Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Проблема острого дефицита зерна, требующегося спирті >8 отрасли для производства пищевого этанола, обуславливает несбходи-їсть не только изыскания новых полноценных источников сырья, но и рани-;альноа переработки традиционных зерновых культур о привлечением значи-ільного количества некондиционного и высокопленчатого зерна.
Известно, что в состав сухих веществ зерна, наряду с крахмалом, :одят полисахариды кекрахыалистной природы, представляющие собой потеї :альные источники глюкозы - целлюлоза,р - глюканы, гемицеллюлозы и пр. > настоящего времени эти углеводы практически не участвуют в процессе работки этанола, оставаясь ценным резервом спиртового производства.
Сложность использования некрахмалистых полисахаридов заключается в сутствии как продуктивного способа их трансформации в сбраживаемые щестза, так и технологии промышленной переработки, хотя усилиями оте-ственных и зарубежных ученых определены отдельные подходы к их утили-ции.
' В этой связи представляет значительный научный и практический терес разработка высокоэффективных способов конверсии некрахмалистых лисахаридоз сырья в требуемые продукты при одновременном увеличении эффициекта использования других групп углеводов зерна.
Цель настоящей работы заключается в повышении выхода этанола из зер-, применяемого в практике спиртового производства, за счет дифференци-занной подготовки крахмала и некрахмалистых углезодов к сбраживанию привлечением, комплекса специфических ферментных систем в том числе илюлаа.
Б соответствии с поставленной задачей исследования проводились в эдующих направлениях:
изучение условий фракционирования зерна для его разделения на ана-іическиз составляющие, представленные преимущественно двумя фракциями: {рахмалистой; целлгалозосодеряащей;
исследование кинетики биоконзерсии углеводов целлюлозосодержащих ікций комплексом цзллюлолитических .препаратов;
выявление основных закономерностей процесса биотрансформации не-щлалистых полисахаридов фракционированного измельченного зерна-в сбра^ темые углеводы;
изучение влияния ферментативного гидролиза некрахмалистых лолиса-шдоб на выход спирта из фракционированного измельченного зерна;
исследование.режимов дифференцированной переработки крахмалистых
и целлюлозосодержащих фракций измельченного зерна при производстве спирта;
- разработка аппаратурко-технологической схемы производства этанол из фракционированного измельченного зерна;
- подготовка нормативно-технической документации на разрабатываем способ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Проведены исследования по разделению на составные части зерна, перерабатываемого в спиртовой промышленности. Установлен условия фракционирования зерна по анатомическим составляющим и выделе фракции, представленные крахмалом и некрахмалистыми углеводами.
Изучены способы специфической подготовки фракций различных видої зерна к знзиматическоыу гидролизу.
Подобраны наиболее полноценные и сбалансированные по составу главных и сопутствующих компонентов ферментные препараты цоллюлаз, отвечающие требованиям спиртового производства.
Определены важнейшие закономерности сиоконверсии углеводов фрак; в сбраживаемые продукты, обеспечивающие высокую степень трансформащп целлюлозы и других иекрахмалисхых полисахаридов.
Показано, что в результате проведения эффективной биоконверсии кекрахмалистых углеводов целлюлозосодержащих фракций зерна, еоздаютеї условия для более полного использования сухих веществ сырья и увели-кия выхода спирта.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Впервые з спиртовом производстве осущ< злено "фракционирование зерна, на основании которого разработан спос< дифференцированной переработки на этанол крахмала и некрахыалистых w лисахарлдов сырья.
Установлены технологические роаимы водно-тепловой и фарментативн-подготовки целлюлозосодераадих и крахмалистых фракций зерна к сбра: ванию.
Для осуществления активного процесса биоконверсии углеводов фракций даны рекомендации по использованию ферментных препаратов амилолитиче-кого ицеллюлолитического действия, которые выпускаются в промышленн масштабе.
Разработана аппаратурно-технологическая схема дифференцированной переработки фракционированного сырья на зтанол, которая смонтирована Лужковскоы заводе АО "Туласпирт".
Разработан опытно-промышленный регламент на производство спирта фракционировании зернового сырья ц использовании препаратов целлюлаз
Экономический эффект от внедрения на Лужковском заводе диффзренц способа подготовки сырья к сбраживанию обеспечивается увеличением ви
;а спирта на 2,7-3,0%, что з год составляет около 30000 дал дополни-
ельного спирта.
і целом разработанный способ оригинален, что подтверждено патентом.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Предлагаемый способ дифференцированной подготс :и фракционированного сырья к сбраживанию был испытан на Лунковоком за-оде, о чем свидетельствует ант испытаний.
Материалы диссертации докладывалисв:
на Ученом Совета ВНИИ. . пищевой биотехнологии (1989 г. протокол '26);
на семинаре з Миннауки РФ " 0 ходе выполнения важнейших гссудар-твенных научно-технических программ" (Москва, І993і);
на годичном собрании Российской Академии сельскохозяйственных на-к (Москва, 1994 г.);
на президиуме Ученого Совета ВНИИ пищевой биотехнологии (1994- г. ротокол № 15);
на заседания коллегии Минауки РФ " Государственные научно-техниче ие программы производств в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 199
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликованы две статьи
журналах, получен один патент и приняты на депонирование два научных тчета Воронежского технологического института и" ВНИИ пищевой биотех-ологии.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 112