Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
МИРАКОВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СВЕТЛОГО ЯЧМЕННОГО СОЛОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕКОГЕРЕНТНОГО КРАСНОГО СВЕТА
Специальность 05.18.01-Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва - 2012
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева
Научный руководитель: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Савина Ольга Васильевна |
Официальные оппоненты: | Новиков Николай Николаевич, доктор биол. наук, профессор кафедры агрономической и биологической химиии радиологииРоссийского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А.Тимирязева. Положешникова Марина Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения и товарной экспертизы Российского государственного экономического университета имени Г.В. Плеханова. |
Ведущая организация: | ГНУ Рязанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии |
Защита состоится л30мая 2012г. в 16:30 часов на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.043.05 при РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д.49
С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан л 28 апреля 2012г.
Ученый секретарьдиссертационного совета Н.Н. Лазарев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.Одной из главных причин снижения эффективности отечественного пивоварения и падения объемов производства пива за последние годы, по мнению специалистов, является ухудшение качества пивоваренного ячменя при увеличении его цены, а также низкая эффективность существующего способа солодоращения.
Основным недостатком традиционного способа получения пивного солода является длительность процесса, особенно на стадии проращивания, а также недостаточная ферментативная активность готового солода. Кроме того в России пивоваренный ячмень часто по качеству не отвечает требованиям модернизированной пивоваренной отрасли. В настоящее время ведется поиск новых способов воздействия на зерно ячменя с целью увеличения всхожести, сокращения времени проращивания пивоваренного ячменя, повышения ферментативной активности и улучшения качества готового солода.
Анализируя различные способы обработки зерна ячменя, применяемые в технологии солодоращения, можно заключить, что наиболее эффективными для этой цели является использование различных физических факторов, к которым относится некогерентный красный свет.
Цель и задачи исследований.Целью настоящей диссертационной работы является обоснование использования некогерентного красного света в технологии солодоращения и исследование его влияния на качество светлого ячменного солода.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-систематизировать данные по современному состоянию производства пивоваренного ячменя и солода в России и Рязанской области;
-дать теоретическое и практическое обоснование возможности использования некогерентного красного света для интенсификации процесса солодоращения;
-оптимизировать режимы облучения зерна ячменя на экспериментальной установке некогерентного красного света;
-разработать технологию солодоращения с использованием обработки зерна пивоваренного ячменя некогерентным красным светом;
-провести сравнительную оценку качества светлого ячменного солода, полученного по новой и традиционной технологии;
-оценить экономическую эффективность производства солода при использовании в технологии солодоращения некогерентного красного света;
-с учетом проведенных исследований разработать практические рекомендации по применению некогерентного красного света в технологии производства светлого ячменного солода.
Научная новизнаработы.
-на основании теоретического обобщения и экспериментальных исследований впервые показана эффективность использования некогерентного красного света в технологии производства светлого ячменного солода;
-отработаны режимы облучения зерна ячменя на экспериментальной установке некогерентного красного света. Установлено, что облучение следует проводить после замачивания ячменя перед этапом проращиванияпри дозе облучения 30 Дж/м2, ширине облучаемого слоя зерна не более 30 см и глубине - не более 2,5 см;
-выявлено улучшение показателей качества готового солодаот использование НКС в солодоращении. Массовая доля экстракта в сухом веществе увеличилась на 1,5 %, продолжительность осахаривания сократилась на 5 минут. В результате использования обработки НКС повысился класс солода;
-показана экономическая эффективность использования некогерентного красного света в технологии солодоращения. При использовании обработки некогерентным красным светом предприятие может получить дополнительную прибыль за счет сокращения сроков солодоращения и повышения качества готового солода в размере 26а859 тыс. рублей в год, повысив рентабельность производства на 22,5 %.
Практическая значимость работы и реализация ее результатов.
- разработана и предложена для практического использования технология солодоращения с использованием некогерентного красного света и схема внедрения её в линию производства солода на примере ОАО Русская пивоваренная компания Хмелефф (Акт о внедрении от 01.02.2012г);
-разработаны и утверждены Министерством сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области рекомендации по использованию некогерентного красного света для предпосевной обработки семян при производстве пивоваренного ячменя;
- результаты исследований внедрены в учебный процесс по подготовке специалистов - технологов сельскохозяйственного производства в ФГБОУ ВПО Рязанском государственном агротехнологическом университете имени П.А.Костычева.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- результаты анализа производства и качества пивоваренного ячменя в Рязанской области;
- результаты оптимизации параметров облучения зерна ячменя на экспериментальной установке некогерентного красного света;
- схема технологического процесса солодоращения с использованием облучения некогерентным красным светом;
- результаты сравнительной оценки качества светлого ячменного солода, полученного по новой и традиционной технологии;
- результаты экономической оценки эффективности использования некогерентного красного в технологии производства светлого ячменного солода.
Апробация работы.Основные результаты работы, касающиеся научных и практических аспектов технологии производства светлого ячменного солода с использованием некогерентного красного света, доложены и обсуждены на Международной конференции с элементами научной школы для молодежиБиотехнические,медицинские и экологические системы и комплексы (Рязань, 2009); на Научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и молодых ученых Рязанского государственного агротехнологического университета (Рязань, 2009);на Международной научно-практической конференции Инновационному развитию АПК - научное обоснование (Пермь,2010); на 1-м международного конгресса Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества (Москва,2011); на Международной научно-практической конференции Управление торговлей - теория, практика, инновации (Мытищи, 2011); на Международной научно-практической конференции Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства (Рязань, 2011); на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2010, 2011).
Публикации.По результатам работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе три работы в журнале из перечня ВАК РФ, подана заявка на патент.
Объем и структура диссертации.Работа состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций к производству, списка литературы, приложений. Материал изложен на 120 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 32 рисунка, 15 приложений. Список литературы включает 170 наименования отечественных и зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе рассмотрены теоретические и практические основы производства светлого ячменного солода. Проанализирована проблема повышения качества светлого ячменного солода и интенсификации процесса солодоращения. Приведен анализ существующих методов биохимической, химиченской, ферментативной и физической активации ферментов с целью сокращения длительности технологического процесса, снинжения потерь ценных веществ зерна и улучшения качества солода.
Во второй главе указаны объекты исследований, описана методика проведения эксперимента и методы исследования. Объектами исследования явились ячмень пивоваренный сорта Ксанаду, экспериментальная установка некогерентного красного света, светлый ячменный солод полученный по традиционной технологии и с использованием некогерентного красного света.
В работе применялись стандартные общепринятые методы исследования. Все анализы проводились в трехкратной повторности. Достоверность экперементальных данных оценивали методами математической статистики с помощью компьютерных программ и стандартных программ Microsoftoffice.
Структурно-логическая схема проведения исследований представлена на рисунке 1.
В третьей главе приведены исследования состояния производства пивоваренного ячменя в Рязанской области. Рязанская область относится к южной части Нечерноземной зоны Российской Федерации. Агроклиматические условия нашего региона вполне удовлетворяют требованиям культуры ячменя к условиям выращивания.
По данным министерства сельского хозяйства Рязанской области в настоящий момент основными районами возделывания пивоваренного ячменя являются районы с серыми, темно-серыми лесными почвами оподзоленными и выщелочными черноземом, расположенные во второй и третьей агроклиматической зоне области.
Производство и реализация ячменя пивоваренного по сортам в районах Рязанской области представлена в таблице 1.
Исходя из приведенных данных, наибольшая урожайность и валовой сбор пивоваренного ячменя отмечается в хозяйствах Ряжского района (36,2 цга и 6392 т, соответственно) Наиболее широко районированным сортом пивоваренного ячменя является сорт Ксанаду, который выращивается практически во всех районах области. Сорт Ксанаду по данным анализа сортоучастков рязанской области является наиболее стабильным к условиям выращивания и обеспечивают более высокие показатели качества во все года выращивания. Поэтому мы приняли его за исходное сырье в нашем эксперименте.
Таблица 1
Производство пивоваренного ячменя в районах Рязанской области
в 2009-2011 годах
Наименование района | Агроклиматическаязона | Тип почв | Урожайность,ц\га | Валовой сбор,т | Районированные сорта |
Сараевский | третья | черноземы выщелоченные | 19,5 | 3 678 | Скарлетт, Ксанаду |
Сапожковский | третья | черноземы оподзоленные | 18,9 | 3 256 | Ксанаду, Эльф |
Ряжский | третья | темно-серые лесные, выщелоченные черноземом | 36,2 | 6 392 | Ксанаду, Скарлетт,Данату |
Новодеревенский | третья | темно-серые лесные, выщелоченные черноземом | 20,7 | 3 675 | Анабель, Скалет,Эльф, Нур |
Милославский | вторая | черноземы оподзоленные, черноземы выщелоченные | 20,8 | 3 597 | Ксанаду |
Кораблинский | вторая | темно-серые лесные | 26,3 | 4 345 | Ксанаду, Анабель |
Старожиловский | вторая | дерново-подзолистые, светло-серые лесные | 30,5 | 5 657 | Ксанаду, Эльф |
Путятинский | третья | светло-серые лесные | 19,8 | 3 875 | Ксанаду, Нур |
Качество зерна ячменя как сырья для производства солода должно отвечать требованиям ГОСТ 5060-86 (таблица 2).
Таблица 2
Показатели качества ячменя сорта Ксанаду
Наименование показателя | Значение показателя | ||
Норма по ГОСТ 5060-86 | Фактически | ||
I класс | II класс | ||
Цвет | Светло-желтый, желтый, допускается сероватый оттенок | Желтый с сероватым оттенком | |
Запах | Свойственный нормальному зерну ячменя (без затхлого и солодового, без плесневелого, без посторонних запахов) | Свойственный, затхлого, солодового, плесневелого и постороннего запахов не обнаружено | |
Состояние | Здоровый, негреющийся | Здоровый, негреющийся | |
Влажность, % | не более 15,0 | не более 15,5 | 14,6 |
Сорная примесь, % | не более 1,0 | не более 2,0 | 0,8 |
Зерновая примесь, % | не более 2,0 | не более 5,0 | 1,4 |
Белок, % | не более 12,0 | 12,9 | |
Способность прорастания, % | не менее 95 | не менее 90 | 70 |
Натура, г/л | не менее 570 * | 656 | |
Абсолютная масса, г | 35-44** | 44,7 | |
*Норма натуры для тяжелого ячменя;**Из данных характеристики сорта.
Как видно из данных, представленных в таблице 2, исходный образец по большинству показателей соответствует требованиям нормативного документа. Зерно было хорошо выполненным и крупным, о чем говорят фактические значения показателей натуры и абсолютной массы зерна. Однако содержание белка в зерне пивоваренного ячменя должно быть не более 12%, а в исходном образце - 12,3 %, Выявлено также, что способность прорастания исходного зерна на 20 % ниже нормы, допустимой для второго класса.
Учитывая, что класс пивоваренного ячменя определяется по наихудшему показателю, данный образец ячменя не может быть оценен даже по второму классу, и следовательно, не пригоден для производства солода. Такая ситуация достаточно часто складывается на производстве, что ограничивает выбор сырья производителями, вынуждая их закупать более дорогое импортное сырье.
Для улучшения качества исходного зерна нами предложено использовать облучение некогерентным красным светом.
В четвертой главе приведены результаты исследований по оптимизации параметров облучения ячменя некогерентным красным светом на экспериментальной установке НКС и разработана технология солодоращения с использованием некогерентного красного света.
С целью подбора оптимальных режимов облучения ячменя на экспериментальной установке, изучали несколько вариантов, отличающихся экспозицией и кратностью облучения.При этом нами использовано три варианта облучения красным светом - 5, 10 и 15 мин, что обеспечивает суммарную дозу облучения 30 Дж/м2 и 60 и 90 Дж/м2, соответственно.
При разработке технологии солодоращения с использованием обработки некогерентным красным светом важным моментом было определить, на каком этапе технологического процесса следует проводить облучение зерна - до замачивания зерна, после замачивания или в процессе проращивания солода. При этом ставили задачу добиться максимального эффекта, сохранив простоту технического решения при минимуме затрат.
Первоначально выявили эффективность облучения сухого зерна. Изучение влияния некогерентного красного света на способность прорастания ячменя показало нецелесообразность использования облучения до замачивания зерна, так как ни одна из примененных доз НКС не привела к достоверной прибавке всхожести ячменя при однократном облучении сухого зерна. В таблице 3 показана зависимость показателей всхожести ячменя от кратности облучения при обработке сухого зерна (доза облучения - 30Дж/м2).
Для получения наибольшего эффекта при облучении сухого зерна необходимо проводить обработку НКС не менее трех раз с интервалом в один день: только в этом варианте показатели энергии и способности прорастания достоверно превышают контрольные на 5,4% и 8,0 %, соответственно.Однако, это дополнительно удлиняет технологический процесс солодоращения, что снижает его эффективность.
Таблица 3
Влияние кратности облучения красным светом на показатели
всхожести ячменя при облучении сухого зерна (доза облучения - 30Дж/м2)
Кратность облучения | Энергия прорастания, % | Способность прорастания, % | ||
Фактически | Отклонение от контроля, % (+/-) | Фактически | Отклонение от контроля, % (+/-) | |
Контроль (без облучения) | 70,0 | - | 70,2 | - |
Однократное | 72,1 | +2,1 | 74,3 | +4,1 |
Двукратное | 70,3 | +0,3 | 71,7 | +1,5 |
Трехкратное | 75,4 | +5,4 | 78,2 | +8,0 |
НСР05 4,53 5,38
Выявленные преимущества обработки некогерентным светом могут быть использованы не только в технологии производства ячменного солода, но и в смежных областях, где необходимо стимулирование начальных ростовых процессов растений, и повышение посевных качеств семян. Это может найти широкое применение, например, для предпосевной обработка семян в производстве зерновых культур. Нами разработаны и утверждены Министерством сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области рекомендации по использованию некогерентного красного света для предпосевной обработки семян при производстве пивоваренного ячменя.
Дальнейшие исследования были направлены на отработку режимов облучения замоченного зерна(рисунок 2).
Рис.2- Влияние экспозиции красного света на способность прорастания зерна ячменя при облучении замоченного зерна
При изучении влияния различных доз НКС на прорастаемость ячменя выявлено, что наибольшую прибавку способности прорастания вызвало время воздействия НКС 5 мин, что соответствует суммарной дозе облучения 30 Дж/м2 В данном варианте значение показателя способность прорастания превысило контрольный на 27,1 % и составило 97.1 %, что соответствует требованиям стандарта для пивоваренного ячменя 1-го класса.
Для окончательного решения вопроса оптимизации дозы НКС при обработке замоченного зерна изучили динамикуизменения биометрических показателей роста проростков ячменя в зависимости от дозы НКС. Исследования проводили после семи дней проращивания облученных и контрольных растений. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4
Влияние экспозиции красного света на биометрические показатели роста
ячменя
Доза облучения | Наименование показателя | |||||
Общая масса 10 проростков, г | Масса корешков, г | Масса колеоптелей, г | Длина корешков, см | Длина колеоптелей, см | Количество корешков, шт | |
Контроль (без облучения | 1,200,06 | 0,710,04 | 0,500,03 | 1,530,07 | 3,800,19 | 3,00 |
30Дж/м2 | 1,710,10 | 0,900,04 | 0,820,03 | 2,330,11 | 5,110,25 | 3,00 |
60Дж/м2 | 1,500,09 | 0,920,05 | 0,600,03 | 1,920,09 | 4,620,21 | 3,00 |
90Дж/м2 | 1,450,06 | 0,870,04 | 0,580,02 | 1,550,08 | 4,100,21 | 3,00 |
Анализ данных таблицы 4 показывает, чтовоздействие красного света вызвало существенное ускорение динамики роста проростков ячменя: масса проростков выше контроля на 0,25-0,51 г, длина колеоптилей - на 0,30-1,33 см.Более быстрый рост облученных растений имеет существенное значение для повышения эффективности солодоращения: чем раньше активизируются в исходном сырье процессы роста и чем активнее они протекают, тем больше количество активных ферментов и выше степень растворения эндосперма будет достигнута на этапе проращивания солода.
Максимальная прибавка биометрических показателей достигнута при 5 минутах воздействия НКС, что подтвердило наибольшую эффективность дозы облучения 30 Дж/м2. Данная доза облучения была принята за основу при дальнейшей отработке элементов технологии солодоращения с использованием НКС.
Для решения практических задач исследования были направлены на определение допустимой толщины и глубины облучаемого слоя зерна (рисунок 3,4)
Рис. 3 - Способность прорастания ячменя в зависимости от толщины
облучаемого слоя зерна при воздействии на него НКС (доза 30Дж/м2).
На рисунке 3 прослеживается четкая зависимость биологического эффекта облучения от толщины слоя зерна. Самая высокая способность прорастания наблюдается на поверхности облучаемого слоя; при углублении до 2,5 см показатель медленно снижается на 1-2 %; при дальнейшем погружении внутрь слоя зерна отмечается резкое снижение способности прорастания, и на глубине 3,5 см от поверхности биологический эффект облучения практически сходит на нет - значение показателя способность прорастания снижается до уровню контроля без облучения - 70 %.
Рис. 4 - Способность прорастания ячменя в зависимости от ширины
облучаемого слоя зерна при воздействии на него НКС (доза 30Дж/м2)
Как видно из рисунка 4, биологический эффект облучения сохраняется на расстоянии не более 15 см от центра лампы, что обеспечивает максимально возможную ширину облучаемого слоя не более 30 см. При дальнейшем увеличении ширины слоя зерна происходит резкое снижение эффективности воздействия, и зерно, отдаленное от центра лампы более чем на 17 см, практически не получает стимулирующего воздействия.
При исследовании взаимосвязи способности прорастания с толщиной и шириной облучаемого слоя получено регрессионное уравнение, отражающее уровень факторов эксперимента.
Регрессионное уравнение, описывающее взаимосвязь способности прорастания с толщиной и шириной облучаемого слоя имеет вид:
Z=122,2857-27,5143x+2,7857y,
гдеz-способность прорастания, %
x- толщина облучаемого слоя зерна, см
y- ширина облучаемого слоя зерна, см
Графическая интерпретация уравнения регрессии, отражающая зависимость переменного отклика от влияющей переменной, приведена на рисунке 5.
Рис. 5- Зависимость способности прорастания от толщины и ширины облучаемого слоя зерна при воздействии на него НКС
Построенная регрессионная модель предсказывает увеличение способности прорастания с уменьшением толщины и ширины облучаемого слоя зерна. Наивысшее значение показателя способности прорастания (95%) достигается приширинадо 30 см и толщине облучаемого слоя до 2,5 см.
Таким образом, после оптимизации параметров облучения разработана схема технологии производства солода с использованием НКС. (рисунок 6)
Облучению следует подвергать зерно ячменя после замачивания до влажности 44 % перед этапом проращивания при дозе облучения 30 Дж/м2. Допустимая ширина облучаемого слоя зерна, не приводящая к существенной потере эффективности обработки - 30 см при глубине не более 2,5 см. Для исключения влияния дневного света облучение важно проводить в полной темноте.
1 сорт 2 сорт
На производство пива
Рис.6- Схема технологического процесса производства солода с использованием НКС
Разработанная технология солодоращения с использованием некогерентного красного света и схема внедрения её в линию производства солода на примере ОАО Русская пивоваренная компания Хмелефф позволяет сократить время солодоращения с семи до пяти суток, увеличив выход солода на 26,7 % и повысив эффективность использования производственных площадей.Внедрение предложенной схемы технологического процесса в технологию производства ячменного солода не требует больших материальных вложений и значительной перестройки существующего технологического процесса солодоращения, что делает её использование доступным для любого предприятия, производящего ячменный солод.
В пятой главе для определения технологического эффекта от использования некогерентного красного света всолодоращении в лабораторных условиях был получен светлый ячменный солод по двум технологиям: традиционной, применяемой на ОАО Русская пивоваренная компания Хмелефф (контрольный вариант), и перспективной, разработанной нами, (опытный вариант) и проведена сравнительная оценка качества двух образцов. Проращивание солода контрольного варианта осуществляли в течение 7 суток, опытного - в течение 5 суток.
При исследовании ферментативной активности солода выявлено, что облучение НКС оказало положительное влияние на активность гидролитических ферментов в готовом солоде (таблицы 5).
Таблица 5
Ферментативная активность образцов солода в зависимости
от облучения семян ячменя НКС
Доза облучения | Амилолитическая активность,% | Автолитическая активность,% | ||
Фактическое значение | Отклонение от контроля, % (+/-) | Фактическое значение | Отклонение от контроля, % (+/-) | |
Контроль (без облучения) | 476,421,7 | - | 48,832,34 | - |
30Дж/м2 | 559,025,9 | +17,4 | 73,333,27 | +24,5 |
60Дж/м2 | 517,22,7 | +8,7 | 61,332,68 | +12,5 |
90Дж/м2 | 435,0221,6 | -8,6 | 53,083,24 | +5,05 |
Доза облучения, соответствующая времени 5 минут, дала наибольший эффект. Увеличение амилолитической активности в этом варианте по отношению к контролю составило 17,4%, автолитической активности - 24,5%.
Наивысшим критерием эффективности использования предлагаемого приема в технологии солодоращения является оценка качества готового солода на соответствие действующему нормативному документу (ГОСТ Р 29294-92).
При сравнении органолептических показателей не выявлено различий между контрольным и опытным образцами. По физико-химическим показателям контрольный образец ячменного солода, произведенный по традиционной технологии, имеет качество, соответствующее второму классу действующего стандарта, в то время как опытный образец, полученный с использованием обработки некогерентным красным светом, по всем показателям отвечает требованиям первого класса (таблица 6).
Из представленных данных в таблице 6 видно, что у опытного образца произошло улучшение по отношению к контролю практически всех показателей, нормируемых ГОСТ: количество мучнистых зерен увеличилось на 2,8 %, что показывает более высокую степень растворения эндосперма солода; общее содержание белка ниже контрольного образца на 0,3 % при одновременном увеличении содержания растворимой фракции белка, о чем говорит более высокое значение числа Кольбаха.
Таблица 6
Показатели качества готового солода
Наименование показателя | Норма по ГОСТ 29294-92 для солода | Фактическое значение показателя солода | ||
1 класса | 2 класса | Контрольный | Опытный | |
Массовая доля влаги, % | не более 5,0 | не более 6,0 | 4,900,23 | 4,900,23 |
Количество зерен, % Мучнистых Стекловидных Темных | не менее 80 не более 5 - | не менее 80 не более 10 не более 4 | 92,54,11 3,51,58 не обнаружено | 95,34,52 2,60,12 не обнаружено |
Массовая доля белковых веществ в сухом солоде, % | не более 11,5 | не более 12,0 | 11,80,53 | 11,50,51 |
Число Кольбаха | - | - | 38 | 39 |
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % | 78,0 | 76,0 | 77,51,49 | 79,01,44 |
Разность экстрактов в СВ солода тонкого и грубого помола, % | 1,6-2,5 | не более 4,0 | 2,90,12 | 1,80,09 |
Продолжительность осахаривания, мин | 20 | 25 | 20 | 15 |
Облучение некогерентным красным светом повысило экстрактивность готового солода и разность экстрактов в сухом веществе солода тонкого и грубого помола на 1,5% и 1,1 %, соответственно, что закономерно привело к снижению продолжительности осахаривания на 5 минпо сравнению с контрольным образцом.
Таким образом, нами выявлена высокая эффективность использования некогерентного красного света в технологии производства солода.
В шестой главе проведена оценка экономической эффективности использования НКС в технологии производства светлого ячменного солода, которая показала, что при использовании обработки некогерентным красным светом в технологии производства солода предприятие может получить дополнительную прибыль в размере 28атыс. 487 рублей, повысив рентабельность производства на 22,5 %.
ВЫВОДЫ
В ходе проведенных исследований получены следующие основные результаты:
1.Исследованиями качества зерна ячменя, использованного для производства солода, установлено несоответствие исходного образца требованиям стандарта по показателям содержание белка и способность прорастания: содержание белка на 0,9% выше допустимого значения, способность прорастания на 20% ниже нормы для пивоваренного ячменя второго класса.
2. Изучение влияния некогерентного красного света на способность прорастания ячменя при обработке сухого зерна свидетельствует о нецелесообразности использования облучения до замачивания зерна, так как достоверная прибавка данного показателя на 8 % по отношению к контролю получена только при трехкратном облучении зерна с интервалом в один день. Это дополнительно удлиняет технологический процесс солодоращения, что снижает его эффективность.
3.Анализ эффективности действия некогерентного красного света при обработке ячменя, замоченного до влажности 44 %, выявил увеличение способности прорастания зерна в опытных вариантах на 8,8-21% по отношению к контролю, доведя данный показатель до требуемых стандартом норм.
4. Влияния некогерентного красного света на биометрические показатели показало ускорение динамики роста проростков ячменя.
После семи дней проращивания растения опытных вариантов опережали контрольные на 0,25-0,5г по массе проростков и на 0,3-1,3 см по длине колеоптелей. Более быстрый рост облученных растений закономерно приводит к увеличению ферментативной активности солода.
5.Облучение некогерентным красным светом положительно повлияло на активность гидролитических ферментов в готовом солоде.Наибольшую эффективность оказала доза облучения некогерентным красным светом 30 Дж/м2, обеспечив прибавку по отношению к контролю амилолитической активности на 17,4% и автолитической активности на 25,5%.
6. Более высокая ферментативная активность солода, полученного с применением облучения некогерентным красным светом в дозе 30 Дж/м2, привела к более полному растворению высокомолекулярных веществ в исходном сырье. Так, содержание белка в опытном образце солода на 0,3 % ниже, чем в контрольном варианте, при одновременном увеличении содержание растворимой фракции белка, о чем говорит более высокое значение числа Кольбаха.
7. Интенсификация биохимических процессов в облученном зерне под действием некогерентного красного света привела к улучшению основных технологических показателей солода. Экстрактивность готового солода и разность экстрактов в сухом веществе солода тонкого и грубого помола увеличились на 1,5% и 1,1 %, соответственно, что закономерно привело к снижению продолжительности осахаривания на 5 мин по сравнению с контрольным вариантом. В результате использования обработки НКС солод перешел из 2 класса в солод 1-го класса.
8.Разработанная технология солодоращения с использованием некогерентного красного света и схема внедрения её в линию производства солода на примере ОАО Русская пивоваренная компания Хмелефф позволяет сократить время солодоращения с семи до пяти суток, увеличив выход солода на 26,7 % и повысив эффективность использования производственных площадей.
9.Расчет экономической эффективности применения некогерентного красного света в технологии производства светлого ячменного солода показал, что предприятие может получить дополнительную прибыль за счет сокращения сроков солодоращения и повышения качества готового солода в размере 26 859 тыс. рублей в год, повысив рентабельность производства на 22,5 %.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения всхожести и сокращения сроков проращивания пивоваренного ячменя и улучшения качества светлого ячменного солода в технологии солодоращения следует применять обработку некогерентным красным светом с соотношением мощностей излучения в диапазоне длин волн 540-680нм и свыше 680 нм не менее 5,5:1.
2. Обработке следует подвергать зерно ячменя после замачивания до влажности 44 % перед этапом проращивания при экспозиции 5 минут, что обеспечивает суммарную дозу облучения 30 Дж/м2. Допустимая ширина облучаемого слоя зерна, не приводящая к существенной потере эффективности обработки - 30 см при глубине не более 2,5 см. Для исключения влияния дневного света облучение важно проводить в полной темноте.
3. Для улучшение посевных качеств пивоваренного ячменя и ускорения начальных ростовых процессов при выращивании пивоваренного ячменя следует применять трехкратное облучение семян ячменя с интервалом в один день при дозе облучения 30 Дж/м2. Для получения наибольшего эффекта обработку некогерентным красным светом следует проводить в темноте.
ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:
1.Савина О.В. Применение некогерентного красного света для интенсификации сельскохозяйственных процессов. Биотехнические,медицинские и экологические системы и комплексы. Материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи /И.С. Ноздрина, С.В. Никитов, О.В. Савина, С.А. Руделев//- Рязань:РГРТУ. -2009г.-с.77-81.
2.Ноздрина И.С. Теоретические и практические аспекты применения некогерентного красного света для обработки семян ячменя. Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава и молодых ученых/ И.С. Миракова, О.В. Савина//- Рязань: РГАТУ. -2009г.-с.42-43.
3.Ноздрина И.С. Влияние некогерентного красного света на производство ячменного солода. Сборник научных статей Международной научно-практической конференции Инновационному развитию АПК - научное обоснование/ И.С. Ноздрина//- Пермь:ГСХА. - 2010. - с. 225-228.
4.Миракова И.С. Инновационная технология производства ячменного солода с использованием некогерентного красного света. Материалы первого международного конгресса Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества/И.С. Миракова, О.В.Савина//-Москва: РЭУ им.Плеханова.-2011-с.39-41.
5.Миракова И.С. Использование некогерентного красного света в технологии производства ячменного солода. Материалы IV Международной научно-практической конференции Управление торговлей - теория, практика, инновации/ И.С. Миракова, О.В. Савина// - Мытищи: РУК.- 2011 - с. 430-433.
6.Миракова И.С. Некогерентный красный свет -экологически чистый фактор интенсификации солодоращения. Международной научно-практической конференции Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства/ И.С. Миракова, О.В. Савина//-Рязань-2011- с.185-193
7.Миракова И.С. Влияние некогерентного красного света на потребительские свойства светлого ячменного солода/ И.С. Миракова, О.В. Савина// Товаровед продовольственных товаров.-2012,№3.- с. 16-21
8.Миракова И.С.Повышение ферментативной активности светлого ячменного солода путем использования в технологии солодоращения некогерентного красного света/ И.С.Миракова, О.В. Савина, С.А. Руделев// Естественные и технические науки.-2012, №2.
9.Миракова И.С. Влияние некогерентного красного света на качество светлого ячменного солода/ И.С.Миракова, О.В. Савина//Естественные и технические науки.-2012, №2.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям