Введение к работе
Актуальность работы. ' Среди приоритетных направлений развития спиртовой отрасли на первое место выступает необходимость в создании ресурсосберегающих технологий. Наиболее эффективным направлением экономии энергоресурсов при производстве этилового спирта является снижение температуры водно-тепловой и ферментативной обработки замесов (ВТО).
Результаты проведенных исследований показали, что при уменьшении частиц зерна, поступающего на ВТО, можно снизить температуру или длительность обработки сырья, особенно при использовании для разжижения замесов бактериальной а-амилазы.
Применение ферментных препаратов позволило существенно изменить режимы подготовки сырья к сбраживанию - заменить тепловую обработку замесов под давлением многостадийным ферментативным гидролизом при температуре не превышающей 95+100С. Дальнейшее снижение температурного уровня водно-тепловой и ферментативной обработки замесов возможно при механическом и ферментативном воздействии на зерновое сырьё, направленном на деструкцию и гидролиз не только крахмала, но и других компонентов сырья. Такое комплексное воздействие позволит не только снижать вязкость замесов и температуру их водно-тепловой и ферментативной обработки, но и возможность получать высококонцентрированные сусла (ВКС) из такого «трудноперерабатываемого», но относительно дешёвого сырья, каковым является ячмень. Получение и сбраживание высококонцентрированных сусел приведет к уменьшению количества послеспиртовой барды, что обеспечит в свою очередь снижение экологической нагрузки на предприятие и повысит экономию тепловой и электрической энергии.
Цель работы: Разработка технологии этилового спирта при пониженных температурных режимах водно-тепловой и ферментативной обработки высококонцентрированных замесов из ячменя^
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
- исследовать влияние ферментных препаратов на вязкость
высококонцентрированных замесов из ячменя;
- установить дозы внесения ферментных препаратов, содержащих
а-амилазу и ксиланазу, для проведения водно-тепловой и ферментативной
обработки замесов из ячменя при пониженных температурах;
- исследовать влияние параметров водно-тепловой и
ферментативной обработки замесов на степень сбраживания
высококонцентрированных сусел;
О: 1Г
исследовать влияние ксиланазы на технологические показатели сбраживания ВКС;
исследовать изменение технологических параметров высококонцентрированного сусла, получаемого при пониженных режимах водно-тепловой и ферментативной обработки замеса в аппарате с внешним циркуляционным контуром и выносным теплообменником;
- разработать технологию этилового спирта при пониженных
режимах водно-тепловой и ферментативной обработки замесов;
- разработать техническую документацию на производство
этилового спирта при пониженных температурных режимах ВТО
высококонцентрированных замесов из ячменя.
Научная новизна работы:
- доказано, что температура клейстеризации ячменя в
высококонцентрированных замесах зависит от дозы а-амилазы и
ксиланазы;
получены эмпирические уравнения, справедливые для условий проведения экспериментов, описывающие зависимость вязкости высококонцентрированньгх замесов из ячменя от доз внесения а-амилазы разжижающего действия и ксиланазы;
показано, что для увеличения выхода этилового спирта и уменьшения содержания примесей в нем, на стадии осахаривания ВКС помимо глюкоамилазы необходимо использовать ксиланазу;
установлено, что проведение ВТО замеса при пониженных температурных режимах в аппарате с внещним циркуляционным контуром и выносным теплообменником, приводит к увеличению концентрации сбраживаемых углеводов и повышению выхода спирта.
Практическая значимость:
разработан режим водно-тепловой и ферментативной обработки высококонцентрированных замесов из ячменя;
разработана технология осахаривания ВКС;
разработана технологическая инструкция на проведение водно-тепловой и ферментативной обработки ВКЗ из ячменя при пониженных температурах;
- проведены испытания в лабораторных условиях на аппарате
вместимостью 50 м3 и на заводе «Салют» г. Беслан РСОАлания.
Экономический эффект от предлагаемой технологии на заводе мощностью
3000 дал/сут. составит 9млн.руб.в год.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IV Международной научно-технической конференция «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (СПб,СПбГУНиПТ, 2009), на III Всероссийской конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2010), XI Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ и одна в электронном журнале.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты влияния ферментных препаратов на вязкость
высококонцентрированных замесов из ячменя ;
- зависимость технологических параметров получения и
сбраживания ВКС от дозировок ферментных препаратов
амилолитического и целлюлолитического действия на технологические
параметры получения и сбраживания ВКС;
- результаты исследования влияния ферментных препаратов,
содержащих ксиланазу, на технологические параметры сбраживания ВКС;
- результаты изменения технологических параметров
высококонцентрированного сусла, приготовленного в аппарате с внешним
циркуляционным контуром и выносным теплообменником, при
пониженных температурных режимах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы, включающей 98 источников, из них 12 -иностранных. Диссертация содержит 120 страниц машинописного текста, 15 иллюстраций и 12 таблиц.
