Разработка ресурсосберегающей технологии этанола из зерна пшеницы на основе ИК-обработки сырья

• Автор: Стребкова, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1 Обзор литературы

1.1 Современные тенденции переработки зерна в спиртовом производстве

1.1.1 Перспективные однопродуктовые схемы переработки зерна

1.1.1.1 Режимы механико-ферментативной обработки сырья

1.2 Способы целенаправленного изменения технологических

свойств зерна

1.2.1 Т еоретические основы ИК-обработки материалов

1.2.2 История создания оборудования по ИК-обработке

1.2.3 Практическое использование ИК-обработки зерна

1.3 Заключение по литературному обзору

2 Экспериментальная часть

2.1 Материалы и методы исследования
2.1.1 Материалы
2.1.2 Методы исследования
2.1.2.1 Определение физических показателей зерна
2.1.2.2 Определение реологических характеристик зерна
2.1.2.3 Определение биохимических показателей зерна
2.1.2.4 Микробиологические методы анализа зерна
2.1.2.5 Анализ полупродуктов спиртового производства
2.1.3 Промышленная установка для термообработки зерна
2.2 Результаты исследований и их обсуждение
2.2.1 Термообработка зерна пшеницы ИК-излучением
2.2.1.1 Влияние режимов ИК-обработки пшеницы на физические показатели зерна
2.2.1.2 Влияние режимов ИК-обработки пшеницы на реологические характеристики зерна
2.2Л .2.1 Сравнительная характеристика методов оценки прочностных свойств зерна
2.2.1.2.2 Исследование гранулометрического состава помолов
2.2.1.2.3 Исследование процесса измельчения пшеницы с использованием приставки - твердомера к фаринографу
2.2.1.2.4 Оценка состояния углеводно-амилазного комплекса пшеницы по амилограммам
2.2.1.3 Влияние режимов ИК-обработки пшеницы на биохимические характеристики зерна
2.2.1.4 Влияние режимов ИК-обработки пшеницы на микробиологические характеристики зерна
2.2.2 Режимы и технологические параметры получения
осахаренного сусла из ИК-обработанного зерна пшеницы
2.2.2.1 Исследование процессов на этапе получения разваренной массы
2222 Разработка низкотемпературного способа получения
осахаренного сусла
2.2.2.3 Анализ показателей качества осахаренного сусла
2.2.3 Режимы и технологические параметры сбраживания сусла, полученного из ИК-обработанного зерна пшеницы
2.2.3.1 Исследования кислотности сусла и бражки
2.2.3.2 Факторы, влияющие на процесс сбраживания сусла
2.2.3.3 Оптимизация процесса сбраживания пшеничного сусла из ИК-обработанного зерна
2.2.4 Разработка аппаратурно-технологической схемы производства этанола и нормативной документации
3 Экономическая часть
Выводы
Список литературы Приложения

Актуальность темы
Анализ состояния спиртовой и ликероводочной отрасли ставит перед ней непростые задачи, в первую очередь по совершенствованию технологии и повышению стабильности производства; по сокращению теплоэнергетических затрат; по более эффективному использованию основного сырья, осахаривающих материалов; по повышению выхода спирта из единицы сырья и улучшению его качественных характеристик.
Для решения поставленных задач отечественными и зарубежными специалистами предлагаются различные схемы переработки зерна в спиртовом производстве. Среди них активно развивается направление, посвященное совершенствованию технологий, основанных на подготовке сырья к сбраживанию с использованием низкотемпературных схем его переработки.
Имея несомненные преимущества (минимальные потери сбраживаемых углеводов сырья; уменьшение расхода тепловой энергии на 30-40%; вывод из аппаратурно-технологической схемы оборудования, работающего под давлением, а, следовательно, улучшение работы обслуживающего персонала) данные технологии имеют и свои сдерживающие их широкое внедрение факторы. Во-первых, обработка сырья без использования жестких условий его подготовки (повышенное давление, температура 140-160 °С) предъявляет к помолу сырья определенные требования (равномерность помола и степень дробления не менее 80% прохода помола через сито 6=1,0 мм), которые предусматривают применение сложных и энергоемких схем измельчения, особенно при переработке зерна с повышенной влажностью (выше 14,0%).
Во-вторых, для достижения хорошей подготовленности крахмала в схемах механико-ферментативной обработки сырья требуется применение достаточно высоких норм дозировок ферментных препаратов разжижающего

2.2. Результаты исследований и их обсуждение.
2.2.1. Термообработка зерна пшеницы ИК-излучением.
Термообработка зерна ИК-излучением относится к одному из перспективных способов целенаправленного изменения технологических свойств зерна и достаточно широко используется при производстве ряда продуктов [8, 42, 68, 119].
Первые сведения по вопросам применения данного способа в технологии этанола приводятся в работе Журбы О.С. [61]. Отдельные эксперименты по микронизации пшеницы У=12,0% и 14,0% выполнены им на лабораторной ИК-установке, разработанной в МГУПП. Они позволили выявить влияние продолжительности обработки зерна на некоторые технологические свойства сырья и отметить перспективность применения данного способа при получении этанола.
Вместе с тем, технологические свойства материалов, в том числе и зерна, являющегося основным сырьем спиртового производства, в первую очередь определяются достигаемой при ИК-нагреве температурой, которую автор не фиксировал.
В настоящей работе эксперименты по обработке зерна пшеницы проводились на промышленно выпускаемой, нашедшей широкое применение на предприятиях системы АПК, ИК-установке марки УТЗ-4, характеристика которой приведена в разделе 2.1.3.
В связи с возможностью поступления на спиртовые заводы зерна с различной влажностью, в том числе и повышенной, в задачи исследований входило выявление влияния последней на изменение основных показателей пшеницы.
Работа предусматривала выполнение целого комплекса исследований по изучению основного сырья спиртового производства путем определения физических показателей зерна, его реологических, биохимических и микробиологических характеристик.