Разработка технологии получения и сбраживания осветленного сусла при переработке зернового сырья на этанол

• Автор: Боднарь, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 218 с.

1.1. Современное состояние технологии получения этилового спирта из зернового сырья

1.2. Характеристика зерна основного сырья для производства спирта

1.3. Воднотепловая подработка сырья

1.3.1. Вязкость истинных и коллоидных растворов.

1.3.2. Методы и приборы для определения физикомеханических свойств пищевых материалов.

1.3.3. Вязкостные характеристики зерновых замесов при воднотепловой

подготовке.

1.3.4. Превращение веществ и изменение свойств сырья при разваривании.

1.4. Теоретические основы разделения суспензий в пищевой промышленности.

1.4.1.Отстаивание

1.4.2.Фильтровани е.

1.4.3.Центрифугировани е
1.4.4.0борудование для разделения суспензий в пищевой
промышленности.
1.4.4.1. Дуговые сита.
1.4.4.2. Фильтрпрессы.
1.4.4.3. Центрифуги.
1.4.4.4. Сепараторы.
1.5. Основные способы и технологии гидролиза крахмалсодержащего
1.5.1. Характеристика амилаз и механизм их действия на субстрат
1.5.1.1. аАмилаза
з
1.5.1.2. рАмилаза.
1.5.1.3. Глюкоамилаза
1.5.1.4. Декстриназа.
.1.5. Пуллуланаза
1.5.1.6. Изоамилаза
1.5.1.7. аГлюкозидаза.
1.5.1.8. Ферментные препараты применяемые за рубежом.
1.5.2. Химизм гидролиза крахмала.
1.5.3. Кинетика ферментативного гидролиза крахмала.
1.5.3.1. Концентрация ферментов
1.5.3.2. Температура.
1.5.3.3. Концентрация водородных ионов
1.5.3.4. Влияние ингибиторов и активаторов.
1.5.4. Углеводный состав сусла.
1.6. Способы сбраживания зернового сусла.
1.7. Примеси, образующиеся при сбраживании зернового сырья на ЭТАНОЛ
1.8. Влияние примесей на органолептическую оценку спирта и спиртных дистиллятов.
1.9. Барда как основной отход спиртового производства
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКА И ТЕХНИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Определение активности используемых ферментных препаратов .
2.1.1. Определение глюкоамилазной активности ферментного препарата Глюкаваморин ГЗх
2.1.2. Определение амилолитической активности ферментного препарата Амилосубтилин ГЗх.
2.1.3. Определение протеолитической активности ферментного препарата Протосубтилин ГЮх.
2.2. Определение растворимых сбраживаемых углеводов в
ПОЛУПРОДУКТАХ ИЗ КРАХМАЛЬНОГО СЫРЬЯ
2.3. Определение суммарного содержания сбраживаемых углеводов и
НЕРАСТВОРЕННОГО КРАХМАЛА.
2.4. Определение содержания общих углеводов в дробине спиртовой.
2.5. Методика хромотографического анализа на содержание этилового спирта и примесей в зрелой бражке
2.6. Определение вязкости на лабораторной установке
2.6.1. Описание и принцип действия установки.
2.6.2. Техника проведения эксперимента.
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАТОРНЫХ
3.1. Разработка оптимального режима работы установки.
3.1.1. Подбор перемешивающего устройства.
3.1.2. Выбор скорости вращения вала
3.2. Реологические свойства замесов при затирании
3.2.1. Клейстеризация крахмала зерна с повышением температуры при различных гидромодулях
3.2.2. Изменение вязкости зерновых замесов приготовленных из различных фракций помола
3.2.3. Разжижение замесов амилолитическими ферментами
3.3. Реологические свойства разваренных масс при осахаривании
3.3.1. Изменение вязкости при осахаривании разваренной массы различными ферментными препаратами
3.3.2. Изменение вязкости при осахаривании разваренной массы полученной из различных фракций зернового помола
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ЗЕРНОВОГО СУСЛА С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ПОТЕРЬ СБРАЖИВАЕМЫХ УГЛЕВОДОВ С ДРОБИНОЙ И ЕЕ УТИЛИЗАЦИЯ
4.1. Влияние параметров центрифугирования на эффективность разделения фаз зернового сусла.
4.1.1. Исследование влияния продолжительности центрифугирования на эффективность разделения зернового сусла.
4.1.2. Исследование влияния скорости центрифугирования на выход осветленного сусла и влажность твердого осадка.
4.2. Влияние гидромодуля на выход осветленного сусла и дробины
4.3. Определение эффективности разделения сусла в зависимости от фракции помола, идущих на его приготовление
4.4. Влияние протеолитических ферментов на эффективность разделения ЗЕРНОВОГО СУСЛА.
4.4.1. Изучение влияния Протосубтилина Гх на выход осветленного сусла при разваривании помола различной крупности.
4.4.2. Определение оптимального количества Протосубтилина ПОх, интенсифицирующего получение осветленного сусла.
4.4.3. Исследование влияния времени действия Протосубтилина Гх при приготовлении замеса на эффективность разделения сусла
4.5. Оптимизация процесса получения осветленного зернового сусла
4.6. Изучение влияния некототорых технологических параметров на
СОКРАЩЕНИЕ ПОТЕРЬ СБРАЖИВАЕМЫХ УГЛЕВОДОВ С ДРОБИНОЙ.
4.6.1. Влияние времени промывки на эффективность экстракции сбраживаемых углеводов.
4.6.2. Зависимость эффективности промывки от температуры используемой воды
4.6.3. Влияние гидромодуля промывки на потери углеводов с дробиной
4.6.4. Изучение эффективности промывки твердой фазы сусла, полученного из помола различной крупности
4.6.5. Выбор оптимального режима промывки дробины.
4.6.6. Математическая модель процесса получения осветленного зернового сусла
4.6.7. Относительная оценка потерь сбраживаемых углеводов в процессах спиртового производства
4.7. Утилизация твердой фазы
4.7.1. Исследование физикохимического состава дробины спиртовой, ее пищевой и биологической ценности.
4.7.2. Сушка дробины
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБРАЖИВАНИЯ
ОСВЕТЛЕННОГО И ТРАДИЦИОННОГО СУСЛА.
5.1. Сравнительное сбраживание осветленного и традиционного сусла .
5.2. Изучение влияния Протосубтилина ПОх при приготовлении замеса на интенсивность брожения и показатели зрелой БРАЖКИ1
5.3. Изучение влияния некоторых факторов на накопление этанола и ПРИМЕСЕЙ ПРИ СБРАЖИВАНИИ ОСВЕТЛЕННОГО ЗЕРНОВОГО СУСЛА
5.3.1. Изучение влияния различных концентраций засевных дрожжей
5.3.2. Влияние начального осветленного сусла на эффективность брожения и показатели зрелой бражки
5.3.3. Исследование интенсивности сбраживания сусел при их приготовлении из различных фракций зернового помола
ГЛАВА 6. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СБРАЖИВАНИЯ ОСВЕТЛЕННОГО ЗЕРНОВОГО СУСЛА
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


При разваривании крахмалистого сырья происходят значительные структурномеханические изменения сырья и химические превращения веществ, входящих в его состав. Вязкость внутреннее трение, свойство текучих тел жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. V2V. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом динамической вязкости или просто вязкостью. Он количественно характеризует сопротивление жидкости газа смещению ее слоев. Величина, обратная вязкости, 1 называется текучестью. В Международной системе единиц единица вязкости имеет размерность Нсекм2 Па с, а в СГС системе единиц гсм сек Пуаз, 1 пз 0,1 Нсекм2 . В условиях установившегося слоистого течения при постоянной температуре вязкости газов и нормальных жидкостей так называемых ньютоновских жидкостей постоянная величина, не зависящая от градиента скорости. Такой режим наблюдается лишь при сравнительно малых скоростях течения. При больших скоростях ламинарный характер течения переходит в турбулентный, характеризующийся возникновением в движущейся жидкости завихрений. Если применять к такому течению уравнения Ньютона и Пуазейля, то коэффициент вязкости теряет свой обычный смысл, так как его значение при турбулентном течении зависит не только от природы жидкости, но становится функцией скорости движения жидкости. Очевидно, в этом случае можно говорить лишь об эффективной или кажущейся вязкости, понимая под ней условную величину, вычисленную для данной скорости течения по уравнениям Ньютона или Пуазейля. Характерной особенностью многих золей является неподчинение зависимостям, выражаемым уравнениями Ньютона и Пуазейля, иными словами, вязкость многих дисперсных систем не является инвариантной характеристикой системы, а зависит от условий ее определения, например от скорости течения жидкости в вискозиметре, от типа и размеров прибора, то есть речь идет о кажущейся или эффективной вязкости, так как истинная вязкость жидкости от скорости течения зависеть не может . Системы способные течь, но не подчиняющиеся уравнению Ньютона принято называть аномальными. Приборы, предназначенные для измерения физикомеханических свойств пищевых материалов, могут быть разделены на абсолютные, относительные и условные. На приборах первой группы получают значения исследуемых характеристик в абсолютных величинах. В результате экспериментов получают относительные значения, которые с учетом тарировочных графиковлегко пересчитывают в абсолютные. На приборах третьей группы получают некоторые условные величины, характерные для данного прибора. Эти условные величины могут быть использованы для сравнения различных масс, а также для изучения влияния технологических и других факторов в процессе производства на испытуемые материалы. По принципу действия вискозиметры можно разделить на нисколько основных групп рис. Рис. Классификация вискозиметров. Метод падающего шарика сводится к определению скорости свободного падения в жидкости шарика известного объема и массы. Для того чтобы не возникало турбулентного движения жидкости, скорость падения шарика должна быть не слишком большой, а сосуд, в котором падает шарик, достаточно широким. Скорость падения шарика обратно пропорциональна вязкости жидкости. Подобная зависимость соблюдается и тогда когда шарик падает не в широком сосуде, а движется в наклонной стеклянной трубке, заполненной жидкостью, так, как это происходит в известном вискозиметре Гепплера. Метод истечения жидкости через капилляр основан на измерении времени вытекания определенного объема жидкости через капилляр, радиус и длина которого известны. Приборы, применяемые для определения вязкости с помощью ротационных вискозиметров, представляют собой два коаксиальных цилиндра. В кольцевой зазор между цилиндрами заливают исследуемую жидкость. Один из цилиндров обычно внутренний приводят во вращение, например, с помощью груза, блока и шнура. После весьма краткого периода устанавливается стационарный режим течения жидкости между цилиндрами. Вязкость находят, определяя число оборотов вращающегося цилиндра в единицу времени. Ряд конструкций прибора такого типа в Советском Союзе разработан М. П.Воларовичем.