Совершенствование технологии этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна

• Автор: Черепов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.18.01, 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Майкоп
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Основные зерновые культуры, перерабатываемые на пищевой ректификованный спирт отечественной промышленностью
1.2 Технологические стадии водно-тепловой обработки зерна при производстве пищевого спирта

1.2.1 Измельчение зерна

1.2.2 Смешение зерновой крупки с водой

1.2.3 Разваривание зернового замеса

1.3 Коэффициенты диффузии влаги при сушке и увлажнении

1.4 Массообмен между дрожжевой клеткой и суслом

1.5 Теории измельчения зерна, и влияние степени измельчения на показатели производства пищевого ректификованного спирта
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований
2.2 Методы исследований
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
3.1 Сравнительный анализ известных экспериментальных
данных по развариванию ячменной крупки при различных температурных режимах с использованием результатов численного решения уравнения нестационарной диффузии
3.2 Экспериментальное исследование разваривания пшеничной и кукурузной крупки и разработка модели разваривания крупки с учетом изменения температуры, явления набухания крахмальных гранул и их разрыва, сопровождающегося

отрывом наружного слоя развариваемых частиц
3.3 Обследование технологии разваривания пшеничной и кукурузной крупки в производственных условиях спирт-заводов ООО «КХ Восход» (г. Майкоп) и ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) и в лабораторном эксперименте
3.4 Определение коэффициентов диффузии влаги при разваривании пшеничной и кукурузной крупки и их сравнение с результатами исследований диффузии при сушке и увлажнении целого и измельченного зерна
3.5 Совершенствование математической модели спиртового брожения на основе анализа сопротивлений переносу компонентов из цитоплазмы в наружную жидкость через
мембрану дрожжевой клетки
3.6 Определение оптимального режима разваривания крупки с учетом влияния ее размеров на время разваривания и суммарные затраты электроэнергии на измельчение зерна
и теплоты на разваривание
3.7 Обследование брагоректификационной установки (БРУ) производительностью 6000 дал ректификованного спирта в сутки на ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала), разработка программы расчета шестиколонной БРУ в интегрированной среде НУБУБ и ее апробация при оптимальном режиме разваривания крупки
3.8 Разработка и изготовление лабораторной ректификационной установки периодического действия, апробация результатов исследований по измельчению зерна, развариванию кукурузной крупки, сбраживанию сусла и ректификации бражки
3.9 Технико-экономическое обоснование усовершенствованной технологии получения этилового спирта, расчет ожидаемого экономического эффекта от оптимизации процессов
измельчения зерна и разваривания зернового замеса и разработка технологической инструкции для производства
ректификованного спирта
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А Программа расчета на языке Паскаль «Расчет процесса разваривания на базе уравнения нестационарной
диффузии»
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Программа расчета на языке Паскаль «Расчет
нестационарной диффузии, осложненной набуханием
и отрывом крахмальных гранул»
ПРИЛОЖЕНИЕ В Хроматограмма покомпонентного состава летучих
примесей бражки, выработанной из кукурузной крупки на ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская
республика, г. Нарткала)
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Хроматограмма покомпонентного состава летучих примесей бражного дистиллята, выработанного из кукурузной крупки на ООО «Стандарт Спирт»
(Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала)
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Хроматограмма покомпонентного состава летучих примесей сивушного масла, выработанного из кукурузной крупки на ООО «Стандарт Спирт»
(Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала)
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Хроматограмма покомпонентного состава летучих примесей подсивушной воды, выработанной из кукурузной крупки на ООО «Стандарт Спирт»
(Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала)
ПРИЛОЖЕНИЕ К Хроматограмма покомпонентного состава летучих примесей ректификованного спирта, выработанного

крупки, мм.
Для пшеничной крупки рекомендована формула для частиц диаметром от 0,5 до 3 мм [59]
У = 66,2-0,43Д. (1.12)
Приведенные уравнения (1.9)-(1.12) используются в настоящей работе при оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна.
На основе анализа литературных данных можно сделать следующее заключение.
1. Прогресс в этой области теории и практики измельчения, разваривания, брожения и брагоректификации достигнут главным образом на базе экспериментальных исследований. Теория разваривания, учитывающая гидродинамический и температурный режимы, диффузию влаги в материале и кинетику набухания зерен крахмала, отсутствует.
2. При моделировании процесса брожения наряду с кинетикой ферментативной реакции разложения глюкозы на этанол и углекислоту необходимо учитывать массопередачу между цитоплазмой в клетке и наружной жидкостью (суслом). Допущение о возможности пренебрежения сопротивлением массопередачи в клетке не проверено ни экспериментально, ни теоретически. Требуется подробная оценка массоотдачи в цитоплазме и в наружной жидкости, а также проницаемости клеточной мембраны.
3. Актуальным является вопрос оптимизации степени измельчения зерна с учетом затрат электроэнергии на измельчение, теплоты на водно-тепловую обработку сырья и стоимости исходного зерна.
4. Целесообразно выполнить идентификацию технологической схемы и режима работы брагоректификационной установки по данным обследования промышленных производств пищевого этилового спирта при оптимальном режиме переработки зернового сырья.
Решению этих вопросов и посвящена данная работа.