Удосконалення технології спиртової бражки з зернової сировини
Автор: Захарія Лілія Василівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології продуктів бродіння і виноробства
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Умови ринкової економіки створюють нові завдання для науки та промисловості, спрямовані на зниження витрат на виробництво етилового спирту через розробку та впровадження ефективних та новітніх технологічних рішень. Ці рішення сприяють підвищенню прибутковості виробництва [1]. Спиртова промисловість в Україні є ключовою стратегічною галуззю агропромислового комплексу. З одного боку, вона грає важливу роль у формуванні державного бюджету країни. А з іншого боку, ця галузь є одним з основних споживачів енергетичних та сировинних ресурсів агропромислового комплексу України [2]. Застосування на підприємствах спиртової галузі передових технологій з енергозбереження дозволяє не лише зменшити витрати матеріалів у виробництві, а й знизити споживання енергії на кожну одиницю виробленої продукції. Під час виготовлення етилового спирту з крохмалевмісної сировини, після брагоректифікації, операції з водно-тепловою обробкою та переробкою крохмалю в зброджувані вуглеводи вважаються основними витратами енергії [3]. За останні роки значно змiнилося cпіввідношення складу зернової сировини, що переробляється у спирт на підприємствах України. Найбільш широко переробляються такі культури як кукурудза і жито, та пшениця - у обмеженій кількості. Ці культури відрізняються за вмістом крохмалю, розміром та формою крохмальних гранул, співвідношенням амілози та амілопектину, вмістом некрохмальних полiмерів і потребують індивідуального доcлідження умов ведення технологічного процесу їх біоконверсії у етиловий спирт [4]. Зокрема, жито містить більше гумінових речовин та геміцелюлози, які у процесі гідролізу збільшують в’язкість сусла, що ускладнює його 5 переробляння і потребує більших витрат амілолітичних та додаткових ферментів [4]. Тому розроблення раціональних режимів біоконверсії крохмалю жита у зброджувані вуглеводи та удосконалення технології спиртової бражки з жита, спрямоване на підвищення ефективності його переробляння у етиловий спирт, є актуальною задачею для підприємств, що виробляють етиловий спирт. Об’єкт дослідження – технологія спирту з зернової сировини. Предмет дослідження – спосіб удосконалення технології спиртової бражки з зернової сировини. Мета магістерської кваліфікаційної роботи – удосконалення технології спиртової бражки з зернової сировини, вибір сучасної апаратурно-технологічної схеми, пошук можливих інновації та вдосконалень для збільшення ефективності виробництва спирту, заощадження енергетичних і матеріальних ресурсів. Результати дослідження. У роботі розроблено удосконалену технологічну схему одержання спиртової бражки з жита. Для приготування замісу та сусла запропоновано такі ферментні препарати: Ендо-альфа-амілаза LiqueStar, Глюколад Л (джерело глюкоамілази), Целюлаза GrainzymeNL (джерело целюлази) та гідрофосфат калію для збереження дії ферментів впродовж 3 годин витримки. За рахунок внесення KH2PO4 на стадії приготування замісу можна додатково не вносити фосфорне живлення у вигляді ортофосфорної кислоти на стадії приготування дріжджового сусла. Встановлено що за умови постадійного внесення оцукрюючих ферментних препаратів під час приготування житнього сусла збільшується ступінь гідролізу крохмалю та концентрація сухих речовин сусла, що сприяє збільшенню виходу спирту під час зброджування. Використання целюлазного ферментного препарату сприяє розщепленню некрохмального полісахариду – целюлози, що міститься у житі. Розроблено апаратурно-технологічну схему удосконаленої технології спиртової бражки з жита, що забезпечує досягнення виробництв спирту харчового і технічного призначення в умовах переробляння сусла підвищеної концентрації СР. У роботі 6 виконано розрахунок витратних коефіцієнтів виробництва спирту продуктивністю 2000 дал/добу. Використання ферментних препаратів і термотолерантних дріжджів дозволяє скоротити тривалість процесів, збільшити вихід спирту на 5-10 % і заощадити 0,2 кг гострої пари та 1 кг води для виробництва 1 дал спирту. Відповідно до удосконаленої технології обрано технологічне обладнання та проведено його конструктивний розрахунок. Також виконано розрахунок економічної ефективності, визначено витрати та рентабельність виробництва. Ключові слова – технологія спирту, бражка, ферменти, дріжджі, економічна ефективність.