Разработка ресурсосберегающей технологии получения этанола из зерна ржи

• Автор: Калинина, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Особенности строения и химического состава зерна ржи

1.2 Пути повышения растворимости полисахаридов зерна

в полупродуктах спиртового производства

1.2.1 Анализ современного состояния механической обработки

зернового сырья

1.2.2 Особенности процессов воднотепловой и ферментативной

обработки концентрированных сред

1.2.2.1 Получение разваренной массы

1.2.2.2 Получение осахаренного сусла
1.3 Влияние некоторых факторов на жизнедеятельность
дрожжей при сбраживании концентрированного осахаренного сусла
1.4 Повторное использование послеспиртовой барды
в производстве
1.5 Влияние различных факторов на накопление побочных
продуктов брожения
1.6 Выводы, цели и задачи исследований
2 Экспериментальная часть
2.1 Материалы и методы исследования
2.2 Результаты исследований и их обсуждение
2.2.1 Исследование механических способов измельчения зерна
ржи и разработка режимов, обеспечивающих получение концентрированных замесов
2.2.1.1 Сравнительная характеристика традиционных схем
переработки зерна ржи
2.2.1.2 Исследование процессов при механокавитационном
воздействии на ржаные замесы
2.2.1.3 Оптимизация процесса получения концентрированного замеса при использовании механокавитационной
обработки
2.2.1.4 Исследование качественных показателей замесов при
переработке зерна ржи в условиях высоких концентраций
2.2.2 Разработка режимов, обеспечивающих получение концентрированного сусла при использовании фильтрата барды
2.2.2.1 Влияние фильтрата барды на изменение технологических
показателей массы в процессе воднотепловой обработки
2.2.2.2 Разработка оптимального режима ферментативного
гидролиза разваренной массы
2.2.3 Интенсификация процесса сбраживания
концентрированного осахаренного сусла из зерна ржи
2.2.3.1 Исследование сбраживания сусла при разбавлении его
фильтратом барды
2.2.3.2 Изучение накопления побочных продуктов в зрелой
бражке, полученной по разработанной технологии
2.3 Разработка технологической схемы производства
этилового спирта
3 Экономическая часть
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Полученный помол направляют на сита для разделения его на фракции с различной крупностью частиц - более и менее 1 мм. Крупную фракцию помола (вторая стадия) подают для повторного измельчения на молотковых дробилках или вальцевых станках. Рассмотренная схема позволяет получать помол с - %-ным проходом через сито с диамегром отверстий I мм (, 2). Однако данная степень измельчения не позволяет получать высококонцентрированные заторы из зерна ржи. Таким образом, дальнейшее увеличение степени измельчения сырья по сравнению с принятым в настоящее время ограничивается отсутствием измельчающих машин, способных за один-два прохода обеспечить получение высокодисперсного помола при сравнительно небольшом расходе электроэнергии. Целый ряд авторов (, , 0, 5, 3) приходит к выводу, что дальнейшее повышение качества измельчения зерна требует применения новых видов и схем дробильно-размольного оборудования. В последние годы появилось большое количество работ, посвященных разработке способов подготовки зернового сырья к сбраживанию, заключающихся в комплексном воздействии на перерабатываемые среды, осуществляемое в аппаратах различного действия. В литературе имеются данные об исследованиях в области изучения механохимической деструкции (МХД) зерна и получения высокодисперсных помолов (ВД) (, ). Способ МХД заключается в применении сверхтонкого диспергирования сырья, позволяющего смягчить режим на стадии разваривания. Большой вклад по исследованию МХД зерна на различных типах измельчающих устройствах, таких как дезинтеграторы, реактивные мельницы и гидроакустические аппараты, внесли Маринченко В. А. с сотрудниками (). Установлено, что большая часть зерна (,7 - ,7%) измельчается до частиц размером менее мкм, при этом растворимые углеводы составляют - % суммы сахаров и крахмала (, , ). Основными недостатками способа являются громоздкость и металлоемкость оборудования, значительный (до кВт-ч/т) расход электроэнергии, отсутствие измельчающего оборудования требуемой производительности. В ряде зарубежных стран, а также и в России в технологии спиртового производства были предприняты попытки внедрения корундовых измельчителей зернового сырья (5, 4, 5). Большую работу по определению эффективности указанных машин провели также немецкие ученые (9, 0, 1). Перед подачей на корундовый измельчитель зерно дробится на молотковой дробилке и смешивается с водой. Проходя через зазор между дисками, который составляет 0,1 - 0, мм, зерновая суспензия подвергается интенсивной обработке абразивными частицами. Однако корундовый измельчитель, являясь перспективным для использования в спиртовой промышленности, вызывает определенную сложность в эксплуатации, выражающуюся в сильном износе дисков. Из-за несовершенной работы измельчителя в длительных производственных испытаниях не обеспечиваются стабильные технологические показатели производства спирта. Поэтому перед исследователями встает вопрос о поиске других, более совершенных способов обработки. В последние годы для получения высокодисперсных помолов стали широко использоваться насосы высокого давления с гомогенизирующей головкой (6). Одним из наиболее интересных с точки зрения применяемых приемов и достигаемой при измельчении и разваривании сырья экономии энергии является процесс производства спирта Supramyl, созданный Германской фирмой F. Krupp с использованием разработок и оборудования фирмы GmbH Supraton F. J. Zucker GmbH (4, 7). Способ Supramyl называют еще механическим способом разваривания крахмала при низких температурах. В этом способе за счет замены части тепловой энергии механической становится возможным обрабатывать затор с повышенным содержанием сухих веществ и использовать меньший объем воды для получения замеса и его нагревания (7). Удельные затраты тепловой энергии, необходимой для подогрева затора до температуры декстринизации - около 0°С, снижаются при высокой концентрации затора. С другой стороны, затраты электроэнергии, необходимые для работы дробилки и гомогенизатора, при высокой концентрации затора возрастают (4, 3).