Разработка комплексной технологии получения этилового спирта и сухого кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного зерна ржи

• Автор: Андриенко, Татьяна Васильевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Характеристика основного сырья спиртового производства

1.1.1. Агропромышленные аспекты производства зерна ржи

1.1.2. Особенности биохимического состава зерна ржи

1.1.3. Структурномеханические свойства зерна ржи

1.2. Стадии получения этилового спирта

1.2.1. Измельчение зерна оценка современного состояния и перспективные разработки.

1.2.2. Способы, режимы воднотепловой обработки сырья и осахаривания

1.2.2.1. Микробиологические аспекты получения сусла по схемам механикоферментативной обработки зерна
1.2.3. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла
1.3. Пути повышения рентабельности спиртового производства
2.1 .Материалы, оборудование и методы исследования
2.1.1. Материалы
2.1.2. Установка для термообработки зерна
2.1.3. Методы исследований
2.1.3.1.Методы оценки физических, биохимических и структурномеханических свойств зерна и его фракций
2.1.3.2. Анализ полупродуктов спиртового производства разваренной массы, сусла, бражки
2.1.3.3. Методы анализа сухого кормопродукта
2.2. Результаты исследований и их обсуждение
2.2.1. Исследование процессов при микронизации зерна ржи
2.2.1.1. Влияние режимов ИКобработки ржи на физические показатели зерна
2.2.1.2. Влияние режимов ИКобработки ржи на
биохимические показатели зерна
2.2.1.3. Влияние режимов ИКобработки на структурномеханические характеристики ржи
2.2.1.4. Исследование процесса измельчения ржи с
использованием приставкитвердомера к фаринографу
2.2.2. Выделение и анализ дифференцированных фракций из ИКобрабо ганного зерна ржи
2.2.2.1. Влияние степени шелушения и режимов ИКобработки зерна на прочностные свойства фракции эндосперма ржи
2.2.3. Оптимизация стадий получения этанола при переработке зерна ржи с целенаправленно измененными
технологическими свойствами
2.2.3.1. Влияние параметров механикоферментативной обработки сырья на показатели качества осахаренного сусла
2.2.3.2. Исследование процесса сбраживания осахаренного сусла
2.2.4. Сравнительная характеристика вариантов получения сухих кормопродуктов из ржаной послеспиртовой барды
2.2.5. Разработка аппаратурнотехнологической схемы производства спирта
Выводы
Список литературы


Такая специфика химического состава соответствует биологическому назначению оболочек, защищающих зерновку от воздействия внешней среды. Вместе с тем, в них отсутствует крахмал - основной, самый ценный для спиртовой отрасли компонент сырья, непосредственно определяющий выход этанола из единицы переработанного зерна. Также, в семенных оболочках обнаружено значительное количество белка (,0-,5%). Весьма своеобразным химическим составом характеризуется алейроновый слой эндосперма. Фракция углеводов представлена в нем в основном клетчаткой, геми целлюлозам и, ди- и трисахар идами. Общее содержание белковых веществ в клетках алейронового слоя доходит, по данным некоторых авторов [], до %. Количество липидов также довольно велико (%) по сравнению с их содержанием во внутренних частях эндосперма. В последнем в процентном отношении преобладает крахмал. Он представлен в нем в виде крахмальных зёрен (гранул) определённого размера и формы, окружённых белковой оболочкой [6]. Гранулы имеют преимущественно простые концентрические слои, сплошные или с внутренней полостью, от которой в разные стороны расходятся звёздообразные трещины []. Характерной особенностью крахмалов ржи, пшеницы и ячменя является бимодальное распределение нативных гранул но размерам, выраженное наличием двух фракций гранул - крупной (крахмал А) и мелкой (крахмал Б). Такое распределение зёрен оказывает влияние на их структуру, содержание амилозы, термодинамические и функциональные свойства [8]. Исходный биохимический состав отдельных видов зерновых культур определяет также характер и глубину изменений, происходящих в сырье при различных способах и режимных параметрах воздействия на него. Особенно важно учитывать данный факт в тех случаях, когда зерновая масса подвергается новому для отрасли способу обработки сырья. К примеру, в технологии этанола из зерна таким способом является ИК-нагрев. Имеющиеся в литературе данные [,,6] по вопросу применения микронизированного зерна в спиртовом производстве относятся только к пшенице, химический состав и структурно-механические свойства которой существенно отличаются, как будет показано далее, от аналогичных свойств зерна ржи. Вместе с тем, данная зерновая культура все чаще поступает на предприятия и используется в качестве основного сырья спиртового производства [,,,1,1]. Это связано с произошедшими структурными изменениями в зерновом комплексе России. Перераспределилось соотношение между продовольственной и фуражной группами зерновых культур в сторону повышения первой []. Кроме того, сельхозпроизводители вырабатывают часто зерновые культуры без учета баланса его отдельных составляющих. Так, невостребованные ресурсы ржи в стране характеризуются показателями в 1,5-“ 2,0 млн. В значительной мере это объясняется особенностями технологических свойств этой культуры, которые ограничивают ее широкое использование в производстве комбикормов []. Рожь (. Она подразделяется на озимые и яровые сорта. Наиболее распространены озимые сорта ржи. Рожь считается примитивной культурой с пониженной урожайностью — 4,. Эта культура наиболее полным образом отвечает природно-климатическому потенциалу основных зон страны, включая Европейский Север, Северо-Запад, Поволжье, Центральный район Нечерноземья, Средний и Южный Урал, Западную и Восточную Сибирь. Высокая адаптационная способность ржи, стабильность получения урожая и зеленой массы, агротехническая значимость как хорошего предшественника ставят ее в ряд важнейших сельскохозяйственных культур. В зерне ржи, как и других злаковых культур, преобладает крахмал. Крахмальные зерна ржи имеют ряд отличительных черт [,,]. Они являются самыми крупными из всех злаковых культур. Для их строения характерно наличие трех- и четырехлучистых щелей и концентрическая слоистость [5]. Температура клейстеризации крахмала ржи составляет - °С, у крахмала пшеницы - - °С [2]. Рожь в отличие от других зерновых культур может содержать повышенное количество сахаров (2-3%), среди которых обнаружены моносахариды и олигосахариды, такие как сахароза, арабиноза, глюкоза, фруктоза, мальтоза, раффиноза и следы галактозы [5,].