Диплом Процесс получения зернового сусла и других составляющих для производства спирта

Предмет:	Технология.
Цена:	150 руб.
	Работа доступна сразу после оплаты.

Содержание:

Введение
1. Объекты и методы исследований
2. Анализ и биохимическая характеристика ферментных
препаратов
3. Анализ промышленных и новых отселекционированных
рас спиртовых дрожжей
4. Испытания биотехнологии интенсивного сбраживания зернового сусла с применением комплексных ферментных препаратов и новых рас дрожжей с термотолерантными и осмофильными свойствами в производственных условиях спиртовых заводов
Выводы
Литература
Приложения

Введение

Как и все отрасли пищевой промышленности, спиртовая отрасль испы-тывает в настоящее время большие трудности, приводящие к снижению объе-мов производства продукции, повышению ее себестоимости из-за диспропор-ции в ценовой политике (рост цен на сырье и электроэнергию намного опере-жает рост цен на продукцию), трудностей со сбытом продукции, нестабильно-сти работы предприятии.
Производственная база спиртовой отрасли насчитывает более 200 заво-дов, как больших, так и мелких предприятий, обладающих достаточным по-тенциалом для полного удовлетворения потребностей в пищевом спирте вы-сокого качества. На действующем оборудовании спиртзаводов объем стабиль-ного производства спирта можно довести до 200 млн.дал в год без введения в действие дополнительных мощностей. Однако, за последние 10 лет вследствие сокращения объемов выпуска алкогольной продукции, низкой рентабельности производства значительно понизился уровень технической оснащенности предприятий. Износ основного технологического оборудования большинства спиртзаводов достиг 50% (1).
Поэтому необходимо дальнейшее совершенствование технологических процессов, создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования с целью интенсификации спиртового брожения, снижения себестоимости полу-чаемой продукции, сокращения расхода теплоэнергетических ресурсов, мак-симального использования существующих мощностей спиртового производ-ства, повышения качества и конкурентоспособности продукции на отечест-венном и мировом рынке (2).
Повышение рентабельности пищевых производств возможно при ис-пользовании высокоактивных биологических катализаторов различного спек-тра действия, технологии применения которых в спиртовом производстве раз-работаны в нашем институте. Их внедрение на заводах России позволило бы-стрыми темпами вытеснить солод; высвободить из производства более 200 ты-сяч тонн высококачественного пищевого зерна; внедрить на 30 заводах отрас-ли прогрессивные ресурсосберегающие технологии гидродинамической и ферментативной обработки крахмала сырья, что с солодом было практически невозможно.
За последние годы значительно изменился состав зернового сырья пере-рабатываемого на спирт. Наиболее широко распространенными культурами стали рожь, ячмень и зерносмеси с превалирующим количеством в них этих культур. Переработку пшеницы на спирт проводили в ограниченных количе-ствах и преимущественно в южных регионах. Кроме того, изменился и угле-водный состав перерабатываемых зерновых культур за счет увеличения в нем доли некрахмалистых полисахаридов. Дефицит зерна, который имел место по-следние годы, привел к значительному повышению цен на зерно, что негатив-но сказалось на конкурентоспособности спирта (по цене) по сравнению с им-портируемым из-за рубежа. Наиболее актуальным и перспективным направле-нием в совершенствовании технологии спирта становится эффективное ис-пользование всех высокомолекулярных полимеров зернового сырья с целью его экономии и повышения выхода конечного продукта — спирта. Примене-ние новых ферментных препаратов позволит более рационально использовать компоненты зернового сырья.
Анализ патентной и специальной литературы, а также опыта отечест-венной и зарубежной науки и практики показал, что для повышения эффек-тивности биоконверсии трудносбраживаемых видов сырья, таких как рожь и ячмень, необходимо введение в состав ферментного комплекса наряду с тра-диционно используемыми амилазами бета-глюканаз, ксиланаз, ферментов цел-люлолитического и цитолитического действия. С целью повышения бродиль-ной активности дрожжей, улучшения технологических показателей сусла, ус-корения процессов дрожжегенерации и брожения — применение комплекса кислых и слабокислых протеаз (3-5).
Разрабатываемые научные основы новой технологии будут учитывать состав белковых веществ и некрахмальных соединении различных видов зер-нового сырья, для повышения эффективности биоконверсии которых плани-руется применение специально подобранных мультиэнзимных композиций цнлевого назначения. Их использование позволит интенсифицировать процесс спиртового брожения и увеличить выход спирта.
Узким местом на спиртовых заводах остается бродильное отделение. Увеличение производительности бродильного отделения путем установки до-полнительных бродильных емкостей требует больших капитальных затрат. Повысить эффективность работы бродильного отделения можно как за счет расширения ассортимента используемых ферментов, так и за счет улучшения качества спиртовых дрожжей. Традиционно в спиртовой промышленности применяли одну расу дрожжей, обеспечивающую достаточную скорость бро-жения и устойчивый выход спирта. Новые направления развития тех-нологии производства спирта ставят такие задачи, как повышение концен-трации перерабатываемого сусла, проведение брожения при повы-шенных температурах и повышенной крепости в бражке, обеспечение даль-нейшего сокращения себестоимости спирта за счет экономии сырья, топлива и электроэнергии. В таких условиях нужны расы дрожжей, обладающие ос-мофильностью, термостабильностью и высокой бродильной активностью. Поэтому селекционные работы по скринингу активных рас дрожжей являются также перспективным направлением совершенствования технологии произ-водства спирта. В настоящее время получены новые высокопродуктивные расы дрожжей, обладающие осмофильностью и термотолерантностью. Эти расы способны сбраживать сусло с концентрацией сухих ве-ществ более 20%, они устойчивы к повышенным температурам брожения и повышенным концентрациям спирта. Внедрение термотолерантных и осмо-фильных рас дрожжей позволит ускорить процесс брожения, увеличить выход спирта, повысить его качество и снизить потери сырья.
В связи со сложившейся большой конкуренцией на рынке алкогольной продукции получение высококачественного спирта является важной задачей.
Известно, что существенное влияние на формирование вкуса и аромата
спирта оказывают летучие примеси, образующиеся в процессе брожения и
не удаленные при ректификации (6). Основными факторами, оказывающими негативное воздействие на органолептические показатели пищевого спирта, являются плохое качество зернового сырья и воды, высокие температурные
режимы при водно-тепловой обработке зерна, экстремальные для дрожжей технологические параметры брожения (повышенная температура и
концентрация сухих веществ сусла, увеличенные сроки брожения),
недостаточное соблюдение микробиологической чистоты процесса. При
этом наиболее существенное влияние оказывает качество
перерабатываемого сырья. Сорность зерна, содержание токсичных примесей, зараженность вредителями хлебных злаков, излишняя влажность,
инфицирование зерна фитопатогенной микрофлорой и эпифитными
микроорганизмами (плесневыми грибами, дикими дрожжами и бактериями)
все это приводит к повышению образования побочных метаболитов,
придающих спирту излишнюю горечь, жесткость и резкость, не характерный
спирту запах.
Кроме того, как на образование летучих примесей, их количество и со-став, оказывает также влияние раса используемых дрожжей. Поэтому прове-дение исследований по применению спиртовых дрожжей нового поколения даст возможность не только интенсифицировать процесс брожения, но и по-высить качество спирта.
Внедрение результатов научно-исследовательских работ позволит повы-сить эффективность спиртового производства, ускорить процесс биоконвер-сии зернового сырья, уменьшить расход электроэнергии, увеличить выход спирта, повысить качество конечного продукта, что обеспечит снижение себе-стоимости спирта, повышение его конкурентоспособности.
Таким образом, анализ современного состояния производства в спирто-вой отрасли, проведенный с учетом результатов экспериментальных исследо-ваний, достижений зарубежной и отечественной науки и практики позволили определить основные задачи для создания интенсивной технологии получения спирта на основе комплексного использования мультиэнзимных систем целе-вого назначения и новых рас спиртовых дрожжей с термотолерантными и ос-мофильными свойствами. Для их реализации необходимо:
- провести анализ и исследовать биохимическую характеристику ферментных препаратов различного спектра действия для разжижения и оса-харивания крахмала сырья, протеолиза белковых веществ и гидролиза некрах-мальных полисахаридов зернового сырья;
- провести анализ промышленных и новых отселекционированных рас спиртовых дрожжей;
- исследовать уровень бродильной активности отобранных рас дрожжей;
- осуществить скрининг дрожжей с термотолерантными и осмофильны-ми свойствами;
- изучить влияние температуры, концентрации сухих веществ зернового сусла и спирта на жизнедеятельность дрожжей;
- провести производственные испытания по применению новых рас
дрожжей для интенсификации процессов дрожжегенерации и спиртового брожения;
- разработать Технологическую инструкцию по применению термото-лерантной и осмофильной расы дрожжей в спиртовом производстве.

Объекты исследований

Объектами исследований на разных этапах работы являлись ферментные препараты протеолитического, амилолитического и целлюлолитического действия различного микробного происхождения. Всего исследовано 18 об-разцов.
Объектами исследования служили культуры плесневых грибов — про-дуценты кислых и слабокислых протеаз, и бактерий - продуцентов амилоли-тических ферментов, имеющиеся????(ихся) в музее чистых культур и отселек-ционированные???(ых) в отделе биотехнологии ферментных препаратов ВНИ-ИПБТ.
Объектами исследований служили различные расы спиртовых дрожжей, выделенные из промышленных культур, а также полученные селекционным путем и из музея чистых культур.
Продуценты культивировали глубинным способом на натуральных сре-дах, в состав которых входили различные виды муки и минеральные соли. Ко-личество и состав компонентов зависел от условий экспериментов.
Культивирование продуцентов проводили в колбах Эрленмейера объе-мом 750 мл с 50 мл среды; в полупроизводственных условиях - в ферментато-рах объемом 15 дм3 «Биоинжениринг» при степени заполнения 0,5; в произ-водственных условиях - в ферментаторах объемом 20 и 32 м3 с коэффициен-тами заполнения 0,5 и 0,7 в течение 42 - 72 часов.
Методы исследований
В работе применены общепринятые и специальные физические, физико-химические, химические, биохимические, микробиологические, хроматогра-фические, газовые и жидкостные, и спектрофотометрические методы анализа.
Важной характеристикой любой ферментной системы является уро¬вень активности отдельных ферментов комплекса.
В настоящем исследовании проводилось определение различных фер-ментативных активностей, позволяющих составить представление о качест-венном и количественном составе того или иного комплекса, а также направ-ленности его действия.
Амилолитическая активность
Амилолитическую активность определяли общепринятым методом гид-ролиза крахмала по ГОСТу РФ 20264.4-89 (7).
Общая протеолитическая активность
Протеолитическая активность характеризует способность фермента ка-тализировать расщепление белков до аминокислот или пептидов. Протеолити-ческую активность (ПС) определяли модифицированным методом Ансона по гидролизу гемоглобина препаратам фермента с последующей его инактиваци-ей и осаждением непрогидролизованного белка трихлоруксусной кислотой (ТХУ). За единицу активности принимали такое количество фермента, которое за 1 мин при 20°С способствовало образованию 1 мкм тирозина при гидролизе белка (8).

Диплом Процесс получения зернового сусла и других составляющих для производства спирта

  Работа будет доступна сразу после оплаты!