сахарозы в растворах мелассы в активированных водных средах. Из продуктов гидролиза в растворах мелассы в активированной водной кислой среде обнаружены фруктоза и глюкоза, а в растворах мелассы в активированной водной щелочной среде обнаружена только фруктоза.

Исследован видовой состав микрофлоры растворов мелассы. В растворе мелассы в неактивированной воде выявлены молочнокислые бактерии рода Lactobacillus. Установлено, что в состав микрофлоры растворов мелассы в активированных водных средах входят плесневые грибы и молочнокислые бактерии рода Lactobacillus.

Получены регрессионные математические модели зависимости отделяемости тресты от срока расстила и различных значений рН активированной водной среды. С помощью оптимизации технологического процесса получения тресты определены оптимальные значения рН активированной водной среды и длительности вылежки льняной соломы. Установлено, что рН активированной водной среды 8,5-9,8 и длительность вылежки льняной соломы 12-14 суток являются оптимальными параметрами технологического процесса для получения тресты из соломы льна-долгунца.

В работе, наряду с исследованиями физико-химических свойств льняной тресты, исследовался видовой состав микрофлоры, которая развивается на стеблях льняной соломы во время расстила. Микробиологические исследования показали, что обработка льняной соломы раствором мелассы в активированной щелочной водной среде способствует развитию и увеличению количества пектиноразрушающих микроорганизмов Alternaria tenius, Cladosporium herbarum и Rhizopus nigricans, а обработка льняной соломы раствором мелассы в активированной кислой водной среде способствует развитию пектиноразрушающих микроорганизмов Alternaria tenius и целлюлозоразрушающих микроорганизмов родов Fusarium и Penicillium.

В результате применения предложенной технологии при оптимальных параметрах технологического процесса получают тресту, показатель отделяемости которой составляет 5,6 од. Из этой тресты получают льняное волокно высокого качества, которое соответствует требованиям государственных стандартов. Показано, что экономический эффект от получения льняной тресты по предложенной технологии составляет 174,8 грн. на 1 т тресты, т.е. на 71,8 грн. больше, чем по технологии получения тресты путем плющения и последующей обработки химическими композиционными препаратами во время расстила. Указанный экономический эффект достигается за счет увеличения выхода длинного волокна и повышения номера тресты.

Ключевые слова: льняная солома, треста, льняное волокно, обработка, меласса, активированные водные среды, отделяемость, прочность, гибкость. 

THE SUMMARY

Lysykh A.J. Improvement of technology of reception linen trust by artificial humidifying. – Manuscript.

The dissertation for obtaining scientific degree of candidate of technical sciences on specialty 05.18.01 – storage and technology of processing of grain, manufacturing of grain and baking products and mixed fodders. – Kherson National Technical University, Kherson, 2010.

The dissertation contains results theoretical and the experimental researches directed on improvement of technology of reception linen trusts by means of artificial humidifying by solutions molasses in activated water environments.

The technology of reception trust from straw of flax-dolguntsa with application of processing by solutions of a molasses with a solids content of 0,5% in the activated water environments which allows to reduce term of preparation from 25 till 12 days is offered.

As a result of application of the offered technology at optimum parametres of technological process receive to trust, the indicator separation which makes 5,6 od. From this trust receive a linen quality fibre which corresponds to requirements of state standards. It is shown that economic benefit of reception linen trust on the offered technology makes 174,8 gr/t trust at the expense of increase in an exit of a long fibre and increase of number trust.

Key words: linen straw, trust, linen fibre, processing, activated water environments, separation, durability, flexibility.

Підписано до друку 26.05.11 р.

Формат 60х90/16. Папір офсетний.

Умовн. друк. аркушів 1,4

Наклад 100 прим. Замовлення № 5789

Надруковано у видавництві ХНТУ

73008, м. Херсон-8, Бериславське шосе, 24.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55093. Розрахунки витрат сировини і виходу готового продукту у виробництві сухих молочних консервів 147.5 KB
  Сухий знежирений молочний залишок незбираного молока визначають за формулою: СЗМЗм = – Жм. Сухий знежирений молочний залишок знежиреного молока визначають за формулою: СЗМЗзн. Масову частку жиру в нормалізованій суміші розраховують за формулою: Жн. Масу знежиреного молока необхідного для нормалізації незбираного молока розраховують за формулою: Мзн.
55094. Виды фискальной политики государства. Цели, методы и последствия фискальной политики 28.18 KB
  Фискальная политика — это вмешательство государства в экономику путем изменения налогообложения и государственных расходов. Главными инструментами фискальной политики государства являются налоги и государственные расходы.
55097. Господарський процес. Методичні вказівки 396.5 KB
  Завданням цих методичних рекомендацій є засвоєння студентами знань про джерела права, сприяти глибокому засвоєнню змісту ряду нормативно – правових актів з курсу, навчити користуватися ними, навчити використовувати їх зміст при вирішенні конкретних правових питань, навчити застосовувати теоретичні положення на практиці, прищепити навики складання процесуальних документів...
55098. ПСИХОЛОГІЯ ЯК НАУКА 273 KB
  Предметом психології є: а душа людини; б характер темперамент особливості діяльності людини; в психічні процеси психічні властивості та психічні стани; г свідомість та підсвідомість. Яке з наведених нижче тверджень є правильним а свідомість людини існує поза діяльністю а виявляється в діяльності;...
55099. Маркетинг. Методичні вказівки 296 KB
  Практичні заняття, самостійне опрацювання літературних та інших інформаційних джерел мають сприяти кращому засвоєнню теоретичного матеріалу, напрацюванню певних практичних навичок та умінь для реалізації високого рівня фахової підготовки.
55100. Навчально-виховний процес як основа діяльності викладача вищої школи 74 KB
  Чому професіонал це завжди індивідуальність зі своїм обличчям почерком Чи сформований на вашу думку у вас власний стиль професійної діяльності Виділіть основні його ознаки. Чи можна в основу навчання студента покласти копіювання зразків новаторського досвіду за фахом Який викладач вибере групу студентів ...
55101. Перемещение и копирование частей рисунка 323.5 KB
  Используя команду горизонтального меню Рисунок Атрибуты измените размер полотна: ширина 93 высота 86 единицы измерения: см Используя инструменты панели рисования палитру операции перемещения и копирования нарисуйте солнце в качестве подсказки можно использовать следующие этапы...