Кириленко Роман Григорович. Удосконалення енерго- та ресурсозберігаючої технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини

brief description

Кириленко Роман Григорович. Удосконалення енерго- та ресурсозберігаючої технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини : Дис... канд. наук: 05.18.07 - 2007.

Кириленко Р.Г. Удосконалення енерго- та ресурсозберігаючої технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.07 Технологія продуктів бродіння. Національний університет харчових технологій, Київ, 2007.
Робота присвячена проблемі удосконалення процесу одержання спиртової бражки з крохмалевмісної сировини та розроблення науково-обгрунтованої енерго- та ресурсозберігаючої технології спиртових бражок шляхом використання ферментних препаратів різної селективної дії залежно від виду сировини.
Наведено оптимальні технологічні параметри процесу одержання спиртової бражки із жита, сорго й кукурудзи та способів його інтенсифікації. Досліджено вплив ступеня дисперсності зерна, початкової концентрації сухих речовин сусла, температури бродіння та виду крохмалевмісної сировини на кількісний і якісний склад побічних та вторинних продуктів бродіння в дозрілих бражках.
За результатами роботи розроблено технологічні інструкції виробництва спиртових бражок за низькотемпературного розварювання крохмалевмісної сировини з використанням концентрованих ферментних препаратів.

На основі проведених досліджень розроблено удосконалену енерго- та ресурсозберігаючу технологію спиртових бражок із різних видів крохмалевмісної сировини, встановлено оптимальні параметри технологічного процесу отримання спиртової бражки з використанням ферментних препаратів різної селективної дії залежно від виду сировини.

Експериментально доведено, що високоврожайне та висококрохмалисте зернове сорго (гібрид GARCT 95-31) дає змогу розширити сировинну базу і є повноцінною сировиною для виробництва етилового спирту.

В умовах термоферментативної обробки жита за початкової концентрації сусла 18 % мас. необхідно збільшувати витрати ферментів глюкоамілазної дії до 6,9 од. ГлА/г та додатково вносити 0,3 од. ГА/г умовного крохмалю целюлолітичного ФП.
У разі переробки кукурудзи початкова концентрація сухих речовин сусла може бути збільшена до 25 %. При цьому необхідно збільшувати витрати ферментів - амілазної дії до 1,7 2,0 од. АА/г умовного крохмалю.
За ступеня дисперсності (відсоток проходу через сито з отворами діаметром 1 мм) зерна жита 85 95; кукурудзи та сорго 95 100 досягається нормативний вихід спирту з 1 т умовного крохмалю сировини за оптимальними визначеними умовами низькотемпературної ТФО. Підвищення ступеня дисперсності зерна до діаметра крупки 0,5 та 0,25 мм дає змогу збільшити концентрацію спирту в дозрілих бражках на 0,4 1,1 % відносних.
Технологічний процес оцукрювання розрідженого сусла доцільно проводити в бродильному апараті з підвищенням температури бродіння до 36 37 С із застосуванням термотолерантних рас дріжджів. У процесі зброджування сусла із жита та сорго необхідно додатково вносити целюлолітичні ФП на початку бродіння в бродильний апарат із розрахунку 0,3 од. ГА/г умовного крохмалю.
Якісний і кількісний склад леткої частини бражки залежить від виду перероблюваної сировини, ступеня дисперсності зерна, температури її ТФО, температури бродіння та концентрації сухих речовин сусла.

Із підвищенням температури бродіння до 37 С у бражних дистилятах із кукурудзи, незалежно від концентрації СР сусла, збільшується кількість ацетальдегіду, ізопентанолу та ізопропанолу в 1,2 1,4 рази. При цьому зменшується кількість етилацетату, метанолу, ізоамілацетату та н-пентанолу (в 1,1 1,4 раза), н-пропанолу (в 3,2 раза), н-бутанолу (в 7,5 раза). Збільшення температури бродіння до 37 С майже не впливає на накопичення в бражному дистиляті метилацетату, ізо-бутилацетату, етилбутирату та ізо-бутанолу.
Встановлено, що з підвищенням концентрації СР сусла із кукурудзи до 18 % (при температурі бродіння 37 С) у бражних дистилятах збільшується кількість етилацетату, ацетальдегіду, ізопентанолу (в 2,8 3,2 раза) та н-пентанолу (в 1,8 раза); зменшується кількість метанолу, ізопропанолу, ізоамілацетату (в 1,2 1,9 раза), н-бутанолу, метилацетату (в 4,2 4,7 раза), н-пропанолу (в 7,6 раза). Залишається без змін концентрація ізобутилацетату, етилбутирату та ізобутанолу.

Для забезпечення стабільного виробництва високоякісного спирту за ДСТУ 4221 2003 при низькотемпературній ТФО в процесі ректифікації необ-хідно: збільшити кількість тарілок у відгінній частині епюраційної колони до 30 35 шт., відбір головної фракції етилового спирту до 5 8 % від абсолютного алкоголю бражки, кількість тарілок у спиртовій колоні до 80 88 шт., зону пастеризації до 8 14 тарілок, відбір пастеризованого спирту до 1,5 2,0 %, ввести до системи ректифікації колону кінцевої очистки з 40 60 тарілками, в тому числі в концентраційній частині 15 25 шт. у разі роботи її в режимі повторної ректифікації.
Виведено математичні моделі оптимального процесу зброджування сусла з кукурудзи, які дають змогу з відносною похибкою 5 % та урахуванням концентрації СР, температури бродіння розраховувати концентрацію летких домішок у бражних дистилятах.
Економічна ефективність від впровадження удосконаленої технології спиртових бражок становить 0,48 0,56 грн/дал при вартості однієї Гкал 120 грн.