Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла



На правах рукописи


Моисеенко Миша Владимирович


Роль минерального состава воды в

технологии производства зернового сусла


Специальность 05.18.07 – Биотехнология пищевых товаров

и био активных веществ


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Москва – 2011

Работа выполнена в Федеральном муниципальном экономном образовательном учреждении Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла высшего проф образования «Московский муниципальный институт пищевых производств»


^ Научный управляющий: доктор технических наук, доктор

Карпиленко Геннадий Петрович


Официальные оппоненты: доктор технических наук, доктор

Траубенберг Светлана Евгеньевна

кандидат технических наук

^ Дячкина Алла Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Борисовна


Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Московский

муниципальный институт

технологий и управления»


Защита состоится «___» декабря 2011 года в ___ч., ауд. _____ на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.04 при ФГБОУ ВПО «Московский муниципальный институт пищевых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП».

Автореферат разослан «____» ноября 2011г.


Ученый секретарь

Совета Д 212.148.04,

кандидат технических наук Тимофеев Д.В.


Автореферат выслан Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла по адресу referat_vak@mon.gov.ru для размещения в сети Веб Министерством образования и науки РФ и расположен на веб-сайте www.mgupp.ru.


^ ОБЩАЯ Черта РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из главных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла шагов спиртового производства, определяющих технико-экономические характеристики завода, выход и качество конечного продукта, является процесс получения зернового сусла. Эффективность данной стадии находится в зависимости от глубины и направленности протекания биохимических Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла процессов в сырье, в качестве которого на российских спиртовых заводах в ближайшее время употребляют в большей степени пшеницу, рожь, пореже ячмень. Данные виды сырья относятся к крахмалсодержащему. В их в количественном отношении преобладает полимер глюкозы Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла – крахмал, находящийся в сырье в виде крахмальных гранул. Понятно, что нативный нерастворимый крахмал в очень маленькой степени может подвергаться деполимеризации, потому в технологии этанола при переработке крахмалсодержащего сырья проводят Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла процесс водно-тепловой и ферментативной обработки консистенции, состоящей из размолотого зерна и воды. При всем этом гидролиз полимеров зерна осуществляется в процессе получения сусла под действием эндогенных и микробных амилаз, протеаз и других ферментов. Понятно Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, что активность отдельных ферментов определяется целым рядом причин. Существенную роль на процесс деструкции главных компонент зерна может оказать и минеральный состав технологической воды. Исследовательских работ по воздействию последнего фактора на процесс Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла получения зернового сусла для спиртовой отрасли до ближайшего времени не проводилось.

Совместно с тем, в других отраслях, например, в пивоварении установлены рациональные концентрации отдельных макро- и микроэлементов в среде, дозволяющие интенсифицировать процесс, уменьшить Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла расход сырья и повысить качество конечного продукта. Но данные исследования не учитывают специфичности спиртового производства, а именно особенностей биохимического состава применяемого сырья, конфигураций в нем в процессе переработки, также черт используемых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в отрасли ферментных препаратов амилолитического и протеолитического деяния.

^ Цель и задачки исследования. Целью истинной работы явилось исследование воздействия минерального состава технологической воды на процесс получения зернового сусла и разработка на базе приобретенных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла новых научных данных советов по увеличению эффективности процесса для Ардымского спиртового завода.

В согласовании с обозначенной целью были поставлены последующие задачки:

– изучить воздействие ионов Ca2+ и Mg2+ содержащихся в технологической воде на Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла активность микробных и зерновых амилаз при использовании стандартного и зернового субстратов;

– изучить реологическое поведение замесов зависимо от концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ в воде;

– изучить воздействие катионов на активность микробных и зерновых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла протеаз;

– найти минеральный состав основного сырья спиртовой отрасли, на основании которого выявить различия по видам зерна (пшеница, рожь, ячмень);

– провести оценку характеристик свойства образцов воды, в том числе по содержанию в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ней главных катионов;

– изучить процесс получения зернового сусла с применением различных по минеральному составу образцов технологической воды;

– выполнить анализ образцов технологической воды, применяемой в производстве этанола на Ардымском спиртовом заводе в согласовании с Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла СаНПиН 2.1.4 1074-01 Питьевая вода. Контроль свойства.

– доказать выбор главных направлений исследовательских работ по исследованию процесса увеличения эффективности получения осахаренного сусла на предприятии;

– создать советы по увеличению эффективности процесса получения сусла на Ардымском спиртовом Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла заводе;

– апробировать процесс в критериях промышленного производства и высчитать экономическую эффективность от внедрения данных советов.

^ Научная новизна. На основании модельных опытов выявлено воздействие ионов Ca2+ и Mg2+, содержащихся в воде, на амилолитическую Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла способность мезофильных (Ликвамил 1200 и БАН 480L) и термостабильных (Амилаза HT 4000 и Термамил 120L) ферментных препаратов при действии на стандартный и зерновой субстраты.

В первый раз выявлена связь меж степенью гидролиза крахмала Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла сырья под действием микробных и зерновых амилаз и концентрацией ионов Ca2+ и Mg2+ в воде, также вариантом получения замеса (гидромодулем сырье : вода).

Получены новые научные данные о реологическом поведении замесов зависимо Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла от концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ в воде с внедрением прибора «Амилотест АТ – 97» по показателю “Число падения”.

Исследовано воздействие ионов Ca+2, Mg+2, Mn+2 и Zn+2, содержащихся в воде, на протеолитическуцю активность ферментных препаратов бактериального (Максазим Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла NNP и Алкалаза 2.4 L FG) и грибного (Протеаза GC–106 и Дистицим Протацид Экстра) происхождения, также протеаз пшеницы, ржи и ячменя при исследовании их деяния на стандартном и зерновом субстратах Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла.

Научно обусловлены различия во фракционном составе белков осахаренного сусла зависимо от вида сырья и минерального состава технологической воды.

В первый раз с внедрением способа атомно-абсорбционной спектрофотометрии исследован минеральный состав аква фракции зольных частей пшеницы Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, ржи и ячменя, позволяющий оценить воздействие вида сырья на содержание отдельных ионов в замесе.

Выявлена корреляционная зависимость меж минеральным составом технологической воды и основными показателями свойства осахаренного сусла при использовании главных видов Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла сырья: пшеница, рожь, ячмень.

^ Практическая значимость. Определены рациональные концентрации главных катионов в технологической воде, при которых активность обширно используемых в спиртовой отрасли ферментных препаратов амилолитического и протеолитического деяния забугорного Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла производства увеличивается в среднем на 20–30%, что позволяет, во-1-х, преднамеренно их выбирать из предлагаемого диапазона; во-2-х, сокращать их расход.

Разработаны и утверждены в МГУПП советы по увеличению эффективности получения осахаренного сусла на Ардымском спиртовом Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла заводе, учитывающие свойства применяемого сырья и технологической воды.

Проведена опытно-промышленная проверка предложенных советов, на основании которой спецами Ардымского спиртового завода рассчитана условно-годовая экономия от понижения себестоимости продукции Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, которая при мощности завода 3000 отдал/сут. составила 35 млн. рублей (акт прилагается).

^ Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференции «Управление реологическими качествами пищевых продуктов» (Москва, 2010г.); на ХI Интернациональной конференции юных ученых «Пищевые технологии и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла биотехнологии» (Казань 2010г.); на III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и юных ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово 2010г.).

Публикации. Главные результаты диссертационной работы изложены в 7 публикациях, включая 4 статьи в журнальчиках, рекомендованных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ВАК РФ.

^ Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, перечня использованных источников из 174 наименований и приложений. Основное содержание изложено на 147 страничках машинописного текста, содержит 15 рисунков и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 47 таблицы.


^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Обзор литературы

В обзоре литературы приведены данные о современных тенденциях развития российскей спиртовой отрасли; дана черта углеводного комплекса зерна пшеницы, ржи, ячменя и приведены данные о физико-химических свойствах и структурных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла особенностей белков этих зерновых культур. Даны современные обобщающие материалы по характеристике ферментных препаратов амилолитического и протеолитического деяния, применяемых в технологии этанола из зерна. Представлены сведения о систематизации природных вод Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и воздействии минерального состава технологической воды на биохимические процессы при переработке зерна в бродильных производствах.


^ 2 Экспериментальная часть

2.1 Материалы и способы исследования

Объектом исследования являлось зерно пшеницы, ржи и ячменя урожаев 2009-2011 гг., поступившее в создание Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла на спиртовые фабрики Рф, также эталоны воды, приобретенные, в том числе с Ардымского спиртового завода.

В работе применяли ферментные препараты забугорного производства «Ликвамил 1200, «БАН 480L», «Амилаза HT 4000, «Термамил 120L», «Термамил SC», «Амил ЛН 608», «Глюкомил Л Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла706», «Конверзим АМГ 300», «Максазим NNP», «Алкалаза 2.4 L FG», «Дистицим Протацид Экстра», «Протеаза GC–106».

Анализ характеристик свойства зерна проводили с внедрением главных принятых биохимических способов исследовательских работ.

Минеральный состав пшеницы, ржи Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и ячменя определяли по способу огненной атомной абсорбции.

При анализе образцов воды использовали способы определения общей жесткости, щелочности, перманганатной окисляемости, мутности по формазину, также способ капиллярного электрофореза для определения отдельных ионов.

Активность микробных и зерновых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла амилаз определяли колориметрическим способом, протеаз – по способу Ансона.

Оценку реологического поведения замесов производили с внедрением прибора «АМИЛОТЕСТ АТ-97(ЧП-ТА)» по показателю «Число падения».

Анализ осахаренного сусла спиртового производства проводили с применением Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла принятых способов в отрасли.

^ 2.2 Результаты исследовательских работ и их обсуждение

      1. Воздействие ионов Ca2+ и Mg2+ на активность микробных и

зерновых амилаз

Исследование микробных и зерновых амилаз с внедрением стандартного

субстрата

В работе Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла использовали четыре ферментных продукта, промышленно используемых на российских спиртовых заводах с целью понижения вязкости сред при переработке зерна. Из их препараты Ликвамил 1200 и БАН 480L относятся к мезофильным, а Амилаза HT 4000 и Термамил 120L Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла – к термостабильным.

В качестве стандартного субстрата использовали 1%-ный раствор крахмала. При исследовании воздействия концентрации ионов Ca2+ (внесение CaCl2), в границах 7-35 мг в 1 л воды выявлено, что амилолитическая активность всех Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла исследуемых ферментных препаратов фактически не меняется по сопоставлению с контролем (дистиллированная вода). При концентрации ионов Са2+ 70-560 мг/л активность микробных амилаз понижается в среднем на 15-50%. В наименьшей степени теряют свою активность такие Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ферментные препараты как БАН 480L и Ликвамил 1200 (таблица 1).

Таблица 1 – Воздействие ионов Ca2+ на амилолитическую способность

ферментных препаратов


Ферментный

Продукт

АС ед/см3 при концентрации ионов Са2+, мг/л

0

560

280

140

70

35

7

Мезофильные

Ликвамил 1200

2800

2240

2380

2380

2520

2800

2800

БАН 480L

3000

2400

2550

2550

2700

3000

3000

Термостабильные

^ Амилаза НТ 4000

700

400

490

490

650

700

700

^ Термамил 120L

550

230

260

320

400

550

540


Подобные опыты Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла были проведены с внесением в дистиллированную воду MgCl2. Установлено, что ионы Mg2+ в исследуемых концентрациях в наименьшей степени оказывают влияние на АС мезофильных и термостабильных α-амилаз, чем ионы Ca2+. Термостабильные не изменяют свою Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла активность, а у мезофильных при больших концентрациях Mg2+ уровень понижения не превосходит 20-25%.

Зависимо от режимов обработки сырья собственные ферментные системы зерна могут оказывать определенное воздействие на процесс гидролиза крахмала, а потому Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в работе выявили воздействие ионов Ca2+ и Mg2+ на активность амилаз пшеницы, ржи и ячменя. Установлено, что наибольшая амилолитическая активность зерновых амилаз соответствует концентрации кальция в границах 70-560 мг/л, магния соответственно 140-560 мг/л. В среднем Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла активность амилаз зерна пшеницы, ржи, ячменя растет зависимо от концентрации ионов Ca2+ соответственно на 40%, 25%, 40%; от концентрации ионов Mg2+ соответственно на 15%, 35%, 30%.

Исследование микробных и зерновых амилаз с внедрением зерновых

субстратов Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла

Выставленные выше зависимости были установлены с внедрением стандартного субстрата. Вкупе с тем, в промышленных критериях в качестве последнего выступает непростая гетерогенная система, что приводит к изменению главных кинетических характеристик ферментативной реакции.

В истинной работе Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла было исследовано воздействие ионов Ca2+ и Mg2+ в технологической воде на процесс ферментативного гидролиза крахмала зерновых субстратов (пшеница, рожь, ячмень), который оценивали по скоплению в среде высокомолекулярных декстринов. Опыты проводили в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 2-ух вариантах:

1) при гидромодуле сырье-вода 1:50, что исключало воздействие реологических черт при получении сред с завышенной вязкостью;

2) при гидромодуле 1:4, принятом в спиртовой отрасли при производстве сусла. Опыты проводились с применением ферментного Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла продукта Термамил 120L.

При исследовании воздействия концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ на процесс гидролиза крахмала замеса, состоящего из помола пшеницы и воды, под действием собственных амилаз зерна выявлена точная зависимость роста содержания высоко-молекулярных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла декстринов в пробах при повышении концентрации ионов, определяющих твердость от 7 до 560 мг/л. Так же установлено, что дополнительное внесение в замес микробной амилазы с нормой 0,1 ед. АС на г условного крахмала сырья Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла приводит к увеличению содержания декстринов в среде. Но, данное повышение концентрации декстринов по сопоставлению с вариантом без использования ферментного продукта не значительно.

Проведение процесса гидролиза при гидромодуле, классическом для спиртового производства равном Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 1-3,5÷1-4,0 (Вариант II) выявило значительные отличия в нраве воздействия минерального состава технологической воды на глубину деструкции полимеров углеводного комплекса сырья. Например, при исследовании воздействия ионов Ca2+ на процесс гидролиза крахмала пшеницы показано (таблица 2), что Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла изготовление замеса с уменьшенным гидромодулем понижает доступность крахмала сырья для деяния и зерновых и микробных амилаз. Содержание декстринов миниатюризируется. Этот факт может быть связан с затруднением диффузионных процессов в довольно густых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла средах.

Таблица 2 – Воздействие ионов Ca2+ на процесс гидролиза крахмала при совместном действии зерновой и микробной амилаз


^ Продолжительность гидролиза, мин

Вариант

Содержание декстринов, мг/см3

(концентрация ионов Ca2+, мг/л)

0

560

280

140

70

35

7

20

I

0,122

0,430

0,270

0,143

0,159

0,123

0,140

II

0,104

0,059

0,086

0,190

0,202

0,155

0,110

40

I

0,140

0,420

0,270

0,174

0,164

0,138

0,150

II

0,130

0,085

0,114

0,253

0,240

0,186

0,157

60

I

0,151

0,407

0,291

0,233

0,179

0,167

0,160

II

0,162

0,122

0,128

0,284

0,295

0,212

0,170


Таким макаром, исследования по воздействию ионов Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Ca2+ и Mg2+, проведенные с внедрением зерновых субстратов, выявили их существенное отличие от данных, приобретенных с внедрением стандартного субстрата, что подтвердило перспек-тивность проведения тестов, приближенных к производственному процессу.

^ 2.2.2 Исследование реологического поведения Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла замесов при переработке зерна

зависимо от концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ в технологической воде

Принципиальной реологической чертой сырья в спиртовом производстве является вязкость его аква суспензии, которая определяется, в главном, состоянием крахмала, т Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла.е. способностью этого полисахарида набухать, клейстеризоваться и давать вязкие смеси. Эти характеристики крахмала появляются на стадии водно-тепловой обработки замеса и определяют его реологическое поведение. Последнее имеет огромное значение, так как Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла от вязкости замеса зависят возможность использования вторичного пара, величина расхода электроэнергии на смешивание технологических сред, также доза ферментного продукта на разжижение.

В истинной работе реологическое поведение технологических сред оценивали по Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла показателю «Число падения» («ЧП») с внедрением прибора «Амилотест АТ-97». Опыты проводились с внедрением образцов муки пшеничной, ржаной, ячменной, черта которых приведена в таблице 3.

Таблица 3 – Содержание крахмала и активность амилаз в образчиках муки

Характеристики

Пшеничная мука

^ Ржаная мука

Ячменная мука

Массовая Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла толика крахмала, %

59,3

57,9

60,8

^ Активность, ед. АС/ г муки

0,78

6,40

0,75


Установлено, что содержание крахмала зависимо от вида муки меняется некординально, амилолитическая способность муки ржаной более чем в 8 раз превосходит данный показатель для муки Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла пшеничной и ячменной. Воздействие ионов Ca2+ на показатель «ЧП» при действии зерновых амилаз представлены на рисунке 1.

Набросок 1 – Воздействие ионов Ca2+ на показатель «ЧП» при действии зерновых амилаз

Показано, что наибольшим значением «Число падения» характеризуется зерновой субстрат Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, приготовленный из муки ячменной, наименьшим – из муки ржаной. Установленные данные согласуются с уровнем активности амилаз в данных культурах. Не считая того, они могут быть связаны с биохимическим составом отдельных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла зерновых культур. Понятно, что в ячмене и ржи содержится завышенное количество некрахмальных полисахаридов, в первой культуре β-глюкана, владеющего завышенной вязкостью, во 2-ой – вязких полимеров в виде гумми- и слизи веществ. Но рожь Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла характеризуется высочайшим значением амилолитической активности, с чем и связанно понижение «Числа падения» до уровня 164 ед. прибора.

Также показано, что концентрация ионов Ca2+ оказывает влияние на активность собственных амилаз зерна. Наибольшая активность амилаз пшеницы Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, ржи, ячменя выявлена в случаях с внедрением на замес воды с концентрацией 200 мг/л и выше.

Опыты по определению показателя «Число падения» были выполнены и с внесением дополнительных ферментных препаратов Ликвамил 1200, содержащего Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла мезофильную α-амилазу и Термамил 120L – источника термостабильной α-амилазы.

Установлено, что внесение в замес микробных амилаз приводит к понижению показателя «Число падения». Например (набросок 2), при равной норме внесения мезофильной α-амилазы ее вклад в понижение Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла показателя «Число падения» при использовании ржаной муки мал и составляет всего 35 ед. прибора. Если в качестве сырья была ячменная и пшеничная мука данное значение возросло до 210-215 ед. прибора.

Набросок 2 – Показатель «Число Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла падения» зависимо от применяемого сырья и используемых амилаз

Также можно отметить, что показатель «Число падения», определяемый действием зерновых амилаз, также суммарным действием зерновых и микробных амилаз при использовании ячменя характеризуется большенными значениями Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, чем при использовании пшеницы, хотя как ранее было показано, что активность амилаз ячменной и пшеничной муки близки (АС = 0,75-0,78 ед/г). Этот факт может быть связан с особенностями биохимического состава муки из ячменя Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла.

^ 2.2.3 Воздействие катионов на активность микробных и зерновых протеаз

В работе использовали четыре ферментных продукта протеолитического диапазона деяния забугорного производства, промышленно применяемых на российских спиртовых заводах с целью скопления в сусле усвояемого азота, нужного для Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла действенного процесса сбраживания, также, увеличения доступности крахмала сырья за счёт деструкции белковой составляющей оболочки крахмальной гранулки. Из их препараты Максазим NNP и Алкалаза 2.4 L FG относятся к бактериальным, а Протеаза GC-106 и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Дистицим Протацид Экстра – к грибным.

Исследование микробных и зерновых протеаз с внедрением стандартного

субстрата

В качестве стандартного субстрата использовали 0,5%-ый раствор бычьего сывороточного альбумина, pH субстратов для каждого ферментного продукта соответствовал хорошему Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла значению.

Установлено (таблица 4), что зависимо от продукта выявлены концентрации ионов Ca+2, при которых активность протеаз увеличивается в среднем на 10 – 40%. Наибольший прирост активности выявлен для ферментного продукта Протеаза GC-106 при концентрации Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ионов Ca+2 в технологической воде на уровне 200 мг/л.

Таблица 4 – Воздействие ионов Ca+2 на протеолитическую способность ферментных препаратов


^ Ферментный продукт



ПС ед./мл при концентрации ионов Са+2, мг/л

0

400

200

100

50

25

5

Бактериальные

^ Максазим NNP

270

230

240

300

270

270

270

Алкалаза 2.4 L FG

450

340

430

450

520

450

450

Грибные

Протеаза GC-106

450

540

650

540

500

500

470

^ Дистицим Протацид Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Экстра

200

220

220

200

200

190

190


Подобные опыты были проведены с внедрением стандартного субстрата на воде, приготовленной на базе дистиллированной с внесением MgCl2 и показано, что ионы Mg2+ в исследуемых концентрациях в основном оказывают влияние на протеолитическую активность отдельных Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ферментных препаратов. Например, активность Алкалазы при использовании воды умеренной жёсткости растет на 30-35%; Дистицим, напротив, проявляет наивысшую протеолитическую активность при завышенном содержании ионов Мg2+ (вода соответствует типу – жёсткая).

Дополнительно в работе было исследовано воздействие Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ионов марганца и цинка в границах от 0,25 до 5,0 мг/л на активность микробных и зерновых протеаз. Анализ приобретенных данных, свидетельствует о том, что при внесении ионов Mn2+ в концентрации 2,5 – 3,75 мг/л активность Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ферментных препаратов Максазим NNP и Алкалаза 2.4 L FG увеличивается соответственно на 18 и 24% относительно контроля.

Воздействие ионов Mn2+ на активность грибных протеаз более выражено для ферментного продукта Протеаза GC-106, его активность Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла возрастает на 30% относительно контроля при концентрации ионов Mn+2 – 3,75-5,0, тогда как активность продукта Дистицим увеличивается только на 10-15%. Воздействие ионов Zn+2 на протеолитическую активность исследуемых ферментных препаратов различно. В среднем, активность протеаз возрастает на Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 15-20%.

На процесс получения осахаренного сусла могут влиять и зерновые протеазы. Анализ литературных данных о наличии протеолитических ферментов в зерне пшеницы, ржи, ячменя показал, что в нем находится большой диапазон различных протеаз, отличающихся по Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла своим свойствам. В спиртовом производстве при переработке зерна на стадии водно-тепловой обработки главная роль принадлежит протеазам, работающим в нейтральной среде, потому что рН замеса обычно составляет 6,0 – 6,5. Рациональные условия деяния зерновых протеаз Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла (нейтральных): температура 40 – 50°С; рН 6,5 – 7,0.

Проведенные исследования проявили, что ионы Ca2+, Mg2+, Mn2+ и Zn2+ не активируют зерновые протеазы, что согласуется с имеющимися в литературе данными. Понижение активности при внесении СаСl2 и MgСl Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла2 в довольно больших концентрациях вероятнее всего связано с ингибирующим действием ионов хлора.

Исследование микробных и зерновых протеаз с внедрением зерновых

субстратов

В истинной работе было исследовано воздействие ионов Ca2+ и Mg2+ содержащихся Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в технологической воде на процесс ферментативного гидролиза белка зерновых субстратов (пшеница, рожь, ячмень) по скоплению в среде растворимого белка (гидромодуль сырье – вода составлял 1:4).

Эффективность гидролиза оценивали по разнице содержания растворимого Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла белка в нулевой и контрольной пробе(выдержка замеса в течении 20 минут при 500 С). Воспринимали, что данная разница, приобретенная в пробе с внедрением дистиллированной воды составляет 100% (контроль). Бывалые эталоны, приобретенные с внедрением воды с определённым содержанием Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ионов, выражали в процентах к контролю.

Исследование воздействия ионов Са+2 на процесс гидролиза белков зерна под действием собственных протеаз показало (набросок 3), что зависимо от концентрации ионов Са+2 в технологической воде и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла вида зернового сырья при проведении процесса автолиза белков пшеницы и ячменя происходит малозначительное скопление низкомолекулярных пептидов и аминокислот при концентрации ионов Са+2 на уровне 100 – 200 мг/л. При автолизе зерна ржи Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла наблюдается понижение автолитической активности.



Набросок 3 – Воздействие ионов Са+2 на процесс гидролиза белков зерна под действием собственных протеаз


Выявленные зависимости не могут иметь конкретного разъяснения, так как зерновое сырье представляет собой сложную гетерогенную систему с Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла огромным количеством протеолитических ферментов различного типа (сериновые, тиоловые, кислые протеиназы, амино- и карбокси-пептидазы, металлозависимые ферменты), также разных веществ белковой природы (низко- и высокомолекулярных пептидов и белков), отличающихся по своим физико-химическим свойствам Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, которые к тому же могут находиться в агрегации с другими биополимерами клеточки.

Данные по воздействию ионов Са+2 на гидролиз белков зерна под действием собственных протеаз и ферментного продукта Алкалаза 2.4 L FG имеют Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла аналогичный нрав.

^ 2.2.4 Воздействие минерального состава технологической воды

на фракционный состав белков осахаренного сусла

Для исследования воздействия минерального состава технологической воды на процесс гидролиза белков зерна в процессе механико-ферментативной обработки сырья были поставлены опыты Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла по получению осахаренного ржаного сусла 3-х образцов:

эталон 1 (К) – традиционная переработка сырья по механико-ферментативной схеме;

эталон 2 (О1) – начальное зерно ржи соединяли с водой с хорошими концентра-циями ионов Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Са+2 – 50мг/л , Mg+2 – 50мг/л, Mn+2 – 5мг/л. Дальше процесс получения сусла проводили по режиму эталона 1;

эталон 3 (О2) – начальное зерно ржи соединяли с водой с худшими показателями свойства: Са+2 – 400 мг/л Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла; Mg+2 – 400 мг/л, Zn+2 – 5 мг/л. Дальше процесс получения сусла проводили по режиму эталона 1.

Профили элюции белков данных образцов представлены на рисунке 4. Приобретенные результаты демонстрируют, что все анализируемые эталоны осахаренного сусла характеризуются огромным Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла многообразием белков различной молекулярной массы, варьируемой от 700000 до 1000 Дальтон. При всем этом можно выделить 6 главных пиков, которые свойственны для белков определенной молекулярной массы.

При фракционировании Эталона 2, в каком ионы Са2+, Mg2+, Mn2+ были Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла добавлены в рациональном количестве (по содержанию ионов жесткости применяемая в этом варианте вода относится к равномерно жесткой), наблюдается повышение содер-жания низкомолекулярной фракции пептидов и аминокислот на 45% по сопоставлению с Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Прототипом 1, что можно рассматривать как положительное изменение. При фракциониро-вании Эталона 3 в каком ионы Са2+, Mg2+, Zn2+ были добавлены в количествах, дающих наихудшие характеристики свойства воды (по содержанию ионов жесткости применяемая в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла этом варианте вода относится к очень жесткой), наблюдается понижение протеолиза приблизительно на 40 – 45%. Это относится и к переходу белков из нерастворимого состояния в растворимое, также в понижении скопления средне- и низкомолекулярных пептидов и аминокислот.



Набросок Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 4 – Фракционирование белков осахаренного сусла способом гель-хроматографии на колонке Toyopearl gel HW - 55 F


^ 2.2.5. Воздействие характеристик свойства начального сырья на процесс получения

зернового сусла

В спиртовом производстве крахмалосодержащее сырье, к которому относят разные виды зерна Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и картофель, оценивают по узенькому диапазону характеристик, к которым относятся влажность, засоренность и содержание крахмала. Настолько ограниченный по количеству исследуемых характеристик анализ не позволяет предложить оптимальные пути увеличения эффективности их переработки в этанол.

Потому Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла что, цель данного исследования заключалась в выявлении воздействия минерального состава технологической воды на процесс получения осахаренного сусла, было точно содержания в сырье отдельных макро- и микроэлементов, которые зависимо от их Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла количества и растворимости также могли являться предпосылкой, определяющей ход деструкции биополимеров зерна.

В согласовании с методикой при исследовании минерального состава сырья, проба зерна после озоления растворяется в растворе 1% HCl. В наших Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла опытах дополнительно была осуществлена аква экстракция (навеска золы с водой смешивалась при соотношении 1:10, потом выдерживалась в течении 30 минут при 50оС, дальше проводилась фильтрация). Анализ данных таблицы 5 позволил выявить воздействие вида зерна на Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла его минеральный состав. Установлено (с внедрением кислотного способа – вариант I), что пшеница содержит приблизительно вдвое меньше Ca, чем рожь и ячмень. По содержанию микроэлементов последний значительно отличается от голозерных культур: в нем практически Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в 3 раза больше Na, в 2 раза больше Zn и вдвое меньше Mn.

Таблица 5 – Состав золы зерна

^ Вид зерна

Содержание металла, % к массе золы ·10-2

Вариант

Ca

Mg

K

Na

Zn

Mn

Пшеница

1

17,0

98,0

45,0

0,309

0,174

0,254

2

0,218

0,225

0,150

0,005

0,005

0,004

Рожь

1

38,0

104,0

60,0

0,394

0,180

0,288

2

0,890

0,313

0,242

0,120

0,120

0,106

Ячмень

1

33,0

94,0

53,0

0,959

0,322

0,120

2

0,700

0,300

0,301

0,206

0,095

0,029


Результаты, приобретенные с внедрением способа аква экстракции (вариант II), позволяют Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла предсказывать минеральный состав технологической среды (замеса из помола зерна и воды). Содержание металлов при переводе их в растворимое состояние из золы способом аква экстракции значительно меньше, чем при обработке веществом HCl. Так Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, содержание макроэлементов понижается для Ca, Mg, и K соответственно в 40-75 раз; в 300-400 раз; в 150-200 раз; микроэлементов падает в наименьшей степени: для Na, Zn, и Mn соответственно в 3,0 - 4,5 раза; в 1,5 - 30,0 раз; в 3,0 - 60,0 раз.

В целом, приобретенные Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла новые данные по минеральному составу водорастворимой фракции золы представляют научный и практический энтузиазм для профессионалов спиртовой отрасли, потому что позволяют расчетным методом оценивать вклад сырья в содержании отдельных металлов при Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла получении замеса.

^ 2.2.6 Оценка характеристик свойства воды

В спиртовом производстве гидролиз полимеров зерна осуществляется под действием эндогенных и микробных амилаз, протеаз и других ферментов. Существенную роль на процесс деструкции главных компонент зерна может Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла оказать и минеральный состав технологической воды. Исследовательских работ по воздействию последнего фактора на процесс получения зернового сусла для спиртовой отрасли до ближайшего времени не проводилось.

В работе изучили 5 образцов воды. Эталоны Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла № 2, № 3 и № 5 получены со спиртовых компаний. Вода образцов № 1 и № 4 представляла собой соответственно пробу эталона № 2 разбавленную дистиллированной водой в соотношении 1:3 и пробу эталона № 2 с дополнительным внесением солей CaCl2 и MgCl2­. Было установлено, что эталоны воды характеризовались значимым Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла различием в содержании катионов, определяющих твердость воды (таблица 6). Так, содержание ионов Ca2+ изменялось в границах 12,0-173,5 мг/л; также установлено, что эталон № 5 при приблизительно равном количестве ионов, определяющих твердость воды Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла отличался от эталона № 2 содер-жанием Nа, Zn, Mn. В целом, количество ионов кальция и магния, варьировалось в границах 20,0-231,0 мг/л, что соответствовало модельным растворам с содержанием ионов Ca2+ и Mg2+ в границах 35-280 мг/л при Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла исследовании воздействия минерального состава воды на активность амилаз и протеаз.

Таблица 6 – Минеральный состав технологической воды


^ Эталоны воды

Содержание катионов, мг/л

Ca2+

Mg2+

K+

Na+

Zn2+

Mn2+

№ 1

12,0

8,0

2,5

1,3

0,001

0,001

№ 2

47,5

32,5

10

5,2

0,005

0,005

№ 3

110,5

45,0

6,2

5,2

0,005

0,005

№ 4

173,5

57,5

10

5,2

0,005

0,005

№ 5

51,0

33,5

1,2

3,7

0,200

0,200


В изученных образчиках воды была определена Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла общая твердость и щелочность, также pH (таблица 7). В согласовании с принятой систематизацией, эталон воды № 1 соответствовал типу мягенькая, эталоны № 2 и № 5 типу умеренно-жесткая, а эталоны № 3 и № 4 соответственно к типам жесткая, очень жесткая.

Для оценки Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла вклада сырья и технологической воды в минеральный состав замеса дополнительно были выполнены расчеты, в каких на 100 г помола зерна вносили 350 мл H2O (обыденный для спиртовой отрасли гидромодуль 1:3,5). Приобретенные данные демонстрируют Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, что содержание ионов Ca2+ и Mg2+ независимо от вида зерна и эталона воды определяется в большей степени применяемой технологической водой. А

Таблица 7 – Общая твердость и щелочность воды, pH

^ Эталоны воды

Твердость, мг-экв/л

Щелочность,мл 0,1 н HCl

pH

№ 1

0,8

0,5

6,5

№ 2

3,5

1,5

7,7

№ 3

6,5

1,3

7,9

№ 4

10,5

1,5

7,2

№ 5

4,0

3,0

7,4

содержание Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в замесе ионов Zn2+ и Mn2+, напротив, зависит и от вида зерна и от эталона технологической воды.

^ 2.2.7 Исследование процесса получения зернового сусла с применением

различных по минеральному составу образцов технологической Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла воды


Оценив минеральный состав основного сырья и технологической воды, дальше в работе исследовали некие характеристики, характеризующие полупродукты спиртового производства, а конкретно, замес и сусло. В первой серии тестов в качестве ферментного продукта разжижающего деяния использовали Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла Термамил 120L, содержащий термостабильную α-амилазу.

Данные приведенные в таблице 8 по переработке помола из пшеницы, демонстрируют, что pH замеса практически во всех пробах, характеризуется сдвигом в более кислую зону, чем Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла начальные значения pH для воды, что связано с переходом в растворимое состояние определенных соединений зерна. Титруемая кислотность замеса фактически не находится в зависимости от черт применяемой воды, но изменяется в процессе получения сусла.

Таблица Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 8 – Черта полупродуктов спиртового производства

^ Эталоны

воды

Замес

Сусло

кислотность,

Град

pH

СВ, %

кислотность,

Град

pH

СВ, %

Контроль

0,06

6,9

1,1

0,27

6,5

15,7

№ 1

0,06

6,8

1,1

0,26

6,4

16,2

№ 2

0,06

6,8

1,2

0,22

6,3

17,0

№ 3

0,06

6,7

1,4

0,22

6,2

17,1

№ 4

0,07

6,6

1,4

0,21

6,2

17,3

№ 5

0,06

6,7

1,3

0,23

6,3

17,2


Установлено, что внедрение дистиллированной воды и воды типа мягенькая дает сусло с кислотностью 0,26-0,27 град; воды умеренно-жесткой и жесткой - 0,22-0,23 град.; очень жесткой – 0,21 град. Также показано, что Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла сусло приобретенное с внедрением мягенькой воды (эталон № 1), и контрольная проба характеризуются пониженным содержанием сухих веществ (в среднем на 1,0-1,5%). Присутствие в технологической воде ионов Ca2+ и Mg2+ в концентрациях 47,5-173,5 и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 32,5-57,5 мг/л дает возможность достигнуть содержания СВ на уровне 17,0-17,3%. Установлено, что выявленная на примере переработки пшеницы закономерность конфигурации отдельных характеристик свойства полупродуктов спиртового производства сохраняется и при получении замеса и сусла из ржи Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и ячменя. Увеличение общего содержания растворимых сухих веществ при использовании воды завышенной жесткости может быть связано, не только лишь с более хорошим протеканием процесса гидролиза крахмала зерна, да и «выщелачиванием» балластных компонент. Потому Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, в предстоящем нужно оценивать воздействие минерального состава технологической воды на содержание в сусле сбраживаемых углеводов. Для этой цели были получены эталоны 2-ух серий.

Серия I – Контроль (дистиллированная вода); опыт 1 (вода Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла эталона № 2, твердость 3,5 мг – экв/л.); опыт 2 (вода эталона № 4, твердость 10,5 мг- экв/л.); эталоны воды № 2 и № 4 по ионному составу отличались только содержанием Ca2+ и Mg2+.

Серия II – опыт 1 (вода эталона № 2, твердость 3,5 мг – экв/л Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла.); опыт 3 (вода эталона № 5, твердость 4,0 мг – экв/л.). Эталоны воды № 2 и № 5 при близкой жесткости отличались показателем щелочности и содержанием микроэлементов (Na, Zn, Mn).

Данные по анализу образцов Серии I (набросок 5) проявили, что наибольшей концентрацией сбраживаемых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла углеводов, оцененной по показателю ОРВ, обладает сусло, приобретенное с внедрением воды типа умеренно-жесткая. Невзирая на огромную концентрацию СВ образцов сусла приготовленных на жесткой воде они характеризуются понижением показателя ОРВ. Переработка зерна Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла с внедрением дистиллированной воды, т.е. не содержащей фактически ни каких ионов, дает наихудшие результаты и по показателю СВ и ОРВ.



Набросок 5 – Воздействие минерального состава воды на содержание в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла сусле ОРВ


^ 2.2.8 Разработка советов по увеличению эффективности процесса

получения сусла на Ардымском спиртовом заводе


В работе использовались два эталона технологической воды взятой на Ардымском спиртовом заводе в ноябре 2010г. и в феврале 2011г., характеристики свойства которых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла приведены в таблице 9. Реакция среды, определенная по показателю рН свидетельствует о том, что она относится к слабо щелочной, что в технологии спиртового производства могло плохо оказывать влияние на процесс.

Таблица 9 – Характеристики Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла свойства технологической воды

Показатель

Эталон № 1

Эталон № 2

Вода питьевая по СанПиН

^ Твердость, мг·экв/л

3,92

3,20

7,0

Щелочность, мл 0,1н NaOH

4,10

3,85

6,5

рН

8,14

7,59

6-9

^ Окисляемость, мг/л

4,65

4,80

5,0

Взвеси, мг/л ЕМФ

8,53

8,95

2,6


В согласовании с показателями жесткости эталоны воды, приобретенные с Адрымского спиртового завода, следует отнести Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла к мягенькой, или равномерно жесткой воде. Показатель мутности, выраженный в единицах мутности по формазину, более чем в 3 раза превосходил значение для воды питьевой по СанПиН. Зрительно эталоны воды характеризовались наличием огромного количества Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла взвешенных коллоидных частиц. Пробы были отобраны из открытого источника. Состав взвесей, исходя из показателя окисляемости, не был органической природы.

На последующем шаге работ был определен минеральный состав образцов технологической воды (таблица 10).

Установлено Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, что эталоны технологической воды характеризуются пониженным содержанием ионов Са2+ и Mg2+. Этот факт нужно учесть при разработке советы по получению осахаренного сусла на Ардымском спиртовом заводе. В целом, анализ образцов воды показал Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, что они характеризуются существенными отличиями в ряде характеристик от значений, хороших для переработки зерна в бродильных производствах.

Таблица 10 – Минеральный состав технологической воды

^ Содержание катионов, мг/л

Эталон № 1

Эталон № 2

Вода питьевая по СанПиН

Кальций

12,6

15,7

30-140

Магний

1,92

2,21

50

Натрий

2,35

8,70

200

Калий

1,78

2,04

400

Железо

0,98

1,87

0,3

Медь

0,04

0,03

1,0

Марганец

0,125

0,139

0,1

^ 2.2.9 Выбор главных направлений Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла исследовательских работ

Исследование информационно-патентного материала и данные, приобретенные по воздействию минерального состава воды на действие зерновых и микробных амилаз на стандартных и зерновых субстратах, также материалы по оценке реологического поведения сред в спиртовом производстве Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла отдало возможность предложить три главных направления исследовательских работ (набросок 6).

Направления исследовательских работ





Получение замеса с внедрением солей CaCl2; MgCl2




Подбор ферментного продукта разжижающего деяния




Получение замеса с подкислением среды

до рН 6,0-6,2


Набросок 6 – Главные направления Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла исследовательских работ

1-ое направление исследовательских работ

В данной серии тестов употреблялся ферментный продукт разжижающего деяния Амил ЛН 608, используемый на Ардымском спиртовом заводе, содержащий мезофильную α-амилазу. Контрольный эталон получали методом смешивания помола Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла из зерносмеси (пшеница:рожь - 70:30) с прототипом воды (№ 1) в соотношении 1:3,5.

В бывалые эталоны дополнительно вносили соли CaCl2 и (либо) MgCl2: эталон №2 - ионы Cа2+ – 50 мг/л (при всем этом учитывали кальций, имеющийся в начальной воде и в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла сырье); эталон № 3- ионы Mg2+, до общего содержания в замесе – 50 мг/л; эталон № 4 - Ca2+ – 50 мг/л, Mg2+ – 25 мг/л. Дальше в замесы вносили ферментный продукт Амил ЛН 608 в количестве 2,0 ед Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла. АС на 1 г условного крахмала сырья. На стадии осахаривания использовали ферментный продукт Глюкомил Л706 в количестве 7,0 ед. ГлС / г крахмального сырья. Данные, приведенные на рисунке 7 демонстрируют, что дополнительное внесение ионов Са2+ в Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла хорошей концентрации приводит к увеличению сухих веществ сусле и что в особенности принципиально для спиртового производства, к повышению концентрации общих сбраживаемых углеводов.


Набросок 7 – Содержание сухих веществ и общих редуцирующих веществ

в сусле зависимо Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла от содержания ионов Ca2+

и Mg2+ в замесе




Внедрение только ионов Мg2+ фактически не оказывает влияние на процесс. Наилучшие результаты получаются в варианте, где на замес вносится смесь ионов Са2+ и Мg Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла2+ (эталон № 4). Содержание ОРВ в сусле росло против контроля на 5,7%.

Таким макаром, дополнительное внесение в замес солей кальция и магния позволяет получить более высококачественное сусло на Ардымском спиртовом заводе с применяемыми в текущее время ферментными Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла продуктами. Но, таковой технологический прием связан с дополнительными затратами на покупку солей.

2-ое направление исследовательских работ

Выбор данного направления базировался на материалах исследовательских работ, приведенных в разделе 2.2.1 , в каком представлены данные о разной Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла эффективности деяния мезофильных и термостабильных α-амилаз зависимо от минерального состава воды. Получение осахаренного сусла вели по режиму Регламента. Соли CaCl2 и MgCl2 в данной серии опытов не вносили.

Установлено (таблица Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла 11), что процесс получения сусла с внедрением ферментных препаратов с мезофильной α-амилазой фактически не находится в зависимости от вида продукта: содержание СВ составляет 15,4 – 15,8%, ОРВ находится на уровне 10,2 – 10,6%. Напротив, внедрение ферментного продукта термостабильной α-амилазы Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла находится в зависимости от вида продукта. Лучший итог получен при использовании ферментного продукта Термамил SC. Содержание общих сбраживаемых углеводов добивается для данного эталона сусла 12,3%. Большая эффективность деяния ферментного продукта Термамил SС может Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла быть связана с тем, что по данным производителя его применение не лимитируется концентрацией содержащихся ионов Ca2+ в растворе (концентрация ионов Ca2+ в водно-зерновых суспензиях составляет около 5 мг/л). Напротив, для устойчивого результата с Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла применением продукта Термалил 120 L содержание кальция в субстрате должно быть более 40 мг/л.


Таблица 11 – Содержание СВ и ОРВ в сусле зависимо от применяемого ферментного продукта разжижающего деяния (без подкисления)


^ Заглавие ферментного продукта

Норма ед Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла. АС/г крахмала сырья

Концентрация, %

СВ

ОРВ

Мезофильные

Амил ЛН 608

Ликвамил 1200

БАН 480 L

2,0

2,0

2,0

15,8

15,4

15,5

10,6

10,2

10,4

Термостабильные

^ Амилаза НТ 4000

Термалил 120 L

Термамил SC

0,2

0,2

0,2

16,7

16,5

17,3

11,8

12,0

12,3

Таким макаром, считаем целесообразным для Ардымского спиртового завода заместо ферментного продукта Амил ЛН 608 использовать Термамил SС с термостабильной, кальций Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла независящей α-амилазой.

Третье направление исследовательских работ

Данная серия тестов была связана с тем, что применяемая на предприятии технологическая вода обладает слабощелочными качествами, а наилучшее действие ферментных препаратов разжижающего и в особенности Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла осахари-вающего деяния проявляется в слабокислой среде.

Установлено, что подкисление замеса до рН 6,0-6,2 приводит к улучшению технологических характеристик свойства сусла в независимости от вида применяемого ферментного продукта.

^ 2.2.10 Сравнительная черта образцов осахаренного сусла

На Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла оканчивающем шаге работы были получены 6 образцов осахаренного сусла. Опыты проведены с 2-мя ферментными продуктами:

– Амил ЛН 608 – применяемый в текущее время на заводе (эталоны К, О1,О2)

– Термамил SC– рекомендуемый к применению (эталоны О3, О Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла4,О5).

В качестве варьируемых причин выбраны:

1) внесение солей СаСl2 и MgСl2 до общего содержания ионов Са2+ – 50мг/л и Mg2+ – 25мг/л (эталоны О1,О4)

2) подкисление замеса до рН 6,0-6,2(эталоны О2,О Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла5)

Сравнительная черта характеристик свойства сусла, представленная в таблице 12, показала, что по сопоставлению с контрольным все бывалые эталоны харак-теризуются наилучшими показателями. Концентрация сухих веществ сусла растет на 0,5-1,7%, ОРВ на 0,4-2,1%, свободных сахаров Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла на 0,5-2,4%, вырастает видимая доброкачественность сусла.

Таблица 12 – Сравнительная черта характеристик свойства сусла

Характеристики

Эталоны сусла по вертикали

К

01

02

03

04

05

Концентрация, %:

-СВ

-ОРВ

-РВ

-аминный азот

Видимая доброкачественность, %


15,8

10,6

3,9

0,06


67,1


16,7

12,0

4,4

0,08


71,9


16,3

11,0

5,1

0,06


67,5


17,3

12,3

4,8

0,07


71,0


17,5

12,4

4,5

0,07


70,9


17,5

12,7

6,3

0,08


72,6


Из всех опытнейших образцов наилучшие характеристики имеет сусло эталона 5, в каком в качестве фермента разжижающего Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла деяния употребляется Термамил SC с подкислением замеса до рН 6,0-6,2. В нем отмечено существенное возрастание свободных сахаров (РВ), что, вероятнее всего, может быть связано, с неплохой подготовкой крахмала на стадии водно-тепловой обработки Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и с созданием подходящих критерий по активной кислотности для деяния микробной глюкоамилазы.

Таким макаром, с целью увеличения высококачественных черт сусла Ардымскому спиртовому заводу рекомендовано использовать ферментный продукт Термамил SC и подкислять замес до Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла уровня рН 6,0 – 6,2.

Проведенная опытно-промышленная проверка в критериях предприятия и выполненный по ее результатам экономический расчет подтвердили эффективность разработанных советов, условно-годовая экономия для Ардымского спиртового завода производительностью 3000 отдал/сут. составит 35 млн Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла. рублей. Для их внедрения заводу не надо поменять технологический Регламент.


ВЫВОДЫ


  1. Выявлено воздействие концентрации ионов Са2+ и Mg2+ в воде на амилолитическую способность микробных и зерновых амилаз при действии на стандартный Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла субстрат. Показано, что при использовании воды завышенной жесткости, определяемой ионами Са2+, в наименьшей степени понижают активность препаратов мезофильного деяния; определяемой ионами Mg2+ – препаратов с термостабильной амилазой.

  2. Изучено воздействие концентраций солей жесткости Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в технологической воде на гидролиз зерновых субстратов под действием микробных и собственных амилаз зерна. Показано, что изготовление замеса с внедрением воды завышенной жесткости плохо оказывает влияние на процесс (содержание декстринов понижается в 1,3–2,5 раза). Хорошей концентрацией Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ионов Ca2+ и Mg2+ в технологической воде является уровень 7-140 мг/л.

  3. Изучено реологическое поведение замесов зависимо от концентрации ионов Ca2+ и Mg2+ в технологической воде по показателю «Число падения». Показано Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла, что внесение в замес микробных амилаз приводит к понижению «Числа падения» для ячменя в 2 раза, пшеницы на 75%, ржи – 40%.

  4. Исследовано воздействие ионов Ca2+, Mg2+, Mn2+ и Zn2+ на активность микробных ферментных препаратов протеолитического деяния Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла бактериального и грибного происхождения. Показано, что при использовании воды завышенной жесткости целенаправлено использовать ферментные препараты грибного происхождения. Выявлены различия по воздействию ионов Ca+2 на процесс гидролиза белков пшеницы, ржи, ячменя при совместном действии Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла собственных и микробных протеаз. Показано, что при концентрации ионов Ca+2 на уровне 100 – 200 мг/л степень гидролиза белков пшеницы и ячменя растет на 30 – 50%, а белков ржи – фактически не изменяется.

  5. Фракционирование Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла белков осахаренного сусла, приготовленного на воде разной жесткости, свидетельствует об увеличении содержания низкомолекулярной фракции пептидов и аминокислот на 45% при использовании воды умеренной жесткости и понижении степени и глубины гидролиза при использовании очень Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла жесткой воды.

  6. С внедрением способа атомно-абсорбционной спектрофотометрии исследован минеральный состав зерна (Ca2+; Mg2+;K+, Na+, Mn2+ и Zn2+) пшеницы, ржи, ячменя на базе кислотной и аква экстракции, также образцов воды с жесткостью Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла от 0,8 до 10,5 мг-экв/л.

  7. Выполнены расчеты, дозволяющие оценить вклад сырья и воды в минеральный состав замесов, в итоге которых показано, что содержание Ca2+ и Mg2+ независимо от вида зерна и эталона воды определяется Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла в большей степени последним. Показано, что содержание Zn2+ и Mn2+ напротив, зависит и от вида зерна и от эталона технологической воды.

  8. Исследованы главные характеристики свойства 2-х образцов технологической воды, взятых Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла на Ардымском спиртовом заводе, и установлено, что вода относится к типу равномерно жесткой (твердость 3,20-3,92 мг-экв/л) и обладает слабощелочными качествами (рН 7,59-8,14). Содержит завышенное количество взвесей (в 3 раза превышающее значение воды питьевой по Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла СанПиН). Изучен минеральный состав технологической воды и выявлено, что в ней содержание ионов Са2+ и Мg2+ ниже рационального уровня 50-70 мг-экв/л. Железо напротив в 3-6 раз превосходит характеристики по СанПиН.

  9. Выявлено воздействие Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла солей СаСl2 и MgCl2 на применяемый при замесе сырья ферментный продукт Амил ЛН608. Показано, что дополнительное внесение ионов Са2+, или консистенции ионов Са2+ и Mg2+ увеличивает содержание в сусле СВ и ОРВ Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла; для наилучшего варианта до 16,7% и 12,0% против 15,8% и 10,6% в контрольном образчике.

  10. Проведены опыты с внедрением при производстве сусла ферментных препаратов (мезофильные: Амил ЛН 608, Ликвамил 1200, БАН 480L; термостабильные: Амилаза НТ 4000, Термамил 120L, Термамил SC Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла). Лучший итог получен при использовании ферментного продукта Термамил SC.

  11. Показано, что подкисление замеса до рН 6,0-6,2 при получении сусла на Ардымском спиртовом заводе приводит к улучшению технологических характеристик сусла в случаях использования Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла и мезофильной, и термостабильной α-амилазы.

  12. Разработаны советы по увеличению эффективности процесса получения сусла для Ардымского спиртового завода, апробированные в опытно-промышленных критериях предприятия. Условно-годовой экономический эффект от реализации предложенных советов на предприятии при Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла мощности 3000 отдал/сут. составил 35 млн.руб. в год.

^ Перечень работ, размещенных по результатам диссертации

  1. Крикунова Л.Н., Моисеенко М.В. Исследование реологического поведения замесов при переработке зерна в спиртовой отрасли // Управление реологическими Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла качествами пищевых товаров: сб. материалов конф., Москва, 2010. – С. 77 – 84.

  2. Моисеенко М.В., Крикунова Л.Н., Карпиленко Г.П. Воздействие минерального состава технологической воды на процесс переработки зерна в спиртовой отрасли // Создание спирта и Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла ликероводочных изделий. – 2010. – № 3. С. 16 – 18.

  3. Моисеенко М.В., Витол И.С. Воздействие ионов кальция на активность микробных амилаз // Пищевые технологии и биотехнологии: сб. докладов ХI Интернациональной конференции юных ученых. – Казань, 2010. – С.20.

  4. Моисеенко Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла М.В., Витол И.С., Карпиленко Г.П. Воздействие концентрации ионов кальция и магния на активность зерновых и микробных амилаз // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2010. – № 10. – С. 42 – 45.

  5. Моисеенко М.В. Роль минерального состава технологической Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла воды в процессе получения пшеничного сусла // Пищевые продукты и здоровье человека: сб. материалов III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и юных ученых. – Кемерово, 2010. – С. 40 – 42.

  6. Моисеенко М.В. Витол И.С., Карпиленко Г.П. Воздействие минерального Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла состава технологической воды на активность зерновых протеаз // Создание спирта и ликероводочных изделий. – 2011. – № 3. – С. 14 –16.

  7. Крикунова Л.Н., Моисеенко М.В., Попова Н.В., Карпиленко Г.П. Реологическое поведение замесов из зерна Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла зависимо от концентрации ионов Са2+ и Мg2+ в воде // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2011. – № 8. – С. 59 – 61.




rol-konkurencii-v-rinochnom-hozyajstve.html
rol-konvencii-v-zapreshenii-biologicheskogo-oruzhiya.html
rol-kotoruyu-igrayut-geofizicheskie-metodi-v-podgotovke-k-bureniyu-neftegazoperspektivnih-obektov-i-v-issledovanii-razvedochnih-i-promislovih-skvazhin-velika-po-m.html