Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии

Рассмотрена возможность применения метода дискретно-импульсного ввода энергии при обработке крахмалосодержащих сред. Представлены результаты исследований по гидролизу крахмалосодержащих сред. Доказана эффективность применения метода....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Ободович, А.Н., Лымарь, А.Н., Костик, С.И., Сидоренко, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2015
Назва видання:	Промышленная теплотехника
Теми:	Тепло- и массообменные аппараты
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142156
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, А.Н. Лымарь, С.И. Костик, В.В. Сидоренко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 44-52. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-142156
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1421562018-09-30T01:22:51Z Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии Ободович, А.Н. Лымарь, А.Н. Костик, С.И. Сидоренко, В.В. Тепло- и массообменные аппараты Рассмотрена возможность применения метода дискретно-импульсного ввода энергии при обработке крахмалосодержащих сред. Представлены результаты исследований по гидролизу крахмалосодержащих сред. Доказана эффективность применения метода. Розглянуто можливість застосування методу дискретно-імпульсного введення енергії при обробці крахмаловмісних середовищ. Представлені результати досліджень по гідролізу крахмалосодержащих середовищ. Доведено ефективність застосування методу на даному етапі виробництва спирту. The possibility in the processing of starch media has been considered. The results of studies on the hydrolysis of starch media are presented. The effectiveness of the method is proved. 2015 Article Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, А.Н. Лымарь, С.И. Костик, В.В. Сидоренко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 44-52. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.1.2015.06 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142156 663.5 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Тепло- и массообменные аппараты Тепло- и массообменные аппараты
spellingShingle	Тепло- и массообменные аппараты Тепло- и массообменные аппараты Ободович, А.Н. Лымарь, А.Н. Костик, С.И. Сидоренко, В.В. Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии Промышленная теплотехника
description	Рассмотрена возможность применения метода дискретно-импульсного ввода энергии при обработке крахмалосодержащих сред. Представлены результаты исследований по гидролизу крахмалосодержащих сред. Доказана эффективность применения метода.
format	Article
author	Ободович, А.Н. Лымарь, А.Н. Костик, С.И. Сидоренко, В.В.
author_facet	Ободович, А.Н. Лымарь, А.Н. Костик, С.И. Сидоренко, В.В.
author_sort	Ободович, А.Н.
title	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
title_short	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
title_full	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
title_fullStr	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
title_full_unstemmed	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
title_sort	снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Тепло- и массообменные аппараты
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142156
citation_txt	Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, А.Н. Лымарь, С.И. Костик, В.В. Сидоренко // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 1. — С. 44-52. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT obodovičan sniženieénergozatratpripererabotkekrahmalosoderžaŝihsredmetodomdiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT lymarʹan sniženieénergozatratpripererabotkekrahmalosoderžaŝihsredmetodomdiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT kostiksi sniženieénergozatratpripererabotkekrahmalosoderžaŝihsredmetodomdiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT sidorenkovv sniženieénergozatratpripererabotkekrahmalosoderžaŝihsredmetodomdiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii
first_indexed	2025-07-10T14:17:49Z
last_indexed	2025-07-10T14:17:49Z
_version_	1837269860465246208
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №144 УДК. 663.5 СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩИХ СРЕД МЕТОДОМ ДИСКРЕТНО – ИМПУЛЬСНОГО ВВОДА ЭНЕРГИИ Ободович А.Н., д.т.н., Лымарь А.Н., Костик С.И., Сидоренко В.В. Институт технической теплофизики НАН Украины, ул. Желябова, 2а, Киев, 03680, Украина Рассмотрена возможность при- менения метода дискретно-импульс- ного ввода энергии при обработке крахмалосодержащих сред. Пред- ставлены результаты исследований по гидролизу крахмалосодержащих сред. Доказана эффективность при- менения метода. Розглянуто можливість засто- сування методу дискретно-імпульс- ного введення енергії при обробці крахмаловмісних середовищ. Пред- ставлені результати досліджень по гідролізу крахмалосодержащих се- редовищ. Доведено ефективність за- стосування методу на даному етапі виробництва спирту. The possibility in the processing of starch media has been considered. The results of studies on the hydrolysis of starch media are presented. The effectiveness of the method is proved. ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ Библ. 5, табл. 3, рис. 4. Ключевые слова: дискретно-импульсный ввод энергии, гидролиз, сусло. Вопросы энерго- и ресурсосбережения всег- да были и, на сегодняшний день, остаются акту- альными для всех отраслей промышленности. Наукой и практикой уже доказано, что метод ДИВЭ позволяет частично решать данные про- блемы в фармацевтической, пищевой, химичес- кой и др. отраслях промышленности [1,2,3]. Изучение теплофизических процессов в слож- ных гетерогенных системах при воздействии механизмов ДИВЭ позволяет совершенствовать существующие и разрабатывать новые техно- логии и продукты. Исходя из вышеизложенного, перед нами стояла задача исследования возможности при- менения метода ДИВЭ при переработке крах- малосодержащих зерновых культур. Зерновые культуры являются одним из ос- новных видов сырья для хлебопекарной, бро- дильной, крахмалопаточной и других отраслей промышленности. Зерновые культуры имеют различную форму зерна, но состоят из одинако- вых анатомических частей: оболочки, зародыша и эндосперма. Химический состав зерновых культур зави- сит от экологических (климатических и почвен- ных) и метеорологических условий. Он харак- теризуется такими основными группами ве- ществ, как углеводы, жиры, белки и зольные эле- менты. Основную часть углеводов (около 98 %) составляет крахмал. [4]. Переработка зерна практически во всех от- раслях промышленности связана с диспергиро- ванием, смешиванием с водой или другой жид- кой фазой, термообработкой и, при необходи- мости, гидролизом. Вышеуказанные технологи- ческие стадии переработки зерна осуществля- ется на отдельном оборудовании по установ- ленным режимам. Метод ДИВЭ, разработанный в ИТТФ НАН Украины, позволяет проводить данные техно- логические операции в одном РПА [5]. По традиционному способу переработки зерна в спиртовой промышленности его снача- ла измельчают, а затем смешивают с водой, про- водят термообработку и гидролизуют. Перера- ботка зерна с применением метода ДИВЭ осу- ществляется несколько иначе, чем по класси- ческой схеме В приёмный бункер РПА задают воду, от- крывают кран и включают РПА. Вода рецирку- лирует по контуру через рабочие органы РПА. Затем открывают двухходовой кран и из бун- кера подают зерно в поток рециркулирующей воды. Количество зерна и воды составляет 1 – 2 соответственно. Водозерновая смесь проходит через прохо- дит рабочие органы РПА в режиме рецирку- ляции, где происходит одновременное измель- чение зерна, смешивание его с водой, растворе- ние химических соединений и нагревание смеси. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 45 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ рабочих органах. Скорость сдвига потока зави- сит от угловой скорости вращения ротора, ради- уса ротора и зазора между статором и ротором. В таблице 1 показана зависимость количес- тва прогидролизованного крахмала в % от про- должительности процесса и частоты пульса- ций потока среды в РПА. Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что с увеличением продолжительности процес- са гидролиза увеличивается количество проги- дролизированного крахмала. Без обработки в РПА (частота пульсаций 0) за 15 мин. гидроли- зуется 78 % крахмала. С увеличением частоты пульсаций от 1 до 5 кГц количество прогидро- лизованного крахмала увеличится до 96 %. Из таблицы видно, что при частоте пульса- ций 3…5 кГц продолжительность осахаривания можно сократить до 10…12 мин. и достичь ве- личины 96 % прогидролизованного крахмала. Таким образом, проведение процесса гидролиза крахмалосодержащего сырья в РПА с частотой пульсаций потока 3…5 кГц позволяет повысить процент прогидролизованного крахмала от 78 до 96 и сократить продолжительность от 15 до 10…12 мин. В дальнейших исследованиях было изучено воздействие угловой скорости вращения ротора на гидролиз крахмалосодержащих соединений. Из графика можно сделать вывод о том, что с увеличением скорости вращения ротора про- должительность гидролиза уменьшается, а ко- личество прогидролизованного крахмала уве- личивается. Эффективность процесса гидроли- за существенно улучшается при увеличении угловой скорости от 30 ∙ 2π до 50 ∙ 2π об/с . Уве- личение угловой скорости до 70 ∙ 2π об/с прак- тически процесс гидролиза не улучшает. При повышении угловой скорости до 90 ∙ 2π об/с наблюдается уменьшение количества прогидро- лизованного крахмала от 96 до 60 %. По мне- нию авторов, вышеописанное можно объяснить тем, что при небольшом увеличении угловой ско- рости вращения ротора от 30 ∙ 2π до 50 ∙ 2π об/с повышается массообмен перерабатываемой сре- ды, в результате чего улучшается взаимодейс- твие между активным центром фермента и суб- стратом. То есть в единицу времени количество разорванных ацетальных связей (С – О) α 1 – 4 и (С – С) α 1 – 6 увеличивается. Нагревание смеси происходит за счёт энергии диссипации. Обработку смеси ведут до температуры на- чала клейстеризации крахмала 45…50 °С, затем задают ферментный препарат – термостойкую бактериальную α-амилазу. Ферментный препа- рат α-амилаза разжижает крахмал и не даёт ему клейстеризоваться, а также частично его гидролизует. После добавления α-амилазы об- работку смеси продолжают до температуры 80…85 °С. Такая температура необходима для разваривания крахмальных зёрен и перевода крахмала в растворённое состояние. По достижению температуры 80…85 °С в раствор добавляют ещё одну часть воды и ох- лаждают его до температуры 55…60 °С. После этого добавляют ферментный препарат глю- коамилазу и переводит гидролиз крахмала до получения сбраживаемых углеводов. Далее гото- вое сусло охлаждают и подают на сбраживание. Отличительная особенность приготовления сусла спиртового производства с применением метода ДИВЭ состоит в том, что все техноло- гические операции (диспергирование, переме- шивание, растворение, нагревание, гидролиз) проходят в одном РПА. Более подробно остановимся на наиболее важном и сложном в технологии спирта процес- се гидролиза крахмала. По классической технологии на процесс гидролиза крахмала и крахмалосодержащих со- единений оказывают влияние следующие фак- торы: температура, рН, природа и количество катализатора, продолжительность во времени [4]. По разработанному способу гидролиз будет проводиться с применением метода ДИВЭ и его механизмов. При проведении исследований примем, что катализаторами будут ферментные препараты α- и глюкоамилазы. Оптимумом их действия является рН 5,0…5,5 и температура 70…85 °С для α-амилазы и 55…58 °С для глюкоамилазы. В процессе обработки гидролизуемой среды в РПА будем менять продолжительность про- цесса, частоту пульсаций, скорость сдвига по- тока, угловую скорость, зазор между статором и ротором. Частота пульсаций зависит от скорос- ти вращения ротора и количества отверстий в ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №146 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ Табл. 1. Зависимость количества прогидролизованного крахмала (в %) от продолжительности процесса и частоты пульсаций потока среды в РПА Частота пульсаций, кГц Время, мин 3 5 7 10 12 15 0 1 3 5 7 17 25 28 20 39 47 49 41 75 88 89 67 76 91 92 73 80 96 96 78 89 96 96 Однако, увеличение угловой скорости до 90 ∙ 2π об/с способствует ухудшению процесса гидролиза. По видимому, большие угловые ско- рости приводят к разрушению активного центра фермента и снижению его активности. Проведенные исследования позволяют сде- лать вывод о том, что наиболее эффективно про- ходит процесс гидролиза крахмала при угловой скорости вращения ротора 50 ∙ 2π об/с. Одним из факторов, влияющих на обработку гетеро- Рис. 1. Зависимость количества прогидролизованного крахмала (%) от угловой скорости вращения ротора и продолжительности гидролиза: 1 – 30∙2π об/с; 2 – 50∙2π об/с; 3 – 70∙2π об/с; 4 – 90∙2π об/с. генных сред в РПА является величина зазора между статором и роторм. При проведении данных исследований уг- ловая скорость вращения ротора оставалась по- стоянной и составляла 50 ∙ 2π об/с. График зависимости количества прогидро- лизованного крахмала (%) от продолжительно- сти гидролиза и зазора между статором и рото- ром представлена на рис. 2. Уменьшение зазора между статором и ро- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 47 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ тором от 500 до 300 мкм положительно влияет на процесс гидролиза крахмала. Позволяет гид- ролизовать его на 97…98 % и снизить продол- жительность процесса от 18 до 13…14 мин. Уменьшение зазора меньше 100 мкм нецелесо- образно, т.к. большая вязкость среды будет за- труднять её перемешивание и перекачивание. Угловая скорость вращения ротора и зазор между статором и ротором объединяет новая введенная величина – скорость сдвига потока γ (с-1). Дальнейшими исследованиями было опре- делено влияние скорости сдвига потока обра- батываемой среды в РПА на процесс гидролиза крахмала. Скорость сдвига потока меняли пу- тём изменения угловой скорости вращения ро- тора, внутреннего радиуса ротора и величины зазора между статором и ротором. Она состав- ляла 30, 50, 70∙103 с -1. Зависимость количества прогидролизован- Рис. 2. Зависимость количества прогидролизованного крахмала (%) от продолжительности гидролиза и зазора между статором и ротором:1 – 500 мкм; 2 – 300 мкм; 3 – 100 мкм. ного крахмала от продолжительности процесса и скорости сдвига потока представлена в таб- лице 2. Данные таблицы свидетельствуют о том, что увеличение скорости сдвига потока от 0 до 50∙103 с-1 существенно увеличивает количество прогидролизованного крахмала от 75 до 96 % и сокращает продолжительность процесса на 20 %. С увеличением скорости сдвига потока до 70∙103 с-1 количество прогидролизованного крахмала практически не увеличивается. Анализируя экспериментальные данные, от- ражённые в таблицах и графиках приходим к выводу, что процесс гидролиза крахмалосодер- жащего сырья наиболее эффективно проводить при обработке среды в РПА при скорости сдви- га потока 50∙103 с-1 и частоте пульсаций 3 кГц. Ранее было указано, что с уменьшением среднего размера частиц зерна и повышением температуры начинается клейстеризация крах- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №148 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ мала. Это приводит к резкому увеличению вяз- кости среды, что влечёт за собой трудности в её переработке. Поэтому, с целью разжижения и гидролиза среды, в неё добавляют фермент- ные препараты α – амилазу и глюкоамилазу. Вследствие вязкость разжиженных и гидроли- зованных крахмальных растворов уменьшается до 0,2…0,3 Па∙с. Это позволяет готовый продукт легко перемешивать и перекачивать. Экспериментально установлено, что для приготовления 1 т. сусло с применением мето- да ДИВЭ необходимо затратить 4,7 кВт элек- троэнергии. Данный показатель по существую- щей технологии составляет 6,5 кВт·час. Для спиртового завода производительностью 3000 дал спирта в сутки необходимо 300 т сусла. Суточная потребность в электроэнергии для приготовления сусла по существующей техно- логии составляет 6,5 · 300 = 1950 кВт·ч, по по- лучаемой 4,7 · 300 = 1410 кВт·ч. В среднем спиртовые заводы работают 300 суток в год. 1950 · 300 = 585000 кВт·ч – существующая тех- нология, 1410 · 300 = 423000 кВт·ч – предлага- емая технология. Итого годовая экономия энергозатрат для од- ного спиртового завода составляет 162000 кВт·ч. В Украине работает 40 спиртовых заводов. Годовой экономический эффект по Украине со- ставляет 162000 · 40 = 6480000 кВт·ч. При проведении процесса гидролиза крах- малосодержащих соединений количество фер- ментного препарата задавали по принятым в спиртовой промышленности для осахаривания сусла нормам. На 1 тонну крахмала 1 кг α-ами- лазы и 1 кг глюкоамилазы. Затраты осахарива- ющих материалов наиболее правильно рассчи- тывать по единицам их активности на единицу массы крахмала. Одним из показателей актив- ности ферментов, отвечающих за гидролиз крах- мала, является осахаривающая активность (ОА), которая характеризует способность всех амило- тических ферментов катализировать гидролиз крахмала до редуцирующих веществ. Актив- ность осахаривающих материалов характеризу- ют числом единиц осахаривающих ферментов, находящихся в 1 г ферментного препарата. За единицу осахаривающей активности при- нимают такое количество ферментов, которые в строго определенных условиях (температура – 30, рН – 4,7…4,9, период действия – 60 мин) катализирует гидролиз 1 г крахмала, который не превышает 30 % введенного в ферментативную реакцию. Как правило, осахаривающая актив- ность амилолитических ферментных препара- тов составляет от 0,1 до 8,0 ед./100 см3). При использовании ферментных препаратов для ги- дролиза крахмала определяют осахаривающую активность и, исходя из этого, рассчитывают их количество. Ранее проведенные исследования показали, что применение метода ДИВЭ позволяет уве- личить скорость реакции гидролиза крахмала почти в 2 раза. Продолжительность реакции уменьшается с 20 до 10 мин. Используя РПА, мы улучшаем взаимодей- ствие фермента и субстрата. Т.е. в принудитель- ном порядке за счет скорости и частоты пуль- саций потока заставляем одно и тоже количе- ство фермента гидролизовать в единицу вре- мени большее количество связей (С – О) и (С – С). Иными словами повышаем активность фермента. При этом возникает вопрос о том, можно ли с увеличением активности фермента уменьшить его количество при гидролизе еди- Табл. 2. Зависимость количества прогидролизованного крахмала (в %) от продолжительности процесса и скорости сдвига потока Скорость сдвига потока γ (с-1) Продолжительность гидролиза, мин 3 5 7 10 12 15 0 30∙103 50∙103 70∙103 6 17 21 23 23 48 44 46 45 67 75 76 61 85 92 93 70 90 96 96 75 94 96 97 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 49 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ницы крахмала. Для этого были проведены исследования по уменьшению (от установленной нормы) ко- личества ферментных препаратов на 5, 10, 15 и 20 %. Данные экспериментов представлены на рисунке 3. Из графика видно, что при снижении содер- жания ферментного препарата от 100 до 80 % продолжительность времени для проведения гидролиза увеличивается от 10 до 15 мин. Уменьшение количества ферментного препарата на 5…15 % возможно практически без измене- ния продолжительности процесса. Таким образом, применение метода ДИВЭ эффективно при гидролизе крахмалосодержа- щего сырья. Данный метод позволяет сократить продолжительность процесса в 2 раза, увели- чив при этом количество прогидролизованного крахмала от 76 до 97 %. В процессе исследований установлено, про- ведение процесса гидролиза с применением метода ДИВЭ позволяет с одинаковым коли- чеством ферментных препаратов проводить ре- акцию в 2 раза быстрее и с большим количес- твом прогидролизованного крахмала. Это наво- дит на мысль, что активность ферментов в ре- зультате воздействия механизмов ДИВЭ может изменяться. Поэтому следующим этапом исследований было определение влияния механизмов ДИВЭ на осахаривающую активность амилолитичес- ких ферментных препаратов. Из механизмов Рис. 3. График зависимости количества прогидролизованного крахмала от времени при затратах ферментных препаратов: 1 – 100 %; 2 – 95 %; 3 – 90 %; 4 – 85 %; 5 – 80 %. При проведении исследований, гидролиз крахмалосодержащего сырья проводили методом ДИВЭ при частоте пульсаций 3 кГц, скорости сдвига потока 50∙103 с-1, амплитуде перепада давлений ΔР 520 кПа. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №150 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ДИВЭ были выбраны частота пульсаций и ско- рость сдвига потока среды в РПА. График зависимости осахаривающей актив- ности (ОА) ферментов от продолжительности процесса и частоты пульсаций среды в РПА представлен на рис. 4. При проведении иссле- дований измеряли начальную осахаривающую активность ферментных препаратов. Она сос- тавляла 3,4 ед./100 см3. ОА препаратов при проведении процесса гидролиза сначала увеличивается почти в 2 раза, а затем уменьшается. При проведении гидро- лиза с частотой пульсаций среды 3…5 кГц на- ибольшая ОА ферментов наблюдается на 10… 12 мин. обработки. Затем она падает. При про- ведении гидролиза с частотой пульсаций 1 кГц ОА увеличивается меньше и на 15 минуте об- работки. Тоже происходит ее уменьшение. По мне- нию авторов это объясняется тем, что до опре- деленного момента (частота пульсаций и про- должительность) активный центр фермента чаще встречается с ацетальной связью в молекуле крахмала и разрывает ее. Повышенная частота пульсаций и продолжительность гидролиза по- видимому ингибирует активный центр фермента. Для доказательства правильности данного предположения было исследовано влияние ско- рости сдвига потока и продолжительности гид- ролиза на ОА ферментов (табл. 3). Данные таблицы подтверждают выдвинутые ранее предположения о том, что воздействие ме- ханизмов ДИВЭ на фермент сначала повышает его и активность до определенных пределов, а затем разрушает активный центр фермента, вследствие чего активность падает. Рис. 4. Зависимость осахаривающей активности от продолжительности процесса гидролиза, при частоте пульсаций: 1 – 1 кГц; 2 – 3 кГц; 3 – 5 кГц. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №1 51 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ Выводы Приведенные исследования убедительно до- казывают, что применение метода ДИВЭ при пе- реработке зернового крахмалосодержащего сы- рья позволяет интенсифицировать процесс и снизить энергозатраты. В работе показана воз- можность проведения четырёх технологичес- ких этапов переработки зерна (диспергирова- ние, перемешивание, растворение, нагревание, гидролиз) в одном РПА. Изучено действие ДИВЭ и конструктивных особенностей РПА на про- цесс гидролиза крахмала. ЛИТЕРАТУРА 1. Басок Б.И. Дискретно-импульсный ввод энергии в технологии бродильного производства/ Б.И. Басок, Ободович А.Н., Пироженко И.А., Коба А.Р. // Пром. теплотехника. – 2003. – Т. 25, № 4 (приложение №1). – С. 94 – 99. Табл. 3. Зависимость осахаривающей активности ферментов от скорости сдвига потока и продол- жительности гидролиза Скорость сдвига потока, 103 с-1 Время, мин 0 3 5 7 10 12 15 17 20 30 50 70 3,4 3,4 3,4 3,5 3,7 3,9 4,2 4,5 4,8 4,8 5,3 6,0 5,5 6,1 6,0 6,0 6,0 5,1 5,3 5,2 3,5 4,5 4,0 2,1 3,4 2,1 0,5 2. Ободович А.Н. Совершенствование тех- нологии приготовления сусла из крахмалосо- держащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии/ А.Н. Ободович, Т.Л. Грабова, А.Р. Коба // Пром. теплотехника. – 2009. – Т. 31, № 6. – С. 81 – 87. 3. Ободович А.Н. ДИВЭ – интенсифициру- ющий метод гидролиза высокомолекулярных соединений / А.Н. Ободович, А.Ю. Лымарь // Промышленная теплотехника. – 2013. – Т. 35, № 6. – С. 23 – 30. 4. Мальцев П.М. Технология бродильных производств / П.М. Мальцев – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 569 с. 5. Долинский А.А. Метод дискретно-импульс- ного ввода энергии и его реализация: моногра- фия / А.А Долинский, А.Н. Ободович, Ю.А. Бор- халенко. – Х.: Віровець А.П. “Апостроф”. – 2012. – 185 с. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №152 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ REDUCTION OF ENRGY CONSUMPTION IN THE PROCESSING OF STARCH MEDIA BY METHOD OF DISCRET – PULSED ENERGY INPUT Obodovich A.N., Lymar A.J., Kostyk S.I., Sidorenko V.V. Institute of Engineering Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine, 2a, Zhelyabova str., Kyiv, 03680, Ukraine The article presents the results of applying the method of discrete-pulsed energy input (DIVE) in the processing of starch media. Examine the extent that they affect the DIVE on the degree of hydrolysis of starch saccharifying activity of enzyme prepa- rations. The paper shows the possibility of four pro- cess stages of grain processing (dispersion, mixing, dissolving, heating, hydrolysis) in one apparatus. These data clearly show that the application of the method in the processing DIVE grain starch raw materials allows to intensify the process and re- duce energy costs. References 5, tabl. 3, fig. 4. Key words: discrete-pulse energy input, hydrolysis, wort. 1. Basok B.I. Discrete-pulse energy input into the production of fermentation technology/ Basok B.I., Obodovich A.N., Pirogenko I.A., Koba I.A.// Promyshlennaya teploteknika. – 2003. – V. 25, № 4 (enclosure №1). – P. 94 – 99 (Rus.) 2. Obodovich A.N. Improving the technology of preparation of the wort from starch raw material in alcohol production using the method of discrete- pulsed energy input / Obodovich A.N., Grabova T.L., Koba I.A. // Prom. teploteknika – 2009. – V. 31, № 6. – P. 81 – 87(Rus.) 3. Obodovich A.N. DIVE – intensifying method of hydrolysis of high-molecular compounds / Obo- dovich A.N. Lymar A.J. // Prom. teploteknika. – 2013. – V. 35, № 6 – P. 23 – 30 (Rus.) 4. Malsev P.M. Fermentation Technology / Ma- lsev P.M. – Second edition revised and supplemen- ted. – Moscow: Food industry, 1980. – 569 (Rus.) 5. Dolinskiy A.A. The method of discrete-pulsed energy input and its implementation: Monograph/ Dolinskiy A.A., Obodovich A.N., Borkhalenko J.A. – Kharkov: Vyrovanets A.P. “Aposrof”/ – 2012. – 185 p (Rus.) Получено 08.10.2014 Received 08.10.2014

Снижение энергозатрат при переработке крахмалосодержащих сред методом дискретно – импульсного ввода энергии

Репозитарії

Схожі ресурси