Удосконалення технології зброджування спиртового сусла із крохмалистої сировини
Автор: Устюжаніна Вікторія Русланівна
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: У сучасному промисловому виробництві спирту для каталізу реакцій використовують ферменти, що походять від мікроорганізмів. Це дозволяє отримувати зброджуване зернове сусло з вмістом розчинних сухих речовин приблизно 18–22 %, що сприяє підвищенню концентрації етилового спирту у бражці до 10–12 об’ємних %. Застосування зернового сусла з вищим вмістом речовин (28–30 %) дає змогу збільшити вміст етанолу в бражці до 15 % та значно зменшити обсяг накопиченої барди. Для успішного зброджування сусла з високим вмістом розчинених сухих речовин необхідні дріжджі з осмофільними властивостями, які забезпечують високий рівень перетворення вуглеводів на етанол. Використання дріжджів, що терплять високі концентрації основного продукту їх життєдіяльності (спирту), є важливим фактором для інтенсифікації біохімічних процесів бродіння. Класичний штам дріжджів Saccharomyces cerevisiae XII має свої недоліки: при високому вмісті сухих речовин у суслі понад 18 %, бродильна активність дріжджів зменшується, а вміст етилового спирту в бражці не перевищує 8,0–8,5 % об’ємно. Кожні 2–4 % збільшення концентрації сухих речовин у суслі призводить до зниження бродильної активності дріжджів на 20–30 %. Експериментальні дослідження в роботі [3] підтвердили ефективність використання термотолерантного штаму дріжджів Saccharomyces cerevisiae ДО-11 порівняно з іншими штамами, такими як Saccharomyces cerevisiae XII, К- 81. Це відбувалося за умови вмісту сухих речовин у суслі від 17 до 32 %, при температурі бродіння 30–38 °C та рН 2,5–5,0. Об’єкт дослідження – технологія спирту з крохмалевмісної сировини. 5 Предмет дослідження – спосіб удосконалення технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини. Мета магістерської кваліфікаційної роботи – удосконалення технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини, вибір сучасної апаратурно- технологічної схеми, пошук можливих інновації та вдосконалень для збільшення ефективності виробництва спирту, заощадження енергетичних і матеріальних ресурсів. У магістерській кваліфікаційній роботі на основі огляду джерел літератури та патентних даних виконано теоретичне порівняння показників технології спиртової бражки із застосуванням раси Saccharomyces cerevisiae ХІІ та осмофільної термотолерантної раси дріжджів Saccharomyces cerevisiae ДО-11 та показано ефективність технології з використанням дріжджів раси ДО-11. В рамках роботи були здійснені технічні розрахунки та проведено аналіз техніко-економічної доцільності, що підтвердили переваги запропонованого удосконалення. Зокрема, виявлено, що за сталої продуктивності спиртового заводу спостерігається зменшення обсягу дріжджових відходів і бродильних апаратів, підвищення концентрації спирту в бражці завдяки високій стійкості осмофільних дріжджів до високого осмотичного тиску та присутності спирту у середовищі бродіння. Також відзначено зниження витрат сировини та енергетичних ресурсів. Розроблено принципову технологічну схему дріжджобродильного відділення та розраховане і підібране відповідне обладнання. Ключові слова: бражка, ферменти, дріжджі, термотолерантні, осмофільні, бродіння, спирт. Перелік використаних джерел: 1. Губенко, Н. Ю. Сучасні тенденції у розвитку спиртової та цукрової промисловості України / Н. Ю. Губенко, Г. К. Шматкова // Цукор України. — 2018 — No 11 (83). — С. 37-38 6 2. Мудрак Т. О., Куц А. М., Ковальчук С. С., Боярчук Я. А. (2018). Cелекція та скринінг рас спиртових дріжджів при зброджуванні високонцентрованого сусла з крохмалевмісної сировини. Наукові праці НУХТ, 24, 216–224. doi: 10.24263/2225-2924-2018-24-2-26. 3. Спиртова галузь України на шляху до інноваційного розвитку / А. І. Українець, Л. М. Хомічак, П. Л. Шиян, С. Т. Олійничук // Харчова і переробна промисловість. - 2013. - No 12. - С. 16-19.