Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

Диссертационная работа:

Андриенко Татьяна Васильевна. Разработка комплексной технологии получения этилового спирта и сухого кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного зерна ржи : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.07 / Андриенко Татьяна Васильевна; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т пивовар., безалкогол. и винодел. пром-сти РАСХН]. - Москва, 2008. - 148 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/847

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 3

1. Обзор литературы 8

1.1. Характеристика основного сырья спиртового производства 8

  1. Агропромышленные аспекты производства зерна ржи 11

  2. Особенности биохимического состава зерна ржи 11

  3. Структурно-механические свойства зерна ржи 13

1.2. Стадии получения этилового спирта 15

  1. Измельчение зерна (оценка современного состояния и перспективные разработки). 15

  2. Способы, режимы водно-тепловой обработки сырья и осахаривания 20

1.2.2.1. Микробиологические аспекты получения сусла по схемам
механико-ферментативной обработки зерна 24

1.2.3. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания
сусла 27

1.3. Пути повышения рентабельности спиртового производства 29
2.1 .Материалы, оборудование и методы исследования 36

  1. Материалы 3 6

  2. Установка для термообработки зерна 36

  3. Методы исследований 38 2.1.3.1.Методы оценки физических, биохимических и

структурно-механических свойств зерна и его фракций 38

2.1.3.2. Анализ полупродуктов спиртового производства
(разваренной массы, сусла, бражки) 42

2.1.3.3. Методы анализа сухого кормопродукта 43
2.2. Результаты исследований и их обсуждение 44

2.2.1. Исследование процессов при микронизации зерна ржи 44

2.2.1.1. Влияние режимов ИК-обработки ржи на физические
показатели зерна 44

2.2.1.2. Влияние режимов ИК-обработки ржи на
биохимические показатели зерна 48

2.2.1.3. Влияние режимов ИК-обработки на структурно-
механические характеристики ржи 56

2.2.1.4. Исследование процесса измельчения ржи с
использованием приставки-твердомера к фаринографу 66

2.2.2. Выделение и анализ дифференцированных фракций из ИК-
обработанного зерна ржи 73

2.2.2.1. Влияние степени шелушения и режимов ИК-обработки
зерна на прочностные свойства фракции эндосперма ржи 81

2.2.3. Оптимизация стадий получения этанола при переработке
зерна ржи с целенаправленно измененными
технологическими свойствами 85

  1. Влияние параметров механико-ферментативной обработки сырья на показатели качества осахаренного сусла 85

  2. Исследование процесса сбраживания осахаренного сусла 94

2.2.4. Сравнительная характеристика вариантов получения сухих
кормопродуктов из ржаной послеспиртовой барды 103

2.2.5. Разработка аппаратурно-технологической схемы
производства спирта 111
Выводы 116
Список литературы 118

Введение к работе:

Актуальность темы

Основным сырьем спиртовой отрасли в настоящее время являются различные виды зерновых культур. Среди них все чаще, особенно в северных регионах РФ, используют рожь. Вследствие специфического биохимического состава данная зерновая культура относится к «проблемному» сырью. Из нее трудно получить равномерный мелкий помол; рожь дает технологические среды с повышенной вязкостью.

Кроме того, при разработке комплексных технологий необходимо учитывать, что ржаная послеспиртовая барда труднее утилизируется, чем, к примеру, пшеничная. Так, рассматривая ее с позиции выработки кормопродуктов, следует помнить, что ржаная барда характеризуется повышенным содержанием сырой клетчатки и, как следствие, пониженной усвояемостью получаемых из нее кормопродуктов. Это ограничивает их использование в рационах сельскохозяйственных животных и птицы.

Учеными предлагаются способы повышения эффективности переработки ржи в спиртовом производстве. К примеру, внедрение в технологию стадии биотехнологической обработки зерна с использованием ферментных препаратов цитолитического действия; обработки водно-зерновых замесов механико-кавитационным способом, ультразвуковым воздействием и ряд других.

В качестве альтернативного варианта может быть предложена схема переработки зерна с включением в процесс дополнительной стадии ИК-обработки ржи.

Данный способ нашел широкое применение при производстве продуктов в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе использующим в качестве основного сырья различные виды зерновых культур. Для его осуществления отрасль имеет промышленно выпускаемое

отечественное оборудование, постоянно совершенствующееся как с позиции энергоемкости, так и достигнутой производительности аппаратов.

Метод ИК-обработки позволяет целенаправленно изменять исходные технологические свойства сырья. Причем, глубина и характер данных изменений зависят от режимных параметров нагрева, характеристик обрабатываемого материала и в целом оптимизируются с учетом достижения необходимого результата в каждой конкретной отрасли.

Данный способ с успехом реализован при создании ресурсосберегающей низкотемпературной технологии этанола из зерна пшеницы. {Научныйруководитель проекта — к.т.н., доц. Крикунова Л.Н.)

В технологии переработки ржи в этанол метод инфракрасного нагрева до настоящего времени не использовался.

Учитывая все вышеперечисленное, исследования по разработке научно-практических основ создания комплексной технологии этанола и кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного зерна ржи, несомненно, актуальны и перспективны.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей работы является разработка комплексной технологии этанола и сухого кормопродукта повышенной усвояемости из зерна ржи, в основу которой положены способы ИК-нагрева зерна и последующего выделения из него фракций периферийных частей зерновки.

В соответствии с указанной целью были поставлены следующие задачи:

- провести комплексные исследования по изучению влияния режимных
параметров микронизации зерна на физические, биохимические
характеристики и структурно-механические свойства ржи;

- выделить с использованием 2-х методов (дробление и рассев или
шелушение) и проанализировать дифференцированные фракции из ИК-
обработанного зерна ржи;

- установить влияние степени шелушения и режимов ИК-обработки
зерна на прочностные свойства фракции эндосперма ржи.

- определить взаимосвязь параметров механико-ферментативной
обработки исходного и ИК-обработанного зерна ржи и показателей качества
осахаренного сусла;

исследовать процесс сбраживания контрольных и опытных образцов сусла, проанализировать состав зрелой бражки, в том числе на содержание летучих примесей;

разработать процессуальные схемы получения сухих кормопродуктов из ржаной послеспиртовой барды; изучить динамику сушки твердого остатка барды; определить основные показатели качества сухих кормопродуктов.

Научная новизна

Научно обосновано влияние режимов ИК-обработки ржи на изменения, происходящие в углеводном и белковом комплексах сырья. Показано, что характер и глубина деструктивных процессов в ржи при ИК-нагреве отличаются от установленных для зерна пшеницы.

Получены новые данные по составу дифференцированных фракций, выделенных из ИК-обработанного зерна ржи, на основании которых установлено преимущество способа шелушения перед способом дробления и рассева.

Впервые с использованием приставки-твердомера к фаринографу исследован процесс измельчения проб исходного зерна ржи с влажностью W=l 2,0-18,0 %, ИК-обработанного, а также подвергнутого дополнительному шелушению. По результатам анализа кривых дробления выявлены причины повышения энергозатрат при получении мелких помолов из ржи.

Установлена взаимосвязь между степенью шелушения, режимами ИК-обработки зерна ржи и прочностными свойствами фракции эндосперма ржи.

Впервые исследованы процессы получения и сбраживания осахаренного сусла из ИК-обработанного зерна ржи и подвергнутого

дополнительному шелушению. Показано, что качественные характеристики сусла и бражки определяются технологическими свойствами перерабатываемого сырья и режимными параметрами отдельных стадий.

Выявлена зависимость между вариантами переработки микронизированного зерна ржи (с выделением и без выделения шелухи) и показателями сухого кормопродукта.

Разработана новая технология этанола из зерна ржи, защищенная Патентом РФ № 2301261.

Практическая ценность

Экономически обоснована перспективность включения в технологическую схему производства этанола из зерна аппаратов по РЖ-обработке сырья и шелушителей, позволяющих в зависимости от режимных параметров микронизации и степени шелушения целенаправленно изменять технологические свойства ржи:

снижать прочностные свойства зерна и , как следствие, в зависимости от исходной влажности сырья и варианта предобработки уменьшать на 20-30% энергозатраты против контроля;

повышать в 1,5-2 раза ферментативную атакуемость крахмала и белка сырья.

снижать содержание сырой клетчатки во фракции, предназначенной к получению кормопродукта.

Разработана комплексная технология этанола и кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного и шелушенного зерна ржи позволяющая:

сократить длительность стадий получения и сбраживания сусла;

снизить нормы дозировок ферментных препаратов (амилолитического действия на 30 %, цитолитического действия в 2 раза)

повысить на 0,5 дал выход спирта из 1 т условного крахмала сырья и одновременно снизить в бражке содержание вредных летучих примесей

- на стадии выработки кормопродукта из послеспиртовой барды снизить энергозатраты на сушку продукта, повысить его усвояемость и питательную ценность.

Проведены опытно-промышленные испытания новой технологии переработки зерна ржи, прошедшего специальные стадии предобработки (ИК-нагрев и шелушение), в условиях ОАО «Ариана С» (г.Беслан).

По результатам опытно-промышленных испытаний рассчитана условно-годовая экономия от снижения себестоимости продукции, которая для спиртового завода мощностью 3000 дал/сут составит 5,85 млн. руб.

Подобные работы
Карпенко Дмитрий Валерьевич
Разработка технологии получения биосорбентов на основе осадочных пивных дрожжей и их применения для производства пива, этилового спирта и других пищевых продуктов
Новикова Маргарита Владимировна
Разработка технологии получения биологически активных добавок из гидробионтов и отходов их разделки
Габанова Галина Владимировна
Разработка технологии получения биокомпозита на основе семян облепихи
Доценко Ольга Николаевна
Разработка технологий получения автолизата и белковой добавки из пивных остаточных дрожжей и их использование при производстве вареных колбас
Плющ Елена Валентиновна
Разработка технологии получения из молочной сыворотки регуляторов роста растений с использованием электроактивированной воды, процессов сорбции и ферментации
Куксова Елена Владимировна
Разработка технологии получения комплексных пищевых добавок с использованием кислотообразующих бактерий
Мешкова Елена Алексеевна
Разработка технологии получения пищевого биоконцентрата из облепихового сока и путей его применения
Макушин Борис Иванович
Разработка ресурсосберегающей технологии получения белково-витаминного кормопродукта на основе обогащенной послеспиртовой барды
Кроль Анна Николаевна
Интенсификация процесса получения ржаного солода и разработка технологии кваса на его основе
Косарина Елена Борисовна
Разработка и научное обоснование технологии получения рыбного гидролизата - основы белковой зернистой икры

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net