WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 11 |

71,2

76,7

83,0

150

36,5

39,7

47,4

50,5

53,0

66,7

72,0

78,5

Для подтверждениявыдвинутого предположения в работе былисняты кривые дробления опытных образцовшелушенного зерна пшеницы и ржи. Обработкаданных кривых показала (табл. 15), чтопрослеживается четкая зависимость междуисходной влажностью ржи и разницей вработе, затрачиваемой на дробление целогои шелушенного зерна, подвергнутогоИК-нагреву. Вероятно, с повышениемвлажности ржи возрастают пластическиедеформации в оболочках зерна за счетрастворения находящихся в нихгумми-веществ и слизей и заполнения имикапиллярно-пористой структурыповерхностных тканей.

Табл. 15. Влияниешелушения ИК-обработанного зерна наАдр.

Влажность

зерна

Работа,затрачиваемая на дробление (Адр.),усл.ед.

дошелушения

послешелушения

пшеница

рожь

пшеница

рожь

W=12%

57,8

61,0

55,1

59,2

W=14%

47,5

72,8

43,7

63,7

W=16%

64,1

79,7

61,0

66,2

W=18%

62,1

89,8

57,9

75,7

Исследованиегранулометрического состава помоловпозволило выявить, чтопроцентное содержаниекрупной фракции в помолах из обработанногозерна,значительно ниже, чем изисходного; эффективность процесса дроблениявозрастает с увеличениемтемпературы ИК-нагрева; минимальное значение процента снижениякрупной фракции соответствует пробампшеницы с W=12,0%, а максимальное значение имеютобразцы сW=18,0%.

При анализеуглеводно-амилазного комплекса исходногои микронизированного зерна пшеницыустановлены следующие зависимости:выявлены оптимальные по значениям энергиидеструкции опытные образцы пшеницы,прошедшие стадию ИК-нагрева; показано, чтомаксимальный эффект по снижению значенияпоказателя энергия деструкции крахмалаустановлен для образцов с W=14,0-16,0%,прошедших микронизацию при t=120-130 °С (табл.16).

Табл. 16. Влияние режимовИК-нагрева зерна на параметрыамилограмм

Темпер.ИК-нагрева, °С

Энергиядеструкции крахмала, Дж/г

Максимальное усилие

перемешивания, Н

W=12%

W=14%

W=16%

W=18%

W=12%

W=14%

W=16%

W=18%

Контроль

2,372

2,201

2,295

2,170

1,53

1,47

1,62

1,60

110

2,350

1,870

1,417

1,609

1,50

1,33

1,25

1,47

120

2,273

1,903

1,393

1,580

1,57

1,28

1,30

1,42

130

2,145

1,295

1,528

1,873

1,41

1,18

1,33

1,39

140

2,016

1,567

1,603

1,927

1,35

1,30

1,41

1,50

150

2,057

1,490

1,715

1,950

1,37

1,26

1,40

1,56

Информация о деструкцииамилозы и амилопектина, а также отемпературе перехода упорядоченнойструктуры зерен крахмала внеупорядоченное состояние получена наосновании анализа кинетики измененияреологических свойств клейстеризованнойводно-мучной суспензии при анализеамилограмм, на которых специальновыделяется два пика клейстеризации.Математическая обработка таких амилограммможет быть описана уравнением вида:

F(t)=а1 · Ехр [1· (t– b1)2] + а2 · Ехр [2 · (t– b2)2] + с

где: а1, а2 и b1, b2 – максимумывязкости F1 и F2 (Н)и соответствующие им температуры t1, t2(°С); 1, 2 – скоростидеструкции крахмальных фракций(с-1); с – минимальнаявязкость (Н).

Установлено, что вовсех образцах энергия, необходимая длядеструкции амилопектинной фракции, значительнопревосходит энергию, затрачиваемую наразрушениеамилозы. В среднем превышение составляет в2-5 раз. Также показано, что при использовании вкачестве образца пшеницы с W=12,0% уровеньсниженияэнергии деструкции крахмала идет за счет фракцииамилозы, а при использовании зерна с W=14,0% в лучшихвариантах за счет фракций и амилозы, и амилопектина.

Разработкареологической модели ИК-обработанногозерна

Управление качествомпродуктов возможно при наличииразработанной математической модели,отражающей связи, например, показателиреологических свойств полупродуктов суправляющими параметрами на каждой стадиипроцесса.

После снятия кривойрелаксации напряжений определен вид еематематической модели (формулы 1, 2) иустановленычисленные значения параметровреологического поведения зерна – модулейупругости (Е1, Е2, Е3) и вязкости (1,2).

0=[1exp(-1)+2exp(-2)]+3 [1]

[2]

= F/S;S=·d2/4; = Е

Условные обозначения:0 –общее нормальное механическое напряжение,Па; 1 –нормальное напряжение после мгновеннойрелаксации, Па; 2 – нормальноенапряжение после длительной релаксации,Па; 3 –нормальное остаточное напряжение, Па;() – текущее напряжение, Па; 1,2 –скорость мгновенной и длительнойрелаксации механических напряжений,с-1; – текущее время, с;,, -соответствующие модули упругости, Па;, -коэффициенты динамической вязкости,Пас; - относительная деформация; F– усилиенагружения, Н; S – площадь индентора, м2; d – диаметриндентора, м.

Данная математическаямодель позволяет установить зависимостьреологических показателей от влажностизерна и режимныхпараметров ИК-обработки, и сучетом комплекса проведенных исследованийрекомендовать оптимальные режимымикронизации зерна, предназначенного дляпереработки в спиртовой отрасли.

Режимы итехнологические параметры полученияосахаренного сусла из ИК-обработанногозерна пшеницы

ИК-обработка приоптимальных для соответствующихвлажностей зерна температурах нагревасущественно улучшает технологическиесвойства исходного сырья, что даетоснование предложить способ получениясусла по методу «холодного» затирания (t=58-60°С, =4-5 ч), приразработке режимов которого в качествеварьируемых параметров исследовалисьнормы дозировок амилолитических ипротеолитических ферментныхпрепаратов.

Установлено, чтонезависимо от варианта получения сусла всеобразцы, где в качестве сырья применялиИК-обработанную пшеницу,характеризовались повышенным содержаниемв них растворимых сухих веществ всравнении с образцами, полученными изисходного зерна (14,83-15,80% против13,45-14,16%).

Былиопределены рациональные нормы ферментныхпрепаратов – использование 2,0 ед.АС и 5,0ед.ГлС на 1 г условного крахмала зерна.Показано,что ввод в замес микробных протеазповышает уровень перехода веществ зерна всусло.

Присравненииконтрольных образцов сусла установлено(табл. 17),что, несмотря на использованиев КII болеемелкого помола (100%-ныйпроход черезсито d=1,0 мм), чемтрадиционноприменяемого в типовыхсхемах, метод «холодного» затирания не позволяетдостичь показателей качества сусла КI. Вместе с тем, переработкамикронизированного зерна по предлагаемомуспособуперспективна. Лучшие опытныеобразцы ОIIи ОIIIхарактеризуютсябольшим накоплением сбраживаемыхуглеводов, втом числесвободныхредуцирующих сахаров. В них в1,3-2,8 раз увеличивается содержаниеаминного азота, возрастаетвидимаядоброкачественностьсусла.

Табл. 17. Сравнительнаяхарактеристика показателей качествасусла

Показатели сусла

Образцысусла по вариантам

К I

К II

О I

О II

О III

Массовая доля, %:

- сухие вещества

- сбраживаемыеуглеводы

- редуцирующиесахара

- аминный азот

Видимаядоброкачественность, %


15,93

11,52

3,05

0,06

72, 3


14,17

10,20

4,07

0,06

72,0


15,09

11,60

4,83

0,03

76,9


15,76

11,95

5,02

0,08

75,8


15,40

11,94

4,94

0,17

77,5

К I – исходное зерно,режим Регламент; К II – исходное зерно,разработанный режим;

О I, О II, О III – ИК-обработанноезерно, разработанный режим без внесенияпротеаз, с внесением Нейтразы и Алкалазысоответственно

Присбраживаниисусла в качестве основных целей былипоставлены задачи интенсификации процесса, достижениямаксимального выхода этанола и минимальноенакопление примесей в зрелой бражке. Вкачестве варьируемых параметровисследовались продолжительностьсбраживания и норма задачи дрожжей.

Впервые установлено,что качественный состав примесей опытныхобразцов бражки, полученных изИК-обработанного зерна, аналогичен составубражки из необработанного зерна. Такжепоказано, что нормы засева дрожжей ипродолжительность сбраживания влияют насуммарное количество примесей и ихсостав.

Для выявления оптимальныхпараметров процесса брожения полученныеданные были математически обработаны.Установлено, что максимальное содержаниеэтанола в бражке при минимальномнакоплении летучих примесей соответствуетварианту: время брожения 60 ч, норма задачидрожжей 15,0 млн/см3 сусла.

Таким образом, доказана перспективность введенияв технологию этанола стадии ИК-обработки зерна и переводапроцесса на способ «холодного»затирания.

Новое техническоерешение, положенное в основу даннойтехнологии, защищено патентом РФ № 2265663.Кроме того, на основе ИК-нагреваразработаны и другие технологии этанола,защищенные патентами РФ № 2221872, №2301261.

2.2.6. Разработкаресурсосберегающей технологии этанола изинулинсодержащего сырья(топинамбура)

Одним из возможныхпутей решения проблем спиртовых заводов,связанных с низкой рентабельностью итрудностями в снабжении предприятийсырьем, является использование втехнологии нетрадиционных видов, например,топинамбура.

Исследованиефруктозано-пектиназного комплексатопинамбура

Выход и качествоэтанола при переработке сырья зависят вомногом от его химического состава,определяющими показателями которогоявляются углеводы, в топинамбуре – фруктозаны,целлюлоза, гемицеллюлозы и пектиновыевещества.

В работе впервые былопроанализировано содержание инулина ипектиновых веществ по анатомическимчастям топинамбура и установлено (табл. 18),что основнаямасса фруктозанов (до 80%)сосредоточена вовнутренних слоях. Пектиновые вещества (60-75%) наоборот концентрируются впериферийных слоях клубней.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 11 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»