76116

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ГЛЮКОРНУ

Отчет о прохождении практики

Биология и генетика

Актуальність теми. У сучасних умовах забруднення навколишнього середовища недоброякісного виробництва продуктів харчування та високого рівня урбанізації вживання людиною додаткових нутрієнтів із підвищеним рівнем ферментів вітамінів мікро та макроелементів стає все більш необхідним.

Украинкский

2015-01-29

1.1 MB

1 чел.

Кафедра біотехнології

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет

Інститут екологічної безпеки

Кафедра біотехнології

ЗВІТ

з екобіотехнологічної практики

Студентки 4 курсу ІЕБ – 406

Косцевич Н. М.

База практики: НАУ, Інститут екологічної безпеки.

Керівник практики: від університету та бази практики: к.с.-г.н , професор Барановський М.М.                                                                                 _______

                                        (підпис)

Керівник дипломної роботи: к.с.-г.н., професор Барановський М.М._______

      (підпис)

Київ 2013

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………………….4.

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗИ ПРАКТИКИ………………………….8.

РОЗДІЛ 2.ХАРАКТЕРИСТИКА ЕКСТРАКТУ З ЗАРОДКІВ ПШЕНИЦІ «ГЛЮКОРН»……………………………………………………………………10.

2.1.Вплив проростків пшениці на організм людини………………………….14.

РОЗДІЛ 3. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА «ГЛЮКОРНУ»………………..16.

3.1.Приготування пшеничного солоду…………………………………….......16.

3.1.1.Відбір зерна………………………………………………………………..17.

3.1.2.Очищення і сортування зерна……………………………………………18.

3.1.3.Гідротермічна обробка……………………………………………………20.

3.1.4.Пророщення зерна………………………………………………………...21.

3.1.5.Процеси, що відбуваються при солодвирощуванні…………………….25.

3.2.Екстракція зародків пшениці………………….……………………………27.

3.3.Випарювання спирту та згущення екстракту……………………………..32.

3.4.Ректифікація етанолу з відпрацьованої сировини………………………...34.

3.5.Фасування……………………………………………………………………35.

3.6.Стандартизація та зберігання………………………………………………37.

РОЗДІЛ 4. ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА……………………………..39.

4.1. Визначення вітаміну В1  в «Глюкорні»……………………………………39.

  1.  Визначення вітаміну В6 «Глюкорні»……………………………………40.

4.3. Визначення вітаміну Е в «Глюкорні»…………………………...………...41.

РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК ЕКСТРАКТОРА…………………………….……44.

ДОДАТКИ……………………………………………………………………….46.

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………..50.

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА…………………………………………….....52.


ВСТУП

Людина вживає великий різновид продуктів харчування, які мають свій хімічний склад, що й зумовлює певну біологічну дію на організм. Від їжі людський організм отримує енергію, яка є необхідною та обов’язковою умовою для його подальшого функціонування. Енергія ж утворюється під час катаболізму основних складових продуктів харчування: білків, жирів та вуглеводів.  Однак, зі свого практичного досвіду, можна переконатися, що денний раціон, який міститиме тільки вище названі складові, скажімо порцію цукру, протеїну та жиру, буде неповноцінним для нормальної роботи людського організму. Адже названі нутрієнти є лише будівельним матеріалом для людини, роль так званих «будівельників» виконують інші речовини, а саме ферменти, макро- і мікроелементи, вітаміни, органічні кислоти, харчові волокна. І на сьогодні, враховуючи стан навколишнього природного середовища, про який детальніше буде йти мова далі, актуальним стає питання про те, як людина може забезпечити свій організм усіма необхідними поживними речовинами, тим більше в у мовах урбанізму.

Варто сказати, що в  природі не існує продукту, який би містив усі необхідні для людини компоненти (за винятком материнського молока). І тільки комбінація різних продуктів у щоденному раціоні харчування може забезпечити організм усім спектром необхідних нутрієнтів. Однак, щоб розумно використовувати корисні властивості продуктів, необхідно знати їх хімічний склад, харчову цінність, спеціальні прийоми технологічної обробки, правильність складання раціону і дотримуватися сприятливого для здоров’я режиму харчування. Відомо, наприклад, що більшість ферментів, втрачає свою біологічну активність при термічній обробці у межах 40-50°С; змішування білкових продуктів із простими вуглеводами, скажімо, фруктами, та вживання на ніч зернобобових обтяжує роботу ШКТ. Окрім незнання багатьма людьми  культури харчування, є й інші для неї небезпеки: відбувається зміна структури та якості їжі, що в першу чергу стосується молочних продуктів, у які підмішують рослинні олії та навіть речовини хімічної природи.  Окрім того, споживання натуральних продуктів зменшується, а використання продуктів швидкого приготування, консервованих, із тривалим терміном зберігання, що піддаються технологічній обробці, збільшується. Це веде до істотного зниження надходження в організм есенціальних (незамінних) мікронутрієнтів. Полютанти, які надходять в продукти харчування, насамперед у продукти рослинного походження, депонуються в організмі людини, що заважає його нормальній роботі та дає збої у різних системах органів: травній, дихальній, статевій.  У той же час спостерігається підвищене психоемоційне навантаження, особливо в великих містах, гіподинамія, надмірне забруднення навколишнього середовища, частий контакт із електроприладами. Загальна картина постає перед нами не найкращою: вже навіть малі діти хворіють на цукровий діабет; ожиріння, а відтак погіршення роботи серцево-судинної системи із летальними наслідками; неможливість зачати або народити здорових дітей та ще безліч проблем.

Тому для збереження здоров’я і профілактики захворювань в даний час дуже гостро постає вирішення таких задач:

  1. переш-за все, переосмислення людиною свого недбалого відношення до навколишнього середовища та свого організму;
  2. по-друге, що стосується біотехнологів, це розробка раціону харчування, що має підвищену харчову цінність і не перевищує енерговитрати сучасної людини.

Вирішення другої задачі, яка ґрунтується на рекомендаціях Всесвітньої організації охорони здоров’я,  диктує необхідність виробництва і споживання спеціальних харчових продуктів - дієтичних добавок органічного походження. Досвід різних країн показує, що їхнє споживання може значно покращувати стан здоров’я людини, уповільнювати процеси старіння, підсилювати захисні функції організму, підвищувати працездатність. Звичайно, краще всі необхідні поживні речовини отримувати безпосередньо з продуктів харчування, однак через забрудненість навколишнього середовища не всі продукти містять у достатній кількості подібні нутрієнти, особливо це стосується людей, які живуть у великих містах та поблизу об’єктів, які є джерелами забруднення.

Актуальність теми. У сучасних умовах забруднення навколишнього середовища, недоброякісного виробництва продуктів харчування та  високого рівня урбанізації вживання людиною додаткових нутрієнтів із підвищеним рівнем ферментів, вітамінів, мікро- та макроелементів стає все більш необхідним. Тож на сьогодні актуальним є питання про створення такого продукту органічного походження, який би ніс у собі колосальний запас усіх необхідних поживних речовин для людського організму й при цьому випускався по доступній ціні. У даній дипломній роботі до уваги представлений спиртовий екстракт із вищенаведеними характеристиками – «Глюкорн», який не лише збагачує організм необхідними нутрієнтами, а й виготовляється із дешевої сировини, яка є відходом від іншої продукції, цим самим слідуючи принципу безвідходності промислового виробництва. У даний час виготовлення  подібних вітчизняних дієтичних добавок склало конкуренцію імпортній продукції. Адже це економічно невигідно – привозити з-за кордону чудо-еліксир, коли Україна також багато на різновид  цінних рослин, зокрема зернових.

Створення дієтичних добавок із натуральної, екологічно-чистої сировини є актуальною задачею на сьогодні, вирішення якої, хоч, на жаль, не владнає усіх існуючих зі здоров`ям проблем, бо для цього потрібний комплексний підхід (дотримування режиму дня, фізична активність, відмова від інтоксикацій, наприклад, тютюнових сигарет, алкоголю), проте допоможе підтримувати відносно нормальний стан функціонування організму.

Обраний нами напрямок роботи, а саме створення дієтичних добавок із екологічно-чистої сировини, зацікавив підприємство «Білоцерківхлібопродукт» м. Білої Церкви Київської області. Тому, окрім різних видів борошна, круп та комбікорму, дане підприємство віднедавна почало випускати дієтичні добавки із зародків пшениці трьох видів:

  1. «Олія із зародків пшениці»;
  2. «Шрот зародків пшеничних харчовий»;
  3. «Глюкорн».

       Метою практики є створення такої технології виробництва дієтичної добавки  «Глюкорн», яка містила б максимум поживних речовин, необхідних для нормального функціонування людського організму, і при цьому мала за вихідну сировину відходи від іншої промислової продукції, цим самим слідуючи принципу безвідходного виробництва.

Практичне значення. Виготовлений екстракт зародків пшениці «Глюкорн» використовується як дієтична добавка до раціону харчування людини з ціллю покращення роботи її  шлунково-кишкового тракту, нервової, репродуктивної та імунної системи.


РОЗДІЛ 1.

ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗИ ПРАКТИКИ

«Білоцерківхлібопродукт»

Колективне підприємство «Білоцерківхлібопродукт»,  а в недалекому минулому Бiлоцеркiвський комбiнат хлiбопродуктiв, створений у 1982 році та являє собою сучасне потужне пiдприємство по переробцi зерна. На пiдприємствi виробляється борошно пшеничне хлібопекарське, крупи гречана та манна. У 1982 роцi закiнчилось будівництво борошномельного комплексу, а в 1983 роцi розпочато реконструкцiю цеху по виробництву гречаних круп, що не потребують варки, та основного виробництва –  крупзаводу, реконструйоване вiддiлення очистки зерна  на крупзаводi з застосуванням унiкального обладнання, що дозволило значно збiльшити вихiд круп, розроблена та впроваджена система автоматичного управлiння технологiчним процесом в основному виробництвi та вiддiленнi готової продукцiї, переведенi на електронне управлiння всi автомобiльнi ваги, розроблена та впроваджена система автоматичного контролю температури зерна, що зберiгаeться в елеваторах, завершене створення та введене в експлуатацію нове виробництво дієтичних добавок та ветеринарних препаратiв iз зародків пшеницi.

До складу КП "Бiлоцеркiвхлiбопродукт" входять:

- линзавод потужнiстю 500т переробки зерна пшеницi за добу, перший в Украєнi обладнаний АСУТП (Автоматизована система управління технологічним процессом) з елеватором ємнiстю 62,3 тис. тон, складами готової продукцiї та вiдвантажувальними пристроями на вагони та автотранспорт;

- крупзавод потужнiстю 360 т переробки зерна гречки за добу з елеватором eмнiстю 35 тис. тон, складом готової продукції, обладнаним вiдвантажувальними засобами на вагони та автотранспорт; для підготовки та переробки зерна вперше в галузi застосоване високоефективне борошномельне обладнання;

- цех гречаних крупів, який не потребує варки, потужнiстю 10 тис. тон продукцiє за рiк зі складом готовоє продукції;

- ряд допомiжних цехiв, споруд та дiльниць, що забезпечують функцiонування основного виробництва (механiчнi майстернi, електроцех, котельна, тепловозне депо з локомотивами, залiзничнi пiд'їзнi колiї, залiзничнi ваги, тощо).  

Пiдсобне господарство включає:

- пiдсобне тваринницьке господарство по вирощуванню свиней, бичкiв, корiв та виробництву молока, розташоване в с. Яблунiвка Бiлоцеркiвського району;

- ковбасний цех потужнiстю 200 кг ковбасних виробiв за змiну;

- мiнi-хлiбопекарня потужнiстю 500кг хлiбних виробiв за змiну;

- їдальня на 50 вiдвiдувачiв, для оздоровлення працюючих на пiдприємствi функцiонує сауна з басейном, спортивно-оздоровчий комплекс та база вiдпочинку на 70 мiсць на березi Чо рного моря с. Лиман Татарбунарського району Одеської областi.

РОЗДІЛ 2.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЕКСТРАКТУ З ЗАРОДКІВ ПШЕНИЦІ «ГЛЮКОРН»

«Глюкорн» - екстракт із зародків пшениці, одержаний шляхом спиртової екстракції. Він являє собою густу рідину жовто-коричневого кольору з хлібним запахом і присмаком (рис. 1.1.).

Рис.1.1. Екстракт із проростків пшениці «Глюкорн».


Склад «Глюкорну»: екстракт зародка пшеничного харчового, вода дистильована, спирт етиловий ректифікований. Без ГМО.
Містить майже всі відомі замінні і незамінні амінокислоти: лізин, гістидин, аргінін, треонін, серин, пролін, гліцин, аланін, валін, метіонін, ізолейцин, лейцин, тирозин, фенілаланін, γ-аміномасляну кислоту у вільному стані, аспарагінову та глутамінову кислоти, вітаміни Е (токоферол), B1 (тіамін), B2 (рибофлавін), B5 (пантотенова кислота), B6 (піридоксин), B7 (біотин), B9 (фолієва кислота), PP (нікотинова кислота), каротиноїди, мінеральні речовини: калій, натрій, фосфор, залізо, кальцій, магній, нікель, цинк, марганець, алюміній, молібден, селен, мідь. 
Наведені вище дані хімічного складу разом із результатами клінічних досліджень дають підстави для доцільності збагачення цією дієтичною добавкою раціонів харчування хворих на такі захворювання, як:

  1.  хронічний панкреатит;
  2.  гепатит; 
  3.  холецистит;
  4.  виразкова хвороба шлунку та 12-палої кишки; 
  5.  атеросклероз; 
  6.  ішемічна хвороба серця;
  7.  артеріальна гіпертензія; 
  8.  дерматити;
  9.  хронічний простатит.

Спиртовий екстракт «Глюкорн» виготовлений із зародків та висушених паростків пшениці у співвідношенні 1:1. Висушені паростки пшениці є відходом від виготовлення ферментованих напоїв та пива. Зазвичай ці відходи йдуть на корм худобі, так як вони погіршують смак названих готових продуктів. Однак технологи підприємства Білоцерківхлібопродукт, зробивши ряд досліджень на біохімічний склад цих паростків, виявили те, що дана сировина так само, як і сам зародок, багата на поживні речовини: вітаміни, мікро- та макроелементи й амінокислоти. Тож на основі цих проростків та власне зародків пшениці даним підприємством було запропоноване виробництво «Глюкорну». Вітамінний склад «Глюкорну» представлений у таблиці 1.1 [1].

Таблиця 1.1.

Вітамінний склад «Глюкорну»

#№

Назва вітаміну

Вплив на організм людини

1.

В1 (тіамін)

Бере участь в обміні багатьох речовин в організмі, але в першу чергу – вуглеводів; необхідний для біосинтезу найважливішого місцевого провідника нервових імпульсів ацетилхоліну, без достатньої кількості якого неможлива нормальна нервова регуляція периферичних виконавчих органів і систем [2].

2.

В2 (рибофлавін)

Бере участь у всіх видах обмінних процесів; відіграє важливу роль у роботі зору; зводить до мінімуму негативний вплив різних токсинів на дихальні шляхи; необхідний для утворення еритроцитів, антитіл, для регуляції росту і репродуктивних функцій організму, важливий для здорової шкіри і слизових оболонок, нігтів, росту волосся.

3.

В3 або РР (нікотинова кислота

Забезпечує протікання окислювально-відновних процесів в організмі; регулює рівень холестерину в крові; зменшує вплив ліпопротеїну, який призводить до виникнення згустків крові; здатний знизити рівень тригліцеридів, які провокують виникнення гіпертонії і діабету; знімає запалення слизових оболонок ШКТ; бере участь у виробництві шлункового соку і в процесах просування їжі;  активізує роботу підшлункової залози і печінки; відіграє важливу роль в утворенні еритроцитів і синтезі гемоглобіну; бере участь у формуванні гормонального фону організму.

4.

В5 (пантотенова кислота)

Відіграє важливу роль у формуванні антитіл; сприяє засвоєнню інших вітамінів, а також стимулює в організмі виробництво гормонів наднирників; як складова коферменту А відіграє ключову роль у метаболізмі вуглеводів, білків і жирних кислот, нормалізує обмін жирів, активує окислювально-відновні процеси в організмі; синтезує в організмі життєво важливі жирні кислоти, статеві гормони і гормони росту, холестерин, гістамін, ацетилхолін, гемоглобін [3].

5.

В6 (піридоксин)

Бере участь у синтезі білка, ферментів, гемоглобіну, гістаміну, глютамінової кислоти, ГАМК; знижує рівень холестерину і ліпідів у крові,;покращує скоротливість м'язів серця; поряд з вітаміном В5 сприяє перетворенню фолієвої кислоти в її активну форму; відповідає за утворення антитіл, бере участь у синтезі нейромедіаторів, утворенні еритроцитів, процесах засвоєння нервовими клітинами глюкози; діє як натуральне сечогінний засіб.

6.

В7 (біотин)

Покращує стан шкіри, волосся і нігтів; бере участь у процесах регуляції рівня холестерину; прискорює ріст у дітей.

7.

В9 (фолієва кислота)

Знижує вміст холестерину в сироватці крові; збільшує вміст холіну (вітаміну В4) в печінці; перешкоджає розвитку мегалобластичної та макроцитарної анемії; необхідний для формування нервових клітин ембріона при вагітності; може сповільнити настання менопаузи у жінок або послабити її симптоми, а у дівчат-підлітків фолієва кісота може коректувати затримку статевого розвитку.

8.

С (аскорбінова кислота)

Оберігає організм від бактерій і вірусів, надає протизапальну і протиалергійну дію, зміцнює імунну систему і посилює дію інших антиоксидантів, таких як селен і вітамін Е;  впливає на синтез ряду гормонів; регулює процеси кровотворення і нормалізує проникність капілярів; бере участь у синтезі білка колагену; покращує здатність організму засвоювати кальцій; виводить токсини; регулює обмін речовин.

9.

Е (токоферол)

Сприяє нормалізації проникності та зменшенню ламкості капілярів; бере участь у синтезі гемоглобіну, проліферації клітин, тканинному диханні, регулює синтез білків і колагену; покращує репродуктивну; перешкоджає утворенню холестеринових бляшок на стінках судин; покращує трофіку міокарда і скелетної мускулатури; гальмує перекисне окиснення ліпідів і захищає клітини від дії вільних радикалів [4].

2.1.Вплив проростків пшениці на організм людини

Пророщені зерна та власне проростки, як пшениці, так і інших зернових є потужним стимулятором життєдіяльності організму та корисною їжею.

Вони:

  1.  регулюють і відновлюють життєво важливі процеси в організмі в будь-якому віці, підвищують імунітет, сприяють несприйнятливості до простудних захворювань;
  2.  забезпечують нормальний обмін речовин та повноцінну роботу нервової системи;
  3.  покращують травлення, лікують екземи, виразку шлунка;
  4.  підвищують працездатність і поліпшують статеву функцію;
  5. відновлюють гостроту зору, координацію рухів, колір та густоту волосся, укріплюють зуби;
  6. омолоджують організм, завдяки наявності в проростках антиоксидантів: вітамінів А, С, Е і ферментів;
  7. жива енергія свіжих проростків стимулює внутрішні процеси до самоочищення і самовідновлення, що сприяє утворенню гемоглобіну; очищає кров;
  8. пророщені зерна є профілактичним засобом запобігання раку;
  9. велика кількість магнію у пророщених зернах сприяє зниженню тиску, виведенню із організму холестерину, знижує ймовірність серцевих нападів;
  10. пророщене насіння, зерна та боби легко засвоюються, містять набагато більше вітамінів, ніж інші продукти, а також оптимальне поєднання білків, вуглеводів і мінеральних речовин [5].


3. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА «ГЛЮКОРНУ»

Виробництво «Глюкорну»  включає у себе ряд послідовних етапів:

  1. приготування пшеничного солоду:
  2. подрібнення зародків та проростків пшениці;
  3. замочування зародків та проростків пшениці;
  4. екстракція зародків та проростків пшениці шляхом протитечійного екстрагування;
  5. випарювання та згущування екстракту;
  6. рекуперація спирту;
  7. фасування;
  8. стандартизація.

3.1.Приготування пшеничного солоду

Солод – продукт штучного пророщування зерен злаків, що містить активні речовини-ферменти.

Приготування солоду вимагає особливої ​​уваги та чистоти. Період пророщування для зерна різних культур має різну тривалість: для пшениці він становить 7-8 діб. Під час пророщування у зерні відбуваються складні біохімічні процеси, у результаті чого утворюються активні ферменти. Пророщене зерно називається зеленим солодом. Цей вид солоду має найвищу активність ферментів і здатний швидко зацукрувати крохмаль. Для зберігання зелений солод сушать при температурі не вище 40°С, у результаті чого отримують світлий солод, який зберігає активність ферментів, але вона трохи менше (80%), ніж у зеленого солоду. Світлий солод очищують від паростків і залишків корінців, просівають і зберігають у закритій тарі при вологості не більше 10%.

Приготування солоду включає ряд обов'язкових послідовних операцій:

  1. відбір зерна;
  2. очищення і сортування зерна;
  3. гідротермічна обробка зерна;
  4. пророщення зерна [6].

3.1.1.Відбір зерна

При виборі зерна слід проявити особливу уважність, так як тільки хороше зерно дозволяє отримувати солод високої якості, а це є основною умовою приготування ферментованих напоїв та дієтичної добавки  в подальшому.

Свіжозібране зерно можна використовувати для приготування солоду не раніше ніж через 2 місяці. Не слід також використовувати для приготування солоду зерно, яке зберігалось більше року, так як воно може мати низький відсоток проростання. При відборі зерна для солоду слід керуватися тим, що зерно повинно бути повністю зрілим і мати світло-жовтий колір; бути великого розміру та повним; не мати домішок бур'янистих трав; внутрішність зерен повинна бути пухка, біла і борошниста; при зануренні в воду зерна повинні опускатися на дно.

Для перевірки відсотка проростання відбирають 100 крупних, стиглих зерен пшениці та опускають у склянку з водою, спливаючі зерна видаляють і замінюють новими повноцінними. Потім зерна розкладають на невеликій тарілці, накривають мокрою тканиною і ставлять у тепле темне місце. Періодично перевіряють вологість тканини і при необхідності зволожують. Через 2-3 дні перевіряють відсоток проростання зерна за наявністю паростка і корінців. Знаходять число непророслих зерен і визначають здатність до проростання зерна у відсотках, при цьому від 100 зерен, узятих для перевірки, віднімають число непророслих протягом 3-х днів. Хороша пшениця для солоду повинна мати відсоток проростання не менше 92.

3.1.2.Очищення і сортування зерна

Очищення та сортування зерна здійснюють за допомогою трієрів. Трієр – сільськогосподарська машина для зерна від домішок, що відрізняються від зерен довжиною.

  1. Зазвичай на трієрі відокремлюють від зерна:
  2. насіння куколю (коротше зерен пшениці);
  3. насіння вівсюга (довше зерен пшениці);
  4. половинки зерен пшениці.

Зустрічаються циліндричні і дискові трієри. Найбільш популярні дискові трієри, так як вони мають більшу продуктивність при менших розмірах (рис.2.1).

Рис. 2.2. Перетин диска для відбору пшениці. Домішки більшого розміру не утримуються на диску і падають вниз.

Рис. 2.3. Перетин диска для відбору дрібних зерен. Пшениця має більший розмір і не утримується на диску.

                                            

Рис. 2.1. Дисковий трієр.

Дисковий трієр використовує для відбору зерна комірки на поверхні чавунних дисків. Диски обертаються у вертикальній площині, нижня частина дисків опущена в зерно з домішками. Дискові трієри часто комбінують в багатороторні агрегати, що включають диски для відбору довгих і коротких домішок.

Дисковий трієр у якості робочого елемента має литі чавунні диски з кишенеподібними комірками на бічних поверхнях. Комірки бувають різної форми залежно від призначення трієра відокремлювати те чи інше зерно і мають ухил у напрямку обертання. Спиці диска мають форму вигнутих лопатей. На горизонтальний вал насаджують від 16 до 27 дисків. Вал із дисками (ротор) обертається у циліндричному корпусі, заповненому зерном. Осередки диска, занурені в зернову масу (зона 1) і при обертанні ротора зачерпують зерно (рис. 2.4.).

Рис. 2.4. Схема роботи дискового трієра

Довгі частинки, центр ваги яких знаходиться поза комірок, випадають в 2-ій зоні і приєднуються знову до всієї маси зерна, а короткі частки випадають в 3-й зоні і по щитку 4 видаляються із машини. Вигнуті спиці дисків 5 при обертанні ротора подібно шнеку пересувають зерно від одного диска до іншого в осьовому напрямі через всю машину; потім зерно в очищеному вигляді виходить назовні. Під щитками 4 проходить уздовж всього корпусу шнек 6. Його призначення полягає у тому, щоб при незадовільній дії якого-небудь диска падаючі з цього диску зерна відокремлювати із загальної маси коротких частинок. Для цього необхідно тільки розкрити шнек проти даного диска.

Після сортування зерно миють у гарячій воді при температурі 50-55°С для видалення пилу й інших домішок, які спливають при зануренні зерна в воду. При цьому воду міняють не менше 2-х разів. Остання вода повинна бути чистою без каламуті.

3.1.3.Гідротермічна обробка

Гідротермічна обробка зерна (ГТО) – це процес підготовки зерна до помелу або перетворення його на солод, як у нашу випадку. При зволоженні в зерні відбуваються фізико-біологічні зміни, у результаті яких полегшується відділення оболонок від зерна при незначних втратах ендосперму; при митті очищається поверхня зерна, виділяються важкі та легкі домішки, щуплі зерна, видаляються мікроорганізми. Перерозподіл води з поверхні всередину ендосперму впливає на фізико-хімічні властивості біополімерів, викликає підвищення гнучкості і рухливості бічних ланцюгів їх макромолекул. Завдяки розширенню міжмолекулярних проміжків, утворенню мікротріщин знижуються щільність і твердість зерна, що полегшує проходження проростка через його оболонку.

ГТО зерна може здійснюватися шляхом холодного кондиціювання, яке полягає у зволоженні зерна та подальшій його витримці в бункерах. Назва методу обумовлена тим, що його проводять без підігріву зерна. Інший метод ГТО – швидкісне кондиціонування, під час якого зерно обробляють парою, а потім миють у холодній воді. Завдяки такому впливу властивості зерна змінюються швидше.  При виробництві «Глюкорну» використовували метод холодного кондиціонування, так як зерно пшениці містить клейковину з малою розтяжністю.  

Холодне кондиціювання проводять шляхом зволоження зерна водою температурою 18-20°С із подальшим зволоженням у спеціальних ємностях протягом 12-14 год у залежності від пори року. Перед зволоженням зерна  його стерилізують 0,2% перманганатом калію, потім промивають його водою. При зволоженні оболонки зерна просочуються водою, їх вологість підвищується, вони стають більш пластичними і зв'язок між ними і ендоспермом зерна слабшає. .

Ознаки, якими треба керуватися для припинення холодного кондиціонування:

  1. лушпиння легко відділяється від м'якоті;
  2. зерно при згинанні не ламається;
  3. шкірочка зерна надтріснута та видніється  паросток.

3.1.4.Пророщення зерна

Пророщування пшениці здійснюють у пневматичних барабанних солодовнях. На підприємстві для приготування пшеничного солоду застосовують відкриті барабани (рис.2.5.).

Рис. 2.5. Відкритий солодоростильний барабан:

1 - центральна повітряна труба; 2 - сталеві планки; 3 - зволожувальна камера, 4 - форсунки; 5 - водовіддільник; 6 - водозливна труба; 7 - водяна сітчаста труба.

Повітря, яке нагнітається вентилятором, надходить у зволожувальну камеру 3, у якій знаходяться форсунки 4, які розпилюють воду. Зволожене повітря проходить через водовіддільник 5 у центральну трубу 1, пронизує шар солоду і через вузькі отвори зовнішнього циліндра виходить у приміщення солодовні. Дрібні крапельки води, механічно захоплені повітрям із зволожуючої камери, осідають у водовіддільник і направляються у водозливну трубу 6. У центрі повітряної труби розташована водяна сітчаста труба 7 для додаткового зволоження пшениці та промивки барабана.

Замочена пшениця подається у барабан через люки, які щільно закриваються дверцятами. Для рівномірного розподілу зерна завантаження барабана здійснюється у три прийоми рівними кількостями. Після першого та другого перекачування замоченого зерна барабан повертається на півоберта; після третьої перекачування барабан приводиться в обертальний рух при безперервному сильному продуванні зерна незволоженим повітрям. Заслінка в місці виходу при цьому повністю відкрита. Таким чином, барабан рівномірно наповнюється замоченою пшеницею і зерно обсихає.

Після закінчення завантаження зерно залишають у спокої приблизно на 1 год, поки з-під сіткових люків не припиниться витікання води. Потім на барабані закривають всі люки і здійснюють поворот барабана на 360°С для вирівнювання шару зерна з установкою поверхні зерна в горизонтальне положення. Після обсихання зерно протягом 1 год помірно продувається зволоженим повітрям при максимальному перекритті вихідного повітряного каналу.

Процес солодовирощування регулюється температурою повітря, що відходить, обертанням барабана і тривалістю затримок, при яких барабан знаходиться у спокої. Кількість повітря, що проходить через шар зерна, регулюється заслінкою, яка розташована в місці виходу повітря із барабана. Заслінка для входу повітря повинна бути відкрита повністю.

Продування повітря і обертання барабана виробляють періодично. До продування приступають, коли температура в зерні дорівнює 17-21°С. Не допускається нагрів солоду понад 22°С, щоб уникнути надмірного збільшення втрат на дихання. Продування проводиться до тих пір, поки солод охолоне до температури повітря, що поступає.

Різниця температур вхідного і вихідного повітря не повинна перевищувати 2-3°С.

Для вирівнювання температури в товщі зерна, яке пророщують, щоб уникнути його злежування і утворення грудок, здійснюють повороти барабана наступним чином: перший поворот через 12 год після завантаження барабана і наступні повороти через кожні 6 год спокою зерна, тобто чотири повороту на добу.

Вологість пророщувати зерна повинна бути в межах 50-52%, і така вологість повинна підтримуватися протягом всього періоду солодовирощування, що досягається додатковим зволоженням зерна через водяну центральну трубу. Кількість повітря, яке подається у барабан, повинна бути помірною, щоб уникнути надмірного підсихання зерна, що негативно позначається на його розчиненні.

Повітря, що подається у солодоростильний барабан, кондиціонується у спеціальних камерах. Використовується також і відпрацьоване повітря. Для зниження температури потрібна значно більша кількість повітря, ніж для нормального дихання. Тому ступінь аерації зерна під час пророщування регулюється шляхом повернення відпрацьованого повітря, що пройшло через шар зерна, тобто шляхом рециркуляції повітря. В основному для продування зерна використовують відпрацьоване повітря солодовні, до якого в певній пропорції додають свіже холодне повітря; для цього поступово збільшують відкриття заслінки на вихідному повітряному каналі.

У холодну пору року, коли температура вхідного повітря 10-8°С і нижче, барабан після його завантаження слід залишати без продування холодним повітрям із метою нагріву зернової маси до 13-14°С для активізації життєдіяльності зерна. У теплу пору року, коли температура вхідного повітря 13°С і вище, зерно в перші години пророщування без продування залишати не можна. При такій температурі повітря відразу включають вентилятор і відкривають заслінки на вхідному і вихідному повітроводах.

Тривалість пророщування пшениці для виробництва ферментованого солоду становить: у теплу пору року при температурі повітря у солодовні 17-19°С – 6 діб; у холодну пору року при температурі в солодовні 14-15°С – до восьми діб.

На першій стадії пророщення (4-5 днів, залежно від пори року) провітрювання проводять регулярно. При цьому стежать за станом вологості  зерна і при необхідності зволожують. На другій стадії (із 4-го по 6-ий або з 5-го по 8 день, залежно від пори року) приплив повітря обмежують, так як процес розпушення крохмалю йде при обмеженому доступі повітря і, окрім того, зменшуються втрати крохмалю у зерні, викликані забезпеченням активних життєвих процесів. Із часу появи кореневих нащадків шар зерна збільшується і підвищується температура до 18-20°С. Підвищення температури на цій стадії небажане, оскільки можливий розвиток гнильних мікробів. Для запобігання цього проводять перемішування і охолодження зерна.

Для підвищення ферментативної активності солоду та зменшення втрат крохмалю зерно при пророщенні обприскують сумішшю суперфосфату та сірчаної кислоти. Для цього використовують розчин суперфосфату в воді (10 г на 1 л) і слабкий розчин сірчаної кислоти (0,5-0,8%).

Пророщення солоду припиняється при нормальному розвитку через 8 днів.

Основні ознаки припинення пророщування:

  1.  паросток досяг величини 5-6 мм;
  2.  корінці достатньо розвинулися і досягли довжини 12-15 мм;
  3.  зерна стали солодкими, втратили борошняний смак і при розкушуванні хрумтять;
  4.  солод має приємний огірковий запах;
  5.  корінці зчепилися один із одним, що не дозволяє взяти з купи одне зерно, разом із ним сплетуться кілька зерен.
  6.  наявність амілолітичних  (визначають за методом Вольгемута) та протеолітичних ферментів (визначають за допомогою нінгідринової реакції)

Щойно пророщений солод (зелений) має 43-45% води, активний і може використовуватися для спиртової екстракції, для тривалого зберігання і використання в міру потреби солод висушують до вологості 3,0-3,5 % [7].

3.1.5.Процеси, що відбуваються при солодовирощуванні

Під час замочування і пророщування протікають фізико-хімічні та біохімічні процеси, що призводять до глибоких змін у зерні.

  1.  Біохімічні процеси при замочуванні зерна

У результаті збільшення вологості зерна при замочуванні різко посилюється життєдіяльність і в першу чергу дихання зерна, що супроводжується потребою у кисні. Разом із тим запас кисню у воді дуже швидко зменшується, наприклад, при замочуванні ячменю на 60 ... 80 хв він зникає, тому забезпечення зерна киснем утруднено. При кисневому голодуванні утворюється етиловий спирт, який шкідливо впливає на життєздатність зародка. У таких умовах частково порушується структура тканин, і зерно легко перезволожуються. Під час подальшого пророщування потрібні тривала перебудова типу дихання, спалювання спирту та інших метаболітів, на утворення яких були витрачені вуглеводи. Звідси випливає, що з самого початку замочування повинні бути створені умови для нормального дихання зерна.

При замочуванні зерна одночасно з посиленням дихання відбувається глибока перебудова всього ферментного комплексу: активізовують амілолітичні та протеолітичні ферменти.

При солодоращении найбільшу каталітичну активність виявляє амілаза., слідом за нею –  кислі протеїнази, активаторами яких служать сульфгідрильні сполуки, що містять групу - Н, цистин і відновлений глютатіон. У першу добу пророщування зерна кількість глютатіону значно збільшується, причому у зародку більш енергійно, ніж в ендоспермі. У наступні добу накопичення глютатіона в зародку відбувається повільніше, але весь час у зародку його більше, ніж в ендоспермі.

Активність кислої протеїнази в продовження солодвирощування зростає приблизно в 40 разів. Пептидазна активність проявляється також сильно, але пізніше протеїназної.

До кінця пророщування у зерні накопичуються досить активні ліпаза і фосфатаза (фітаза, нуклеотидаза). Активність фосфатази тим вище, чим нижче температура солодовирощування.

У результаті пророщування підвищується активність обох груп ферментів, але співвідношення їх активності різко змінюється у зворотний бік і тим сильніше, чим нижче температура. Тому в процесі солодоращения накопичується значна кількість гідролітичних ферментів при порівняно невеликих витратах крохмалю на дихання.

  1.  Морфологічні та цитолітичні зміни зерна

При пророщування у зерні відбуваються процеси розпаду і синтезу. У ендоспермі гідролізуються резервні речовини – крохмаль, білки, а також пектинові речовини, геміцелюлози, целюлоза; утворюються розчинні продукти, які надходять через щиток у зародок. У результаті процесів синтезу з зародка виростають проросток і корінці.

При пророщуванні пшеничного зерна протягом 6-8 діб відбуваються морфологічні зміни. Корінці виходять назовні і залежно від тривалості пророщування мають більшу чи меншу довжину. Проросток, прихований під оболонкою, стає видимим лише наприкінці солодовирощування.

Поряд із морфологічними відбуваються цитолитические зміни - порушення клітинної структури (розчинення) ендосперму.

  1.  Зміна хімічного складу зерна

Незважаючи на те, що солодовирощування протікає при порівняно низьких температурах, що сильно відрізняються від оптимальних для дії ферментів, за час пророщування зерна відбуваються істотні зміни його хімічного складу.

Найбільші перетворення зазнає крохмаль – основний резервний вуглевод зерна. Приблизно 20% від усього його кількості гідролізується: із них 8-9% витрачається на дихання, 3-4% на побудову стебла і коренів і 8-10% залишається у вигляді цукру, що додає солоду солодкий смак. Вільні цукри складаються головним чином із сахарози, інвертного цукру та мальтози. При температурі пророщування 15-16°С утворюються переважно сахароза та продукти її гідролізу, при температурі 20 -23°С - мальтоза. Білкові речовини також зазнають значних змін. Загальний вміст азоту протягом усього періоду солодовирощування залишається практично таким же, зміст амінного азоту різко зростає на 6-8%  у добу, а потім темпи зростання сповільнюються. Білки вихідного солоду гідролізуються приблизно на 55%, із яких близько 23% зосереджується в проростках у вигляді якісно інших білків. При солодовирощуванні звільняється інозит і зростає зміст інших вітамінів – тіаміну та рибофлавіну. Утворюються ефіри та інші сполуки, які надають солоду специфічний запах свіжих огірків.

3.2.Екстракція зародків пшениці

Е проростків пшениці забезпечує максимальне вилучення цінних компонентів. В основі цієї Е лежить здатність цінних поживних речовин розчинятися в органічному розчиннику, у ролі якого ми обрали етиловий спирт. Е розчинником відбувається за допомогою дифузії: молекулярної і конвективної. Рушійною силою дифузії є різниця концентрації всередині подрібнених проростків пшениці та поза ними. При змішуванні екстрагованого матеріалу з розчинником відбувається змочування розчинником поверхні частинок матеріалу, заповнення усіх пір структури подрібненої сировини. При цьому розчиняється поживні речовини, що знаходяться у вільному стані на поверхні зруйнованих проростків пшениці. Далі розчинник проникає через клітинні оболонки та розчиняє поживні речовини в незруйнованих і деформованих клітинах. Утворений розчин поживних речовин у розчиннику під дією різниці концентрації рухається до поверхні екстрагованого матеріалу, виходить на його поверхню і переходить у розчинник.

Оптимальні умови екстрагування залежать від ступеня подрібнення, гідромодуля затирання проростків пшениці, температури, вологості та часу проведення даного процесу. Найбільш швидко Е поживних речовин проходить, коли проростки попередньо подрібнили, тоді як із незруйнованих клітин процес вилучення цільових компонентів проходить повільно. Тому при підготовці екстракційного матеріалу слід зруйнувати його клітинну структуру, вивільнивши при цьому поживні речовини. Для забезпечення хорошого просування розчинника через компоненти проростків необхідно, щоб розмір часток зруйнованих клітин був від 0,5 до 1 мм і була певна форма частинок – пелюстка, крупка, гранули. Гідромодуль затирання складає 1:3, тобто на 1 кг сировини береться три літри води (гр. 3.1.).

Гр.3.1. Залежність часу екстракції від гідромодуля затирання при концентрації етанолу 50 %.

Установлено, що для проростків пшениці найбільший вихід екстрактивних речовин – 60% - і найменша тривалість процесу екстрагування – 1,2 год – має місце при використанні 50%-го етанолу (гр. 3.2., 3.3.., відповідно). Процес вилучення екстрактивних речовин на дослідно-промисловій установці в активних гідродинамічних режимах протікає істотно швидше і продуктивніше порівняно з традиційним настоюванням, яке триває більше 32 діб.

Гр.3.2. Залежність ступеня виділення екстрагованих речовин від концентрації етанолу при температурі  45°С.

Гр.3.3. Залежність часу екстракції від концентрації етанолу.

Із ростом температури збільшується частка екстрактивних речовин. Так, при t = 20°С ступінь виділення вітаміну Е склав 36%, а при 45°С – 63% (гр.3.4.). Однак при збільшенні температури слід враховувати лабільність видобутих компонентів і енергетичну доцільність.

Гр. 3.4. Залежність ступеня виділення екстрагованих речовин від температури при концентрації етанолу 50 %.

Ступінь подрібнення сировини помітно впливає на вихід екстрактивних речовин і тривалість процесу екстрагування. Занадто сильне подрібнення уповільнює процес екстрагування внаслідок забивання шнеків екстрактора. Так, при l = 3 мм спостерігається найменша тривалість процесу - 3 год, а при l = 2 мм час екстрагування збільшується до 3,4 год (гр.3.5.)

Гр. 3.5. Залежність часу екстракції від ступеня подрібнення проростків пшениці при концентрації етанолу 50 % та температурі 45°С.

У процесі виробництва «Глюкорну» був використаний шнековий вертикальний екстрактор, тому детальніше розберемося із його будовою. Великий об’єм робочих зон та невеликі енерговитрати на здійснення процесу дозволяють використовувати ці апарати для переробки сировини з низькими дифузійними властивостями та великою тривалістю екстрагування – 0,5-1 3год.

Отже, шнековий вертикальний екстрактор (рис. 2.7.) складається із трьох основних частин: завантажувальної колони (1), поперечного з'єднуючого шнека (2) та екстракційної колони (3). Завантажувальна колона, у якій також протікає процес екстрагування, являє собою вертикальний циліндр із обертовим усередині нього шнековим валом. Пір'я шнека мають отвори. Горизонтальний вал служить для передачі твердого матеріалу (сировини) в екстракційну колону, яка має вигляд вертикального циліндра, всередині якого обертається шнековий вал.

Рис. 2.7. Вертикальний шнековий екстрактор.

Сировину, яка екстрагуються, постійно завантажується через люк і рухом шнека регулюється її подача вниз. Горизонтальним шнеком матеріал подається в екстракційну колону, у якій він піднімається вгору шнековим валом. У верхній частині матеріал (шрот) віджимається від надлишків екстрагента, який далі позбавлений екстрактивних речовин, виштовхується з екстрактора. У верхню частину екстракційної колони безперервно подається екстрагент, який рухається назустріч матеріалу. При цьому він постійно насичується екстрактивними речовинами та у вигляді концентрованої витяжки безперервно витікає із верхньої частини завантажувальної колони.

3.3.Випарювання спирту та згущення екстракту

Згущення екстракту проводиться випарюванням у трубчастому вакуум-апараті з вертикальними трубками  (рис.2.8.) при Т=50-52°С і розрідженні 600 мм.рт.ст. до належної густини. Якщо згущуються витяжки спиртові, то спочатку відганяють спирт при цій же температурі та тиску 150 мм.рт.ст., не включаючи вакууму, і лише після відгону його основної кількості включають вакуум, що було зроблено при виробництві «Глюкорну».

Трубчастий-вакуумний апарат із вертикальними трубками має циліндричний корпус, у нижній частині якого на відстані 0,75 м один від одного встановлено дві трубні решітки А, рівні діаметру корпусу. В отворах трубних решіток знаходяться численні трубки діаметром 50-75 мм. У середині трубної решітки є широка труба діаметром до 500 мм, яка називається циркуляційною трубою В. Гріюча пара надходить у простір між решітками та трубками через штуцер 1 і нагріває рідину, що знаходиться всередині трубок. Конденсат виводиться через штуцер 2, а неконденсовані гази (повітря) – через штуцер 3. Витяжка для випарювання надходить в апарат через штуцер 4. Після згущення витяжку спускають через трубу 5. Рідина, яку випарюють,  заповнює весь простір під нижньою решіткою, і на деякій висоті всі трубки, у тому числі і циркуляційну трубу. У тонких трубках випарювана рідина дуже швидко закипає. Утворені в ній бульбашки пари, що мають малу відносну густину, піднімаються вгору, захоплюючи за собою і рідину, яка з силою викидається у простір, зайнятий парою. Тут внаслідок раптового збільшення площі перетину швидкість руху рідини різко зменшується і рідина падає вниз, стікаючи в циркуляційну трубу, а пара, звільнившись від крапельок рідини, спрямовується у верхню частину корпусу і звідти через паровідвідну трубу 6 –  у конденсатор. Наявність циркуляційної труби забезпечує кругообіг рідини, яку випарюють. Площа поперечного перерізу циркуляційної труби становить зазвичай 75% всієї площі поперечного перерізу трубок[10].

Рис.2.8. Трубчаста вакуум-випарна установка.

3.4.Ректифікація етанолу з відпрацьованої сировини

Відпрацьована рослинна сировина утримує значну кількість екстрагента до 50% після віджимання. Щоб уникнути втрат екстрагента та зробити виробництво більш рентабельним, необхідно провести ректифікацію. Ректифікація – процес розділення летких сумішей, який відбувається у ректифікаторах (рис.2.9.), у яких пар рухається знизу вверх, а зверху вниз стікає рідина, що називається флегмою. Між рідиною та парою відбувається тепло масообмін, у результаті чого пар збагачується леткими компонентами, а рідина – менш леткими. У нижній частині колони одержують важколеткий компонент – кубовий залишок.

Колона містить кілька ректифікаційних ємностей, у яких відбувається послідовна перегонка з нижньої камери у верхню, де збирається очищений і концентрований спирт.

Рис. 2.9. Ректифікаційна колона.

Нижня ємність 1 наповнюється сирим спиртом, ємності 2 і 3 з чашечками 4 призначені для зберігання проміжного спиртового розчину, що виходить при послідовній перегонці. Ректифікаційна ємність 5 із термометром 6, краном 7 і трубопроводом 8 використовується для збору чистого спирту підвищеної концентрації.

Для підтримки заданої температури 80-82°С застосовується охолоджувач 9, наповнений холодною водою. Ректифікований спирт охолоджується у холодильнику і збирається у приймачі. Легкокиплячі домішки відводяться через трубопровід 10.

Перед початком ректифікації ємності 2 і 4 заповнюються водою. У початковий період ректифікації в ємності 5 збирається спирт із головними домішками.

Ця частина спирту (3,5-5%) зливається, так як не придатна для харчових цілей. Потім проводиться ректифікація всього обсягу спирту.

Відбір спирту з камери 5 проводиться до тих пір, поки концентрація сивушних масел не досягне граничного значення (не більше 3 мл на літр спирту).

Переваги даного пристрою полягають у тому, що процес ректифікації відбувається безперервно, внаслідок чого такі колони застосовуються для отримання значних обсягів спирту [11].

3.5.Фасування

Упаковка –  це засіб (або комплекс засобів), що забезпечує захист продукції (у даному випадку екстракту) від пошкоджень і втрат, навколишнього середовища, забруднень.

Елементами упаковки є:

  1.  тара (основний елемент упаковки, що представляє собою виріб для розміщення товару);
  2.  додаткові пакувальні засоби (додатковий елемент упаковки, призначений для захисту товарів від механічних впливів і підвищення міцності тари);
  3.  маркування (один із засобів товарної інформації, представлене у вигляді етикеток, листівок, вкладишів і т.д.).

За призначенням тару і упаковку можна розділити на три групи:

  1.  споживчу упаковку (для товарів, вироблених для індивідуального використання кінцевим споживачем), делящуюся на первинну (внутрішню) - безпосередню оболонку товару і вторинну (зовнішню) - оболонку, призначену для захисту внутрішньої тари та стимулювання збуту, удаляемую перед початком використання товару;
  2.  групову тару (упаковку), що служить для об'єднання в єдиній тарі групи одиничних споживчих упаковок для продажу;
  3.  транспортну тару (упаковку) – оболонку, призначену для збереження внутрішньої і зовнішньої упаковок і забезпечення зручностей при транспортуванні товару, а також для зберігання продукції розсипом.

Тарою для спиртового екстракту «Глюкорн» служить скляний флакон із гвинтовим горлом та пластмасовою кришкою відповідно до ГОСТу 17768-90. Засоби лікарські. Упаковка, маркування, транспортування і зберігання.

Екстракт до флакону подається за допомогою розливно-закупорювальної машина для питних рідких лікарських препаратів (рис.2.10.).

Дана розливно-закупорювальна машина являє собою вакуумний апарат, призначений для розливу і закупорювання настоянки, сиропів в малих дозах у фармацевтичних заводах. Машина автоматично здійснює такі функції, як розвантаження пляшок, подача, заповнення, закупорювання, передача і т.д. Всі деталі обладнання, що контактують із препаратами, виготовлені з нержавіючої сталі. [12]

Рис. 2.10. Розливно-закупорювальної машина для питних рідких лікарських препаратів.

3.6.Стандартизація та зберігання

Основною ознакою доброякісності екстрактів є належний вміст у них діючих речовин. Останні визначають хімічними або в окремих випадках біологічними методами.

Крім обов'язкового визначення кількості діючих речовин, екстракти також аналізують за наступними показниками: у рідких екстрактах визначають вміст спирту або його густину, сухий залишок і важкі метали, у сухих і густих – вміст сухих речовин та спирту.

Із метою розбавлення застосовують для жирних екстрактів відповідний екстрагент, для густих – декстрин, буряковий цукор або патоку, близьку за змістом вологи до консистенції густих екстрактів, для сухих - молочний цукор, декстрин та інші речовини.

Зберігають екстракти в добре закупорених посудинах у захищеному від світла місці, рідкі та густі екстракти – при температурі 12-15°С. Сухі екстракти зберігають у герметично закритих посудинах. Гігроскопічні густі екстракти зберігають у герметично закритих широкогорлих банках місткістю 30, 50 і 100 м

Органолептичні та фізико-хімічні показники «Глюкорну» представлені в таблицях 3.1. та 3.2., відповідно [13].

Таблиця 3.1.

Органолептичні показники «Глюкорну»

Назва показника

Характеристика

  1.  Колір

Жовто-коричневий

  1.  Смак

Солодкий, хлібний

  1.  Запах

Хлібний, посторонній запах не допускається

Таблиця 3.2.

Фізико-хімічні показники «Глюкорну»

Назва показника

Норма

Вміст сухих речовин,%

67-70

Вологість, %

23-30

Етиловий спирт, %

не більше 2,0

Вміст токоферолу, %

0,2

Кислотне число мгконекстракту

не більше 2

Йодне число, гІ2/100гекстракту

70,0-75,0

Перекисне число, ммоль/кг

не більше 10


  1.  ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

4.1. Визначення вітаміну В1  в «Глюкорні»

Вітамін В1 або тіамін стійкий до дії кисню, кислот, світла, підвищеної температури. У лужному середовищі вітамін легко руйнується.

Матеріали та реактиви.

Розчин «Глюкорну» (10%), розчин сульфанілової кислоти (5%), розчин нітрату натрію (1%), розчин карбонату натрію (10%).

Хід роботи.

5 крапель розчину сульфанілової кислоти змішують із 5 краплями 5% розчину нітрату натрію (або беруть 10 крапель готового діазореактиву), додають 10 крапель розведеного водою у співвідношенні 1:10 розчину «Глюкорну» і 7 крапель розчину карбонату натрію. Спостерігають появу помаранчевого забарвлення, внаслідок утворення діазобензолсульфокислоти (рис. 4.1.).

Рис.4.1. Поява помаранчевого забарвлення при визначенні у «Глюкорні» вітаміну В1.

Цією реакцією був відкритий тіамін у молоці. Якщо до 1 мл молока додати 10 крапель діазореактиву та 7 ​​крапель розчину карбонату натрію, виникне помаранчеве забарвлення розчину.

4.2.Визначення вітаміну В6 «Глюкорні»

Вітамін В6 або піридоксин стійкий до високої температури, дії кислот, лугів, але руйнується на світлі. Як представник фенолів, піридоксин дає кольорову реакцію із хлоридом заліза (III).

Матеріали та реактиви.

Водний розчин «Глюкорну» (10%), розчин FeCl3.

Хід роботи.

До 10 краплях розчину «Глюкорну» додайте 2 краплі розчину хлориду заліза (III). Суміш струсніть і спостерігайте появу червоного забарвлення (рис.4.2.) [14]. .

Рис. 4.2. Поява червоного забарвлення при визначенні у «Глюкорні» вітаміну В6.

4.3. Визначення вітаміну Е в «Глюкорні»

Під час взаємодії α-токоферолу (вітаміну Е) із концентрованою азотною кислотою суміш забарвлюється у червоний колір, інтенсивність якого пропорційна концентрації вітаміну Е й може бути визначена колориметрично.

Матеріали та реактиви.

Розчин «Глюкорну» (50 %), розчин нітратної кислоти (70%), абсолютний етиловий спирт.

Хід роботи.

У дві пробірки наливають по 2,5 мл «Глюкорну» невідомої концентрації (дослідні проби), додають по 0,5 мл розчину азотної кислоти й ставлять у киплячу водяну баню на 3 хв. Потім пробірки охолоджують і залишають у темному місці на 15 хв. Об’єм рідини в кожній пробірці доводять етанолом до 5 мл, перемішують і фотометрують за λ = 470 нм (синій світлофільтр) (рис.4.3.).

Рис. 4.3. Визначення вітаміну Е у «Глюкорні» за допомогою ФЕК.

Одночасно до побудови калібрувальної кривої таким самим чином обробляють проби з відомим вмістом вітаміну Е. Для цього використовують 0,1 %-й спиртовий розчин α-токоферолу (1 мг вітаміну міститься в 1 мл розчину). У чотири пробірки наливають по 0,1; 0,25; 0,5; 1 мл розчину вітаміну й доводять загальний об’єм рідини в кожній пробірці етанолом до 2,5 мл (рис.4.4.).

Рис.4.4. Обробка проб із відомим вмістом вітаміну Е.

На осі ординат відкладають екстинкцію, на осі абсцис – концентрацію вітаміну Е, мг/мл. Концентрацію вітаміну Е в «Глюкорні» визначають за калібрувальною кривою (рис. 4.5.) [15].

Значення екстинкцій:

ЕГлюк=4,14;

Е0,1=4,16;

Е0,25=3,81

Е0,5=3,5;

Е1=3,2.

Рис. 4.5. Залежність екстинкції розчинів вітаміну Е від його концентрації.

Отже, концентрація вітаміну Е у 50-ти %-му розчині «Глюкорну» 0,1 мг/мл, а «Глюкорні» без розведення – 0,2 мг/мл.


  1.  РОЗРАХУНОК ЕКСТРАКТОРА

Місткість екстрактора, м3:

, (1)

де  - продуктивність установки;
- тривалість процесу;
- коефіцієнт заповнення апарату;
- коефіцієнт набухання
;

   - густина продукту.

.

Довжина екстракційної зони апарату м:
                                                                   ,                                   (2)

де F — площа поперечного перетину колони екстрактора, м2:

                                     ,                                      (3)

де R=0,5 м – радіус корпусу; r =0,3м радіус валу колони.

,

).

Продуктивність горизонтального транспортуючого шнека :

, (4)

де r1=0,08 – радіус шнека, м; h –  крок шнека, м; ω=90 - частота обертання, хв—1;
ρ =1350- густина матеріалу, що екстрагується,
.

Крок витка розраховують по формулі:

, (5)

де=30 град - кут природного укосу матеріалу, що екстрагується;
D= 0,8 м — внутрішній діаметр екстрактора.

=0,9248 (м),

.


ДОДАТОК 1.

Апаратурно-технологічна схема виробництва екстракту


ДОДАТОК 2.

Принципово-технологічна схема виробництва екстракту

Зерно пшениці

Відбір зерна

Мийка зерна: Tводи=50-55°С

Очищення та сортування зерна за допомогою дискового трієра

ГТО шляхом холодного кондиціонування:

  1.  Тводи=18-20°С, із подальшою витримкою у спеціальних ємностях, які стерилізують 0,2 % перманганатам калію,
  2.  τ=12-14 год, далі промивають водою такої ж температури.

Пророщування у відкритому солодоростильному барабані:

  1.  подача зерна здійснюється у три прийоми однаковими порціями;
  2.  перемішування:  після 1-ї та 2-ї подачі замоченого зерна барабан повертається на півоберта, після 3-ї - барабан приводиться в обертальний рух при безперервному сильному продуванні зерна незволожених повітрям – різниця температур вхідного та вихідного повітря не повинна перевищувати 2-3°С; далі протягом години барабан не крутиться, потім його повороти здійснюються наступним чином: перший поворот через 12 год після завантаження барабана і наступні повороти через кожні 6 год спокою зерна, тобто чотири повороту на добу;
  3.  φ=50-52%;

а) у теплу пору року:

  1.  Т=17-19°С;


ДОДАТОК 2 (продовження).

  1.  τ=6 діб;

б) у холодну пору року:

  1.  Т=14-15°С;
  2.  τ=7-8 діб.

Підготовка до екстракції (перемішують щойно пророщене зерно та паростки, що є відходами від пивоварного виробництва, у співвідношенні 1:1:

  1.  розмір часток зруйнованих клітин 0,5-1 мм;
  2.  форма частинок – пелюстка, крупка, гранули;
  3.  гідромодуль затирання 1:3

Біошрот

Спирт 50%-ий

Екстракція зародків і паростків пшениці у шнековому вертикальному екстракторі:

  1.  t=50°С;
  2.  τекстрагуванн=1,2год.

Очищений спирт

Конденсат

Випарювання та згущення екстракту в трубчастому вакуум-випарному апараті:

  1.  Т= 50-52°С;
  2.  Р1=150 мм.рт.ст.;
  3.  Р2=600 мм.рт.ст..

100—150 мм рт. ст

 

t=50-55°С

Ректифікація етанолу:

  1.  Т=80-82°С
  2.  

Фасування екстракту

Стандартизація

Ректифікація етанолу:

Т=80-82°С

  1.  


ДОДАТОК 2 (продовження).

Стандартизація:

  1.  вміст сухих речовин - 67-70 %;
  2.  вологість  - 23-30 %;
  3.  етиловий спирт - не більше 2,0 %;
  4.  вміст токоферолу - 0,2мг/мл.

Фасування екстракту за допомогою розливно-закупорювальної машини: скляний флакон із гвинтовим горлом та пластмасовою кришкою відповідно до ГОСТу 17768-90. Засоби лікарські. Упаковка, маркування, транспортування і зберігання.


ВИСНОВКИ

У ході виконання практичної роботи була запропонована технологічна схема виробництва спиртового екстракту із зародків пшениці «Глюкорн». Новизна даної технології у тому, що сировиною для виготовлення названого продукту стали зародки пшениці та її паростки, які є відходами від пивоварного виробництва. Зародки та паростки пшениці містять багато корисних нутрієнтів, про які вже йшла мова в роботи, а тому при їх правильному споживанні людина отримує додаткові джерела вітамінів, мінералів, мікро- та макроелементів, яких дуже не вистачає в умовах урбанізму.

Завдяки правильному підбору стадій та апаратури для виготовлення екстракту він має максимум поживних речовин. Ключовими моментами в процесі виготовлення «Глюкорну» були:

  1. застосування технології солодовирощування із використанням відкритого солодоростильного барабану із розпилюючим пристроєм, що забезпечило стерильність процесу проростання пшениці;
  2. розмір часточок подріблених проростків пшениці від 0,5 до 1 мм; форма часточок – пелюстка, крупка, гранули;
  3. гідромодуль затирання 1:3;
  4. оптимальний підбір температури екстрагування - Т=45-47°С;
  5. час проведення екстракції τ=1,2 год;
  6.  концентрація екстрагенту, у ролі якого був етанол, - 50%;
  7.  оптимальний підбір температура випарювання екстракту та його згущення - Т=50-52 °С, - при тискові Р1=150 мм.рт.ст. та Р2=600 мм.рт.ст., відповідно;
  8. розлив екстракту за допомогою сучасних апаратів - розливно-закупорювальної машини, - що забезпечує довше зберігання препарату.


ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

[1]. Добавка дієтична «Глюкорн »URL: http://hleboprodukt.delo.ws/katalog/sample-page/dieticheskie-dobavki-iz-zarodysha-pshenicy/dobavka-dieticheskaya-glyukorn/.

[2]. Лифляндский В.Г. Цілющі властивості вітамінів і мінералів / В.Г. Лифляндський – Москва: Олма Медіа Груп, 2010 - 640 с.

[3]. Морозкіна Т. Ф., Мойсеєнок А. Г. Вітаміни / Т.Ф. Морозкіна – Мінськ: Асар, 2002 – 112 с.

[4]. Мaлaхов Г.П. Вітаміни та мінерали в щоденному раціоні людини / Г.П. Мaлaхов – М: професія,  2010 – 126 с.

[5]. Вігмор Е. Пшеничні паростки на вашому столі / Переклад з англ. Е.Смірнова.- ІК Комплект, 1997. – 192 с.  [6]. Ауерман Л.Я. Технологія хлібопекарського виробництва  / Л.Я. Ауерман.- М.: - Професія., 2005. - 415с.

[7]. Федоренко Б.М. Інженерія пивоварного солоду: Навчально-довідковий посібник. / Б. М. Федоренко – М. Професія. 2004.-205 с.

[8]. Кей Р.Б. Введення в технологію промислової сушки / Р. Б. Кей. - Мінськ: Наука і техніка, 1983.-262 с..

[9]. Назарова Н.І.Загальна технологія харчових виробництв / Н. І. Назарова. -М.: Легка і харчова промисловість, 1989. - 360 с.

[10]. Єрмолаєва Г.А., Колчева Р.А. Технологія та обладнання виробництва пива і безалкогольних напоїв: підруч. для. поч. проф. освіти. Г. А. Єрмолова. - М.: ІРПО; Вид. Центр "Академія", 2004.- 416 с.

[11]. Калунянц К. А., Голгер Л. І., Балашов В. Є. Обладнання мікробіологічних підприємств / К. А. Калунянц. – М.: Агропроміздат, 1987.-398 с.

[12]. Тихомиров В.Г. Технологія пивоварного і безалкогольного виробництв. В.Г. Тихомиров.- М.: Колос, 2000.-448 с.

[13]. ГОСТ 17768-90. Засоби лікарські: упаковка, маркування.

[14]. Васильченко О.А. Біохімія: лабораторний практикум // О.А. Васильченко. – К.: НАУ, 2011.-87 с.

[15]. Васильченко О.А. Біохімія біологічних агентів: лабораторний практикум // О.А. Васильченко. – К.: НАУ, 2011.-92 с.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3399. Автоматизации электроприводов в производственном прцессе 104.36 KB
  Выполним расчет пусковых сопротивлений выполним графическим способом, для нормального режима пуска. Графический способ расчёта пусковых сопротивлений для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения базируется на следующих положениях
3400. Философия Л. Н. Толстого Непротивление злу силой 19.44 KB
  Гениальный писатель и глубокий мыслитель Л.Н. Толстой занимает важное место в русской философии второй половины XIX в. В центре его религиозно-философских исканий стоят вопросы понимания Бога, смысла жизни, соотношения добра и зла, свободы и нравств...
3401. Система приточно-вытяжной вентиляции для цеха по производству гранулированной серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе 792 KB
  Дипломный проект на тему. Система приточно-вытяжной вентиляции для цеха по производству гранулированной серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе, выполненный Лебедевой О. А. в 2006 г., состоит из текстовой документации - пояснительной ...
3402. Технические средства радиосвязи, радиовещания и телевидения 33.52 KB
  Определить, насколько увеличится относительная разность частот сигнала и помехи при переходе от схемы приемника прямого усиления к супергетеродинному. Данные вариантов задания приведены в таблице 1. Таблица 1 № вар 11 fc, МГц 40 fп, МГц 40,4 fг...
3403. Совершенствование технологических процессов диагностики и ремонта в ОАО Омск-Лада 1.41 MB
  Введение При переходе экономики нашей страны на рыночные отношения по-новому ставятся вопросы развития службы авто сервиса автомобильного транспорта и задачи повышения экономической эффективности работы и снижения трудоемкости его технического обслу...
3404. Штамповка поковки типа цилиндр с отростками в условиях мелкосерийного производства на базе ОАО ЭНЕРГОМАШ 8.15 MB
  Технологический раздел. Основной задачей проекта является разработка технологического процесса штамповки поковок деталей жидкостной ракеты. Чертеж детали представлен на рис.1. Материалом изготавливаемой детали является жаропрочный титановый сп...
3405. Теплотехнический расчет теплопередач 58.57 KB
  Задача №1. Расчет теплопередачи через плоскую многослойную стенку Плоская стальная стенка толщиной. Определить коэффициент теплопередачи k от газов к воде, плотность теплового потока q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2, коэффициент теплопроводности стали λ....
3406. Расчёт точностных параметров изделий 1.15 MB
  В курсовой работе для заданного механизма назначены посадки для всех сопрягаемых размеров, рассчитана посадка с натягом для соединения 4-7, переходная для соединения 4-6, назначены и рассчитаны посадки для подшипников качения 1, рассчитана размерная...
3407. Расчет крыльевого профиля 122 KB
  Расчет крыльевого профиля. Варианты заданий Все профили симметричные с хордой в = 150 мм и максимальной толщиной с = 14 мм. Параметры потока обтекающего крыловой профиль № варианта № профиля M P(МПА) T(K) k угол атаки угол атаки угол атаки 1 1 3.6 0...