Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
(ФГБОУ ВО «КНИТУ»)
Кафедра__ Химической кибернетики _________________________________
Направление 19.04.01 «Биотехнология» ____________________________
Программа_ Энергосберегающие технологии производства топлива _ из __ возобновляемого сырья ________________________________
Группа 617-М9 __________________________________________________
________________________________________________________________
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Научно-практические основы биоинженерии»
Тема: Биоконверсия некондиционного картофеля и возможность его переработки в энергонасыщенные смеси
Оценка________ Рейтинг________
Зав. кафедрой____________________________ (__ А.Г. Кутузов _______)
Руководитель____________________________ (__ А.С. Понкратов _____)
Студент_________________________________ (__ С.А. Бозоров _______)
Нормоконтролер_________________________ (__З .Р. Якупова ________)
Казань-2018 г.
АННОТАЦИЯ
По теме курсовой работы,
дисциплины «Научно-практические основы биоинженерии »
«Биоконверсия некондиционного картофеля и возможность его переработки в энергонасыщенные смеси».
Ключевые слова: биоковерсия картофеля, картофельный крахмал, глюкозы, этанол, корм животным в качестве кормовые добавки.
Картофель – ценная продовольственная культура. В народе его часто называют «вторым хлебом». И это вполне естественно, так как он никогда не приедается и из него можно приготовить более 200 разнообразных блюд, обладающих необходимой калорийностью. Рекомендуемая суточная норма потребления картофеля (300-400 г) обеспечивает около 10% физиологической потребности людей в калориях, а 1 кг картофеля дает до 830 ккал.
Целю данной курсовой работы является:
1) Выбор сырья
2) Выбор технологии производства этанола
3) Расчет материального баланса
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) Получение данных о составе картофеля и определение путей ее переработки для получения смеси.
2) Получение глюкозы из крахмала.
3) Получения этанола.
Содержание
Введение. 4
Глава 1. 5
1.1. Климат и погодные условия года. 5
1.2. Требования к теплу и свету. 7
1.3. Требования к влаге. 9
1.4. Требования к почве. 14
1.5. Требования к элементам питания. 16
Глава 2. 20
Разработка научно-обоснованной технологии. 20
2.1.Переработка некондиционного картофеля. 20
2.2.Технологическая схема получения сырого картофельного крахмала. 24
2.3.Необходимый материал, оборудование. 25
Глава3. 27
3.1. Расчет материального баланса. 27
Средний химический состав картофеля (%): 27
5. Заключение. 28
Библиографический список. 29
Введение
С точки зрения производства продуктов питания в расчете на единицу площади, как источник растительного протеина картофель уступает лишь сое, как источник энергии – кукурузе. Повышение содержания в нем сухого вещества до 30-40% увеличивает его питательную ценность и производство продуктов питания на единицу площади.
Картофель является прекрасным кормом для скота и птицы. Для этой цели используют клубни в сыром и запаренном виде, засилосованную ботву. При скармливании его коровам значительно повышаются надои молока. Если рацион свиней на 50-75% состоит из картофеля, они дают около 6-7 кг мяса и сала на 100 кг этого продукта. С единицы площади картофельного участка при средних урожаях получают в 2 раза больше кормовых единиц, чем с посевов овса, ячменя, ржи.
Картофель издавна применяется в народной медицине. Содержащиеся в клубнях соли калия, кальция, железа, серы, йода, марганца, магния оказывают профилактическое и терапевтическое действие при малокровии, заболевании щитовидной железы, язвенной болезни, гастрите. Вдыхая пар только что сваренного картофеля, многие излечиваются от респираторного заболевания. Накладывая его на пораженные экземой или ожогами участки кожи, избавляются от этих заболеваний. Картофельный крахмал широко используется в домашнем хозяйстве при стирке белья, выпечке кондитерских изделий.
Картофель играет заметную роль в увеличении плодородия почвы. Почва после картофеля, возделываемого при высокой агротехнике, остается рыхлой и очищенной от сорной растительности.
Основные регионы где выращивают картофель в промышленных масштабах, это Нечерноземная зона и Центрально-Черноземная зона. До 80% картофеля выращивается в подсобных хозяйствах. Посевная площадь около 3400 тысяч гектар. Урожайность около 30 тонн с гектара. Потенциальная урожайность до 60 т/га.
Глава 1
Климат и погодные условия года
Тульская область занимает северную часть лесостепной зоны, в которой лесные массивы чередуются со степными участками. Леса занимают 13,4% всей территории. Почвенный покров области неоднороден, на почвенной карте выделяют 11 разновидностей почв, но в основном на территории области преобладают серые лесные почвы (около 35%), черноземы (46%), дерново-подзолистые на западе вдоль правого берега р. Оки (площадь около 30 тыс.га), а в долинах рек в пределах пойменных и надпойменных террас развиты аллювиальные почвы (35 тыс.га). Это объясняется расположением Тульской области на границе между черноземной и нечерноземной почвенными зонами. По механическому составу преобладают суглинистые и глинистые почвы, что непосредственно связано с составом почвообразующих горных пород. В результате совместной деятельности человека и экзогенных геологических процессов в настоящее время в Тульской области около 43% общей площади сельхозугодий являются подверженными интенсивной эрозии.
Климат Тульской области характеризуется теплым летом, умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными, но менее длительными переходными сезонами года весны и осени. По увлажнению Тульская область относится к зоне достаточного увлажнения.
Среднегодовая сумма осадков – 500-675 мм с колебанием в отдельные годы от 275 мм (1920 г.) до 980 (1933 г.). 2/3 осадков выпадает в виде дождя, 1/3 – в виде снега. Осадки в летний период носят преимущественно ливневой характер. Количество осадков и средние температуры по месяцам представлены в таблице 1.1.
Сумма активных температур и сумма эффективных температур по месяцам и за вегетационный период представлена в таблице 1.2.
Таблица 1.1. Среднее месячное и годовое количество осадков, средняя месячная и годовая температура воздуха
| Месяц | Год | ||||||||||||
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | ||
| Осадки | |||||||||||||
| от | |||||||||||||
| до | |||||||||||||
| Температура | |||||||||||||
| от | -11,0 | -10,5 | -5,5 | 3,5 | 12,0 | 16,0 | 18,0 | 16,5 | 11,0 | 4,0 | -2,5 | -8,0 | 3,6 |
| до | -10,0 | -9,5 | -5,0 | 4,0 | 12,5 | 16,5 | 18,5 | 17,0 | 11,5 | 4,5 | -1,5 | -7,5 | 4,2 |
Таблица 1.2. Сумма активных и эффективных температур по месяцам и за вегетационный период
| Период | Продолжительность, дни | Начало | Конец | Сумма положительных температур |
| С температурой >0 | 211-215 | 3-5.IV | 3-5.XI | 2500-2600 |
| >5 | 176-180 | 16-18.IV | 12-14.X | 2350-2450 |
| >10 | 137-140 | 2-4.V | 19-20.IX | 2100-2200 |
| >15 | 83-88 | 1-4.VI | 27-29.VIII | 1350-1500 |
| Безморозный | 142-147 | 5-6.V | 26-30.IX |
Сумма средних суточных температур за период активной вегетации растений колеблется от 2100º в северной части до 2350º в южной части.
Срок вегетации на территории области древесной и травяной растительности длится 173-182 дня с середины апреля до середины октября.
Оттаивание почвы начинается через 1-2 дня после схода устойчивого снежного покрова; средние даты оттаивания почвы до глубины 10 см: 6-9.IV; 30 см: 14-15.IV; полного оттаивания: средняя: 21-25.IV; ранняя: 6-10.IV; поздняя: 30.IV-6.V.
Благоприятные условия для проведения полевых работ до 15 апреля складываются редко, 1 раз в 10 лет. По средним многолетним данным в первой декаде апреля 5-6 дней почва бывает покрыта снегом и 4-5 дней бывает либо мерзлой, либо переувлажненной, т.е. в обоих случаях непригодна для обработки. Только в третьей декаде апреля условия для проведения полевых работ 7-8 дней бывают благоприятными, т.к. почва достигает мягкопластичного состояния. В первой декаде мая условия для проведения полевых работ становятся вполне благоприятными. В это время полевые работы в 80-90% лет могут проводиться 8-10 дней. Во второй декаде мая необходимые условия для полевых работ, когда последние могут проводиться в течение 5-6 дней в декаду, складываются очень редко – 1 раз в 10-20 лет.