Інститут хімії та хімічних технологій
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/62386
Browse
Search Results
Item Удосконалення технології спирту з топінамбура(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Шевченко, Діана Іванівна; Shevchenko, Diana Ivanivna; Мельник, Степан Романович; Національний університет "Львівська політехніка"Дана магістерська кваліфікаційна робота присвячена удосконаленню технології спирту з топінамбура. Розроблено технологію отримання спирту з нетрадиційної сировини - топінамбура, з використанням ферментного препарату та ферментів, іммобілізованих на дріжджах. Надано обґрунтування процесів на кожній технологічній стадії на основі сучасних науково- теоретичних основ процесу (Чжан, 2019). Висвітлено важливість дотримання процесів взаємодії мікроорганізмів на подальше отримання кінцевого продукту (Хатун, 2017). Спроектовано технологію та надано перелік використаних сучасних апаратів на лінії виробництва спирту етилового (Бойко, 2019). Надано відомості про економіку виробництва спирту та перспективи розвитку галузі (Кернасюк, 2024). Об’єкт дослідження – удосконалення технології спирту з топінамбура. Предмет дослідження – зброджування бражки з топінамбура Мета дослідження – отримання етилового спирту з топінамбура. У даній магістерській кваліфікаційній роботі запроектовано удосконалену технологію отримання спирту з нетрадиційної сировини топінамбура. Здійснено порівняльний аналіз методів отримання спирту, де вказано їх основні переваги та недоліки, представлено науково-теоретичні основи процесу, розроблено принципову технологічну схему з обґрунтованими нормами технологічного режиму. Надано розширену характеристику сировини (топінамбур: вміст вуглеводів – 12,8% (з них 3,2 % - моно- та дисахариди та 9,6% інулін), вміст 5 води – 79%), напівпродуктів і продуктів, допоміжних матеріалів та енергетичних ресурсів. Подано технічні вимоги до якості сировини, матеріалів і напівпродуктів. Особливу увагу приділено мікроорганізмам, які залучені в процесі виробництва спирту, а саме їх хіміко-біологічне завдання у зброджуванні бражки за технологією одночасного оцукрювання та ферментації. Використовується дріжджі Saccharomyces cerevisiae А-15 та плісняві гриби Aspergillus niger С-15. Оскільки Aspergillus niger A-15 може виділяти інуліназу та утворювати гранули міцелію, його використовують як носій дріжджів. Оскільки оцукрювання є необхідним перед бродінням, гранули міцелію, утворені Aspergillus niger A-15, використовують для іммобілізації дріжджів Saccharomyces cerevisiae C-15, що продукують етанол. Етанол виробляється з гранул міцелію шляхом одночасного оцукрювання та зброджування цукрів, щоб дає змогу спростити процес і покращити толерантність мікроорганізмів до етанолу та вихід етанолу. Наведено опис основних етапів, а саме – підготування сировини, гідроліз інуліну, ферментація, дистиляція. Представлено вибір та обґрунтування технологічних способів і режимів: підготовка топінамбура, подрібнення, гідроліз інуліну, бродіння, дистиляція, очищення та ректифікація. Обрано технологічні режими на всіх етапах, встановлені параметри процесів, які необхідні для досягнення високої якості та ефективності виробництва спирту з топінамбура. У роботі розраховано необхідну кількість продуктів та складені теплові баланси, за результатами яких визначено витрати теплоносіїв і холодоагентів, витратні коефіцієнти за основними видами сировини та енергетичних ресурсів. 6 Виконано конструктивні розрахунки апаратів на лінії виробництва та наведено їх технічну характеристику. Апарати, які розміщені у відділенні: молоткова дробарка для подрібнення топінамбура; приймальний бункер для отримання вже подрібненої сировини; шнек для переміщення подрібненої сировини; змішувач в якому відбувається змішування подрібненого топінамбура з водою за встановленою температурою; спіральний теплообмінник для охолодження гарячого сусла; апарат чистої культури дріжджів, в якому відбувається нагромадження біомаси дріжджів; дріжджанка також, де відбувається нагромадження біомаси та подача іммобілізованих дріжджів до гідролізованої маси на бродіння; бродильний апарат для зброджування бражки; спиртовловлювач для отримання водно- спиртової рідини з газів бродіння. Надалі відбувається подача зрілої бражки на ректифікацію. Виконано креслення принципової технологічної схеми виробництва, описано всі стадії та потоки і надано до кожного з них технологічні показники. Запропоновано конструктивні особливості приміщення, надано характеристику компонованому обладнанню та виконано компонувальне креслення відділення зброджування сусла з топінамбура, на якому розміщено лінії виробництва, враховуючи особливості розміщення апаратів та їх габарити. У магістерській кваліфікаційній роботі надано оцінку економічної ефективності проектованого відділення і висвітлено план виробництва та збуту продукції. Подано інформацію про розвиток даної технології на внутрішньому ринку. В економічні частині проведено розрахунок вартості всіх ресурсів для такого виробництва.