На основі проведених досліджень розроблено удосконалену енерго- та ресурсозберігаючу технологію спиртових бражок із різних видів крохмалевмісної сировини, встановлено оптимальні параметри технологічного процесу отримання спиртової бражки з використанням ферментних препаратів різної селективної дії залежно від виду сировини.
Експериментально доведено, що високоврожайне та висококрохмалисте зернове сорго (гібрид GARCT – 95-31) дає змогу розширити сировинну базу і є повноцінною сировиною для виробництва етилового спирту. В умовах термоферментативної обробки жита за початкової концентрації сусла 18 % мас. необхідно збільшувати витрати ферментів глюкоамілазної дії до 6,9 од. ГлА/г та додатково вносити 0,3 од. ГА/г умовного крохмалю целюлолітичного ФП. У разі переробки кукурудзи початкова концентрація сухих речовин сусла може бути збільшена до 25 %. При цьому необхідно збільшувати витрати ферментів - амілазної дії до 1,7 – 2,0 од. АА/г умовного крохмалю. За ступеня дисперсності (відсоток проходу через сито з отворами діаметром 1 мм) зерна жита – 85 – 95; кукурудзи та сорго – 95 – 100 досягається нормативний вихід спирту з 1 т умовного крохмалю сировини за оптимальними визначеними умовами низькотемпературної ТФО. Підвищення ступеня дисперсності зерна до діаметра крупки 0,5 та 0,25 мм дає змогу збільшити концентрацію спирту в дозрілих бражках на 0,4 – 1,1 % відносних. Технологічний процес оцукрювання розрідженого сусла доцільно проводити в бродильному апараті з підвищенням температури бродіння до 36 – 37 С із застосуванням термотолерантних рас дріжджів. У процесі зброджування сусла із жита та сорго необхідно додатково вносити целюлолітичні ФП на початку бродіння в бродильний апарат із розрахунку 0,3 од. ГА/г умовного крохмалю. Якісний і кількісний склад леткої частини бражки залежить від виду перероблюваної сировини, ступеня дисперсності зерна, температури її ТФО, температури бродіння та концентрації сухих речовин сусла.
Із підвищенням температури бродіння до 37 С у бражних дистилятах із кукурудзи, незалежно від концентрації СР сусла, збільшується кількість ацетальдегіду, ізопентанолу та ізопропанолу в 1,2 – 1,4 рази. При цьому зменшується кількість етилацетату, метанолу, ізоамілацетату та н-пентанолу (в 1,1 – 1,4 раза), н-пропанолу (в 3,2 раза), н-бутанолу (в 7,5 раза). Збільшення температури бродіння до 37 С майже не впливає на накопичення в бражному дистиляті метилацетату, ізо-бутилацетату, етилбутирату та ізо-бутанолу. Встановлено, що з підвищенням концентрації СР сусла із кукурудзи до 18 % (при температурі бродіння 37 С) у бражних дистилятах збільшується кількість етилацетату, ацетальдегіду, ізопентанолу (в 2,8 – 3,2 раза) та н-пентанолу (в 1,8 раза); зменшується кількість метанолу, ізопропанолу, ізоамілацетату (в 1,2 – 1,9 раза), н-бутанолу, метилацетату (в 4,2 – 4,7 раза), н-пропанолу (в 7,6 раза). Залишається без змін концентрація ізобутилацетату, етилбутирату та ізобутанолу. Для забезпечення стабільного виробництва високоякісного спирту за ДСТУ 4221 – 2003 при низькотемпературній ТФО в процесі ректифікації необ-хідно: збільшити кількість тарілок у відгінній частині епюраційної колони до 30 – 35 шт., відбір головної фракції етилового спирту до 5 – 8 % від абсолютного алкоголю бражки, кількість тарілок у спиртовій колоні до 80 – 88 шт., зону пастеризації до 8 – 14 тарілок, відбір пастеризованого спирту до 1,5 – 2,0 %, ввести до системи ректифікації колону кінцевої очистки з 40 – 60 тарілками, в тому числі в концентраційній частині 15 – 25 шт. у разі роботи її в режимі повторної ректифікації. Виведено математичні моделі оптимального процесу зброджування сусла з кукурудзи, які дають змогу з відносною похибкою 5 % та урахуванням концентрації СР, температури бродіння розраховувати концентрацію летких домішок у бражних дистилятах. Економічна ефективність від впровадження удосконаленої технології спиртових бражок становить 0,48 – 0,56 грн/дал при вартості однієї Гкал – 120 грн.
Cписок праць, опублікованих за темою дисертації Технологічні особливості переробки жита в етанол / І.С. Гулий, А.І. Українець, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко, Р.Г. Кириленко та ін. // Харч. і перероб. пром-ть. – 2004. – № 1. – С. 18-20. Вплив зернових культур та ступеня дисперсності їх помелу на склад леткої частки спиртової бражки / І.С. Гулий, А.І. Українець, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко, Р.Г. Кириленко та ін. // Харч. і перероб. пром-сть. – 2004. – № 2. – С. 16-17. Оптимізація технології спиртової бражки з кукурудзи / А.І. Українець, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, З.М. Романова, Р.Г. Кириленко та ін. // Харч. і перероб. пром-сть. – 2005. – № 6. – С. 16-19. Вплив концентрації сухих речовин сусла та температури бродіння на склад леткої частини спиртової бражки / А.І. Українець, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, Р.Г. Кириленко та ін. // Харч. і перероб. пром-сть. – 2006. – № 2. – С. 18-20. Перспективні напрямки енергозбереження при біоконверсії рослинної сировини в етиловий спирт / А.І. Українець, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко, В.Б. Сизько, Р.Г. Кириленко // Колега. – 2006. – № 6-8. – С. 4-8. Пат. 56419 А України, В01D3/14. Установка для цільового вилучення з циклу ректифікації верхніх проміжних домішок / І.Д. Жолнер, І.С. Гулий, А.І. Українець, П.Л. Шиян, О.О. Осипенко, В.Б. Сизько, Р.Г. Кириленко та ін. – № 2002042679; Заявл. 03.04.2002; Опубл. 17.10.2005, Бюл. № 10. Пат. 70423 С2 України, С12F3/00, С12F3/08, С12F3/06. Спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини / І.Д. Жолнер, В.В. Сосницький, С.Т. Олійнічук, Є.О. Міхненко, П.Л. Шиян, В.Б. Сизько, В.Я. Артюхов, Р.Г. Кириленко – № 20040806752; Заявл. 12.08.2004; Опубл. 15.10.2004, Бюл. № 10. Пат. № 18924 України, С12N1/16, С12N1/18, С12N1/865 (2006.01). Термотолерантний штам дріжджів SACCHAROMYCES CEREVISIAE ДТ-05 для мікробного синтезу етилового спирту з крохмалевмісної сировини / А.І. Українець, О.А. Сухомлин, В.В. Сосницький, П.Л. Шиян, С.Т. Олійнічук, В.О. Маринченко, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко, Г.В. Єрмакова, Р.Г. Кириленко та ін. – U 20606894; Заявл. 20.06.2006; Опубл. 15.11.2006, Бюл. № 11. Перероблення сорго сорту “Гібрид GARCT – 95-31” у спирт / Р.Г. Кириленко, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко // Програма і матеріали Міжнар. наук. конф. молодих вчених, аспірантів і студентів „Сучасні методи створення нових технологій та обладнання в харчовій промисловості”. – К.: НУХТ.– 2002. – Ч.ІІ. – С. 23. Накопичення летких домішок у дозрілих бражках залежно від виду сировини і дисперсності помелу / Р.Г. Кириленко, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак, А.М. Фіщенко, В.М. Кошова // Програма і матеріали 69-ї наук. конф. молодих вчених, аспірантів і студентів. – К.: НУХТ. – 2003. – Ч.ІІ. – С. 21. Кириленко Р.Г., Шиян П.Л., Мудрак Т.О. Накопичення летких домішок в дозрілих бражках в залежності від концентрації сухих речовин та температури зброджування сусла // Програма і матеріали 71-ї наук. конф. молодих вчених, аспірантів і студентів. – К.: НУХТ. – 2005. – Ч.ІІ. – С. 14-15. Вплив технологічних параметрів зброджування сусла на накопичення летких органічних домішок спиртової бражки / Р.Г. Кириленко, П.Л. Шиян, Т.О. Мудрак та ін. // Матеріали ІХ Міжнар. наук.-техн. конф. „Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодення і перспективи”. – К.: НУХТ, 2005. – С. 61-62. Кириленко Р.Г., Шиян П.Л., Мудрак Т.О. Оптимізація процесу накопичення леткої частки спиртової бражки // Програма і матеріали 72-ї наук. конф. молодих учених, аспірантів і студентів „Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті”. – К.: НУХТ. – 2006. – С. 17.
Особистий внесок: брав участь у проведенні досліджень, обробці результатів експерименту та оформленні статті [1-4]; провів патентний пошук, брав участь у організації та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, обробці одержаних даних та написанні заявки на патент України [5, 6]; брав участь у обробці літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень, обговоренні та узагальненні результатів досліджень, підготовці матеріалів до публікації [7-13].
|
