Разработка комплексной ресурсосберегающей технологии этанола на основе целенаправленного изменения реологических характеристик зерна

• Автор: Максимова, Евгения Михайловна
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение

1. Обзор литературы

1.1. Современные тенденции переработки сырья в спиртовом производстве

1.2. Характеристика основного сырья для производства спирта

1.2.1. Биохимический состав зерна

1.2.2. Микробиологические свойства зерна

1.3. Реологические свойства зерна и способы их изменения

1.3.1. Свойства зерна, определяющие его поведение в процессе размола

1.3.2. Способы целенаправленного изменения технологических свойств зерна

1.4. Стадии получения этилового спирта
1.4.1. Традиционные и перспективные способы измельчения сырья
1.4.2. Способы и режимы воднотепловой обработки измельчнного сырья
1.4.2.1. Изменение вязкости замесов в процессе водно тепловой обрабогки
1.4.3. Факторы, влияющие на процесс осахаривания разваренной массы и приготовления сусла
1.4.4. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла
1.4.4.1. Пути образования примесей при брожении
1.4.5. Выделение спирта из зрелой бражки
1.4.6. Пути использования зерновой барды
1.5. Выводы, цели и задачи исследования
2. Экспериментальная часть
2.1. Материалы и методы исследования
2.1.1. Материалы
2.1.2. Методы исследования
2.1.2.1. Анализ биохимического состава зерна
2.1.2.1.1. Определение массовой доли крахмала
2.1.2.1.2. Определение массовой доли влаги
2.1.2.1.3. Определение массовой доли белка
2.1.2.1.4. Определение массовой доли жира
2.1.2.1.5. Определение массовой доли золы
2.1.2.1.6. Определение массовой доли целлюлозы
2.1.2.1.7. Определение массовой доли гемицеллюлозы
2.1.2.1.8. Определение массовой доли сахаров
2.1.2.2. Анализ биохимического состава фракций зерна и гранулометрического состава помола
2.1.2.2.1. Определение условной крахмалистости
2.1.2.2.2. Определение массовой доли редуцирующих веществ
2.1.2.2.3. Определение крупности помола
2.1.2.2.4. Определение амилолитической активности целого и
фракционированного зерна
2.1.2.3. Анализ реологического поведения замесов
2.1.2.4. Анализ каталитических активностей амилолитических ферментных препаратов
2.1.2.4.1. Определение амилолитической активности
2.1.2.4.2. Определение протеолитической активности
2.1.2.4.3. Определение Рглюканазной активности
2.1.2.4.4. Определение ксиланазной активности
2.1.2.5. Методы контроля качества полупродуктов спиртового производства
2.1.2.5.1. Определение декстринов в присутствии амилозы
2.1.2.5.2. Определение массовой доли сухих веществ
2.1.2.5.3. Определение массовой концентрации растворимых углеводов
2.1.2.5.4. Определение титруемой кислотности
2.1.2.5.5. Определение массовой концентрации растворимых несбраживаемых углеводов
2.1.2.5.6. Определение массовой концентрации спирта и действительного экстракта
2.1.2.5.7. Определение содержания токсичных микропримесей газохроматографическим методом
2.1.2.6. Методы микробиологического контроля производства
2.2. Результаты исследований и их обсуждение
2.2.1. Характеристика применяемого сырья
2.2.2. Методы выделения фракции периферийных частей зерна
2.2.2.1. Механические методы выделения фракции периферийных частей зерна
2.2.2.2. Выделение фракции периферийных частей после изменения реологических свойств зерна
2.2.3. Исследование реологического поведения замесов
2.2.4. Изучение технологических свойств полупродуктов 6 спиртового производства при получении сусла методом разваривания
2.2.4.1. Влияние режимов воднотепловой обработки и свойств 6 сырья на характеристику разваренной массы
2.2.4.2. Исследование технологических характеристик сусла
2.2.4.3. Сравнительная характеристика состава зрелой бражки
2.2.5. Изучение технологических свойств полупродуктов 7 спиртового производства при получении сусла механикоферментативным способом
2.2.5.1. Оптимизация стадии приготовления сусла
2.2.5.2. Влияние способов обработки зерна перед брожением 1 на технологические показатели бражки
2.2.5.3. Характеристика летучих примесей бражки
2.2.6. Сравнительная характеристика микробиологического 2 состояния сырья и полупродуктов спиртового производства при дифференцированной переработке зерна
2.2.7. Оптимизация рецепта комбикорма ПК1 на основе 0 использования нового кормопродукта
2.2.8. Принципиальная технологическая схема производства 3 этилового спирта из зерна, освобожднного от периферийных
Экономическая часть
Выводы
Список литературы


Более эффективным вариантом повышения рентабельности, если судить по зарубежной практике, является внедрение глубокой переработки зерна с выделением из него на первоначальной стадии высококачественного крахмала, белковых продуктов сухой клейковины и последующим получением спирта и кормопродуктов. Такой способ производства позволяет снизить себестоимость спирта на . Среди подобных отечественных технологий можно отметить предложенную ВНИИ крахмалопродуктов и ВНИИ пищевой биотехнологии схему комплексной переработки ржаной муки на крахмал, спирт и кормонродукты. Из результатов исследований следует, что частичное выделение из ржи качественного крахмала в объме до с последующей переработкой оставшейся части на спирт, позволит снизить себестоимость получаемых продуктов в сравнении с однопродуктовыми технологиями и повысить рентабельность производства в целом на 7 . Можно с уверенностью утверждать, что разработка комплексных технолог ий переработки сырья является на сегодняшний день перспективнейшим направлением развития не только спиртового производства, но и пищевой промышленности в целом. Так, разработка комплексных безотходных технологий переработки зерна на спирт и концентрированные кормопродукты рассматривалась наряду с комплексными технологиями в других отраслях при разработке Министерством сельского хозяйства совместно с РАСХН концепции стабилизации и развития АПК на гг. Характеристика основного сырья для производства спирта. Биохимический состав зерна. В спиртовом производстве в качестве сырья могут использоваться различные виды зерна. Следует отмстить, что в технологии спирта зерно принято оценивать только с точки зрения содержания в нм основного сбраживаемого компонента крахмала 8,6,5,0. Но при разработке новых технологий такой подход не может в полной мере охарактеризовать сырь, особенно если предполагается его комплексное использование. Строение и состав зерна, а также соотношение его анатомических частей исследовались на протяжении многих десятков лег как отечественными, так и зарубежными исследователями и считаются достаточно хорошо изученными ,,,,,,,,,,1,4. Поэтому можно с уверенностью констатировать, что зерно хлебных злаков имеет принципиально одинаковое строение и состоит из трх основных частей различных по химическому составу и физиологическому назначению зародыша, эндосперма и оболочек плодовой и семенной. Зерно ячменя содержит кроме того цветочные плнки, покрывающие зерновку сверху, и относится к плнчатым культурам рожь и пшеница к голозрным. В настоящее время в технологии спирта основным сбраживаемым компонентом сырья является крахмал, который количественно преобладает среди веществ химического состава зерна ,,,3,0,7. Поэтому изучению его структуры и свойств следует уделять больше внимания. В зерне крахмал содержится в эндосперме в виде крахмальных зрен гранул определнного размера и формы, окружнных белковой оболочкой 7,9,,9,5,8. При этом ещ в ранних исследованиях было показано, что крахмальные зрна ржи, пшеницы и ячменя наиболее сходны между собой среди других крахмалсодержащих культур. Г ранулы имеют преимущественно простые концентрические слои, сплошные или с внутренней полостью, от которой в разные стороны расходятся звздообразные трещины ,,4,6,2. Количественное содержание крахмала следующее для пшеницы, для ржи, дзя ячменя ,,,,,1,7. Характерной особенностью крахмаюв ржи, пшеницы и ячменя является бимодальное распределение нативных гранул по размерам, выраженное назичием двух фракций гранул крупной крахмал А и мелкой крахмал Б 6,8,9. Такое распределение зрен оказывает влияние на их структуру, содержание амилозы, термодинамические и функциональные свойства 7,5,2. В частности, исследования крупной и мелкой фракции крахмала ячменя, размеры которых соответственно 2 и мкм, показали, что мелкие гранулы содержат больше амилозы и липидов фактор набухания у мелких зрен выше последние более устойчивы к кислотному и ферментативному гидролизу 9. По данным работы 2 мелкозернистая фракция пшеничного крахмала содержит повышенное количество азога, липидов и полярных глико и фосфолипидов. В состав зрен входит больше триглицеридов и продуктов их гидролиза. Общее содержание жирных кислот в мелких зрнах крахмала на выше, чем в крупных 8,8.