123683 (Получение витамина С из шиповника)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………..…………..3

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ………………………………………………....4

1.1 Ботаническая характеристика и географическое распространение……….4

1.2 Сырьевые запасы шиповника………………………………………………..5

1.3 Химический и витаминный состав плодов………………………………….6

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ВИТАМИННА С…….7

2.1 Технология комплексной переработки плодов………………………….….7

2.2 Описание технологической схемы производства витамина С…………….7

3 МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ…………………………………………………..9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….13

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрена технологическая схема комплексной переработки плодов шиповника, в частности процесс получения витамина С. В курсовом проекте произведен материальный расчет, составлена схема потоков, также к данному курсовому проекту прилагаются чертежи: технологическая схема, конструкция основного аппарата – диффузора.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ

Лечебные свойства шиповника известны давно. Об этом свидетельствуют рецепты лечебников XVII в. Однако применение плодов шиповника для лекарственных целей было крайне ограниченным. Переработка шиповника на концентраты витамина С началась после того, как в СССР Всесоюзным институтом растениеводства была установлена высокая антицинготная активность шиповника.

1. Ботаническая характеристика и географическое распространение

Шиповник принадлежит к семейству розовоцветных и представляет собой многолетний кустарник высотой от 0,5 до 6 м. Ветки и молодые побеги шиповника густо усажены шипами, листья сложные, эллиптической или яйцевидной формы (с пыльчатыми зубчиками по краям). Цветы розовые или белые. Плоды шиповника - ложные ягоды - имеют шаровидную, бутыльчатую или грушевидную форму и содержат большое количество се­мян. Цвет зрелых плодов - желтовато-красный или темно-красный. Мякоть плода внутри покрыта волосками. Шиповник растет по склонам оврагов, гор и в поймах рек, образуя заросли по лесным опушкам. Плоды созревают в августе-сентябре.

Наиболее богаты витамином С плоды шиповника, произрастающие в северной и средней полосе европейской части России и на Дальнем Востоке. Плоды шиповника, распространенного в южных районах (шиповник собачий), содержит меньшее количество витамина С (0,1— 0,2% на сухую массу). Самыми распространенными видами шиповника являются Роза коричная и Роза иглистая. Роза коричная с крупными розовыми или темно-красными пятилепестковыми цветами у основания черешка листьев имеет два изогнутых шипа. Плоды Розы коричной окрашены в оранжево-красный цвет, снабжены пятидольной чашечкой, не опадающей после созревания плодов. Роза иглистая в отличие от Розы коричной имеет на стволе и ветках тонкие прямые шипы. Плоды оранжево-красные, но не блестящие, а матовые.

Роза коричная произрастает в Рязанской, Горьковской, Пензенской, Куйбышевской, Архангельской, Вологодской областях, в Марийской, Чу­вашской, Мордовской, Татарской, Башкирской автономных республиках и Красноярском крае. Роза иглистая произрастает главным образом в Сибири и на Алтае.

На основании исследований могут быть рекомендованы для введения в культуру следующие виды шиповника: Роза коричная, Роза иглистая, Роза морщинистая, Роза сизая, Роза яблочная, Роза Федченко, Роза Уэбба, Роза Альберта, Роза даурская как высоковитаминные, урожайные, зимостойкие, засухоустойчивые, стойкие против грибных болезней и вредителей.

1.2 Сырьевые запасы шиповника

Россия богата зарослями дикорастущего шиповника. Общие ежегодные запасы шиповника превышают 56 тыс. т сырых плодов. Шиповником богаты районы Центральной черноземной полосы, Поволжья и Урала, Сибирь, Дальний Восток, Средняя Азия и Казахстан.

Объем заготовок плодов шиповника колеблется в пределах 11—21% от его валового урожая. Лучше других используются ресурсы шиповника Волжского бассейна (около 60%).

1.3 Химический и витаминный состав плодов

В сухой мякоти плодов Р. коричной найдено (в %): общего сахара 23,93; инвертного сахара 18,56; клетчатки сырой 12,52; пектиновых веществ 14,1; золы сырой 6,4. Общая кислотность составляет 2,84%. В золе отмечено высокое содержание солей калия, магния и фосфора.

Плоды шиповника богаты витаминами. Среднее содержание аскорбиновой кислоты в сухих плодах шиповника, поступающих на витаминные заводы, составляет 1200—1500 мг% и первоначально плоды оценивали исключительно по содержанию в них аскорбиновой кислоты. Однако дальнейшие исследования показали, что плоды шиповника содержат и другие витамины. Так, изучен состав каротиноидов плодов. В результате изучения в плодах шиповника состава флавоноидных веществ (витамины группы Р) идентифицированы: кверцетин, кемпферол, изокверцитрин. Из антоциановых веществ идентифицирован цианидин. Изучен состав токоферолов в масле семян шиповника и установлено, что их общее содержание составляет 170 мг%.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ВИТАМИННА С

2.1 Технология комплексной переработки плодов

Идентификация биологически активных веществ показала, что, кроме аскорбиновой кислоты, в плодах шиповника содержатся флавоновые, катехиновые, антоциановые вещества (витамин Р), каротиноиды и токоферолы. Задачей исследований в области технологии явилась разработка промышленных методов комплексного использования этих биологически активных веществ.

Исследованы различные схемы подготовки плодов шиповника для диффузионного процесса и показано, что для этой цели целесообразно использовать плоды шиповника без отделения семян, так как при сепарации семян от мякоти потери витамина С составляют 7,3%;

На основании результатов лабораторных, полузаводских и заводских исследований автором при участии И.Н. Кущинской, Д.Я. Сошникова, М.Е. Беликова и П.Н. Трофимовой разработана технология промышленного комплексного использования плодов шиповника для производства витаминных препаратов.

2.2 Описание технологической схемы производства витамина С

Плоды шиповника элеватором 1 подают в диффузор 2 (температура 70—75° С). Диффузионный сок направляют через фильтр-пресс 3 в трехкорпусной выпарной аппарат 4, где сок сгущают до плотности 60% и перекачивают далее в распылительную сушилку 5 для получения порошкообразного концентрата с витамином С, идущего на таблетирование.

Таблица 1 – Обозначения аппаратов на технологической схеме

Обозн.	Аппарат
1	Элеватор
2	Диффузор
3	Фильтр-пресс
4	Трехкорпусной выпарной аппарат
5	Распылительная сушилка

3 МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

Исходные данные:

Годовая производительность, G	10т/год
Число рабочих дней, n	330
Потери:
при сушке	1%
при выпаривании	3%
при фильтровании	2%
при диффузии	2%
Концентрация раствора на выпаривание	0,5%
Влажность плодов шиповника	60%

Рисунок 1 – Схема потоков

Т-101 – элеватор; Р-102 – диффузор; Ф-103 – фильтр-пресс; Р-104 – выпарной аппарат; Р-105 – сушилка; 101=102 – плоды шиповника; 103 – диффузионный сок; 104 – жом; 105 – фильтрованный сок; 106 – отфильтрованная мякоть; 107 – концентрированный раствор витамина С; 108 – конденсат; 109 – вода, удаленная при сушке; 110 – витамин С.

2. Производительность суточная:

, (1)

1. Количество витамина С, поступающего на сушку с учетом потерь:

количество потерь при сушке:

(2)

1. Найдем количество воды, поступающее на сушку:

1. Количество витамина С, поступающего на выпарку с учетом потерь:

потери при выпаривании:

(3)

5. На выпаривание поступает 0,5%-ный раствор. Из этого условия найдем количество воды, поступающее на выпаривание:

1. Количество выпаренной воды:

(4)

7. Количество витамина С, поступающего на фильтрование с учетом потерь:

количество потерь при фильтровании:

(5)

1. Примем, что при фильтровании вода не расходуется, количество воды, поступившее на фильтрование:

GВФ = GВВ = 6279,6 кг/сут

1. В растворе, поступающем на фильтрование, содержится 5% мякоти. Найдем количество мякоти:

1. Количество витамина С, поступающего на диффузию с учетом потерь:

количество потерь при диффузии:

(6)

1. Найдем количество плодов, зная влажность плодов шиповника:

1. Количество оставшегося после диффузии жома:

(7)

Таблица 2 – Потоки

	101		102		103		104		105
	кг/сут	%	кг/сут	%	кг/сут	%	кг/сут	%	кг/сут	%
Шиповник	10466	100	10466	100
Вода					6279,6	94,52			6279,6	99,5
вит. С					32,2	0,48			31,56	0,5
Мякоть					332,2	5
Жом							3821,35	99,98
Потери							0,66	0,02
Итого	10406	100	10466	100	6644	100	3822,01	100	6311,16	100

Продолжение

	106		107			108			109			110
	кг/сут	%		кг/сут	%		кг/сут	%		кг/сут	%		кг/сут	%
Шиповник
Вода				20,41	40		6259,2	99,98		20,41	98,55
вит. С				30,61	60								30,3	100
Мякоть	332,2	99,8
Жом
Потери	0,64	0,2					0,95	0,02		0,31	1,45
Итого	332,84	100		51,02	100		6260,15	100		20,71	100		30,3	100

Таблица 3 – Материальный баланс

ИЗРАСХОДОВАНО			ПОЛУЧЕНО
Наименование	Масса, кг	Наименование		Масса, кг
Б. Сырье		А. Кон.прод.
Шиповник	10466	Витамин С		30,3
		Б. Отходы
		Вода		6279,6
		Жом		3821,35
		Мякоть		332,2
		В. Потери
		Витамин С		2,5
ИТОГО:	10466	ИТОГО:		10466

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Получение витаминов природного сырья играет очень важную роль в обеспечении населения натуральными витаминами.

Условие выполнения материального баланса – приход равен расходу – обеспечен.