оценка техно-экономической эффективности линии по переработки сои

Заключение

В первой части была дана оценка качества сои. И неоднозначное, у многих отрицательное мнение о свойствах и полезности данного продукта.
Патентный поиск позволил несколько расширить кругозор о применении, как сои, так и продуктов из неё.
Приведена характеристика сырья и готового продукта, определён материальный баланс.
Технологический процесс это многогранное производство. Подробная схема приведена также в курсовом проекте.
Проведены расчёты технико-экономического обоснования.
 

...

Оглавление
Введение 3
1. Литературный обзор 5
1.1. Морфологические особенности сои 5
1.2. Химический состав семян сои 7
2. Патентная часть 17
3. Характеристика сырья и готового продукта 18
4. Технология первичной обработки и хранения сои 19
5. Продуктовый расчет 24
6. Подбор основного и вспомогательного технологического оборудования 27
7. Технико-экономическое обоснование 28
8. Предложения по переработке отходов первичной обработки и хранения сои 33
Заключение 34
Список использованной литературы 35

Соя – это подарок природы человеку, она призвана решить проблему дефицита белка. Соя – ежегодно возобновляемый, дешевый энергетический ресурс, который при технологически правильном подходе способен постоянно увеличивать свой потенциал. Развитие перерабатывающей промышленности, и в первую очередь глубокой переработки сои, выпуск готовой продукции для потребителя делают отрасль максимально рентабельной.
Соя – самая распространенная зернобобовая культура мирового значения. Издавна культивировалась в Юго-Восточной Азии: Китае, Индии, Японии, Корее, Вьетнаме, Индонезии. Благодаря экологической пластичности шагнула далеко за пределы первоначального распространения и в настоящее время возделывается более чем в шестидесяти странах. Увеличение производства семян сои в мире идет главным образом по пути расширения посевных площадей – за счет снижения площадей под зерновыми злаковыми – и, в меньшей мере, по пути повышения урожайности.
В этом и заключается актуальность выбранной темы.
Цель курсовой работы - оценка технико-экономической эффективности линии по производству сои.
Задачи, которые ставятся в работе:
- провести литературный обзор;
- проанализировать патенты;
- охарактеризовать сырьё и готовый продукт;
- описать аппаратно-технологический процесс;
- определить материальный баланс;
- внести предложения по переработке и утилизации отходов производства.
Объект исследования - соя
Предмет исследования - технология производства.
В работе использовалась техническая, научная литература, патентные изыскания, статьи и научные рефераты, диссертации. 

Активность липоксигеназы снижается в результате прямой экстракции соевого лепестка бензином (в четыре раза) или спиртом (в восемь раз) и другими химическими и бактериальными методами.Биологически активные вещества (БАВ). Среди БАВ сои есть и оказывающие негативное воздействие. Это ингибиторы трипсина, вещества белковой природы, инактивирующие протеолитические ферменты желудочно–кишечного тракта человека. Но при тепловой обработке они в основном инактивируются, их остается небольшое количество (например, в соевой муке – 4,5%, в концентрате – 8,9%, в изоляте – 7,1%, в ТСБ – 0,5 %) и оказывают они лечебное, антираковое воздействие.Липиды. Соя – культура двойного промышленного использования: помимо белка в ней содержится 16–27 % масла. В состав сырого масла входят триглицириды и липоидные вещества. Их назначение – энергетическая, физиологическая и биохимическая функции.Масло (жиры) – это сложные эфиры трехатомного спирта, глицерина и карбоновых кислот. Масло необходимо для организма человека:- оно представляет собой важный источник энергии;- является носителем жирорастворимых витаминов (А, D, К, Е), способствующих нормальному обмену веществ;- служит структурным элементом клеток;- будучи плохим проводником тепла, предохраняет организм от переохлаждения, ударов, выполняет защитную роль для кожи.Производство соевого масла стоит на первом месте в мире в производстве растительных жиров (50% от общего их объема).Масла из хлопчатника, арахиса, подсолнечника, рапса производится в пять раз меньше. В России соя в производстве масла занимает второе место после подсолнечника. Семена сои содержат в среднем 20% масла, которое легко рафинируется, гидрогенезируется и дает жидкие и твердые высококачественные пищевые и технические масла.Свойства масла зависят от строения и состава жирных кислот.Масло сои состоит на 94–95% из нерастворимых глицеринов жирных кислот, из них ненасыщенных – 80–94% и насыщенных 6–20%. Ненасыщенная часть масла состоит из кислот: линолевой (С18Н32О2) – 48–64% всего жира, олеиновой (С18Н34О2) – 20–36% и линоленовой (С18Н30О2) –1,5–3%. Это так называемые полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК).Насыщенные кислоты представлены пальмитиновой (С16Н32О2) – 4–11%, стеариновой (С18Н36О2) – 3–7%, арахиновой – 0,41% и лигноцериновой – 0,1%. ПНЖК характеризуются наибольшей биологической активностью. Незаменимой является линолевая кислота, которая не синтезируется организмом человека и должна поступать только с пищей.Масло сои как компонент пищевых продуктов обладает определенными свойствами, которые необходимо учитывать и использовать в пищевых технологиях. К таким свойствам относятся следующие:1. Масло в воде нерастворимо, но растворимо в органических растворителях. Это свойство используется при получении соевого масла экстракционным способом.2. Масло хорошо растворяет в себе многие органические вещества, в том числе и ароматические.3. При нагревании под давлением масло расщепляется на глицерин и соответствующие жирные кислоты. В присутствии щелочи эта реакция идет при нормальном давлении с образованием жирных кислот.4. Масло в присутствии поверхностно активных веществ (эмульгаторов) способно образовывать стойкие эмульсии. Это свойство используется при производстве майонеза и маргарина.5. В результате гидрогенизации (насыщения водородом полиненасыщенных жирных кислот) масло может переходить из жидкого состояния в твердое.Использование соевого масла многосторонне. В качестве пищевого масла оно обладает несравненным достоинством – имеет абсолютно нейтральный вкус.Токоферолы – биологически активные вещества (несколько фракций). Их содержание в масле составляет 800–1200 мг/кг; они обладают антиокислительными свойствами, способностью повышать защитные свойства организма, замедлять старение, повышать потенцию.Фосфатиды (фосфолипиды) – фосфорсодержащие жироподобные вещества. Соя богата фосфатидами, которые состоят из лицина, кефалина и нозитолфосфатидов. В организме человека и животных они выполняют важные физиологические функции: регулируют обмен веществ, способствуют образованию белков и предохраняют их от распада, играют важную роль в процессе превращения жиров и углеводов, повышают усвояемость белков и жиров. Содержание фосфатидов в соевых семенах достигает 2,2%, это значительно выше, чем в других полевых культурах.На масложировых предприятиях из сои получают фосфатидный концентрат, который используют в качестве добавок к продуктам для повышения их биологической активности, а также для улучшения технологического процесса, повышения качества и снижения себестоимости продукции.Лецитин – естественно возникающая смесь фосфолипидов, включающая фисфатидилхолин, фосфатидилинзотиал и фосфатидилэтаноламин. Получают лецитин из сырого соевого масла путем гидратации. Он важная составная часть клеточных мембран, обеспечивает бесперебойную подачу питательных веществ к отдельным клеткам тела и отвод из них шлаков.В настоящее время соя служит основным источником лецитина, который является ценнейшим питательным и лечебным веществом, содержащим фосфор, и широко используется в промышленности, что позволило высвободить большое количество куриных яиц непосредственно для питания населения (до этого лецитин добывался исключительно из желтков яиц).Углеводы – это вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода, они делятся на моносахариды и полисахариды.Являются важным энергетическим компонентом пищи. В зерне сои содержится от 17 до 26% углеводов, которые представлены растворимыми сахарами: глюкозой, фруктозой, сахарозой, раффинозой, стахиозой, а также гидролизуемыми полисахаридами (крахмалом и др.) и нерастворимыми структурными полисахаридами. Благодаря невысокому содержанию углеводов соя является производным диетических продуктов. Замечено, что больше крахмала присутствует у желтосемянной сои на внутренней поверхности семядолей, у цветных сортов крахмал отсутствует или его содержание очень низкое.Необходимо учитывать особенность углеводов сои при использовании ее продуктов в пищу. У человека отсутствуют ферменты, способные гидролизовать а–галактитозные связи раффинозы и стахиозы, формирующиеся в сое при образовании простых сахаров. Поэтому эти углеводы, попадая в кишечный тракт, подвергаются воздействию бактерий, и метаболиты этого воздействия вызывают вспучивание и газообразование. Задача переработки заключается в удалении данных компонентов и получении более очищенной формы соевых белков. Таковыми являются изоляты и концентраты. В то же время последними разработками ученых показана возможность нормализации микрофлоры кишечника при расщеплении полисахаров, которые, в свою очередь, играют положительную защитную роль: повышают иммунитет, предотвращают аллергии, некоторые виды рака и многие другие болезни.Клетчатка – главная составная часть клеточных стенок, больше всего ее находится в семенной оболочке. В соевых семенах содержание сырой клетчатки составляет 4,5%. Ее получают как побочный продукт при производстве белкового изолята, используют в качестве диетической клетчатки как а–целлюлозу, пектин, отруби.Рацион, богатый клетчаткой, улучшает работу кишечника, снижает содержание холестерина и кровяное давление, а также вероятность раковых заболеваний толстой и прямой кишок.Изофлавоны – биологически активные компоненты семени, обладающие различной эстрогенной активностью. Соевые семена – один из редких продуктов, содержащий изофлавоны. Они находятся в гипокотиле сои. По химической структуре они подобны главному женскому гормону, обладают многими свойствами эндогенных эстрогенов человека, которые нужны не только для женской детородной системы, но и для костной системы, для нормальной работы сердца и мозга, подавляют рост раковых клеток и даже заставляют их дифференцироваться, т.е. превращают их в нормальные.Минеральные элементы. Большую ценность имеет минеральная составная часть сои – зола. Ее содержание колеблется от 4,9 до 6% (в среднем на воздушно-сухое вещество). В состав золы соевых семян входят макроэлементы, которых содержится (в миллиграммах на 100 г семян): кальция – 348, калия – 1607, фосфора – 603, магния 226, серы – 214, кремния – 177, хлора – 64, натрия – 44, а также микроэлементы (в мг на 100 г): железа – 9670, марганца –2800, бора – 750, алюминия – 700, меди – 500, никеля – 304, молибдена – 99, кобальта – 31, йода – 8.Для сравнения: суточная потребность взрослого человека в магнии составляет –372 мг, кальция –0,8–1 мг, железа –18 мг.Кальция и фосфора в сое значительно больше, чем в зерновых культурах. Как источник железа культура эта может конкурировать с большинством пищевых продуктов, так как 4/5 содержащегося в ней железа находится в форме, биологически доступной для потребления организмом человека. 160–170 г сои могут в полной мере удовлетворить суточную потребность организма человека в основных минеральных элементах.Витамины – вещества, обладающие высокой биологической активностью. Организму человека они требуются в незначительном количестве, но их роль в регуляции многих биохимических и физиолoгичecкиx процессов велика. В состав сои входит много различных ферментов витаминов: Аl, Вl ,В2, В3, В6,С, Dl ,D2, D3, Е, РР, К. Содержание их в мг на 100 г семян составляет от 0,1 до 2. Биотина содержится 6–9, фолиевой кислоты – 180–200 мг на 100 г.Каротин (провитамин А) имеется главным образом в незрелом зерне, много его в зеленых растениях. Витамин С образуется в большом количестве при проращивании сои в темноте.Содержание основных веществ в сое колеблется в зависимости от вида и сорта, пропорции их различны в различных органах растения и частях семени. Дикая соя отличается от культурной большим содержанием клетчатки и меньшим масла, белка в ней среднее количество. В сое нет определенной связи между содержанием масла и белка. Обычно наблюдается обратная зависимость: чем больше в семенах масла, тем меньше белка и наоборот.Однако встречаются сорта с повышенным содержанием и белка, и масла. Замечено, что на их содержание сильно влияют внешние условия. Так, при влажных условиях формирования семян увеличивается количество масла, а при сухих, наоборот, – белка.В оболочке содержится мало белка и масла, поэтому в муке, при приготовлении которой оболочки удаляются, ценных в пищевом и техническом отношении веществ значительно больше, чем в целом зерне.Качественный состав семян сои во многом определяется генотипом сорта, поэтому перспективным способом регулирования химического состава семян до биологически возможного уровня является селекционный. В настоящее время получены сорта с повышенным содержанием белка, масла, с пониженной трипсинингибирующей активностью, с пониженным содержанием антипитательных веществ и т.п.Уникальный состав органических, минеральных, биологически активных веществ и витаминов в семенах, их функциональные свойства обусловливают многогранность и универсальность использования сои.2. Патентная частьТаблица 1 – Список документовИндекс МПК№ документов№ бюллетеня, год изданияСтрана выдачи патентаНазвание изобретенияA01H17/0025146642014РоссияСпособ определения размеров симбиотической азотфиксации у сои в полевых условияхA23L1/23821675452001РоссияСпособ приготовления соевого соуса и соевый соус, полученный по данному способуA23L1/2382050797-Способ приготовления соевого соуса3. Характеристика сырья и готового продуктаТребования к сырью и готовому продукту опишем в табл. 2.Таблица 2 – Качества сырья и готовой продукции из соиПоказательИспользуемый прибор (оборудование)Требования НТД123Органолептические показателиЦветВизуальноГОСТ 17109-88ЗапахНа ароматГОСТ 17109-88Форма ВизуальноГОСТ 17109-88ПоверхностьВизуальноГОСТ 17109-88Физико-химические показателиВлажностьСушилкаГОСТ 17109-88Массовая доля примесейПросеиваниеГОСТ 17109-88Семена клещевиныВизуальноГОСТ 17109-88Микробиологические показатели---4. Технология первичной обработки и хранения соиПереработка сои – это получение совершенно новых продуктов, которые по пищевым и вкусовым качествам резко отличаются от исходного сырья.Задача переработки – расширить ассортимент продуктов и внести большее разнообразие в питание человека, а также создать новые компоненты, которые используют в различных отраслях промышленности. В мире идет постоянный поиск источников питания. Традиционно источником белка являлось мясо, но нынешние экономические и общественные условия заставляют уделять внимание получению большего количества растительного белка с имеющихся площадей. Соевые продукты, благодаря их разнообразию и сравнительно низкой себестоимости, позволяют удовлетворить растущий спрос на пищевые белки. В недалеком прошлом соевые бобы использовались в основном для производства масла и комбикормов, в последнее время их приспособили для производства экономичного и высокопитательного пищевого продукта – соевого белка.Все виды переработки сои, накопленные мировым опытом, по сложности технологических процессов можно разделить на 4 группы:- Простейшие (первичные) технологии.- Технология получения масла.- Производство соевой муки.- Глубокая переработка сои.Первичная переработка сои – это классические восточно-азиатские способы получения цельносоевых продуктов: салатов, молока, сыра, соуса и т.п.Самая древняя технология переработки сои – китайская, применяемая для изготовления соевого молока, сыра (тофу). Она очень проста: бобы замачивают на ночь, после чего размалывают на жерновах в холодной воде, отделяют нерастворимую часть путем фильтрации и варят. Основной получаемый продукт – творожистый сыроподобный тофу с сильно выраженной, специфической травянисто-бобовой вкусоароматикой. Этот способ применим в домашних условиях, он широко используется народами восточно-азиатских государств и сегодня. Освоена и его промышленная технология. Первичная переработка дает базовые соевые продукты, которые могут применяться как для прямого использования, так и для последующей переработки. Таковыми традиционно являются:пищевая соевая основа (соевое молоко);пищевой соевый обогатитель (окара);соевый сыр (тофу);соевая мука (полножирная).Блок-схема преработки зерна сои представлена на рис. 1.Рис. 1. Блок-схемаПищевая соевая основа – самый дешевый соевый продукт, нашедший широкое применение в питании человека (рис.2). Она вырабатывается как из семян сои, так и из полножирной соевой муки, представляет собой водную эмульсию веществ и микроэлементов, входящих в состав соевых бобов.Рис. 2. Технологическая схема производства пищевой соевой основыЭто сладковатая жидкость со слабовыраженным соевым привкусом, без запаха, бело-кремового цвета. Специальная обработка позволяет инактивировать антипитательные вещества (уреазу, ингибиторы трипсина и др.), содержащиеся в соевых бобах.Пищевая соевая основа может быть использована: для получения соевого сыра (тофу);для выработки соевого фарша;для производства сухого соевого молока;как рецептурный компонент для производства различных соевых напитков и десертов, майонеза, сгущенного соевого продукта.Окара – (пищевой соевый обогатитель) представляет собой твердый, нерастворимый однородный осадок светло-желтого цвета, без запаха, со слабо выраженным соевым привкусом, получаемый при очистке соевой суспензии в процессе производства соевой пищевой основы. Окара применяется при производстве различных пищевых продуктов в качестве:- основы для производства соевой пасты и соевой икры;- добавок в пищевые полуфабрикаты (мясные, рыбные, овощные и т.д.);- добавок в кулинарные изделия.5. Продуктовый расчетОпределяем расчетную производительность машин по предварительной очистке семенного и фуражного зерна, используя формулу:Пр=Кэ*К1*К2*Пн,где Пр – расчетная производительность, т/час;Кэ – коэффициент эквивалентности, зависящий от вида обрабатываемой культуры;К1 – коэффициент изменения производительности в зависимости от влажности зерна;К2 – коэффициент изменения производительности в зависимости от засоренности зерна;Пн – номинальная (паспортная) производительность.