WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГРУЗИИ ГРУЗИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СУБТРОПИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

КЕТЕВАН КИНЦУРАШВИЛИ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЕРМЕНТАЦИИ ТАБАКА Специальность: 05.18.10- Технология чая, табака и субтропических культур

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации, представленной на соискание ученой степени доктора технических наук

Кутаиси 2006

Работа выполнена в Грузинском государственном университете субтропического хозяйства и Кутаисском научном центре Академии Наук Грузии

Научный консультант: Реваз Мелкадзе – доктор технических наук

Официальные оппоненты:

Зураб Дзнеладзе – доктор технических наук, профессор, лауреат государственной премии Грузии (05. 18. 10).

Рани Чабукиани – доктор технических наук, профессор, (05. 18. 10).

Алеко Каландия – доктор биологических наук, профессор, (03. 00. 04).

Защита диссертации состоится «_» 2006 г в час на заседании диссертационного Совета Ag 06.10№7 в Грузинском государственном университете субтропического хозяйства Адрес: г. Кутаиси, просп. И. Чавчавадзе, 21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «» _ 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук, доцент Нани Чиковани

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Табак занимает одно из важнейших мест среди технических культур сельского хозяйства Грузии, а из республик бывшего СССР его удельная доля составляла более 8% (приблизительно 20 тыс. тонн). Основными районами его распространения является Абхазия, Кахетия (Лагодехский район) и Аджария.

К сожалению, после происшедших в стране известных событий отрасль претерпела определенную деградацию и фактически прекратилась промышленное производство.

Производство табака в республике полностью стало ориентироваться на импорт, что само по себе связано с утечкой значительных валютных средств, не говоря уже о невысоком качестве завезенного табачного изделия.

Необходимо подчеркнуть, что отечественное табачное сырье отличается сортовым и качественным разнообразием, ввиду чего оно всегда составляло предмет экспорта.

Исходя из вышесказанного в порядке дня стал вопрос о необходимости реабилитации и дальнейшего развития данной отрасли.

Известно, что себестоимость курительных изделий более чем на 90% обуславливает табачное сырье. Последнее характеризуется сложным комплексом показателей качества, от сочетания которых зависит выпуск сигарет и папирос с заданными и стабильными во времени свойствами при минимальных затратах. По этому фактор «табачное сырье» весьма важный в табачном производстве и во многом определяет его экономику.

Многие годы в табачной отрасли отечественного производства в силу различных причин, вопросы качества табачного сырья, по существу, стояли на втором месте.

Большой дефицит табака и необходимость в импортных закупках не позволяли более жестко и требовательно ставить вопросы о существенном улучшении качества, хотя очевидная необходимость в этом явно ощущалась. Однако за последнее время ситуация заметно улучшилась. Появление новых регионов возделывания табака (Имерети, Аджария) продиктовало необходимость в существенном улучшении табачных изделий. В свете этого особую значимость приобретает проблема улучшения качества табака, причем эта проблема тесно связана и с расходом сырья.

Формирование качества табачного сырья происходит на всех этапах послеуборочной обработки, в том числе и на фермзаводах, где сырье проходит три стадии:

доферментационное хранение, собственно процесс ферментации и, наконец, послеферментационное старение. Многолетняя практика позволила выработать в определенной степени оптимальные режимы получения кондиционного сырья. В то же время существующее производство имеет ряд недостатков, которые противоречат требованиям НТР: недостаточный контроль за свойствами табачного сырья, высокая энергоемкость и длительность процессов, значительные потери сухого вещества, отсутствие эталонов качества на сырье и др. Ныне действующий стандарт на сферментированный табак нуждается в существенном развитии, так как не отражает многих показателей качества табачного сырья. Дальнейшее развитие и модификация ферментационного производства должно основываться на изучении и внедрении принципиально новых прогрессивных способов обработки табака при одновременном использовании высокоэффективных методов комплексной оценки качества табачного сырья. Только при таком подходе возможно получение результатов, соответствующих требованиям НТР.

Таким образом, актуальность выбранной темы диссертационной работы очевидна.

Результаты многолетних и обширных теоретических исследований, а также богатый практический опыт свидетельствует о реальных возможностях успешного коренного улучшения технологических процессов, имеющих место на фермзаводе.

Представленная диссертация является законченным исследованием, в которой обобщены результаты многолетних работ, проведенных автором.

Работа выполнена в соответствии с программой научно-исследовательских работ Грузинского государственного университета субтропического хозяйства. Она связана с научно-технической программой научного обеспечения развития агропромышленного комплекса Грузии «Грузагропромкомплекс – 95».

Цели и задачи исследования. Целью проведенного исследования являлось интенсификация и усовершенствование процесса ферментации табака, дальнеишее развитие и модификация ферментационного производства.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

– использование высокоэффективных методов комплексной оценки качества сырья для характеристики состава сортотипов табака до и после ферментации.

– улучшение методов обработки табака за счет интенсификации процессов ферментации;

–интенсификация процесса ферментации в анаэробных (функционирование производства) условиях с учетом взаймосвязей трех технологических факторов;

– установление сферментированности табака с применением объективных инструментальных методов (использование более усовершенствованного контроля качества);

– исследование особенностей измерения основных показателей качества табачного сырья во время доферментационного хранения;

– установление основных отличий неферментированного и ферментрованного табаков спекрофотомерическим методом и разработка оптимальных параметров ферментации;

– интенсификация и усовершенствование процесса ферментации в анаэробных ( перспектива) условиях;

– оптимизация технологического процесса обработки табака;

– получение табачного продукта с низким содержанием никотина на основе использования народного растительного сырья.

Научная новизна. Предложены оптимальные технологические регламенты осуществления 2-й фазы ферментации табака; установлены режимы ферментации табачного сырья на основе химико-технологических свойств исходного сырья; Разработан спектрофотометрический метод определения состава и свойств сырья и установлены математические зависимости при постоянных температурно-влажностных режимах между 1-ой, 2-ой и 3-й фазами ферментации, величиной кислородного показателя, стабильностью ферментирующего табака и продолжительностью 2-ой фазы ферментации;

установлена величина кислородного показателя при 3-ей фазе ферментации и предложены оптимальные характеристики управления процесса ферментации в зависимости от особенностей сырья; установлены пути интенсификации процессов заводской ферментации табака, предельные значения сроков «старения». Предложен метод спектрометрического ультрафиолетового контроля комплексных характеристик качества табачного сырья. Предложена технология анаэробной ферментации табака, что обеспечивает резкое снижение потерь сухих веществ сырья и увеличение производительности технологических устройств: выявлены растения–суррогаты табака и установлены оптимальные дозы использования их в табаке. Разработан метод идентификации никотина в растительном сырье и способ суррогатирования табака.

Научная новизна и практическая ценность работы подтверждены двумя заявками на выдачу патента.

Практическая ценность и реализация. На основе исследования химических и технологических характеристик табачного сырья разработаны технологические параметры естественной ферментации и хранения, составляющие 6 месяцев и обеспечивающие сокращение продолжительности 2-ой фазы ферментации табака приблизительно на 25%. Разработан спектрофотометрический метод определения состава и свойств табачного сырья, что обеспечивает комплексную оценку качественных показателей сырья.

Разработаны оптимальные параметры продолжительности доферментационного хранения неферментированного табака в пределах 6-15 месяцев в зависимости от величины кислородного показателя: разработаны технологические регламенты предельных значений «старения» в 1,5 года; разработаны спектрофотометрический метод определения основных показателей качества табака и средства воздействия и управления над качеством табака, которые обеспечивают повышение производительности труда в раз. Разработаны оптимальные параметры анаэробной ферментации табака в условиях углекислоты, вакуума и герметической упаковки путем подогрева упакованного табака приблизительно на 700C и дальнейшего его самоохлаждения. Разработан метод идентификации никотина в растительном сырье и способ производства низконикотинового табачного продукта.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и рассмотрены на республиканских и отраслевых конференциях (2004-2005 г.г.), заседаниях объединенных кафедр субтропических культур, технологии, биотехнологии и продовольственных продуктов Грузинского государственного университета субтропического хозяйства и рекомендована к публичной защите.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 20 научных работах, получены 2 положительных решения о выдаче патента на изобретение.

Объем и структура работы. Работа изложена 186 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 33 таблицами и 16 рисунками. Она состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, основных выводов, рекомендации, списка использованной литературы 185 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Литературный обзор Рассмотрены теоретические и практические основы табачного производства, современное состояние отрасли и основные этапы развития, направлении и тенденции, основные факторы, определяющие качества и свойств табака; приведены данные о мировом производстве табака.

С учетом химического и качественного потенциала сырья проанализированы основные направления ее технологической переработки, способы производства, процессы, технологические схемы и технические средства.

На основе анализа существующих технологических режимов обоснованы значения мероприятий ресурсосберегающего производства ферментированного табака и новых технологических способов, направленных на повышение эффективности производства и дальнейшей реабилитации отрасли. Особое внимание обращено к проблемам снижения производственных потерь и получения дополнительных продуктов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2. Объекты и методы исследования Экспериментальные исследования проводились с табачным сырьем сортотипа «Трапезонд», полученным от частных секторов районов Имеретии. Все эксперименты, связанные с доферментационным хранением табачного сырья, ферментацией и последующим старением проводились в лабораториях Кутаисского научного центра АН Грузии. Работы выполнялись с табачным сырьем урожаев 2002-2005 г.г. В процессе выполнения экспериментальных исследований пользовалось следующее лабораторное оборудование и приборы:

– лабораторный резальный станок;

– климатический шкаф;

– устройство для определения кислородного показателя;

– баня водяная с автоматической регулировкой;

– спектрофотометр СФ-26;

– сушильный шкаф;

– рассев лабораторный;

– электронный влагометр.

Контроль за технологическими и лабораторными экспериментами осуществлялось с помощью общепринятых методов анализа, описанных в стандартах на табачное сырье и в соответствующих инструкциях: влажность, фракционный состав, товароведческая оценка, кислородный показатель.

Для комплексного определения основных показателей качества табачного сырья:

курительных, (вкус, аромат, крепость, горючесть), технологических (заполняющая способность, объемно-упругие свойства, измельчаемость, гигроскопические свойства) и токсических свойств (никотин в дыме, сухой конденсат и окись углерода) использовался спектрофотометрический метод, разработанный на кафедре технологии табака Краснодарского политехнического института.

В отдельных случаях применялись специфические методы, описание которых приводятся в соответствующих разделах экспериментальной части.

Для пересчета спектрофотометрических данных в конкретные показатели качества при использовании спектрофотометрического метода комплексной оценки качества использовали «уравнения качества». Математические методы обработки экспериментальных данных на основе приемов «распознавание образцов», а также планирования эксперимента описаны подробно в соответствующих разделах экспериментальной части.

В диссертации использовали также современные методы математической статистики для оценки значимости и достоверности полученных результатов. В частности, вычисляли:

xi – статистически среднее значение x = ;

n (x ;

– стандартное отклонение =± - xi)n -– коэффициент вариации v = 100%;

x – стандартную ошибку s = ;

n – значение средней генеральной совокупности (при уровне вероятности = x ± t s ).

p = 95% РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Ферментация табака в аэробных условиях Изучены пути интенсификации процесса заводской ферментации с учетом трех технологических фаз: доферментационное хранение табачного сырья, собственно ферментация и послеферментационное хранение («старение») на базе использования усовершенствованных методов контроля качества.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






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