Разработка комплексной технологии переработки зерна пшеницы на этиловый спирт и белковый продукт

• Автор: Дубовицкий, Юрий Егорович
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Химический состав зерна и анатомических частей пшеницы

1.2. Современные тенденции переработки зерна в спиртовом производстве.

1.2.1. Перспективные однопродуктовые схемы переработки зерна

1.2.2. Научнопрактические основы многопродуктовых схем переработки зерна

1.2.2.1. Способы переработки пшеницы с получением этанола и кормовых продуктов.

1.2.2.2. Способы переработки зерна с получением этилового

спирта и белковых продуктов

1.3. Получение белковых продуктов из нетрадиционного

зернового сырья
1.4. Заключение по литературному обзору, цели и задачи исследований.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Объекты и методы исследований.
2.2. Результаты и их обсуждение
2.2.1. Дифференцированные фракции переработки зерна пшеницы источник пищевого белка
2.2.1.1. Химический состав дифференцированных фракций зерна
2.2.1.2. Технологические параметры выделения белков
2.2.1.3. Выход и баланс белка по продуктам переработки
дифференцированных фракций зерна.
2.2.2. Химический состав вторичных продуктов переработки дифференцированных фракций зерна.
2.2.3. Получение сусла с вторичными продуктами переработки дифференцированных фракций зерна
2.2.3.1. Активная кислотность сусла.
2.2.3.2. Влияние химического состава вторичных продуктов
на показатели качества сусла
2.2.3.3. Реологические характеристики замеса
2.2.4. Процесс сбраживания сусла
2.2.4.1. Динамика сбраживания сусла.
2.2.4.2. Показатели качества бражки.
2.2.4.3. Состав летучих примесей бражки.
2.2.5. Аппаратурнотехнологическая схема производства спирта и белкового продукта.
3. Экономическая часть.
4. Выводы
Литература


Новизна разработанного способа переработки зерна пшеницы на этиловый спирт и белковый продукт, с выделением дифференцированных фракций и возвратом вторичных продуктов от получения белка в технологию спирта, защищена Патентом РФ 1. Разработана новая технология переработки пшеницы с выработкой этилового спирта и пищевого белка с предварительным выделением из зерна дифференцированных фракций и возвратом по замкнутой схеме в основной процесс двух вторичных продуктов - крахмало-белкового и сыворотки. Разработана принципиальная технологическая схема и оптимальные технологические режимы выделения пищевого белка из дифференцированных фракций переработки зерна пшеницы с применением жидкостного метода: гидромодуль 1:—1:; время экстракции белков — - мин; pH экстракции — ,5-,0; pH осаждения белков 4,1 и 5,5 (в зависимости от вида фракций). Определены рациональные виды дифференцированных фракций зерна, с точки зрения выхода белковых продуктов, качества и выхода этилового спирта. Проведена опытно-промышленная проверка технологии в условиях Мичуринского экспериментального спиртового завода. Рассчитана условно-годовая экономия от снижения себестоимости продукции по проектируемому варианту, которая для спиртового завода мощностью дал/сут. Пшеница относится к основному крахмапосодержашему сырью спиртового производства. Как и все голозерные культуры она состоит из следующих анатомических частей: зародыша, эндосперма, алейронового слоя и оболочек. В технологии спирта зерно принято оценивать, как правило, с точки зрения содержания в нем основного сбраживаемого компонента — крахмала [, 6, 9, 5]. Однако, такой подход не следует считать оптимальным, особенно с позиции эффективности использования зерна и существующих проблем формирования и развития зернового рынка в России [2, ,, 4, 7, 7]. Достоверно установлено, что разные анатомические части зерна пшеницы (зародыш, эндосперм, оболочки) отличаются по химическому составу. Для спиртового производства наибольшую ценность представляет эндосперм, в котором сосредоточена основная масса крахмала зерна [, , , , ,] и на долю которого приходится -% от массы зерновки. Большая часть тканей эндосперма построена из тонкостенных клеток, и в связи с этим содержание клетчатки, гемицеллюлоз и зольных элементов в них минимально. Вместе с тем, такие анатомические части пшеницы как оболочки и зародыш, напротив, характеризуются повышенным содержанием некрахмальных полисахаридов, липидов и белков (табл. С позиции классической технологии этанола, все вышеперечисленные соединения, в большей своей части, являются балластными веществами, так как не повышают выход спирта из 1 ед. Часть зерновки Белок (Ых5. Алейроновый слой ,0-,0 *) *> - 2,0-3,0 7,0-8,0 ,0-. Многочисленными исследованиями [3, , , 7, 5, 9] выявлен, например, характер влияния липидов на свойства крахмалов. Липиды уменьшают растворимость зерновых крахмалов, образуя амилозно-липидные комплексы. Они понижают набухающую способность зерен крахмала, а, следовательно, ухудшают его подготовленность для последующего ферментативного осахаривания. Кроме того, распад жиров, степень которого зависит от режимных параметров обработки сырья, приводит к накоплению в готовом продукте непредельных соединений (акролеина, кротонового альдегида и др. В последнее время все большее внимание в спиртовом производстве уделяется переработке и утилизации некрахмальных полисахаридов. Гидролиз клетчатки, гемицеллюлоз, гумми-веществ может повысить выход готового продукта на 3-5% [, ]. Однако, для подготовки полисахаридов к ферментативному гидролизу, который проводится с использованием специальных препаратов, содержащих ферменты цитолитического действия, требуется глубокая водно-тепловая обработка. А общеизвестно [9], что чем жестче режимы подготовки сырья, тем большее количество примесей образуется в бражке. Определенную трудность в переработке некоторых злаков представляют собой и слизи. Последние характеризуются как вещества или смесь веществ углеводного характера, способные набухать в воде и давать вязкие растворы. Прис с сотрудниками [] выделил слизи разных злаков и установил, что слизи пшеницы, к примеру, состоят в основном из а-глюкана и в них содержится мало пентозанов.