авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Совершенствование технологии коньяков на основе использования древесины дуба, обработанной ультразвуковыми колебаниями

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ТЯГИЛЕВА Марина Геннадьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНЬЯКОВ

НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА, ОБРАБОТАННОЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ

Специальность 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов (пивобезалкогольная, спиртовая и_-

винодельческая промышленности)_

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой

степени кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология виноделия».

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

доктор - доктор технических наук, профессор

Щербаков Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Агеева Наталья Михайловна

- кандидат физико-математических наук

Классен Николай Владимирович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский ________________________________институт пивоваренной, безалкогольной

________________________________и винодельческой промышленности

(ГУ ВНИИ ПБ и ВП) РАСХН

Защита состоится «__»____________2009 г. в часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.04 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. III - 110

Приглашаем Вас принять участие в заседании Совета или прислать отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по указанному адресу на имя учёного секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГУПП.

Автореферат разослан «____» ___________ 2009г.

Ученый секретарь

Совета Д 212.148.04

доктор технических наук, профессор Е. В. Крюкова

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Применение методов физической обработки древесины дуба, коньячных спиртов, коньяков всегда было актуальным в технологии коньячного производства. Одним из перспективных методов физической обработки является применение ультразвуковых колебаний, которые положительно влияют на процесс созревания коньячных спиртов и их органолептические показатели. Использование ультразвуковых колебаний в качестве метода предварительной обработки древесины дуба для последующей выдержки коньячных спиртов способствуют более активной экстракции образующихся низкомолекулярных продуктов в результате усиления степени деструкции лигнина, гемицеллюлоз. Для повышения качества коньячной продукции важным и актуальным является исследование принципиально новых режимов предварительной обработки древесины дуба для выдержки коньячных спиртов, в частности применение ультразвуковых колебаний в изгибном направлении волны, которые ранее не рассматривались в технологии коньячного производства. При выдержке коньячных спиртов на дубовых клёпках и в дубовых бочках идёт достаточно активный переход ионов металлов, содержащихся в древесине дуба в коньячный спирт. Исследование ионного состава древесины различных видов дуба, локализации в ней катионов, характер их перехода в коньячный спирт, а также влияния физических методов обработки древесины, в частности ультразвуковыми колебаниями высокой мощности на динамику извлечения катионов в коньячный спирт при его выдержке имеет важное значение для качества коньячных спиртов и коньяков.



Цель работы и основные задачи исследования. Целью работы являлось совершенствование технологии трехлетних коньяков на основе использования древесины дуба, обработанной ультразвуковыми колебаниями и выбор древесины дуба для применения в коньячном производстве с учетом ее минерального состава.

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- сравнительное исследование влияния ультразвуковых колебаний в изгибном и продольном направлении волны в диапазоне различных мощностей на структуру и химический состав древесины дуба;

- исследование изменения химического состава коньяка и коньячного спирта, выдержанного на древесине дуба, обработанной ультразвуковыми колебаниями в изгибном и продольном направлении волны в диапазоне различных мощностей;

- исследование минерального состава древесины дуба различных регионов произрастания и его влияния на розливостойкость коньячной продукции;

- разработка технологической схемы приготовления трехлетних коньяков на основе использования древесины дуба, обработанной ультразвуковыми колебаниями.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь между режимами предварительной обработки древесины дуба, включающей применение ультразвуковых колебаний, термическую обработку и содержанием в коньячном спирте, коньяках фенольных и фурановых соединений.

Выявлены общие закономерности изменения химического состава и органолептических показателей коньячных спиртов и коньяков в процессе их выдержки в контакте с древесиной дуба, обработанной тепловым воздействием и ультразвуковыми колебаниями и определены режимы их выдержки.

Установлено влияние на стабильность коньячной продукции минерального состава древесины дуба, применяемой для выдержки коньячных спиртов и распределения ионов в структурных элементах дуба.

На основании изучения анатомической структуры и физико-химического состава показана пригодность для использования в коньячном производстве древесины дуба Воронежской области и Республики Адыгея.

Практическая ценность работы.

Разработана современная технология трехлетних коньяков, обеспечивающая повышение их качества и конкурентоспособности на основе использования древесины дуба обработанной ультразвуковыми колебаниями и ее выбора для применения в коньячном производстве с учетом оптимального минерального состава.

Разработана и утверждена технологическая инструкция на производство коньяка трехлетнего «Усовский» (ТИ № 9174-011-13391539-2007), осуществлен выпуск производственных партий.

Апробация результатов работы: Основные положения работы докла-дывались и обсуждались на Всероссийской конференции, посвященной 50-летию Сибирского отделения Российской академии наук «Дендрология и лесоведение» (Красноярск, 2007); в ГНУСКЗНИИСиВ РАСХН (Краснодар, 2008 г.); на VII-ой международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2009 г.).

Публикации результатов работы: По материалам диссертации опубли-ковано 6 работ, в которых отражены основные положения диссертации.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, приложений и списка литературы, включающего 139 источников, в том числе 31 зарубежных авторов. Работа изложена на 167 страницах, иллюстрирована 8 рисунками, содержит 14 таблиц и 16 приложений.

Список сокращений. УЗК – ультразвуковые колебания; УЗК ВМ – ультразвуковые колебания в диапазоне высокой мощности; УЗК НМ – ультразвуковые колебания в диапазоне низкой мощности.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований.

  1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы проведён анализ влияния региона произрастания на анатомическую структуру, физико-механические свойства, химический состав древесины дуба. Отражены основные химические процессы, происходящие при выдержке коньячных спиртов. Проанализированы способы ускоренного созревания коньячных спиртов. На основании анализа литературы обоснована актуальность работы, связанная с необходимостью совершенствования технологии коньяков на основе использования древесины дуба, обработанной ультразвуковыми колебаниями в диапазоне высокой мощности.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования являлась древесина дуба черешчатого (Q. robur) (Воронежская область, Майкоп, провинция Лимузен) и дуба скального (Q. petraeа L.) (Майкоп), выдержанная в течение 3 лет в естественных условиях разной, степени измельчения: в виде щепы (40х10х3 мм), брусков (100х50х20 мм) и клепки (550х70х20 мм), коньячный спирт трёхлетней выдержки, коньяк российский пятилетний. Для изучения анатомической структуры древесины использовали оптическую и сканирующую электронную микроскопию. Исследование минерального состава образцов древесины дуба и выдержанного на ней коньячного спирта проводили методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Для изучения распределения минеральных веществ в древесине дуба использовали сканирующий микроскоп (марка SUPRA 50-VP) с встроенным микроанализатором. При изучении химического состава коньячных спиртов исходных и выдержанных на необработанной и обработанной ультразвуковыми колебаниями высокой мощности и тепловым воздействием древесине дуба определяли: летучие компоненты методом газовой хроматографии («Хроматек Кристалл 2000М»), ароматические альдегиды и кислоты - методом жидкостной хроматографии («Varian 3800»), фенольные вещества с реактивом Фолина-Чокальтеу, дубильные вещества по методике Скурихина И.М. ИК-спектры препаратов спиртонерастворимой и спирторастворимой фракций лигнина, выделенных из исходной и обработанной ультразвуковыми колебаниями древесины дуба, исследовали на ИК-спектроскопе Фурье-спектрометре IFS-113v. Изучение молекулярно-массового распределения выделенных препаратов лигнина проводили методом гель-хроматографического анализа, измерение поглощения элюатов лигнина проводили на спектрофотометре «СФ-26» при 280 нм. Обработку древесины ультразвуковыми колебаниями осуществляли на ультразвуковой установке, состоящей из ультразвукового генератора УЗГ-2-4М, магнитострикционного преобразователя ПМС-15А-18 и волновода, изготовленного из специального материала, предотвращающего возгорание древесины при обработке ультразвуковыми колебаниями высокой мощности. Суммарная длительность обработки, проводимой при комнатной температуре, не превышала 30 с. Далее осуществляли термическую обработку в электропечи марки ЭКС-0.5/3.5-И2 с встроенным вентилятором, позволяющей загружать до 0.4 м3, в течение 3 часов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Влияние ультразвуковых колебаний высокой мощности на структуру и состав древесины дуба

На основании полученных экспериментальных данных из 4 исследовавшихся видов дуба в качестве основных объектов исследования для проведения дополнительной выдержки трехлетнего коньячного спирта была выбрана древесина дуба черешчатого Воронежской области и дуба скального Майкопского района в соотношении 1:1.

В результате проведенной работы установлены отличия воздействия УЗК в изгибном и продольном направлении волны на древесину дуба. УЗК ВМ в изгибном направлении волны избирательно воздействуют на мелкие сосуды и волокна либриформа древесины дуба (таблица 1).

Пористость волокон либриформа в древесине возрастает практически вдвое; в результате увеличения площади поперечного сечения клеток волокон с 10,7 до 16,82 мкм2. Об изменении плотности сцепления между основными структурными компонентами клетки свидетельствует появление локальных микроразрывов, частичное расслоение в зоне S2 – S3 слоев клетки и изменение окрашивания массива волокон либриформа крезил - виолетом, что связано со снижением степени

Таблица 1 – Анатомическая характеристика древесины дуба черешчатого до и после обработки УЗК ВМ

Параметры Дуб черешчатый
контроль после обработки
Ширина годичных колец, мкм 1061.3 ± 49.84 997.3 ± 55.4
Площадь поперечного сечения, мкм2:
- крупных сосудов 72 367.8 ± 4747.8 65 133.8 ± 1407.5
- мелких сосудов 1 108.5 ± 47.6 1 365.45 ± 76.12
Удельный объем сосудов, %
- крупных 3.82 ± 1.05 33.62 ± 1.33
- мелких 5.17 ± 0.38 3.67 ± 0.33
- общий 35.99 ±0.99 37.29 ± 2.0
Толщина стенок ранних трахеид, мкм 1.78 ± 0.08 1.85 ± 0.06
Толщина стенок либриформа, мкм 6.43 ± 0.22 5.49 ± 0.28
Площадь поперечного сечения люмена либриформа, мкм2 10.70 ± 0.40 16.82 ± 0.83
Пористость либриформа, % 5.76 ± 0.36 9.75 ±1.22




полимеризации лигнина. В результате обработки внутренняя удельная поверхность древесины дуба черешчатого увеличилась на 24,7%, а дуба скального на 20%. Установленные структурные изменения в древесине дуба отражаются на интенсивности экстракции его компонентов (таблица 2), о чем свидетельствуют данные химического состава полученных водно-спиртовых дубовых экстрактов 65% об. Интенсивность извлечения спирторастворимых и водорастворимых веществ дуба увеличилась в 2 раза. Содержание экстрагируемых низкомо-лекулярных углеводов возросло в 3 раза, общих фенольных веществ на 60%, при экстракции свободных фенольных веществ их количество по сравнению с контролем увеличилось в 2 раза, причем соотношение связанных и свободных форм фенольных веществ стало почти 1:1 – 1,45 – 1,13 соответственно.

Об интенсивной деполимеризации лигнина свидетельствует снижение содержания его спирторастворимой фракции в 2 раза.

Деполимеризация лигнина происходит с одновременным окислением его низкомолекулярных продуктов. Качественная реакция на катехины указывает на присутствие в среде продуктов окисления катехинов.

Таблица 2 – Химический состав 65 % об. водно-спиртовых экстрактов древесины дуба черешчатого до и после обработки УЗК ВМ в изгибном направлении волны

Показатель Дуб черешчатый
Контроль Обработанный
Вещества, растворимые в 65 % об. этаноле, % от сух. древесины: Углеводы Общие фенольные вещества: - свободные формы - связанные формы 4.62 ± 0.1 1.073 ± 0.09 1.77 ± 0.11 0.048 + 0.007 1.56 + 0.03 7.21 ± 0.05 3.24 ± 0.12 2.81 ± 0.1 1.13 ± 0.02 1.45 ± 0.12
Вещества, растворимые в воде, % от сух. древесины 8.37 ± 0.08 14.12 ± 0.04
Содержание лигнина, % от сух. древесины 31.8 ± 0.05 33.5 ± 0.07
Лигнин, растворимый в 96 % спирте, % от общего содержания лигнина 7.15 ± 0.07 4.3 ±0.1


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.