Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Работа № 113770


Наименование:


Диплом Влияние минерального состава сырья и технологической воды на процесс переработки зерна в спиртовой отрасли

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 04.10.2018. Год: 2015. Страниц: 87. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство образования и науки Республики Казахстан

Южно-Казахстанский экономико-технологический колледж «Мирас»


ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ


На тему: «Влияние минерального состава сырья и технологической воды на процесс переработки зерна в спиртовой отрасли»


по специальности 4221002 – «Технология пивобезалкогольного и спиртового производства»


Шымкент 2012
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ «МИРАС»

Аннотация

В данном дипломном проекте рассматривается влияние минерального состава сырья и технологической воды на процесс переработки зерна в спиртовой отрасли. Цель настоящих исследований заключалась в выявлении влияния минерального состава сырья и технологической воды на процесс получения осахаренного сусла. Определение отдельных макро- и микроэлементов проводил с использованием атомно-адсорбционного анализа.
В проекте содержатся раздел по экономической части и составлен бизнес - план, которые свидетельствуют об экономической эффективности предлагаемых решений.
Дипломный проект содержит также разделы по производственной санитарии, технике безопасности и охране труда и экологии.


Содержание

Аннотация
Термины и определения
Содержание
Нормативные ссылки
Обозначения и сокращения
Введение
1 Теоретическая часть
1.1 Литературный обзор
1.1.1 Анализ исходных данных
1.2 Проведение эксперимента
2 Практическая часть
2.1 Сырье и дополнительные материалы
2.1.1 Характеристика зернового сырья
2.1.2 Солод и ферментные препараты
2.1.3 Дрожжи
2.2 Технология производства спирта
2.2.1 Прием зерна
2.2.2 Подготовка зерна
2.2.3 Разваривание сырья
2.2.4 Охлаждение разваренной массы и её осахаривание
2.2.5 Сбраживание
2.2.6 Отгонка спирта из бражки и его ректификация
3 Расчетно-графическая часть
3.1 Продуктовый расчет производства спирта и определение производственной мощности завода
3.2 Расчет продуктов до перегонки (получение бражки)
3.2.1 Расход крахмала
3.2.2 Расход пшеницы на разваривание
3.2.3 Приготовление замеса
3.2.4 Разваривание
3.2.5 Сепарация пара
3.2.6 Двухступенчатое вакуум-охлаждение с промежуточным двухпоточным осахариванием разваренной массы
3.2.7 Расход солодового молока на осахаривание разваренной массы
3.2.8 Определение концентрации сусла в осахаривателях
3.2.9 Вакуум-охлаждение сусла до температуры складки
3.3 Расчет продуктов брагоректификации
3.4 Тепловой расчет брагоректификационной установки
4 Экономическая часть
4.1 Расчет технико-экономических показателей
4.2 Расчет затрат на внедрение системы автоматического контроля и регулирования
4.3 Расчет себестоимости производства спирта
4.3.1 Расчет стоимости затрат по базовому варианту
4.3.2 Калькуляция себестоимости продукции
4.4 Расчет прироста прибыли и срока окупаемости проекта
4.5 Финансовые показатели
5 Бизнес-план
5.1 Резюме
5.2 Описание отрасли и предприятия
5.3 Характеристика продукции
5.4 Головная фракция этилового спирта
5.5 Масло сивушное
5.6 Оценка рынка сбыта
5.7 Оценка конкурентов
5.8 Организация маркетинга
5.9 Производственный план
5.10 Организационный план
5.11 Менеджмент
5.12 План маркетинга
5.13 Оценка риска и страхование
5.14 Финансовый план
6 Техника безопасности и охрана труда
6.1 Определение категории помещения мини-спирт завода по пожарной и взрывной опасности
6.2 Физико-химические характеристики спирта этилового питьевого
6.3 Мероприятия пожарной профилактики
6.4 Инструкция мер взрывопожарной безопасности мини-спирт завода
7 Производственная санитария
7.1 Продукция, производимая на спиртзаводе
7.2 Роль воды в производстве
7.3 Водоснабжение и канализация
7.4 Требования к качеству воды
7.5 Очистка сточных вод
7.6 Составление характеристик выбросов мини-спирт завода и их влияние на человека
7.7 Рекомендации по обезвреживанию одного выбранного типа вещества, содержащегося в выбросе
Заключение
Список использованной литературы


Введение

За прошедшие годы независимости в Казахстане произошли значительные изменения в процессах производства спирта. Наибольшее распространение получили технологические способы и приемы, ускоряющие процессы брожения путем увеличения контакта дрожжей со средой, использование физических факторов, активных штаммов дрожжей и т.д.
Попытки усовершенствования процесса брожения имеют несколько направлений. Это переход на непрерывные процессы, получение более устойчивых к спирту штаммов дрожжей и удешевление исходного сырья. Добавление минерального состава позволяет повысить производительность производственных процессов до 20 %. С применением в купе с новыми штаммами, позволяет еще более увеличить производительность. Этот путь позволяют решать одновременно задачу оптимизации по двум параметрам: повышать полноту использования субстрата и конечный выход спирта.
Огромное значение в современной спиртовой имеет биохимическийсостав используемого сырья. Наряду с составом сусла, дрожжам принадлежит существенная роль в проведении процессов брожения и качестве спирта. Их параметры влияют на скорость протекания процессов и состав побочных продуктов спиртового брожения. Производственный процесс и выход готовой продукции в значительной мере зависит от представленных выше параметров. Для полного сбраживания продуктов нужны чистые, стойкие, упитанные, обладающие высокой бродильной способностью дрожжи. Внешние факторы определяют химический состав зерновых, а они в свою очередь обусловливают их биологическую функцию, которая зависит от дальнейшего синтеза ферментов дрожжами и уровня их каталитического действия. Известно, что количество различных ферментов и их активность в дрожжевых клетках зависят от условий культивирования этих микроорганизмов, связанных, прежде всего с составом субстрата.
Одним из методов интенсификации процесса получения спирта является использование минерального сырья, и специально подготовленной технологической воды, которые позволяют преобразовать процесс спиртового брожения путем повышения бродильной активности используемых на производстве микроорганизмов.


1 Теоретическая часть

1.1 Литературный обзор

1.1.1 Анализ исходных данных

В спиртовом производстве крахмалсодержащее сырье, к которому относят различные виды зерна и картофель, оценивают по узкому спектру показателей, к которым относятся влажность, засоренность и содержание крахмала. Столь ограниченный по количеству исследуемых показателей анализ не позволяет, как уже показано рядом авторов [1], выявить резервы, скрытые в структуре и составе зерновых культур, и предложить рациональные пути повышения эффективности их переработки в этанол с учетом минерального состава технологической воды и возможности использования спиртовыми заводами определенных ферментных препаратов, предлагаемых зарубежными и отечественными производителями в достаточно широком ассортименте.
Цель настоящих исследований заключалась в выявлении влияния минерального состава сырья и технологической воды на процесс получения осахаренного сусла.
Определение отдельных макро- и микроэлементов проводил с использованием атомно-адсорбционного анализа [2].
В соответствии с классической методикой при изучении минерального состава сырья проба зерна после озоления растворяется в растворе HCl. В моих экспериментах дополнительно была осуществлена водная экстракция (навеску золы с водой смешивали прим. в соотношении 1:10, затем выдерживали в течение 30 мин при температуре 50 0 С, далее проводили фильтрацию). Результаты, полученные на основе метода кислотной экстракции, приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Содержание металла в зерне по методу кислотной экстракции
Вид
зерна Содержание металла, % к массе золы • 10-2
Ca Mg K Na Zn Mn
Пшеница 17,0 98,0 45,0 0,309 0,174 0,254
Рожь 38,0 104,0 60,0 0,394 0,180 0,288
Ячмень 33,0 94,0 53,0 0,959 0,322 0,120

Исходя из количественного содержания минеральных элементов, выраженного к массе золы такие металлы, как Ca; Mg и K, отнесены к макроэлементам (их значения колеблются в пределах десятков долей процента) ; Na, Zn, и Mg – к микроэлементам (их содержание составляет тысячные доли процента) [3].
Анализ данных табл. 1.1 позволил выявить влияние вида зерна на его минеральный состав. Установлено, что пшеница содержит примерно в 2 раза меньше Ca, чем рожь и ячмень. По содержанию микроэлементов последний существенно отличается от голозерных культур: в нем почти в 3 раза больше Na, в 2 раза больше Zn и в 2 раза меньше Mn.
Результаты, полученные с использование метода водной экстракции, представлены в табл. 1.2. Они позволяют прогнозировать минеральный состав технологической среды (замеса из помола зерна и воды).

Таблица 1.2 Содержание металла в зерне по методу водной экстракции
Вид
зерна Содержание металла, % к массе золы • 10-2
Ca Mg K Na Zn Mn
Пшеница 0,218 0,225 0,150 0,005 0,005 0,004
Рожь 0,890 0,313 0,242 0,120 0,120 0,106
Ячмень 0,700 0,300 0,301 0,206 0,095 0,029

Установлено, что содержание металлов при переводе их в растворимое состояние из золы методом водной экстракции, существенно меньше, чем при обработке раствором HCl . Так, содержание макроэлементов снижается для Ca, Mg и K соответственно в 40-75 раз; в 300-400 раз; в 150-200 раз; микроэлементов уменьшается в меньшей степени для: Na, Zn, и Mn соответственно в 3,0-4,5 раза; в 1,5-30,0; в 3,0-60,0 раз.
В целом полученные новые данные по минеральному составу O для специалистов спиртовой отрасли, так как позволяют расчетным путем оценивать вклад сырья в содержание отдельных металлов при получении замеса.
Кроме основного сырья (зерна пшеницы, ржи, ячменя) в качестве объектов исследования в настоящей работе были использованы пять образцов воды. Образцы №2, №3 и №5 получены со спиртовых предприятий Алматинской, Кызылордийской и Карагандийской областей. Вода образцов №1 и №4 представляла собой соответственно пробу образца №2, разбавленную дистиллированной водой в соотношении 1:3, и пробу образца №2, с дополнительным внесением солей CaCl2 и MgCl2. Установлено, что образцы воды характеризовались существенным отличием в содержании катионов, определяющих жесткость воды (табл. 3). Так, содержание Ca менялось в пределах 12,0-173,5 мг/л. Также установлено, что образец №5 при примерно равном количестве ионов, определяющих жесткость воды, отличался от образца №2 содержанием Na, Zn, Mn. В целом количество ионов Ca и Mg, варьировалось в пределах 20,0-231,0 мг/л.

Таблица 1.3 Параметры использованных образцов воды
Образец воды Жесткость, мг•экв/л Содержание катионов, мг/л
Ca Mg K Na Zn Mn
№1 0,8 12,0 8,0 2,5 1,3 0,001 0,001
№2 3,5 47,5 32,5 10 5,2 0,005 0,005
№3 6,5 110,5 45,0 6,2 5,2 0,005 0,005
№4 10,5 173,5 57,5 10 5,2 0,005 0,005
№5 4,5 51,0 33,5 1,2 3,7 0,200 0,200

В соответствии с принятой классификацией образец воды №1 соответствовал типу мягкая, образцы №2 и №5 – типу умеренно жесткая, а образец №3 и №4 – соответственно к типам жесткая, очень жесткая.
Для оценки вклада сырья и технологической воды в минеральный состав замеса дополнительно были выполнены расчеты, в которых на 100 г помола зерна вносили 350 мл H2O (обычно для спиртовой отрасли гидромодуль 1:3,5)
Данные к расчету минерального состава замеса, представлены в табл.4, показывают, что содержание Ca2+ и Mg2+ независимо от вида зерна и образца воды определяется преимущественно водой. Содержание в замесе Zn и Mn, напротив, зависит от вида зерна, и от образца технологической воды. Так, при использовании пшеницы и мягкой воды суммарное содержание данных микроэлементов в большой степени определяется сырьем; при получении замеса на воде других типов – в основном содержанием микроэлементов в ней. Переработка ржи и ячменя оказывает еще большое влияние на минеральный состав замеса при всех типах используемой воды.

Таблица 1.4 Данные к расчету минерального состава замеса
Компонент замеса Содержание катионов, мг
Ca Mg Zn Mn
Пшеничный помол 0,036 0,037 0,001 0,001
Ржаной помол 0,150 0,054 0,021 0,018
Ячменный помол 0,180 0,078 0,025 0,008
Вода мягкая 4,2 2,8 0,0004 0,0004
Вода умерено жесткая 17,5 11,5 0,0018 0,0018
Вода очень жесткая 60,7 20,0 0,0700 0,0700


1.2 Проведение эксперимента

Оценив минеральный состав основного сырья и технологической воды, далее в работе изучил некоторые показатели, характеризующие полупродукты спиртового производства, а именно замес и сусло.
Получение полупродуктов спиртового производства на технологической воде образцов №1-5 предусматривало смешивание помола зерна, характеризующегося проходом через сито d=1,0мм на уровне 80-85 %, с соответствующим образцом воды при гидромодуле 1:1,5. В контроле замес осуществляли с использованием дистиллированной воды. Анализ замеса, выдержанного в течении 15 мин при температуре 20 0 C, включая определение титруемой кислотности, pH и содержания сухих веществ в жидкой фазе.
Процесс получения сусла вел в соответствии с режимом Регламента механикоферментативного способа переработки сырья, включающего четыре этапа. Измельченное зерно поступало в смеситель, куда одновременно подавали воду в соотношении 1:3 (1:4) и ?-амилазу из сборника. В смесители поддерживалась температура около 50 0C (этап 1 ). Из смесителя замес подавали через контактную головку, где он быстро нагревался до 70...75 0C, в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени (ГДФО-1). В ГДФО-1 замес выдерживался в течении 120-150 мин (этап 2) при постоянном перемешивании. Далее готовый замес непрерывно поступал в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки второй ступени (ГДФО-2). В ГДФО-2 замес подогревался до 95...98 0C и выдерживался при перемешивании в течении 90-120 мин (этап 3).
Общая продолжительность водно-тепловой обработки составляла 3-4 ч . Ферментные препараты дозировались в зависимости от их активности на 1 г условного крахмала сырья: 1,5-2,0 ед. АС (либо 0,4-0,6 ед. АС при использовании термостабильных препаратов) в смеситель и 6,0-6,5ед. ГлС в осахариватель, в котором процесс осуществлял при температуре 56...58 0C в течении 30 мин (этап 4).
Анализ сусла, так же как и замеса, включал в себя определения титруемой кислотности, pH и содержания сухих веществ (СВ). Данные, приведенные в табл. 5, показывают, что pH замеса почти во всех пробах характеризуется сдвигом в более кислую зону, чем исходные значения pH для воды, что связано с переходом в растворимое состояние определенных соединений зерна. Титруемая кислотность замеса практически не зависит от характеристик используемой воды, но меняется в ходе получения сусла.
Установлено, что использование дистиллированной воды и воды мягкого типа дает сусло с кислотностью 0,26-0,27 град; воды умеренно жесткой и жесткой -0,22-0,23; очень жесткой - 0,2 град. Также показано, что получение сусла с использованием мягкой воды (образец №1), и контрольная проба характеризуется 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 32,5-57,5 мг/л дает возможность достичь СВ на уровне 17,0-17,3 %. Максимальной концентрацией характеризуется сусло, полученное с использованием воды повышенной жесткости....


Заключение


Биотехнология позволяет стремительно превратить новое знание, получаемое фундаментальными исследованиями, в капитал, дающий мощный толчок развитию различным отраслям экономики. Применение биотехнологических подходов к созданию новых производств или к модернизации существующих позволяет добиться существенного повышения эффективности вложения финансовых и иных ресурсов. Именно использование новейших достижений биотехнологии в производстве позволяет достичь чрезвычайно высоких экономических показателей.
Спиртовая промышленность в настоящее время является быстро развивающейся отраслью народного хозяйства. Спирт-ректификат, производимый отечественными предприятиями, используется в ликероводочной промышленности, в медицине, производстве пищевых кислот, концентратов для безалкогольных напитков, пищевых добавок и других целей. Потребность в нем постоянно увеличивается, причем возрастает спрос на спирт более высокой степени очистки, производство которого организуется на передовых предприятиях (спирт люкс, альфа).
В настоящей дипломной работе были исследованы зерна (пшеницы, ржи, ячменя), и технологическая вода .По результатам исследования было установлено что, для переработки зерна в спиртовой отрасли для начала нужно оценить влажность, засорённость, содержание крахмала в зерне. Кроме основного сырья нужно оценить качество технологической воды.


Список использованной литературы


1 Рогов И.А. Пищевая биотехнология. В 4 кн. Кн. 1. Основы пищевой биотехнологии.– М.: КОЛОСС, 2004.- 340 с.
2 Пищевая химия. 4-е изд., испр. и доп / Под ред. Нечаева А.П., Траубенберг С. Е., и др. – М.: Гиорд, 2007.- 402 с.
3 Гуревич П.А. Технологические и биохимические основы алкогольсодержащих напитков. – СПб: Проспект Науки, 2007 – 254 с.
4 Промышленная микробиология /Под.ред. Н.С. Егорова, М.: Высшая школа, 2001, 695с.
5 Гуревич П.А. Технологические и биохимические основы алкогольсодержащих напитков. – СПб: Проспект Науки, 2007 – 254 с.
6 КоноваловС.А. Основы физиологии питания дрожжей. — М.: ЦИНТИпищепром, 1999. —268с.
7 Кадиева А. Т., Оверченко М. Б., Игнатова Н. И., Римарева Л. В.Влияние экстремальных температур и осмоса на свойства новых рас Saccharomycescerevisiae985-Т и 985-0//Производство спирта и ликероводочных изделий. 2003. № 4.,С. 38-40.
8 Кадиева А.Т., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Римарева Л.В. Влияние экспериментальных температур и осмоса на свойства новых рас Sacharomycescerevisiae 985 – T и 985 – О // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2003. № 4, С. 38 – 40.
9 Римарева Л.В., ОверченкоМ.Б., ГернетА.М.Скрининг активных рас дрожжей с термотолерантнымиосмофильными свойствами для интенсификации производства этанола //Пиво и напитки. 2000. № 1., С. 34-36.
10 Кадиева А. Т., Оверченко М. Б., Игнатова Н. И., Римарева Л. В.Влияние экстремальных температур и осмоса на свойства новых рас Saccharomycescerevisiae985-Т и 985-0//Производство спирта и ликероводочных изделий. 2003. № 4.,С. 38-40.
11 Кадиева А.Т., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Римарева Л.В. Влияние экспериментальных температур и осмоса на свойства новых рас Sacharomycescerevisiae 985 – T и 985 – О // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2003. № 4, С. 38 – 40.
12 Римарева Л.В., ОверченкоМ.Б., ГернетА.М.Скрининг активных рас дрожжей с термотолерантнымиосмофильными свойствами для интенсификации производства этанола //Пиво и напитки. 2000. № 1., С. 34-36.
13 lnlow D.,McRaeJ., Ben-BassatA.1998. Fermentation of corn starch to ethanol with genetically engineered yeast. Biotechnol.Bioeng. 32:227-234.
14 Kim K., Park C.S., Mattoon J.R.1998. High-efficiency, one-step starch utilization by transformed Saccharomyces cells which secrete both glucoamylase and mouse a-amylase. Appl. Environ. Microbiol. 54: 966-971.
15 IbragimovaS.l., Kozlov D.G., Kartasheva N.N., Suntsov N.I., Efremov B.D., Benevolensky S.V. —1995-A strategy for construction of industrial strains of distillers yeast institute of genetics and selection.
16. Патент № 2110572. Россия. Штамм дрожжей Saccharomycescerevisiae для производства пива. Опубл. 14.02.2002.
17. Патент № 2105263. Россия. Способ производства пива. Опубл. 05.11.2002.
18. Патент № 2131254. Россия. Способ производства пива. Опубл. 18.03.2002.
19 Патент № 2144067. Россия. Способ регенерации пивных дрожжей при производстве пива. Опубл. 14.02.2002.
20 Устинников Б.А.. Лазарева АН., ЯровенкоВ.Л. Интенсификация процесса брожения с применением культуры с повышенной глюкоамилазной активностью //Ферментная и спиртовая промышленность. 1992. № 7.. С. 16-19.
21 Гранкина Е.И., Ильяшенко Н.Г.Исследование возможности активации дрожжей в спиртовом производстве//Тез. докл. Междунар. науч.-теор. конф. «Молодые ученые — пищевым и перерабатывающим отраслям АПК». — М., 1997.-221с.
22 Ферментные препараты в спиртовой промышленности. Под ред. В.Л. Кретовича В.Л. Яровенко. 2006.- 147с.
23 Коновалов С.А.Биохимия бродильных производств. — М.: Пищевая промышленность, 1997. -311с.
24 Гранкина Е.И., Ильяшенко Н.Г.Исследование возможности активации дрожжей в спиртовом производстве//Тез. докл. Междунар. науч.-теор. конф. «Молодые ученые — пищевым и перерабатывающим отраслям АПК». — М., 1997.-221с.
25 Ферментные препараты в спиртовой промышленности. Под ред. В.Л. Кретовича В.Л. Яровенко. 2006.- 147с.
26 Коновалов С.А.Биохимия бродильных производств. — М.: Пищевая промышленность, 1997. -311с.
27 Тишин В.Б., Новоселов А. Г., Меледина Т.В.О скорости роста биомассы при культивировании в высококонцентрированных средах //Журнал прикладной химии. 1990. №7., С. 1620-1621.
28 Лоляков В.Д.. Римарева Л.В.Перспективные ферментные препараты и особенности их применения в спиртовой промышленности //Пиво и напитки 2007. №2. С. 52-55.
29 Смирнова Т.А., Кострова Е.И.Микробиология зерна и продуктов его переработки. — М.: Агропромиздат, 2005.- 145с.
30 Панфилова И. А., Доронин А. Ф., Кирдяшкин В.В.Проблемы и перспективы использования ИК-технологии при производстве продуктов питания на зерновой основе. Обзор. Вып. 1-2. — М.: АгроНИИТЭИПП, 1997.-431с.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.