Ксилит өндіру үшін күріш қалдықтарын шикізат ретінде қолдану жолдарын зерттеу

Қазақстан Республикасының бүгінгі күнгі экономикалық қарқынды даму жағдайында бәсекеге қабілетті 30 елдің қатарына кіру стратегиясында ел экономикасының күре тамыры болып табылатын ауылшаруашылық өнімдерін өндіруді жан-жақты дамытуға аса көңіл бөлу қажет екенін ҚР Президенті Н.Ә. Назарбаев Қазақстан халқына жолдауында атап көрсеткен болатын. Осы бағытта Қызылорда облысының да аймақтық-индустриалдық инновациялық даму бағыттары анықталған, аймақта күріш кластерін дамытуға мемлекет тарапынан қолға алынып отыр.

Егістік көлемі бойынша дүние жүзінде күріш бидайдан кейінгі екінші орында. Қызылорда облысы жағдайында табиғи байлығымыз болып есептелетін күріш өндірісінің қалдықтарын тиімді пайдалану мәселесі әлі толық шешілмеген мәселе. Күріш өңдейтін зауыттарда жылына 50 мың тонна күріш қалдығы қоқыс ретінде шығарылады және өртелінеді, ауада газды және улы заттар түзіп, бұл ауданда экологиялық проблемалар туындатады. Егер күріш ақтайтын зауыттың қасынан сол күріш қалдықтарын өңдейтін зауыт ашылса, пайдалы өнімдер алуға болады. Сол өнімдердің бірі - ксилит. [2]

Ксилит фармацевтика, медицина және тағам өнеркәсібінде қанттың орнына пайдаланылатын өнім болып табылады. Ксилит бактерицидті қасиет көрсетеді, асқазан шырынын және өтті ұлғайтады, бір адам күніне ксилиттің 30 г тамақтануы нормаға сай жоғары калориялы азық .

Ғылыми-зерттеу жұмысының мақсаты: Күріш кебегінен адам денсаулығына пайдалы, тиімді және экологиялық таза өнім - ксилит өндіру мүмкіншілігін анықтау. Ксилиттің тиімді өндіру технологиясын енгізіп, қант диабетімен және семіздікпен ауыратын ауруларға арнайы диета ретінде пайдалану.

Құрамында пентозан бар шикізаттан жаңа эффективті комплексті технология арқылы жоғары сапалы ксилит алу маңызды ғылыми-техникалық проблема болып табылады. Оның шешімі тек ғылыми және техникалық қана емес, сонымен қатар экономикалық және әлеуметтік мағынаға ие Материалдар мен әдістер: Ксилит - жоғары сапалы, түссіз болып келетін химиялық зат, көп атомды спирттердің өкілі. Молекулалық массасы 152,15. Қайнау температурасы 215- 217°С. Оптикалық белсенді емес. Су, метил және этил спирттерінде, сірке қышқылында жақсы ериді, ал эфирлерде, көмірсутектерде, пропил және бутил спирттерінде мүлдем ерімейді. Калориясы 4,06 ккал/г.

Күріш кебегінің құрамында құнды компоненттер 15% кремний, 80% органикалық заттар, 5% микроэлементтер бар. Күріш кебегінің 1 тоннасынан 80 кг ксилит өндіруге

болады. Ксилит қанттан 3 есеге қымбат, энергетикалық қанттың орнында (қант алмастырғыш) жүретін өнім. [3] Соңғы кезде ксилитті кең қолданатын тұтынушылар көбеюде, өйткені оның сұранысы жоғары болып келеді. Ксилиттің артықшылығы:

  1. бактерицидтік қасиетке ие.
  2. денсаулыққа зияны жоқ;
  3. ағзаға тез және толық сіңеді;
  4. қанның құрамындағы қант мөлшеріне әсер етпейді;
  5. улы емес;
  6. ішектің, асқазан сөлінің, ағзадағы алмасу процестеріне әсер етпейді;
  7. өт айдағыш ретінде қолданады;
  8. тіс жиегінің (кариес) алдын алады;
  9. ағзаның физиологиялық қасиеттерін қалпына келтіреді; Ең алғаш рет күріш қалдығын 1947 жылы АҚШ-та қолдануды бастаған. Шет елдерде ксилит өндіретін әйгілі зауыттар Ресейде, Үндістанда, Германияда және Жапонияда орналасқан. Бүгінгі күнде ксилит өндірісінде алда тұрған өнеркәсіп - Финляндиядағы «Култор-Ксирофин» корпарациясы және Ресейдегі «КсилемаБалтФарм» компаниясы.

Зерттеу кезеңдері мен процедурасы: Кристалды ксилит алу – көп сатылы өте күрделі процесс. Күріш кебегінде пентоздардың (ксилан) мөлшері жоғары, ал минералды және органикалық қоспалары аз мөлшерде болғандықтан күріш қалдықтарын ксилозан алудың шикізаты ретінде қолданылады. Финляндиядағы «КулторКсирофин» компаниясының қолданып отырған технологиясы ксилит өндіруде өте тиімді екені дәлелденген. Оның дәлелі бұл технологияны Қытай, Бразилия, Болгария елдерінің кеңінен қолдануы.

Тәжірибелік бөлім: 3-5 % ылғалдылыққа дейін кептірілген шикізатты 600–650 °С температурада 30 мин бойы термоөңдеуішке салады. Қатты кремнилі өнім үзіліссіз қабылдағыш бункерге түсіріледі. Булы -газды қоспаны сұйық органикалық өнім алуға дейін конденсирлейді. Конденсирленбеген газдар шикізатты кептіру кезеңінде отын ретінде қолданылады .

Тәжірибеге ұсынылған технологияны мақұлдау және процесс параметрлерін таңдауда 300 кг/күніне күріш кебегі тәжірибелі қондырғылар қолданылды. Келесі аппараттартар:

  1. Күріш кебегін кептіретін аппарат ;
  2. Айналатын реакторы бар трубкалы пеш;
  3. шикізатты жүктейтін 2-шлюзді узел ;
  4. қатты өнімді жүктейтін шлюзді узел ;
  5. Газ айдағыш;
  6. Су айналмалы насос;
  7. қалдық газдарды конденсациялау жүйесі;
  8. Жүктелеген бункерлерді сулы суыту жүйесі;

 

  1. вентиляция жүйесі; 11) қыздыру қуатының көзі.
  2. өлшемді-бақылау құрылғылары;

Күріш кебегін ыстық ауамен ылғалдылығы 3-5 % болғанша кептіреді және 1,0 м3 көлемдегі екі бункерге (дозатор қызметін атқаратын бекітпесі бар) себеді. Жүктелген жүйе герметикалы. Күріш кебегі үзіліссіз (біреуінен және қалған жүктемелі бункерлер кезекпен) ашық бекітпе арқылы шнекке келіп түседі және кейін реакторға жіберіледі. Ұзындығы 3м және диаметрі 0,3м реактор вакуум аппаратының талаптарына сәйкес тот баспайтын болаттан жасалған, екі жағы мойынтірекпен бекітілген және айналатын (3-5 айн./мин) тартпамен жабдықталған. Реактор әрқайсысы ұзындығы 0,75 м екі ажырайтын секциядан тұратын түтікшелі кедергі пеште орналастырылған. Пеш 3-5° көкжиекте орнатылған. Реакторда күріш кебегі 30 мин бойы 600-650 °С температурада және газ жіберетін су айналмалы насос жолымен бекітілген атмосфералық қысымда термореттегішке салады.Реакторды айналдыруды күріш кебегін араластыру және біркелкі қыздыру арқылы жүзеге асырады. Пеш еңкейінкіреп орналасқандықтан пеш есебінен қатты өнім үзіліссіз жүктемелі құрылғыға жіберіледі және бекітпе арқылы кезектесіп екі көлемге суытылған су құйылады, әрқайсысының көлемі 0,3 м , 50-60 °С -қа дейін суытады. Құрамында 52 % көміртегі болғандықтан, өздігінен тұтануи болмас үшін суытады. Қабылдағыш бункер жарылғыш клапандармен және ауа ағымына арналған штуцермен жабдықталған. Узел вакуум аппартының талаптарына сәйкес жасалған. Булы-газ қоспасы газайдағыш арқылы шығарылады және форконденсаторы мен конденсаторы бар конденсациялық жүйеге жіберіледі. Конденсат ары қарай периодты түрде тараға құйятын сұйық өнімдер жинағына құйылады. Конденсирленбеген газдар отын ретінде және кептіретін кезінде қыздырыру үшін қолданылады. [4]

Кесте 1 - Күріш кебегін термоөңдеудегі процестің технологиялық параметрлері

 

Стадия

Параметр

Өлшемі

Кептіру

Температура, °С

100 ± 5

Ұзақтығы, мин

60

Термореттеу

Температура, °С

600-650

Ұзақтығы, мин

30

Қысым, кПа

101,3

Газды қоспа кезіндегі қысым, атм

1

Қатты өнімді суыту

Температураға дейін, °С

50-60

Газды қоспа конденсациясы

форконденсаторда

Т емпература, °С

300-350

конденсаторда

20-40

Зерттеу жаңалығы: күріш қалдықтарынан экологиялық таза және пайдалы өнім - ксилит өндіруді Қазақстан Республикасы Қызылорда облысы үшін ұсынуы зерттеу жұмысының жаңалығы болып табылады.

Жұмыс нәтижелері мен қорытынды: Ксилит өндірісі - арзан да , экологиялық және экономикалық жағынан тиімді өнімдердің бірі, оны өндіру үшін күріш қалдықтарын шикізат ретінде қолдануы химия өндірісінің пайда болуына алып келеді. Ксилит алу мүмкіншілігін зерттей келе, күріш өндірісі қалдығынан ксилитті өндіру жағдайы, барысы, бүгінгі күні пайдалану салаларын талдай келе, күріш кебегінің химиялық құрамына сүйене отырып, Қызылорда облысы жағдайында одан ксилит алу мүмкіншілігі бар деп есептеуге болады.

 

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

  1. Жайлыбай К.Н. Күріш егіншілігі және экология. - Алматы: 2006. - 308 б.
  2. Қазақстан күріші: ізденіс, тәжірибе, проблема. - Астана: 2003. - 183 б.
  3. Алешин Е.П., Алешин Н.Е. Рис. - М.: 1993. - 256 с.
  4. Шарков В.И., Куйбина Н.И., «Химиялық гемицеллюлоза». - М.: 1972. - 212 б.
  5. Корольков И.И. «Технология гидролизных производств». - М.: 1973. - 188 с.
  6. Сапотницкий Е.С., «Перколяционный гидролиз растительного сырья». - М.: 1978. - 322 с.
  7. Ізтаев Ә., Отыншиев Б. «Астықтану және диқаншылық негіздері». - Алматы: Қайнар, 1994. - 336 б.
  8. «Қазақстан Республикасының Президенті Н.Назарбаев «Қазақстан халқына жолдауы». - Астана: Елорда, 2006. - 251 б.
Жыл: 2014
Қала: Алматы
Категория: Медицина