Разработка технологии иммобилизованного биосорбента из пивоваренных дрожжей для интенсификации процесса брожения

• Автор: Крупичёва, Александра Николаевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1. Введение

2. Обзор литературы

2.1. Иммобилизованные биосорбенты

2.2. Методы иммобилизации.

2.2.1. Методы иммобилизации различных биологических объектов.

2.2.1.1. Методы механической иммобилизации объектов.

2.2.1.2 Иммобилизация с использованием полупроницаемых оболочек мембран.

2.2.1.3. Методы физической иммобилизации.

2.2.1.4. Иммобилизация с использованием систем двухфазного типа.

2.2.1.5. Химические методы иммобилизации.

3. Экспериментальная часть

3.1. Материалы и методы.
3.1.1. Получение порошкообразного биосорбента ОД2.
3.1.2. Ускоренный метод определения спирта.
3.1.3. Метод определения ионов железа 1 с салициловой кислотой.
3.1.4. Метод определения ионов 2.
3.1.5. Определение аминокислот и пептидов по числу карбоксильных групп в водноспиртовом растворе.
3. 1.6. Метод определения влажности.
3.1.7. Методы получения иммобилизованного препарата ОД2
3.1.8. Определение редуцирующих веществ с калием железосинеродистым
3.1.9. Метод определения сухих веществ в растворах.
3.1 Метод определения временной жесткости.
3.2. Результаты и обсуждение.
3.2.1. Разработка способов иммобилизации дрожжевого биосорбента ОД 2 и оценка их результатов.
3.2.1.1. Разработка способа получения иммобилизованного препарата на основе клеточных стенок пивных дрожжей ОД 2.
3.2.1.2. Изучение сорбционной способности иммобилизованного препарата ОД 2.
3.2.1.3. Изучение влияния степени нагрузки иммобилизованного препарата ОД2 на его сорбционную способность по отношению к Ре3.
3.2.1.4. Изучение влияния механического воздействия на структуру и сорбционную способность пластинчатого иммобилизованного препарата ОД2.
3.2.1.5. Изучение влияния продолжительности гидратации на сорбционную способность гранулированного иммобилизованного препарата ОД2.
3.2.1.6. Определение влияния формы и размера частиц ИП ОД2 на его сорбционную способность по отношению к ионам железа III.
3.2.1.7. Определение сорбционной способности иммобилизованного препарата ОД2 по отношению к ионам железа III при работе в полупериодическом режиме.
3.2.1.8. Изучение влияния дозировки иммобилизованного препарата ОД2 на характер связывания железа III при работе в полупериодическом режиме.
3.2.1.9. Изучение влияния концентрации обрабатываемого раствора ионов железа III на сорбционную способность иммобилизованного препарата ОД2 в непрерывном режиме.
3.2.1 Изучение прочности связывания ионов железа III иммобилизованным препаратом ОД 2 при работе в непрерывном
режиме.
3.2.1 Сопоставление эффективности применения иммобилизованного препарата ОД 2 и активированного угля.
3.2.1 Применение препаратов ОД 2 для обработки пивного сусла в
непрерывном режиме.
3.2.2. Разработка способа иммобилизации дрожжевого биосорбента ОД2 за счт поперечной сшивки его частиц щавелевой кислотой.
3.2.2.1. Результаты иммобилизации хлебопекарных дрожжей с использованием различных сшивающих реагентов.
3.2.2.2 Изучение влияния соотношения компонентов ИП ОД2 на механическую прочность его частиц.
3.2.2.3. Сравнение сорбционной способности иммобилизованного препарата и препарата ОД2.
3.2.2.4. Изучение влияния формы частиц иммобилизованного препарата ОД2 на его сорбционную способность по отношению к ионам железа
3.2.2.5. Сравнение сорбционной способности гранулированных иммобилизованных препаратов с различным размером частиц.
3.2.2.6. Определение зависимости сорбционной способности ИП ОД2 от объема обрабатываемой среды.
3.2.2.7. Изучение влияния концентрации обрабатываемого раствора на сорбционную способность иммобилизованного препарата ОД2 по отношению к ионам железа III.
3.2.2.8. Определение влияния продолжительности гидратации ИП на его сорбционную способность по отношению к ионам железа III.
3.2.2.9. Изучение возможности восстановления сорбционной способности ИП ОД2 после гидратации различной продолжительности.
3.2.2 Определение зависимости сорбционной способности ИП ОД2 от температуры.
3.2.2 Изучение влияния хранения на сорбционную способность иммобилизованного биосорбента ОД
3.2.2 Изучение микробиологического состояния иммобилизованного
биосорбента ОД2.
3.2.2 Изучение сорбционной способности ИП при работе в полупериодическом режиме.
3.2.2 Определение количества ионов железа III, связанных различными 0 количествами иммобилизованного препарата ОД2 при работе в непрерывном проточном режиме.
3.2.2 Изучение влияния скорости потока обрабатываемого раствора на 4 количество ионов Ре3, связанных иммобилизованным препаратом ОД2.
3.2.2 Определение влияния концентрации обрабатываемого раствора на 9 сорбционную способность иммобилизованного препарата ОД2 при
работе в непрерывном режиме.
3.3.3. Разработка способов применения иммобилизованного сорбирующего 0 препарата ОД2.
3.3.3.1. Определение результатов применения иммобилизованного 0 препарата ОД2 в периодическом режиме с целью снижения содержания ионов кальция в растворе.
3.3.3.2. Изучение влияния обработки иммобилизованным препаратом ОД 2 2 в непрерывном режиме на содержание ионов кальция в растворе.
3.3.3.3. Определение влияния обработки иммобилизованным препаратом 3 ОД2 на устранимую жесткость воды в непрерывном режиме.
3.3.3.4. Изучение влияния обработки технологической воды ИП ОД2 на 4 результаты стадии затирания пивоваренного производства.
3.3.3.5. Определение влияния обработки пивного сусла иммобилизованным 7 препаратом ОД2 в непрерывном режиме на результаты стадий главного
брожения и дображивания.
4. Выводы.
5. Технологическая часть
6. Экономическая часть
Список литературы


Основные результаты диссертационной работы представлены на Научнотехнической конференции Молодые ученые пищевым и перерабатывающим отраслям АПК технологические аспекты производства, декабря г, Москва, МГУПП Юбилейной международной научнопрактической конференции Пищевые продукты XXI века, Москва, МГУПП, ноября г Всероссийской научнотехнической конференциивыставке Качество и безопасность продуктов питания, МГУПП, Москва, декабря г. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ. Структу ра и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, включающего 8 источников, и 4 приложения. Работа изложена на 9 страницах машинописного текста, включая таблиц и рисунков. До недавнего времени сорбирующие препараты, в том числе биологического происхождения, получали и применяли в виде достаточно мелкодисперсных частиц, суспендируемых или растворяемых в обрабатываемой среде. Такой подход предполагает однократное применение биосорбентов и, в ряде случаев, проведение дополнительных технологических операций для удаления отработанного препарата. В последние годы эффективность процессов, используемых в самых разных областях человеческой деятельности пищевая промышленность, медицина, и т. В то же время иммобилизация биосорбента обеспечивает два очень важных преимущества возможность многократного использования сорбирующего препарата и проведение технологического процесса в полупериодическом или непрерывном режиме 6. Они могут компенсировать большое количество указанных выше недостатков. Ввиду большого разнообразия способов получения иммобилизованных сорбирующих препаратов, в обзоре литературы приведены лишь некоторые из них. Существует группа способов, которые могут быть отнесены к методам иммобилизации биосорбентов достаточно условно и заключаются в получении частиц препарата, изначально имеющих макроразмер от нескольких десятых до нескольких миллиметров. Тем не менее, их реализация позволяет получать сорбирующий препарат в форме, обеспечивающий достижение тех преимуществ, ради которых и проводят иммобилизацию биосорбентов другими способами. Одним из подходов, не являющимся в полной мере иммобилизацией биосорбента, но идеологически близким к такой технологии, является получение так называемых угольноминеральных сорбентов УМС сложного состава , 9. Это продукты, полученные в результате термической обработки смеси минеральных компонентов монтмориллонит, клиноптиллолит, палыгорскит и разнообразных материалов биологического происхождения. В цитируемой работе в качестве образцов сравнения изучали также различные растительные материалы, подвергнутые воздействию повышенных температур. Некоторые характеристики различных препаратов приведены в табл. Видно, что на важнейшие свойства сорбентов, такие, как удельная площадь поверхности и удельный объем, существенно влияют как сырье, использованное для их получения, так и собственно способ получения. Упомянутые характеристики важны не сами по себе, более значимо их влияние на эффективность применения угольноминеральных и других сорбентов. Таблица 2. Обозна чение сорбен та Состав 8, м2г V ууд см г У, Золь ность, Выго раемая часть, Потеря массы минер. Автор работы предлагает использовать эти сорбирующие препараты для улучшения характеристик виноградных виноматериалов за счет удаления из них нежелательных компонентов различной химической природы. Для подтверждения целесообразности такой обработки приводится ряд экспериментальных данных. Так, на примере модельных смесей показана возможность связывания 3 от исходного содержания некоторых красителей в зависимости от красителя и применяемого сорбента при том, что дозировка препарата составляла 1 гдм3, продолжительность обработки ч при постоянном перемешивании, размер частиц сорбента 0, 0,5 мм. Наилучшие результаты продемонстрировали варианты ДО дрожжевой осадок с палыгорскитом и УМС, УМС клеевые осадки с монтмориллонитом, хотя они и уступали активированному углю АГС4. В цитируемой работе были проведены исследования возможности использования угольноминеральных сорбентов в непрерывном режиме.