Введение к работе
Актуальность темы. В качестве сырья на заводах гидролизного профиля в основном используются древесные отходы. Экстенсивные методы использования лесных ресурсов привели к истощению сырьевой базы в экономически доступных регионах. Современное состояние лесной отрасли ставит предприятия перед необходимостью искать новые сырьевые источники. Между тем, вследствие неблагоприятных погодных условий, нарушений режимов роста, уборки и хранения образуется значительное количество дефектного крахматосодержащего сырья.
Оно не может быть использовано для пищевых целей и в качестве фуража. Переработка его ферментативным способом затруднительна и неэкономична.
Однако высокое содержание углеводов и сравнительно легкая и полная гидролизуемость под действием разбавленных кислот открывает не только перспективу расширения сырьевой базы гидролшного производства, но и создает условия для совершенствования технологии.
По разработанной экономичной технологии можно получать гидролизаты, на основе которых осуществимы любые типы ферментации. Получение более концентрированных сред позволяет увеличить количество готовой продукции, сократить расход теплоэнергетических ресурсов и количество производственных стоков, улучшить качество готовой продукции, что является актуальным для гидролизной отрасли.
Цель работы. Разработка и практическое внедрение в микробиологическую промышленность технологии гидролитической переработки дефектного зерна злаковых культур, приводящей к снижению материало - и энергоемкости производства и позволяющей рационально использовать растительные ресурсы.
Для выполнения этой цели необходимо было решить следующие задачи; исследовать состав и оценить возможность использования дефектного зерна злаков для гидролитической переработки; провести анализ эффективности различных методов гидролиза растительного сырья; исследовать влияние основных технологических факторов на качество получаемых продуктов и состав отходов; найти оптимальные технологические режимы процессов и разработать технологию переработки; изучить возможность использования существующего на заводах микробиологической промышленности оборудования для переработки нового вида сырья; провести апробацию разработанной технологии гидролитической переработки некондиционного зерна злаков в производственных условиях и выдать рекомендации по совершенствованию существующей технологии гидролизных производств.
Научная новизна. Предложен, исследован и экспериментально подтвержден новый для крахмалосодержащего сырья способ гидролитической переработки.
Изучено влияние различных факторов на процесс гидролиза, установлены оптимальные значения основных параметров. Найдены основные кинетические характеристики гидролиза дефектного зерна разбавленной серной кислотой.
Исследован химический состав зерновых гидролнзатов, показана возможность сбраживания концентрированных сред, выявлены оптимальные режимы сбраживания, найдены зависимости полноты сбраживания от концентрации редуцирующих веществ и дрожжей в сусле.
Разработана технология гидролиза дефектного зерна и предложена совместная переработка зерновых и древесных гидролнзатов для производства этанола и кормовых дрожжей.
Научная новизна работы подтверждена патентом.
Практическая ценность работы. Разработанная технология гидролитической переработки крахмалосодержащего сырья успешно прошла
производственную проверку и передана без существенных изменений на ряд предприятий микробиологической промышленности.
К настоящему времени эта технология используется на трех заводах отрасли. Использование данной технологии подтверждено соответствующими актами внедрения.
Апробация работы. Результаты выполненных исследований и разработанной технологии. вошедшие в материалы диссертации, докладывались:
на ежегодных конференциях и семинарах проблемной лаборатории Красноярской государственной технологической академии - в 1995-1997гг;
на 2-ой региональной научно-методической конференции «Непрерывное экологическое образовшше» -1996 г., Красноярск;
на республиканской научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы лесного комплекса» -1997 г., Санкт-Петербург.
Публикации. По материатам диссертации опубликовано 7 работ, получен патент РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 134 страницах, содержит 23 таблицы и 12 рисунков, состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, отдельными разделами представлены результаты производственных испытаний, выводы, список литературы, состоящий из 192 источников, и приложения.