К вопросу безотходной технологии переработки остатков хлопчатника

В Узбекистане после уборки хлопка-сырца основная масса хлопковых стеблей вместе пустыми коробочками срезается и используется в качестве дешевого топлива в сельских местностях. Из более чем 3 миллионов тонн створок хлопковых коробочек лишь часть используется на гидролизных заводах для выработки древесного этилового спирта и различных фурановых соединений. В настоящее время учеными Узбекистана разработана технология получения пищевого пектина из хлопковых створок. Авторы статьи предлагают безотходную технологию переработки остатков хлопчатника с получением целевого продукта, кормов для крупного рогатого скота и биологического удобрения и рациональную аппаратурно-технологическую схему производства с общими принципами действия некоторых основных машин и аппаратов.

Представитель семейства мальвовых хлопчатник широко распространен и во многих жарких и субтропических странах культивируется для технических целей. Это растение выращивается в более чем 160 странах и является сырьём для получения свыше 1200 различных технических веществ и продуктов: высококачественное волокно, пищевое масло, белковый изолят, протеиновая мука, госсипол, ацетат, хозяйственное мыло, шелуха, шрот, жмых, глицерин, древесно-стружечные плиты и многое другое.

В Центральной Азии и в частности в Узбекистане после уборки хлопка-сырца основная масса хлопковых стеблей (гузапаи) вместе со створками - пустыми коробочками срезалась и использовалась в качестве дешевого топлива в сельских местностях. Из более чем 3 млн тонн хлопковых створок лишь часть используется на гидролизных заводах для выработки древесного этилового спирта и различных фурановых соединений.

В настоящее время учеными Узбекистана разработана технология получения пищевого пектина из хлопковых створок, которые содержат до 9% пектиновых веществ Учитывая большое народно-хозяйственное значение и спрос на пектин хлопковый, авторы предлагают комплексный подход к вопросу безотходной технологии переработки остатков хлопчатника с получением целевого продукта, кормов для крупного рогатого скота и биологического удобрения. В связи с поставленными задачами на основе анализа и обобщения полученных теоретических и экспериментальных данных нами разработаны рациональная аппаратурно-технологическая схема (АТС) всего производства и общие принципы действия некоторых основных машин и аппаратов.

Собранные с хлопковых полей посредством хлопкоуборочных комбайнов створки и частично целые коробочки с плодоножками доставляют на место временного хранения (рис. 1). В качестве такого хранилища рекомендуется использовать серийно выпускаемое пневматическое сооружение А-18Ц1 [3]. Оно исключительно мобильное, портативное, его можно быстро устанавливать и перебазировать в течение 2-3 дней. Вместимость пневмосклада около 800 т створок при объемной их массе 130 кг/м .

Перед закладкой сырья на хранение его максимально очищают от механического и органического сора, а также от оставшихся плодоножек на ворохоочистителе ОХС-500 (1) и подвергают сушке в барабанной сушилке (2) при влажности сырья более чем 8%. Высушенную до кондиции хлопковую створку пневмотранспортом засыпают и укладывают навалом внутри пневмосооружения (3). Для предотвращения развития микроорганизмов и порчи в процессе длительного хранения в массу створки через систему специальных трубопроводов подают периодически сернистый ангидрид.

Технология извлечения пектиновых веществ из хлопковой створки основана на известных способах и проводится по аналогии получения пектина из сухого свекловичного или яблочного жомов с учетом отличительных её физико-биологических свойств [4].

Поскольку хлопчатник в период вегетативного роста и созревания подвергается несколько раз обработке пестицидами и гербицидами хлор-органического происхождения, а также дефолиантами, то в хлопковых коробочках образуются до 8% феноль-ных соединений катехиновой природы. Эти вещества могут загрязнить получаемый пектин и отрицательно повлиять на его общее качество.

Поэтому сухую хлопковую створку промывают 3-4%-ным раствором NaCl в барабанной моечной машине (4), отцеживают на ленточном фильтре (5) от промывочного раствора. Затем набухшую створку пропускают через трехвалковый аппарат (6), подвергают на установке (7) электроимпульсной обработке и подают на шнеково-эрлифтный экстрактор (8) для проведения процесса гидролиз - экстрагирования пектиновых веществ раствором щавелевой кислоты. Очистку гидролизата, его концентрирование, осаждение пектина и его сушку осуществляют по классическим известным технологиям [4].

Принципиальная постадийная блок-схема производства пектина из створок хлопчатника представлена на рис. 2.

Исследования процессов получения пектиновых экстрактов из хлопковой коробочки показали, что для повышения эффективности функционирования предлагаемой технологической системы необходимо разработать более совершенные машины и аппараты с учетом специфики перерабатываемого сырья.