Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Смирнова Ирина Витальевна

Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы
<
Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Смирнова Ирина Витальевна. Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.07 / Смирнова Ирина Витальевна; [Место защиты: Моск. гос. ун-т пищевых пр-в (МГУПП)].- Москва, 2007.- 141 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5274

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор литературы 9

1.1 Характеристика сырья спиртового производства 9

1.2 Перспективность использования способов водно-тепловой обработки сырья при пониженных температурах 16

1.2.1 Способ механико-ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья 16

1.2.2 Способы, направленные на увеличение степени дисперсности 19

1.3 Применение электрофизической обработки сырья в производстве спирта 21

1.3.1 Применение ВЧ и СВЧ, магнитного поля для обработки сырья 21

1.3.2 ИК - обработка зерна 23

1.4 Ультразвуковая обработка сырья 24

1.4.1 Факторы, влияющие на эффект ультразвуковой кавитации 24

1.4.2 Влияние ультразвука на процесс экстрагирования 28

1.4.3 Физико-химическое действие ультразвука на биомакромолекулы 30

1.4.4 Применение ультразвука при обработке крахмалсодержащего сырья 32

1.4.5 Действие ультразвука на микроорганизмы 37

2 Экспериментальная часть 41

2.1 Объекты, материалы и методы исследования 41

2.1.1 Объекты и материалы исследования 41

2.1.2 Методы исследования 43

2.1.2.1 Методика экспериментов по исследованию влияния ультразвукового воздействия на физико-химические показатели сырья 43

2.1.2.2 Методы исследования основных органолептических, физико-химических и биохимических показателей состава сырья, разваренной массы, осахаренного сусла и бражки 45

2.1.2.3 Методика определения массовой концентрации глюкозы 47

2.1.2.4 Методика определения массовой концентрации мальтозы и мальтотриозы 48

2.1.2.5 Методика определения ОВП сусла в процессе водно-тепловой обработки сырья 48

2.1.2.6 Методы определения количества микроорганизмов в полупродуктах спиртового производства 49

2.2 Результаты исследования и их обсуждение 50

2.2.1 Исследование влияния ультразвукового воздействия на активность ферментов зерна и ферментных препаратов 50

2.2.2 Исследование влияния продолжительности ультразвуковой обработки разваренной массы в дискретном режиме на качество сусла 56

2.2.2.1 Изучение влияния продолжительности УЗ обработки разваренной массы на стадии АФОі на качество сусла 55

2.2.2.2 Исследование влияния продолжительности УЗ обработки разваренной массы на стадиях АФОі и АФО2 на качество сусла 63

2.2.2.3 Изучение влияния УЗ обработки разваренной массы на стадии осахаривания на качество сусла 67

2.2.2.4 Исследование влияния УЗ обработки разваренной массы при пониженной температуре на качество сусла 72

2.2.3 Разработка способа интенсификации процесса водно-тепловой обработки пшеницы с использованием непрерывного воздействия ультразвука на разваренную массу 76

2.2.4 Изучение влияния степени помола пшеницы на физико-химические показатели сусла при ультразвуковой обработке разваренной массы 84

2.2.5 Исследование влияния УЗ обработки разваренной массы на контаминацию сусла 88

2.2.6 Сравнительная характеристика зрелой бражки, полученной с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы 90

2.3 Описание аппаратурно-технологической схемы водно-тепловой обработки пшеницы с использованием ультразвука 97

3 Экономическая часть 100

Выводы 107

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность работы

Одним из основных направлений развития спиртовой промышленности является интенсификация технологического процесса получения спирта, в том числе стадии водно-тепловой обработки сырья, позволяющая получить спирт высокого качества. Спиртовая промышленность относится к одной из самых материалоемких пищевых отраслей, в которой статьи затрат на сырье и материалы составляют 70-80 % в калькуляции себестоимости готовой продукции. Стремление к максимально полному использованию сырья и повышению выхода спирта влечет за собой повышение требований к процессу подготовки крахмала зерна к осахариванию и сбраживанию.

Механико-ферментативный способ обработки сырья по сравнению со способами разваривания под давлением позволяет снизить технологические потери, уменьшить расход пара, улучшить условия труда. Но продолжительность водно-тепловой обработки сырья при этом увеличивается по сравнению со способами разваривания при высоких температурах. Следует учитывать, что при пониженных температурах необходим мелкий и равномерный помол, что значительно усложняет технологический процесс и повышает энергозатраты. При водно-тепловой обработке сырья при пониженных температурах возрастает риск контаминации сусла. Использование дорогостоящих ферментных препаратов приводит к повышению себестоимости спирта. В традиционной технологии спиртового производства, основывающейся на способе механико-ферментативной обработки сырья, до настоящего времени не предлагались пути решения перечисленных проблем.

Наиболее эффективным и перспективным является способ с использованием электрофизической обработки сырья. За последние годы разработаны высокоинтенсивные технологии и аппаратура, основанные на применении электрических методов обработки зерна: электротермия, включая

токи ВЧ и СВЧ, инфракрасный нагрев, электростатическое поле, ультразвук, импульсная техника. Ультразвуковая обработка сырья в производстве спирта позволит интенсифицировать процессы переработки крахмалсодержащего сырья, увеличить содержание сбраживаемых углеводов в сусле, увеличить выход спирта, сократить количества вносимых ферментных препаратов, снизить расход теплоэнергоресурсов и подавить развитие микроорганизмов -вредителей производства спирта.

Поэтому разработка способа интенсификации технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы является актуальной задачей.

Цель и задачи исследований

Цель работы - разработка способа интенсификации производства спирта при воздействии ультразвука на ферменты растительного и микробного происхождения в процессе водно-тепловой обработки сырья и улучшения качества бражки за счет снижения летучих примесей спирта.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

исследовать влияние ультразвукового воздействия на активность ферментов зерна и ферментных препаратов;

- исследовать влияние продолжительности ультразвуковой обработки
разваренной массы в дискретном режиме на качество сусла;

разработать способ интенсификации процесса водно-тепловой обработки пшеницы с использованием непрерывного воздействия ультразвука на разваренную массу;

изучить влияние степени помола пшеницы на физико-химические показатели сусла при ультразвуковой обработке разваренной массы;

- исследовать влияние ультразвуковой обработки разваренной массы на
контаминацию сусла;

- изучить показатели зрелой бражки, полученной при разных режимах
ультразвуковой обработки разваренной массы, снизить содержание летучих
примесей и на основании сравнительного анализа выбрать наиболее
эффективный вариант;

- провести опытно-промышленную апробацию результатов исследований.

Научная новизна

Изучено влияние ультразвуковой обработки на активность амилазы и протеазы пшеницы и различных ферментных препаратов.

Установлен синергизм биокатализа крахмала пшеницы под действием ферментов зерна и ферментных препаратов в процессе водно-тепловой обработки пшеницы ультразвуком.

Установлена зависимость между продолжительностью воздействия ультразвука и снижением инфицированности сусла в производстве спирта.

Установлена зависимость между активацией ферментов в процессе водно-тепловой обработки сырья ультразвуком и интенсификацией процесса брожения со снижением содержания летучих примесей спирта в бражке.

Практическая значимость

На основании многофункциональности действия ультразвука разработан способ интенсификации технологии спирта с использованием ультразвукового воздействия в процессе водно-тепловой обработки пшеницы с одновременным уменьшением летучих примесей спирта в бражке, позволивший:

сократить продолжительность приготовления сусла на 2 ч,

уменьшить количество ферментного препарата на 47 %,

уменьшить степень помола пшеницы до 65 % прохода через сито с d = 1,0 мм по сравнению с 90 - 95 % в контроле,

сократить процесс брожения на 8 ч,

увеличить выход спирта на 0,2 дал/т условного крахмала,

снизить содержание летучих примесей в бражке на 43-45 %.

Способ позволяет исключить из традиционной схемы производства спирта часть технологического оборудования (АФОг, контактную головку).

Разработанный способ интенсификации технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы апробирован в условиях УСВК «Золотой век» филиала ОАО «Башспирт».

Перспективность использования способов водно-тепловой обработки сырья при пониженных температурах

На спиртовых заводах применяют в основном непрерывные способы водно-тепловой обработки крахмалистого сырья под повышенным давлением. В традиционном способе высокотемпературного разваривания биохимические процессы протекают в достаточно полной мере. Но при высоких температурах происходит частичная потеря Сахаров. Для снижения потерь, уменьшения расхода пара, энергозатрат, а следовательно, увеличения выхода спирта применяют водно-тепловую обработку сырья при более низких температурах с использованием ферментных препаратов [57, 86, 87, 121]. Сущность механико-ферментативного способа обработки сырья заключается в том, что измельченное зерно смешивается с водой и разжижающими ферментными препаратами, преимущественно а-амилазой, и нагревается до 60-100 С для клейстеризации, растворения, частичного ферментативного гидролиза крахмала. Обработку проводят при постепенном или ступенчатом повышении температуры в течение нескольких часов. Возможно внесение ферментного препарата на стадии приготовления замеса в количестве 3-5 % от общей дозировки [11, 25, 65]. В результате снижаются потери сбраживаемых веществ, сокращается расход пара, улучшает условия труда и повышает его безопасность за счет исключения аппаратов, работающих под давлением [123].

Моисеенко B.C. [83, 101] предложен способ подготовки зернового сырья к сбраживанию, включающий термообработку замеса в два этапа. На первой стадии замес нагревают до 45 - 55 С, на второй - нагревают до температуры 65 С и выдерживают в течение 4 - 8 ч. Изобретение позволяет повысить выход спирта и снизить энергозатраты. Недостатком предложенного способа является повышенная кислотность.

В ферментных препаратах амилолитического действия представлены слабо или полностью отсутствуют системы, способные расщепить углеводы некрахмалистой части зерна, то есть целлюлазы, гемицеллюлазы и другие. В последнее время в спиртовой промышленности широко стали использовать ферментные препараты цитолитического [46, 47], протеолитического [109] и другого действия [31, 126]. Пентозаны, Р-глюканы и другие гумми-вещества -это компоненты зернового сырья, ответственные за повышенную вязкость замесов, которая не позволяет достичь высокой концентрации сусла, затрудняет его размешивание, перекачивание, охлаждение и подогрев. За счет высокой вязкости замеса на производстве расходуется большое количество воды, электро- и теплоэнергии [77, 99].

Для решения этой проблемы Солярек, Леденев и Петров [119, 73] исследовали процесс гидролиза компонентов некрахмальной части зерна с использованием ферментных препаратов Вискозима, Ультрафло, Целлюкласта и Шеарзима «Новозаймс А/С».

Известно, что пуллуланаза гидролизует внутренние а-1,6-гликозидные связи в пуллулане, амилопектине и предельных декстринах до мальтоолигосахаридов. Применение ферментного препарата, содержащего пуллуланазу, дало возможность Римаревой и Оверченко [106, 107, 108] более глубоко расщепить крахмал до сбраживаемых углеводов, снизить тем самым дозировку фермента на осахаривание.

А.И. Сизов, СВ. Волкова, Е.В. Клементенок и И.И. Балашевич [118] предложили способ регулирования образования сивушных масел в процессе спиртового брожения. Известно, что источник образования сивушных масел -аминокислоты. В производственных субстратах аминокислоты, как продукты гидролиза различных белков, могут присутствовать только в виде смесей с тем или иным их соотношением. Зерновое сусло содержит значительное количество белков, которые после гидролиза протеолитическими ферментами могут с избытком обеспечить бродящую культуру азотным питанием. Исследователи использовали нейтральную бактериальную протеазу БНЗ-720 при замесе и смесь лейцина и валина с аммонийным азотом при брожении.

За последние годы во ВНИИПБТ разработан режим механико-ферментативной обработки сырья без использования пара повышенных параметров. Задачи по экономии сырья и теплоэнергоресурсов решались путем совершенствования процессов биоконверсии растительного сырья при оптимальном использовании комплексов ферментных препаратов [93]. Испытания разработанной схемы обработки сырья с установкой для дополнительного диспергирования замеса показали, что при степени измельчения зерна, соответствующей 75-80 %-ному проходу частиц через сито с d = 0,25 мм, использовании а-амилазы для разжижения замеса можно снизить температуру разваривания до 115-125 С. При этом расход пара сокращается на 17-19 %, а выход спирта увеличивается на 0,3 дал/т условного крахмала зерна [95,124].

В США, Германии, Японии, странах Юго-Восточной Азии и России [160, 165, 168,169,172] на спиртовых заводах небольшой мощности при переработке зерна применяется способ холодного затирания, снижающий теплоэнергозатраты. Максимальная температура водно-тепловой обработки зерна составляет 62 С. Способ основывается на использовании диастаза -амилолитических ферментов, содержащихся в зерне некоторых видов злаков (пшеницы, ржи), крахмал которых может быть растворен и осахарен в присутствии солодовых амилаз без предварительной клейстеризации. При производстве спирта периодическим способом холодного затирания из-за низких температур зерновой массы возрастает вероятность ее инфицирования, поэтому этот способ требует тщательного контроля за соблюдением параметров при затирании.

Применение ВЧ и СВЧ, магнитного поля для обработки сырья

Ультразвуковая обработка зерна относится к способам электрофизической обработки сырья. Для выявления путей использования ультразвукового воздействия на сырье в спиртовой промышленности необходимо рассмотреть механизм действия ультразвука и его влияние на основные физико-химические процессы.

Многочисленными опытами установлено, что действие ультразвуковых колебаний проявляется в том случае, когда наблюдается эффект кавитации. Распространение акустических колебаний осуществляется путем периодического сжатия и разряжения среды. Распространяясь в жидкой среде, акустические волны вызывают появление переменного звукового давления. При понижении давления до величины, превышающей порог прочности данной жидкости, наступает явление кавитации. Оно заключается в том, что в результате временного понижения давления в определенном объеме внутри жидкости образуется кавитационные полости, заполненные газами и парами этой жидкости. Повышение давления приводит к уменьшению полостей и полному их схлопыванию [56]. Возникающие при этом сферические волны конечной амплитуды, распространяясь в жидкости, превращаются в ударные волны с локальными импульсами давления порядка сотен атмосфер, сопровождающимися потоками с огромными градиентами скоростей. Это является причиной разрушающего действия.

Ультразвуковые процессы основаны на возникновении кавитационной эрозии, которая лежит в основе акустокапиллярного эффекта, обуславливающего высокую скорость смачивания капиллярных структур, помещенных в кавитирующую жидкость [66, 67].

Кавитация сопровождается электрическими процессами и излучениями в ультразвуковой части спектра, что является одной из причин химического действия ультразвука. Химические процессы, протекающие в поле ультразвуковых волн, многообразны. Кавитация обуславливает возникновение практически всех химических реакций, наблюдаемых в озвучиваемой среде. Это связано не только с захлопыванием образующихся кавитационных полостей, но и способностью их к резонансным периодическим пульсациям. Кавитационный пузырек под действием акустических колебаний зарождается в течение полупериода разряжения, если гидростатическое давление снижается до упругости пара, то есть жидкость окажется сильно растянутой. В следующий полупериод происходит сжатие возникшего пузырька. Если при таком сжатии не произойдет его полное захлопывание, то при определенных его размерах пузырек начинает пульсировать в такт с частотой акустических колебаний [70, 81].

Большинство исследований посвящено вопросу, какой из факторов, составляющих эффект кавитации, имеет основное влияние на течение химических реакций. Некоторые исследователи обращали внимание на повышение температуры [68, 175], другие изучали влияние повышения давления [111]; изучалось влияние образования в воде положительных ЕҐ и отрицательных ОН ионов [84]; многие исследователи полагали, что самым существенным является электрический разряд и связанное с ним фотохимическое разложение жидкостей на радикалы [127]. Другим объяснением происходящих при кавитации процессов является увеличение столкновений частиц при резонансе между приложенными ультразвуковыми колебаниями определенной частоты и характерной вибрирующей частотой пузырьков кавитации [129].

Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на эффект ультразвуковой кавитации, и связанное с ней воздействие ультразвука на химические и физико-химические процессы [80]. Действие растворенного газа.

В дегазированных жидкостях химические реакции под влиянием ультразвука не происходят, так как требуемые при этом звуковые давления не могут быть получены при помощи современных генераторов. Тот же эффект получается, если подвергнуть жидкость давлению до 1000 атм: мельчайшие газовые пузырьки приводятся в состояние истинного раствора, и их уже невозможно выделить из жидкости под действием ультразвука. Эти явления еще не получили достаточного объяснения, но неоспоримо, что наличие растворенной газообразной фазы в жидкости является необходимым для проявления эффекта кавитации.

При проведении физико-химических процессов под воздействием ультразвука правильный выбор частоты может играть решающую роль для достижения оптимальных результатов, в то время как на химические реакции изменение частоты колебаний влияет мало.

Интенсивность. Химические реакции в жидких средах не происходят при интенсивности ниже порога кавитации. Выше этого предела скорость реакции увеличивается более или менее пропорционально повышению ультразвуковой интенсивности. Хотя некоторые исследователи установили, что существует оптимальная интенсивность, которая совпадает с максимальным образованием пузырьков кавитации. С ее превышением число кавитационных пузырьков уменьшается.

Методы исследования основных органолептических, физико-химических и биохимических показателей состава сырья, разваренной массы, осахаренного сусла и бражки

В исходном сырье определяли: органолептические показатели (цвет, запах, вкус пшеницы) согласно ГОСТ 10967-75 [194]; натуру, засоренность, зараженность вредителями[190]; массовую долю влаги [192]; условную крахмалистость поляриметрическим методом с хлоридом кальция [12]; белковых веществ в сырье и сусле колориметрическим методом Лоури [44]; жиров методом Проскурякова и Чижовой [44]; массовую концентрацию пентозанов [44]; клетчатку кислотно-щелочным методом на приборе «Fibertec System 1023»; минеральных веществ сульфатным методом [191]; массовую концентрацию редуцирующих веществ в разваренной массе, сусле и бражке методом Бертрана - Шор ля [44].

Метод определения клетчатки основан на гидролизе растительной ткани смесью азотной и уксусной кислот. Система состоит из двух устройств: встряхивающей водяной бани и блока фильтрации. Водяная баня рассчитана на 12 образцов. Прибор позволяет регулировать температуру от комнатной до 80 С. Модуль фильтрует, собирает растворы шести образцов и включает в себя систему быстрого обезвоживания растворителем остатков клетчатки.

Метод определения массовой концентрации пентозанов основан на гидролизе пентозанов до пентоз с последующей гидратацией их до фурфурола. В реакционную смесь вводят бром, который вступает в реакцию с фурфуролом. Количество вступившего в реакцию брома определяют йодометрическим методом. Объем раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование опытного раствора, вычитают из объема раствора, пошедшего на титрование контрольного раствора. Полученная разность показывает объем бромид-броматного раствора, израсходованного на реакцию с фурфуролом, находящимся в 100 см3 дистиллята.

Массовую концентрацию пентозанов Спн (г/100 см ) рассчитывают по формуле:

С = 1,23(-V2JK/V3, где Vi - объем 0,1 моль/дм раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование контрольного раствора, см ; V2 - объем 0,1 моль/дм раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование опытного раствора, см ; К - поправочный коэффициент к раствору тиосульфата натрия; Уз - объем исследуемого образца, взятого на анализ пентозанов, см .

В разваренной массе, сусле и бражке определяли: концентрацию сухих веществ; титруемую кислотность; активную кислотность на рН-метре «РН-метр милливольтметр рН 121»; массовую концентрацию декстринов; продукты гидролиза крахмала; массовую долю общего азота методом Кьельдаля; массовую долю аминного азота йодометрическим методом (по Попу и Стивенсу); концентрацию спирта в бражке пикнометрически; массовую концентрацию нерастворенного крахмала антроновым колориметрическим методом; массовую концентрацию несброженных углеводов методом Бертрана - Шорля [44]; содержание летучих примесей проводили в бражном дистилляте методом газовой хроматографии согласно ГОСТ 30536-97 [193]; бродильную активность дрожжей весовым методом [44].

Суспензии дрожжей засевали в осахаренное сусло опытных и контрольного вариантов в количестве 8-10 % от объема. Брожение осуществляли при температуре 30 С в течение 72 ч. Определение активностей проводили: - амилолитической активности по ГОСТ 20264.4-74 [195]; - глюкоамилазной активности колориметрическим методом; - целлюлолитической активности; - протеолитической активности модифицированным методом Ансона. Определение содержания витаминов в пшенице осуществляли флуорометрическим методом (тиамин Bi и рибофлавин В2), микробиологическим методом (никотиновая кислота РР, биотин Н и пантотеновая кислота В5).

Аминокислотный состав сусла определяли методом ионно-обменной хроматографии на автоматическом аминоанализаторе марки «BIOTRONIK» по ГОСТ 13496.21-87 [196] и ГОСТ 13496.22-90 [197].

Определение массовой концентрации глюкозы осуществляют ферментативным методом при помощи фермента глюкозооксидазы [44]. Она действует только на P-D-глюкозу, катализируя окисление глюкозы в глюконовую кислоту при участии молекулярного кислорода воздуха. Содержание глюкозы в анализируемой пробе находят, определив количество D-глюконовой кислоты методом титрования щелочью.

Изучение влияния продолжительности УЗ обработки разваренной массы на стадии АФОі на качество сусла

Данные, представленные на рисунке 9, свидетельствуют о том, что конечным продуктом гидролиза крахмала являлись моно-, дисахара. В опытном варианте, в котором расщепление крахмала происходило под действием амилаз и ультразвука, содержание моно-, дисахаридов выше на 10,4 %, мальтодекстринов меньше - на 49,2 % по сравнению с контролем. При воздействии ультразвука на разваренную массу расщепление крахмала приводило к меньшему количеству образующихся амилодекстринов, эритродекстринов и ахродекстринов. Содержание амилодекстринов в опытном варианте на 54,7 % меньше, чем в контроле. Ультразвуковая обработка массы приводила к более полному гидролизу крахмала.

Таким образом, ультразвуковая обработка массы на стадии АФОі в течение 50 мин с использованием ферментного препарата позволила увеличить содержание редуцирующих Сахаров в сусле на 10,6 %, аминного азота - на 27 % по сравнению с контролем. Ультразвуковая обработка массы на стадии АФОі в дискретном режиме улучшила качество сусла за счет активации ферментов пшеницы и ферментных препаратов, но не решила задачу по интенсификации процесса водно-тепловой обработки сырья. Поэтому дальнейшее исследование было направлено на интенсификацию стадии АФОг.

Задачей исследования было интенсифицировать процесс водно-тепловой обработки сырья на стадии АФСЬ. Для этого ультразвуковую обработку разваренной массы осуществляли на стадиях АФОі в течение времени, подобранного в п.2.2.2.1, и АФО2. Опытный вариант готовили аналогично выбранному образцу, за исключением того, что обработку на стадии АФО2 осуществляли в ультразвуковой установке при температуре 95 С в течение 40 мин в дискретном режиме. Продолжительность ультразвуковой обработки массы на стадии АФОг составляла 5, 10, 15, 20 мин. Далее осуществляли процесс приготовления сусла аналогично контролю.

Влияние продолжительности воздействия ультразвука на текучесть осахаренного сусла представлено на рисунке 10.

Данные, представленные на рисунке 10, показали, что с увеличением продолжительности воздействия ультразвука до 5 мин текучесть сусла начинала повышаться. Максимального значения текучесть достигала при обработке ультразвуком на стадии АФОг в течение 5 мин, что позволило сократить значение указанного показателя в 3,3 раза по сравнению с контролем.

Физико-химические показатели осахаренного сусла при различной продолжительности обработки ультразвуком на стадии АФОг представлены в таблице 3.

Как видно из таблицы 3, содержание PC достигало максимального значения при обработке ультразвуком на стадии АФ02 в течение 10 мин и составило 11,7 г/100 см3, что на 12,5 % выше, чем в контроле. Содержание сухих веществ в сусле, полученном с использованием ультразвука на стадии АФ02 в течение 10 мин, на уровне контроля. Содержание аминного азота в указанном образце возросло на 29,0 % по сравнению с контролем. При обработке массы ультразвуком наблюдали возрастание титруемой кислотности на 0,2 град по сравнению с контролем.

Как видно из рисунка 12, при обработке массы ультразвуком в течение 5 мин окислительно-восстановительная способность осахаренного сусла на 7,5 % выше по сравнению с контролем. При дальнейшем увеличении продолжительности окислительно-восстановительная способность сусла оставалась неизменной.

Похожие диссертации на Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы