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:

Бушин Максим Анатольевич. Интенсификация процесса производства этилового спирта на основе целенаправленного использования протеолитического ферментного препарата : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.07.- Воронеж, 2006.- 169 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3805

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1 Характеристика зерна - основного сырья

для производства спирта 9

1.2 Влияние способов деструкции на качественный состав

зернового сусла и выход спирта 11

  1. Механохимическая деструкция зерна 11

  2. Термическая деструкция 14

  3. Ферментативная деструкция 17

1.3 Вязкостные характеристики зерновых замесов

при водно-тепловой подготовке 24

1.4 Превращение веществ и изменение свойств сырья

при разваривании 26

1.5 Протеолитические ферменты. Характеристика отдельных

типов протеаз 28

1.5.4 Факторы, влияющие на процесс протеолитического действия 30

1.6 Применение протеолитических ферментов

в спиртовой промышленности 32

  1. Роль аминокислот в процессе брожения 36

  2. Влияние протеолитических ферментов на выход спирта

и образование побочных продуктов 40

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 42

Глава 2. Материалы и методы исследований 42

  1. Объекты исследований 42

  2. Определение глюкоамилазной активности 44

  3. Определение амилолитической активности 46

  4. Определение протеолитической активности 46

  5. Определение растворимых сбраживаемых углеводов

в полупродуктах из крахмального сырья 47

  1. Определение суммарного содержания сбраживаемых углеводов и нерастворенного крахмала 47

  2. Определение массовой доли белка 47

  3. Определение белка по биуретовой реакции 48

  4. Определение активной кислотности 49

2.10 Определение редуцирующих веществ

методом Шомодьи-Нельсона 49

2.11 Определение содержания аминного азота

с нингидриновым реактивом 49

  1. Определение аминокислотного состава 50

  2. Определение углеводов методом тонкослойной

хроматографии 50

  1. Определение вязкости на лабораторной установке 51

  2. Методика хроматографического анализа на содержание этилового

спирта и примесей в зрелой бражке 53

Глава 3. Выбор ферментных препаратов протеаз эффективно

, воздействующих на белковый комплекс зерна 55

  1. Выбор протеолитического ферментного препарата для эффективной деструкции белкового комплекса зернового замеса 55

  2. Очистка протеолитического ферментного препарата 57

  3. Определение молекулярной массы протеолитического

ферментного препарата 58

3.4 Влияние рН и температуры на активность и стабильность

фермента 60

3.5 Оптимизация условий гидролиза белкового комплекса пшеничного

замеса 67

Выводы 76

4
Глава 4. Применение протеолитического ферментного препарата
на стадии водно-тепловой обработки
77

  1. Изучение вязкостных характеристик зерновых замесов 77

  2. Реологические свойства замесов при затирании 78

4.2.1 Изменение вязкости зерновых замесов в зависимости

от различного фракционного состава 78

4.2.2 Изучение изменения клейстеризации крахмала зерна

в зависимости от температуры при различных гидромодулях 80

  1. Разжижение замесов амилолитическими ферментами 81

  2. Изменение вязкости зерновых замесов при различной

скорости нагрева 82

  1. Изменение вязкости зерновых замесов при внесении протеолитических ферментов 83

  2. Изменение вязкости зернового замеса при совместном использовании а - амилазы и протеазы 85

  3. Исследование изменения углеводного состава

зернового замеса в процессе водно-тепловой обработки 86

4.3 Определение удельных затрат на деструкцию крахмала

в процессе водно-тепловой обработки 89

Выводы 97

Глава 5. Исследование влияния протеолитического ферментного
препарата на процесс осахаривания и спиртового брожения
98

  1. Влияние протеолитического ферментного препарата на процесс осахаривания зернового сусла 98

  2. Влияние протеолитического ферментного препарата на

накопление растворимых сбраживаемых углеводов 101

5.3 Влияние сбалансированного состава зернового сусла

на процесс биосинтеза дрожжевой биомассы 102

5.3.1 Влияние аминного азота на процесс биосинтеза

дрожжевой биомассы 102

5.3.2 Влияние ионов фосфора на процесс биосинтеза

дрожжевой биомассы 104

5.3.3 Влияние неорганического азота на процесс биосинтеза

дрожжевой биомассы 105

5.3.4 Влияние количества засевных дрожжей на

процесс брожения 109

  1. Влияние продуктов протеолиза белкового комплекса на процесс брожения спиртового сусла 110

  2. Влияние протеолитического ферментного препарата на выход и состав

этилового спирта 115

Выводы 117

Глава 6. Математическая модель деструкции зернового сырья под
действием амилолитических и протеолитических ферментных
препаратов
118

  1. Выбор путей синтеза модели 118

  2. Вывод основных уравнений математической модели 121

6.3 Анализ численного эксперимента 131

Выводы 136

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 137

ЛИТЕРАТУРА 138

ПРИЛОЖЕНИЕ! 149

Введение к работе:

Актуальность работы.

Создание новых ресурсосберегающих технологий без больших материальных затрат с целью интенсификации спиртового производства, снижения потерь сырья, сокращение расхода теплоэнергетических ресурсов, повышение качества и конкурентоспособности продукции является важной и актуальной задачей спиртовой отрасли.

Одним из перспективных направлений в совершенствовании технологии спирта становится рациональное использование белкового комплекса зернового сырья для покрытия дефицита аминного азота в процессе спиртового брожения и дрожжегенерации, с целью экономии крахмала и повышению выхода этанола.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является разработка технологии получения этанола на основе применения продуктов гидролиза белкового комплекса зерна под действием протеолитического ферментного препарата, содержащего нейтральную протеазу. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

выбор протеолитического ферментного препарата для эффективного протеолиза белкового комплекса зерна, изучение биохимических характеристик протеолитического ферментного препарата;

изучение влияния протеолитического ферментного препарата на стадии водно-тепловой обработки, осахаривания, дрожжегенерации и брожения зернового сусла;

оптимизация условий проведения водно-тепловой обработки зернового замеса на основе вязкостных характеристик;

изучение аминокислотного и углеводного состава зернового замеса, сусла, бражки;

разработка математической модели процесса деструкции зернового крахмала и белка при комплексном применении амилолитических и протеолитических ферментов, определение кинетических коэффициентов процесса;

изучение влияния протеолитического ферментного препарата на накопление вторичных и побочных продуктов.

Научная новизна.

Впервые обосновано применение нейтральных протеаз в спиртовом производстве на стадии водно-тепловой обработки. Оптимизирована дозировка и условия проведения протеолиза белкового комплекса зерна.

Получены зависимости изменения вязкости зернового замеса в зависимости от внесения протеолитических, амилолитических ферментных препаратов, а также при их совместном применении.

Исследована динамика изменения углеводного состава и накопления аминного азота зернового сусла в процессе водно-тепловой обработки и осахаривания.

Определены зависимости процесса дрожжегенерации спиртовых дрожжей при использовании дополнительного неорганического питания.

Разработана математическая модель процесса деструкции зернового крахмала и белка при комплексном применении амилолитических и протеолитических ферментных препаратов и определены кинетические коэффициенты процесса.

Практическая значимость.

Осуществлен выбор ферментных препаратов, обеспечивающих необходимую степень деструкции белка зерна до аминного азота для интенсификации процесса спиртового производства.

Оптимизированы условия проведения водно-тепловой обработки зернового замеса на основе вязкостных характеристик.

Исследован углеводный и аминокислотный состав на стадии водно-тепловой обработки и осахаривания.

\

Даны рекомендации по снижению дозировки глюкоамилазы на стадии осахаривания при использовании ферментного препарата содержащего нейтральную протеазу на стадии водно-тепловой обработки.

Разработаны условия процесса дрожжегенерирования спиртовых дрожжей с применением неорганического фосфора и азота.

Разработаны оптимальные режимы получения зернового сусла на основе математической модели и методов математической статистики. Осуществлена оценка эффективности воздействия препарата нейтральной протеазы на белковый комплекс зерна.

Рассчитан экономический эффект при внедрении технологии для завода производительностью 3000 дал. а. а. в сутки - он составит 1362,7 тыс. рублей в год.

Разработана схема получения этанола на основе применения ферментного препарата нейтральной протеазы.

По результатам исследований получен патент РФ «Способ получения этилового спирта» №2281329 от 08 декабря 2004г.

Основные результаты исследований докладывались и обсуждались: на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2003 по 2006 г); международной научно-практической конференции молодых ученых (г. Москва, ГТущиио 2004 г.); V международной научно - технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев 2005 г.).

Подобные работы
Морозова Кира Анатольевна
Разработка биотехнологии препаратов кислых протеаз на основе высокоактивного мутантного штамма Aspergillus oryzae 107 для использования в производстве спирта
Емелина Юлия Владимировна
Интенсификация процесса брожения в хлебопечении и пивоварении при использовании ферментного препарата глюкоамилонигрин Г20Х
Осадько Марина Игоревна
Разработка технологии комплексной переработки бобовых культур на основе использования микробных ферментных препаратов
Бидихова Марина Эльбрусовна
Интенсификация брожения в пивоварении с использованием препарата Spirulina platensis
Бигарова Светлана Ростиславовна
Разработка технологии глубокой очистки сточных вод предприятий по производству спирта (на основе растительного сырья), направленной на экологизацию производства
Карпенко Дмитрий Валерьевич
Разработка технологии получения биосорбентов на основе осадочных пивных дрожжей и их применения для производства пива, этилового спирта и других пищевых продуктов
Свиридов Дмитрий Александрович
Разработка технологии белкового препарата с повышенной биологической активностью с использованием пивной дробины
Кроль Анна Николаевна
Интенсификация процесса получения ржаного солода и разработка технологии кваса на его основе
Ерошкина Елена Валерьевна
Исследование новых рас пивных дрожжей для интенсификации процессов брожения и дображивания пива и улучшение его качества
Федюшкина Ирина Леонидовна
Интенсификация процессов сбраживания сусла путем активации спиртовых дрожжей

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