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88801字博士毕业论文黄酒过热蒸汽烘焙制米机理及工程优化研究

论文类型:博士毕业论文
论文字数:88801字
论点:大米,蒸煮,蒸汽
论文概述:

本文是硕士学位论文,本文研究了过热蒸汽焙炒大米工艺,探讨了焙炒大米酿造黄酒技术,模拟优化了工业化规模大米焙炒系统和操作参数,提出了焙炒系统设计开发的思路.

论文正文:

第一章简介

煮饭操作的主要目的是将大米淀粉完全糊化,这是黄酒生产过程中最重要的单元操作之一。大米淀粉的糊化度会影响黄酒的产量,也对酒的风味有重要影响。大米是固体,在烹饪过程中具有大的颗粒尺寸,并且存在传质和传热阻力,这使得大米中的淀粉颗粒难以吸水,并且在烹饪过程中热量不容易从外部传递到大米内部。因此,稻米中容易出现糊化不完全的“捏”现象。因此,在传统的蒸米过程中,不仅需要长时间浸泡大米,而且在烹饪过程中还需要中间加水,从而延长了烹饪时间,操作过程复杂,能耗和耗水量大。目前,稻米蒸煮技术的发展主要包括机械化蒸煮取代传统的手工操作,以及新蒸煮技术[3-9]的研发和应用。煮饭机械化包括两个系统:浸泡系统和卧式连续蒸米机。浸泡系统主要解决固液混合物的输送,而连续蒸煮机可以连续快速地完成大米的蒸煮操作。烹饪效果基本符合工艺要求,实现了机械化生产,产能高,但仍存在烹饪不均匀、水和能源消耗高的问题。针对大米蒸煮过程中存在的问题,先后探索和研究了一些新的蒸煮技术,主要包括膨化、液化和焙烧。
.........

第二章过热蒸汽焙烧糊化条件的优化

2.1简介
研究烘焙糊化效果的主要指标是糊化率。同时,水分含量对大米的糊化和淀粉的熔点有重要影响,这也需要特别注意。水化性能包括三个指标:吸水指数、膨胀力和水溶性。前两个指标反映了材料的吸水能力,而水溶性反映了材料中可溶性物质的量。这些指标能明显反映烘烤过程中材料成分的变化,易于测量。膨胀率是反映膨胀程度的指标,也间接反映了水稻内部结构的变化。因此,在工艺参数优化研究中,还测量了大米的水化特性和膨胀率,以了解大米成分在烘焙过程中的变化。选择测量这些参数的另一个重要原因是,在膨化研究过程中,研究人员经常测量这些参数来分析膨化过程。由于焙烤过程中糊化度与大米成分的变化有关,探讨这些参数与大米糊化率的关系也具有重要的参考意义。

2.2材料和方法
实验装置是一个小型流化床焙烧炉。如流程图(图2-1)所示,系统配有两种气体介质,空气体和过热蒸汽。蒸汽发生器产生的蒸汽被电加热器加热到预定温度,大米从烘烤器的顶部加入,在达到预定烘烤时间后,材料从底部一侧的闸门排出以获得样品。类似地,由风扇产生的空气流被电加热器加热到设定温度,进入流化床,并被烘焙成大米。在实验系统的进气管上安装气体流量计检测气体流量,在床层筛板附近和床层上方安装温度计测量气体流量温度。流化床上两个温度计的测量值由记录器记录。

第三章稻谷烘烤过程中结构和性能变化分析................................31
3.1导言..........................................31
3.2材料和方法..............................31
第四章连续焙烧过程数值模拟及关键参数优化................................54
4.1导言..............................54
4.2材料和方法............................54
第五章炒饭酿造技术研究.............................................73
5.1导言.........................................73
5.2材料和方法……78

第五章炒饭酿造技术研究

5.1简介为了了解不同热处理工艺对最终黄酒质量的影响,采用
炒米酿造黄酒。根据以前的研究结果,烧饭会出现快速和缓慢发酵的现象。这可能是由于大米疏松的多孔结构增加了糖化酶与大米的接触面积,加快了糖化速度,导致发酵早期糖浓度高,酵母发酵缓慢。然而,后期低糖浓度影响酵母的活力,发酵速度也很慢。本研究重点研究合适的发酵工艺,以协调糖化和发酵速度,保证发酵过程的顺利进行。除了理想的操作过程之外,黄酒酿造实验的主要目的是达到更高的酒产量,当然,黄酒的质量标准必须同时得到满足。至于黄酒的风味和口感,由于多种因素,实验室发酵条件不能满足。因此,这不是本研究的重点,只进行常规的成分分析。

5.2材料和方法
过热蒸汽和/或/k0/]气体分别用于流化床,并分别在200℃焙烧5、10、20、30和40秒。炒饭用粉碎机粉碎,过80目筛,装在密封袋中,储存在烘干机中。生米分别浸泡1天和7天,然后在常压下蒸30分钟。蒸熟后,将大米立即放入-20℃的冰箱中24小时,然后进行真空冷冻干燥,最后粉碎,过80目筛,分装在密封袋中并储存在干燥器中。根据表5-1制备不同的提取物用于大米蛋白溶解。根据溶质的功能和组成,萃取剂分为两个体系,单组分体系和IEF缓冲体系。用超纯水制备100μg /mL标准牛血清白蛋白溶液。超纯水作为实验缓冲液,分别加入0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8毫升标准牛血清白蛋白溶液,形成标准蛋白溶液。向每个标准蛋白溶液中加入5 mL考马斯g-250溶液(考马斯亮蓝G-250溶于50毫升95%乙醇中,加入100毫升85% H3PO4,加入蒸馏水稀释至1000毫升),翻转并摇匀,3-5分钟后,测量标准样品在595纳米处的a值(以0蛋白含量为基准),对每个标准样品重复读数3次,取平均值,以蛋白浓度为横坐标(μg?M1-1),吸光度作为纵坐标(Y,A595),作为标准曲线,建立回归方程。
……

主要结论和展望

过热蒸汽烘烤可以克服空气体烘烤过程中废气排放造成的空气污染和能源浪费,实现黄酒的“绿色”酿造。鉴于上述原因,本文对过热蒸汽炒饭技术进行了研究,探讨和分析了炒饭的性质、微观结构、温度分布等变化模式。在焙烧过程中,探讨了用焙烧大米酿造黄酒的工艺,模拟和优化了工业规模的大米焙烧系统和操作参数,提出了焙烧系统的设计和开发思路。最终结论如下:
(1)实验流化装置的最佳操作参数为过热蒸汽200℃,烘烤时间40 s。在最佳操作条件下,大米副反应程度低,在烘烤时间30-50 s范围内大米糊化率基本相同,保证了大米在连续操作条件下一定的停留时间分布。大米的水化特性和膨胀率与大米的糊化率有很高的相关性,可以反映大米的糊化程度。
(2)建立烘焙系统的最关键因素是在烘焙过程中提高气流和大米之间的热传递速率。比较表明,过热蒸汽和空气体的糊化效果基本相同,过热蒸汽较高。大米烘焙过程中糊化率随时间的变化曲线属于慢端快中端的S型曲线。由于各种因素的综合影响,它不能分为一级或零级反应。
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参考文献(省略)