Курсовая на тему Получение витамина С из шиповника
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-07-21Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
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.
1.1 Ботаническая характеристика и географическое распространение
Шиповник принадлежит к семейству розовоцветных и представляет собой многолетний кустарник высотой от 0,5 до6 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
3 МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Исходные данные:
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.
1. Производительность суточная:
, (1)
2. Количество витамина С, поступающего на сушку с учетом потерь:
количество потерь при сушке:
(2)
3. Найдем количество воды, поступающее на сушку:
4. 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:
6. Количество выпаренной воды:
(4)
7. Количество витамина С, поступающего на фильтрование с учетом потерь:
количество потерь при фильтровании:
(5)
8. Примем, что при фильтровании вода не расходуется, количество воды, поступившее на фильтрование:
GВФ = GВВ = 6279,6 кг/сут
9. В растворе, поступающем на фильтрование, содержится 5% мякоти. Найдем количество мякоти:
10. Количество витамина С, поступающего на диффузию с учетом потерь:
количество потерь при диффузии:
(6)
11. Найдем количество плодов, зная влажность плодов шиповника:
12. Количество оставшегося после диффузии жома:
(7)
Таблица 2 – Потоки
Продолжение
Таблица 3 – Материальный баланс
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Получение витаминов природного сырья играет очень важную роль в обеспечении населения натуральными витаминами.
Условие выполнения материального баланса – приход равен расходу – обеспечен.
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.
1.1 Ботаническая характеристика и географическое распространение
Шиповник принадлежит к семейству розовоцветных и представляет собой многолетний кустарник высотой от 0,5 до
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.
1. Производительность суточная:
2. Количество витамина С, поступающего на сушку с учетом потерь:
количество потерь при сушке:
3. Найдем количество воды, поступающее на сушку:
4. Количество витамина С, поступающего на выпарку с учетом потерь:
потери при выпаривании:
5. На выпаривание поступает 0,5%-ный раствор. Из этого условия найдем количество воды, поступающее на выпаривание:
6. Количество выпаренной воды:
7. Количество витамина С, поступающего на фильтрование с учетом потерь:
количество потерь при фильтровании:
8. Примем, что при фильтровании вода не расходуется, количество воды, поступившее на фильтрование:
GВФ = GВВ = 6279,6 кг/сут
9. В растворе, поступающем на фильтрование, содержится 5% мякоти. Найдем количество мякоти:
10. Количество витамина С, поступающего на диффузию с учетом потерь:
количество потерь при диффузии:
11. Найдем количество плодов, зная влажность плодов шиповника:
12. Количество оставшегося после диффузии жома:
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 |
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.