Для чего были разработаны техусловия тепловой обработки

о тепловой обработке замеса в емкостяхРазработанные технические условия в спиртовом производс­тве ферментативной и тепло­вой обработки предусматривают дли­тельное выдерживание замеса в емкостях. Масса перемешиваемого с разжижающей альфаамилазой замеса выдерживается в емкостных аппаратах АФО1 и АФО2 при параметрах, исключающих резкое повышение вязкости массы с потерей текучести. Это может привести к забиванию переточных и циркуля­ционных трубопроводов, нарушению работы насоса, мешалки и снижению эффективности производства.

В условиях длительности процесса и создании необходимой температуры

В процессе ферментативной обра­ботки в интервале температур от 50-55 до 80-95С достигается необходимая полнота набухания, клейстеризации и гидролиза крахмала сырья с полу­чением гидролизованной массы, без затруднений смешиваемой с глюкоамилазой, что обеспечивает образование качественного сусла. Исходя из этого, информация о реологических показателях гидролизуемой альфаамилазой массы имеет важное практическое значение, так как по величине вязкости можно объективно оценить степень разжижения крахмалистой среды и связанную с этим возможность стабильного ее перекачивания, пере­мешивания в оптимальных условиях работы насоса, мешалки. Получение такой информации и стало целью про­ведения исследования.

Исследования показателей вязкости при переработке продукции

Показатели вязкости определяли при переработке пшеницы, ржи, ячме­ня с использованием для разжижения замесов различных ферментных препа­ратов альфа-амилазы (мезофильной, термостабильной). На стадии осахаривания для получения сусла приме­няли различные концентрированные препараты глюкоамилазы.

В ходе исследования использовали ротационный электровискозиметр ЭВИ 57 ПЛ, предназначенный для экспресс-измерений вязкости жидких сред в лабо­раторных и производственных условиях. Вязкости измеряли в абсолютных едини­цах Паскаль-секундах (Па•с).

В лаборатории замес (смесь тонкоизмельченного зерна и воды) готовили при температуре 50-55С, вносили альфа-амилазу в дозе 1,5 ед АС/г ус­ловного крахмала сырья, выдерживали при перемешивании 10 минут, нагревали на водяной бане до температуры 70-72С и, перемешивая, выдерживали 2 часа.

Быстро повышали температуру до 85-90С и выдерживали, периодически перемешивая, 40 минут, затем охлаждали до температуры 60С, вносили глюкоамилазу из расчета 6 ед ГлС/г крахмала и осахаривали 30 минут.

Об условиях проведения опытов в лаборатории В опытах концентрированный замес с температурой 55С быстро нагревали до температуры 80-85С и выдерживали, не превышая 90С, при перемешивании 2 часа, после чего проводили осахаривание при температуре 60С в течение 30 минут. В этих условиях максимальная величина вязкости при температуре 87-90С не превышала 1,0 Па•с для ржи и 2,0 Па•с для ячменя, то есть масса в ходе ферментативно-тепловой обработки была достаточно подвижной, хорошо перемешивалась и не сгущалась в процессе вы­держки.

Ускорение условий процесса обработки продукции

замес в емкостяхСледует отметить также более значительную величину максимальной вязкости за счет увеличения количества трудногидролизуемых некрахмалистых углеводов (бетаглюканов, ксиланов, арабанов и других веществ) в ячмене, ржи по сравнению с пшеницей. Таким образом, можно констатиро­вать, что процесс ферментативнотепловой обработки тонкоизмельченного зерна с проходом частиц через сито 1 мм 80-85% протекал в благоприятных температурных условиях для действия термостабильной альфаамилазы, что обеспечивало получение качествен­ного сусла повышенной концентрации с нормальной подвижностью, активно контактирующего с глюкоамилазой.

Замеры вязкости на заводах про­водили при переработке зерно-смеси из ржи и пшеницы и одного ячменя по принятым на предприятиях режимах с применением для разжижения как мезофильной, так и термостабильной амилазы. Так, при переработке по схеме механико-ферментативной обработки смеси ржи 30% и пшеницы 70% по ре­жиму с длительной выдержкой замеса: в АФО1 с мезофильной альфа-амилазой Амилаза НТ 4000 (доза по АС 2 ед/г крахмала) в течение 4 часа при температуре 65С и в АФО2 при температуре 70-80С 3,5 часа замеры вязкости гидролизуемой массы показали, что она не превы­шала: вАФО1 0,38 Па•с,вАФО20,22 Па•с. При этом вязкость производствен­ного сусла концентрацией 15,516% СВ составила 0,10,14 Па•с.

Итоги проведенных исследований и условия внедрения метода

Данные, полученные при переработ­ке тонкоизмельченного ячменя низкой крахмалистости (от 47 до 50%) при концентрации сусла 14,8 15,2% по схеме с длительной выдержкой замеса, разжиженного термостабильной амила­зой препарат Амилекс ЗТ (доза 0,20,3 ед АС/г крахмала), показали следую­щее. Вязкость гидролизуемой массы в аппаратах АФО1 и АФО2 в процессе выдержки при температуре 81-82С по 3,54 часа в каждом не превышала 0,160,1 Па•с. Вязкость сусла в осахаривателе при использовании глюкоамилазы ДиазимХ4 составляла 0,070,1 Па•с. Таким образом, замеры вязкости, выполненные в производственных условиях при эффективной работе перемешивающих устройств (насос, мешалка) с длительной выдержкой (до 8 часов) гидролизуемой мезофильной и термостабильной альфа-амилазой зерновой массы, показали, что воз­можно получать подвижную, легко перемешиваемую перетекающую по трубопроводам и перекачиваемую насосом массу и качественное сусло, соответствующее принятым в спирто­вой отрасли характеристикам.

С.И. Громов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ГНУ ВНИИПБТ РАСХН