close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

329.Курс лекций по дисциплине Ресурсосберегающие технологии для направления подготовки 35.03.07 110900 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции Н.В. Королькова О.А. Котик Е.В. Панина . 602 . 2014

код для вставкиСкачать
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежский государственный аграрный университет
имени императора Петра I»
факультет Технологии и товароведения
кафедра Процессы и аппараты перерабатывающих
производств
КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «Ресурсосберегающие технологии» для
направления подготовки 35.03.07 (110900) «Технология
производства и переработки сельскохозяйственной
продукции»
ВОРОНЕЖ
2014
Курс лекций подготовили доцент Королькова Н.В., профессор Котик
О.А., ассистент Панина Е.В. (кафедра процессов и аппаратов
перерабатывающих производств)
Одобрено и рекомендовано к изданию решением кафедры процессов и
аппаратов перерабатывающих производств. Протокол №1 от 04.09.2013г.
Методическая комиссия факультета технологии и товароведения.
Протокол №2 от 22.10.2013 г.
УДК 664(07)
ББК 36.81я7
К 68
Рецензенты:
Попов И.А. доцент кафедры ТПРП ФГБОУ ВПО ВГАУ им.
императора Петра I.
И.В. Новикова доцент кафедры «Технология бродильных и
сахаристых производств» ВГТА
Составитель: Королькова Н.В., Котик О.А, Панина Е.В.
Курс лекций: «Ресурсосберегающие технологии» предназначен для
студентов изучающих технологии производства и переработки
сельскохозяйственной продукции. В курсе лекций изучаются новые
современные технологии переработки наиболее ценных отходов и
побочной продукции пищевых, применяемые на пищевых предприятиях.
После изучения курса студент может ориентироваться в технологических
понятиях и иметь представление о производственных процессах и знать их
назначение.
2
ВВЕДЕНИЕ
В курсе «Ресурсосберегающие технологии» изучаются
новые современные технологии переработки наиболее ценных
отходов и побочной продукции пищевых производств.
Программа составлена таким образом, чтобы студент
глубоко
изучал
аппаратурно-технологические
схемы
технологических линий по переработке отходов пищевых
производств, применяемые для цехов и предприятий средней
мощности по переработке сельскохозяйственной продукции.
Для ориентации пищевой промышленности на устойчивое
развитие необходима экологизация производственной и
непроизводственной
деятельности
в
рамках
стратегии
устойчивого развития.
Экологический аспект нужно учитывать в процессе
структурной перестройки производственной деятельности
предприятий пищевой промышленности, а также - при
воздействии на структуру потребления продуктов питания.
Поскольку
устойчивое
функционирование
пищевой
промышленности как субъекта экономики должно носить
природоохранный характер, следовательно, принимать во
внимание при анализе и определении перспективной стратегии её
развития нужно не только экономическую, технологическую и
социальную, но и экологическую эффективность. Основой
ресурсосберегающих технологий пищевой продукции является:
-создание машин нового поколения, разработка и освоение
комплексно-механизированных и автоматизированных поточных
линий с применением микропроцессорной техники;
-разработка для каждого технологического процесса
показателей качества, которые отражали бы его точность,
устойчивость, управляемость;
-изучение закономерностей преобразования исходного
сырья в конечный продукт питания высокого качества;
-широкое применение генной инженерии биотехнологии для
выведения новых пород животных и сортов растений, увеличение
производства на промышленной основе белков;
-применение индустриальных технологий хранения,
перевозки
и
комплексной
обработки
продукции,
3
обеспечивающих полную сохранность питательных и вкусовых
качеств.
Проблема повышения уровня устойчивости развития
пищевой промышленности на современном этапе стоит очень
остро. Дальнейшая ориентация на ресурсные преимущества
(дешёвая рабочая сила, богатые природные ресурсы) может
отрицательно сказаться на устойчивости последующего
функционирования реального сектора экономики и пищевой
промышленности в частности, а также вызвать снижение
социальной и экологической устойчивости развития
4
ЛЕКЦИЯ 1
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПИЩЕВОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1. Цели и задачи ресурсосбережения в пищевой
промышленности
2. Сущностная характеристика ресурсосбережения.
3. Системный подход к ресурсосбережению
4. Характеристика вторичных сырьевых ресурсов отраслей
АПК
5. Классификация вторичных сырьевых ресурсов пищевой
промышленности
1.Цели и задачи ресурсосбережения в пищевой
промышленности
Важным резервом повышения эффективности производства
агропромышленного
комплекса
является
применение
ресурсосберегающих технологий т.е. комплексное использование
вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) и промышленных отходов
от переработки сельскохозяйственного сырья.
ВСР находят различные сферы применения в отраслях
агропромышленного комплекса и всего народного хозяйства
страны.
Около 80% всего объема ВСР используется в качестве
кормов сельскохозяйственных животных.
Ресурсосбережение ставит следующие задачи:
Рациональное
использование
ВСР
предусматривает
сохранение
экологического
потенциала,
повышения
эффективности земледелия.
Обеспечивает существенный рост производительности
труда за счет увеличения выхода конечного продукта из
исходной массы сырья и создает условия для повышения
ресурсоотдачи и получения дополнительной прибыли. Так,
замена
зернового
фуража
в
животноводстве
ВСР
перерабатывающей
промышленности
(жомом,
мелассой,
шротами и др.) способствует не только повышению
эффективности откорма животных, но и высвобождению ценных
продуктов для нужд народного хозяйства. Использование ВСР в
5
качестве добавок и заменителей остродефицитного сырья в
различных отраслях пищевой промышленности значительно
удешевляет некоторые виды продукции.
Опыт последних лет, накопленный в отраслях сельского
хозяйства и пищевой промышленности по рациональному
использованию вторичного сырья стал основой для разработок
ресурсосберегающих технологий в различных отраслях пищевой
промышленности и сельского хозяйства.
Внедрение
и
использование
ресурсосберегающих
технологий в производстве позволит:
развивать и совершенствовать действующие технологии
безотходного и малоотходного производства;
внедрять комплексную механизацию и автоматизацию
производства;
внедрить автоматизированные системы управления на всем
производственном цикле.
2. Сущностная характеристика ресурсосбережения.
Среди комплекса проблем повышения устойчивости
разнопланового бизнеса важное место занимают вопросы
эффективного управления потенциалом материальных ресурсов,
включая сокращение образования и рациональное использование
неизбежных отходов производства. В условиях преодоления
последствий масштабного финансово-экономического кризиса
2008-2010гг.,
требующих
мобилизации
всех
резервов
хозяйствования, задачи ресурсосбережения становятся еще более
актуальными.
Россия располагает огромными запасами топливноэнергетических и минеральных ресурсов, а также других
природных богатств, значительно превосходя большинство стран
по величине ресурсного потенциала на душу населения. Вместе с
тем уровень работ в сфере ресурсосбережения у нас сильно
отстает от показателей развитых стран. В процессах добычи
ресурсов, переработки, производства продукции, хранения и
распределения товаров допускаются огромные потери. Можно
отметить потери топлива, металла, древесины, цемента и другой
продукции. Низок уровень утилизации отходов производства. В
связи с масштабностью проблемы каждое решение в области
6
реформирования экономики должно оцениваться с точки зрения
его воздействия на уровень использования ресурсного
потенциала. Если с этих позиций проанализировать итоги
хозяйствования за последний период, можно сделать вывод, что
нерациональность в подходах к материалопотреблению в нашей
стране не только не преодолена, но и усилилась, поскольку спад в
объемах выпуска многих видов продукции, опережал сокращение
материальных затрат.
Отечественная экономика пока выдерживает целый ряд не
самых удачных реформаторских подходов в значительной мере
благодаря имеющимся природным ресурсам. Отсюда следует, что
в качестве первоочередной должна рассматриваться задача
обеспечения недостающей для модернизации национальной
экономики связи: природные ресурсы – ресурсосберегающий
хозяйственный механизм.
В основу понятия «ресурсосбережение», трактуемого как
экономия и рациональное использование ресурсного потенциала,
включают эффективность потребления материальных ресурсов,
имея в виду соотношение их расхода и конечных результатов
ресурсопользования.
Развернутое определение термину
«Ресурсосбережение»
дано
в
ГОСТ
Р
52104-2003
«Ресурсосбережение.
Термины
и
определения»
«Организационная, экономическая, техническая, научная,
практическая и информационная деятельность, методы,
процессы, комплекс организационно-технических мер и
мероприятий, сопровождающих все стадии жизненного цикла
ресурсов и направленных на рациональное использование.
Ресурсосбережение снижает объемы отходов, сбросов и
выбросов, что в свою очередь уменьшает их негативное
воздействие на человека и окружающую среду».
Ресурсосбережение относится к тем факторам, которые
определяют эффективность реализации практически всех
разрабатывавшихся в недавнем прошлом и подготавливаемых в
настоящее время программ оздоровления экономики, начиная с
такой известной программы выхода из кризиса, как программа
«500 дней», а также программ, предлагавшихся Союзом
промышленников и предпринимателей. На необходимость
скорейшего улучшения использования ресурсного потенциала
7
постоянно обращают внимание многочисленные участники
движения «зеленых».
Ключевыми задачами работ по ресурсосбережению
являются: предотвращение издержек на выпуск товаров, не
востребованных рынком; снижение затрат материальных
ресурсов при производстве пользующейся спросом продукции
(услуг) с необходимыми качественными параметрами;
обеспечение прироста потребности в сырье и материалах при
расширении объемов производства за счет экономии и
рационального использования ресурсов.
Ресурсосберегающая деятельность включает проведение
комплекса
мероприятий
технического,
экономического,
организационного и социально-психологического характера,
направленных на:
-улучшение структуры материалопотребления и внедрение
эффективных заменителей;
- предотвращение образования отходов и рациональное
использование их неизбежной части;
-совершенствование нормирования расхода материальных
ресурсов и обеспечение снижения их удельного расхода на
единицу продукции;
- оптимизацию управления запасами товарно-материальных
ценностей;
- сокращение потерь материальных ресурсов на этапах
транспортировки и хранения, эффективное использование тары.
По существу, дальнейшее расширение производства и
решение на этой основе социально-экономических задач
возможно только на пути наиболее полного и рационального
использования вовлекаемых в производственный оборот
ресурсов при стабилизации или сокращении их количества.
Принципы ресурсосбережения могут быть выражены двумя
альтернативными целевыми ориентирами:
1) принцип минимизации — достижение определенных
(заданных) результатов при наименьших затратах;
2) принцип максимизации — достижение наибольших
результатов при заданном объеме ресурсов.
Проблему ресурсосбережения можно рассматривать в двух
основных аспектах. Во-первых, экономия и рациональное
8
использование ресурсов понимается как важный и обязательный
элемент стратегии и тактики хозяйствования. В данном случае
можно говорить о совокупности требований, составляющих
режим экономии. Эти требования должны быть учтены в
процессе развития системы планирования, ценообразования,
финансово-кредитного механизма, материально-технического
обеспечения и сбыта. Во-вторых, ресурсосбережение выступает в
качестве самостоятельного направления научной и практической
деятельности, охватывающего все отрасли материального
производства, процесс распределения и обращения, а также
потребления средств производства.
Целью
мероприятий,
ориентированных
на
ресурсосбережение, является интенсивный поиск потенциальных
и реальных источников и резервов экономии и рационального
использования материальных ресурсов, результатом которого
должно быть повышение эффективности их применения.
Среди показателей, характеризующих ресурсосберегающий
эффект
хозяйствования,
можно
выделить
повышение
коэффициента
использования
различных
видов
сырья,
материалов, энергии, снижение материало- и энергоемкости
продукции предприятий и отраслей национальной экономики.
Результат процессов ресурсосбережения может быть выражен
через экономию ресурсов, исчисляемую как разность между
объемом сырья, материалов и энергии, который был бы
необходим при прежних нормативах их расхода и фактическим
потреблением. Существуют и более детализированные
показатели ресурсосберегающей деятельности, например, доля
используемых отходов производства в общем объеме их
образования, отходоотдача и др.
В последние годы активно формируются прикладные
экономические и инженерные дисциплины, составляющие
комплексную основу теории и практики ресурсосбережения.
Фундаментальные положения этой теории можно отнести как к
отдельным видам материальных ресурсов, так и к различным
отраслям и сферам деятельности. Значительные резервы
экономии материальных ресурсов имеются в процессе
распределения и обращения средств производства.
9
Большое внимание должно уделяться сдерживанию темпов
роста совокупных запасов, совершенствованию их структуры,
повышению
мобильности,
ускорению
оборачиваемости
аккумулированных в запасах оборотных средств. Разработка и
внедрение систем регулирования материальных потоков и
запасов представляют собой сложную комплексную задачу всех
органов управления сопряженными процессами снабжения,
производственного потребления ресурсов и сбыта.
Эффективность всех мероприятий по ресурсосбережению в
сфере обращения средств производства и в процессе их
потребления во многом определяется тем, насколько правильно и
экономически целесообразно используется человеческий фактор,
насколько четко и отлажено функционирует комплексный
иерархический
экономико-организационный
механизм
рационального использования материальных ресурсов. К числу
первоочередных задач в области ресурсосбережения следует
отнести разработку и внедрение стимулов, побуждающих
участников ресурсосберегающей деятельности к повышению
результативности своей работы.
В настоящее время важным фактором не только развития
производства, организации материальных и информационных
потоков, но и обеспечения интенсивного экономического роста
на основе рационального использования ограниченных ресурсов,
эффективного вовлечения в хозяйственный оборот отходов
производства должна выступать логистика.
В качестве одного из основных аспектов ресурсосбережения
следует рассматривать получение дополнительного эффекта не
только в рамках конкретного производственного звена, но и
народного хозяйства в целом, а также получение экологического
и социального эффектов.
3. Системный подход к ресурсосбережению
На современном этапе хозяйственного развития сложилась
экономическая ситуация, при которой ресурсосбережение играет
экстраординарную роль, и его реальное осуществление
настоятельно требует построения целостной, многоуровневой
модели хозяйствования ресурсосберегающего типа. При этом чем
дальше и глубже идет трансформация экономики, тем больше
10
раскрывается сложность этой задачи, точнее выявляются
огромные масштабы предстоящей работы в области
совершенствования организационно-экономического механизма
ресурсосбережения.
Она должна строиться путем последовательного учета всех
факторов ресурсосбережения на всех уровнях управления (при
выработке экономической политики, методов хозяйственного
руководства,
систем
организации
производства),
целенаправленного совершенствования действующих и создания
новых
оргструктур,
адекватных
современной
модели
хозяйствования.
Многоаспектность
ресурсосберегающей
деятельности,
многообразие факторов, определяющих результативность этой
деятельности, многочисленность пересечений функциональных
связей между звеньями, обеспечивающими ресурсосбережение
требуют новых инновационно-ориентированных подходов (в т. ч.
логистических), комплексности и системности.
Системный подход предполагает выделение процесса
ресурсосбережения в качестве самостоятельного объекта
управления и определения состава конкретных функций,
реализуемых соответствующими звеньями по его обеспечению.
Комплексный характер данной системы означает то, что в ней
должна разрабатываться и проводиться совокупность научнотехнических, экономических, организационных и социальных
мероприятий, влияющих на показатели рационального
использования ресурсного потенциала. Функциональный блок
должен
включать
следующие
основные
подсистемы:
планирования ресурсосбережения; организации и регулирования
ресурсосберегающей деятельности; контроля, учета и анализа
результатов работы по ресурсосбережению; стимулирования
ресурсосбережения. Нормативно-правовой основой системы
могут быть стандарты, четко определяющие последовательность
проведения ресурсосберегающих мероприятий, а также
регламентирующие права и обязанности исполнителей,
участвующих в реализации данных мероприятий.
Формирование
целостной
системы
управления
ресурсосбережением,
предполагающей
регулирование
и
поддержку ресурсосбережения на макро- и микроэкономических
11
уровнях, связано с развитием координации, обеспечивающей
необходимую согласованность между всеми элементами системы
управления с преодолением дублирования функций и излишней
автономии отдельных звеньев. Решение задач координации в
свою очередь требует развития логистики и формирования
адекватных информационно-коммуникационных систем.
4. Характеристика вторичных сырьевых ресурсов отраслей
АПК
Перерабатывающая промышленность АПК – одна из
наиболее материалоемких отраслей народного хозяйства,
поэтому экономное использование сырья, материалов, более
полное и рациональное использование вторичных ресурсов имеет
особо важное значение.
При переработке сельскохозяйственного сырья в отраслях
пищевой промышленности выход основного (целевого) продукта
составляет в среднем не более 30% (а, например, в сахарной еще
меньше – 15%) массы первичного сырья. Остальное сырье
переходит в отходы, хотя часто содержит полезные компоненты.
Отходы производства – это остатки сырья, материалов,
полуфабрикатов, утратившие полностью или частично
исходные потребительские свойства.
В пищевой промышленности отходы производства как
правило, не могут быть вторично использованы в том же
производственном процессе, где были получены, и для
дальнейшего применения требуют дополнительной обработки.
Вторичные материальные ресурсы – это отходы
производства и потребления, которые образуются в народном
хозяйстве, и в частности в отраслях АПК.
Частью вторичных материальных ресурсов являются
вторичные сырьевые ресурсы, которые могут быть использованы
в качестве потенциального сырья в перерабатывающих отраслях
агропромышленного комплекса.
В пищевой промышленности в процессе переработки сырья
наряду с основной продукцией и отходами образуется также
побочная продукция, которая не является главной целью данного
производственного процесса, но может быть использована без
12
дальнейшей доработки, например меласса, сивушные масла,
эфироальдегидная фракция, углекислота брожения и др.
В
отраслях
перерабатывающей
промышленности
существуют такие понятия, как возвратные отходы, неизбежные
технологические потери.
Возвратные отходы – это отходы производства,
повторно используемые в технологическом процессе этого же
производства без особой доработки в качестве добавок к
основному сырью, например крошка, лом, брак – в
хлебопекарном и кондитерском производстве, белковые отстои и
другие отходы – в производстве различных напитков и т.д.
Часть отходов, для которых на данном этапе развития науки
и техники еще отсутствуют условия или не определено
направление использования, либо использование их является
экономически не целесообразным, обозначаются термином
неиспользуемые отходы.
5. Классификация вторичных сырьевых ресурсов
пищевой промышленности
Совершенствование учета и планирования образования и
использования
ВСР,
повышение
эффективности
их
использования тесно связаны с научно обоснованной их
классификацией.
ВСР пищевой промышленности можно классифицировать
по следующим признакам:
По
источникам
образования:
растительные
–
свекловичный жом, жмых (шрот), зернокартофельная барда,
виноградные выжимки; минеральные –отходы соляной
промышленности;
химические
–
отходы
производства
синтетических моющих средств, парфюмерно-косметической
отрасли и др.
По агрегатному состоянию: твердые – подсолнечная
лузга, хлопковая шелуха, солодовые ростки, кукурузный
зародыш и др.; жидкие – соапсток, мелассная барда, клеточный
сок картофеля, дрожжевые осадки; газообразные – углекислота
брожения и др.
По технологическим стадиям получения: получаемые при
первичной переработке сырья – плодовые косточки, яблочные и
13
виноградные выжимки и др.; получаемые на стадии вторичной
переработки продукции – рафинация патоки, фосфатидные
концентраты, отбельные глины, последрожжевая мелассная барда
и др.; получаемые при промышленной переработке отходов –
косточковая
крошка,
отходы
производства
пищевых
концентратов, фильтрат цитрата кальция и др.
По возможности повторного использования без
доработки: крошка, брак, лом – хлеба, хлебобулочных, мучных,
кондитерских, макаронных изделий, карамели и др.
По объемам образования: многотоннажные (условно
свыше 100 тыс. т в год) – дефекат, шроты (жмыхи), картофельная
и кукурузная мезга и др.; малотоннажные (условно до 100 тыс. т
в год) – гудрон, остаточные пивные дрожжи, мальтозный жмых,
чайные отходы.
По степени использования: полностью используемые –
меласса, свекловичный жом и др.; частично используемые –
дефекат, углекислый газ, картофельный сок; неиспользуемые –
хмелевая дробина, отбельные глины и др.
По направлениям дальнейшего использования: для
производства пищевых продуктов путем промпереработки (как
сырье в отраслях пищевой промышленности): меласса, хвостики
и «бой» свеклы, фосфатидный концентрат, яблочные выжимки,
кукурузный зародыш, плодовые косточки, чайные отходы и др.; в
качестве сырья для производства продукции технического
назначения (как сырье для переработки в смежных отраслях
народного хозяйства) - кукурузный экстракт, хлопковая шелуха,
и подсолнечная лузга, глютен, косточковая крошка,
виннокаменная известь и др.; в качестве кормов – свекловичный
жом, зернокартофельная барда, картофельная мезга, шрот
(жмых), пивная дробина и др.; в качестве удобрений – дефекат,
клеточный сок картофеля, табачная пыль; в строительстве –
отходы известняка, упаренная последрожжевая барда, гипсовый
шлам и др.; в качестве топлива – подсолнечная лузга и др.
По отраслевой принадлежности:
сахарная промышленность – свекловичный жом, меласса,
фильтрационный осадок (дефекат), свекловичный «бой» и
хвостики свеклы, жомпрессовая вода, отходы известняка,
рафинадная патока и др.;
14
масло-жировая промышленность – подсолнечная лузга,
хлопковая шелуха, жмых и шрот, соапстоки, фосфатидные
концентраты, антранилат госсипола, отработанные отбельные
глины и др.;
крахмало-паточная промышленность – картофельная мезга
и картофельный сок, кукурузная мезга, кукурузная дробленка,
кукурузный зародыш и др.;
эфиромасличная
промышленность
–
отходы
эфиромасличной промышленности в зависимости от культуры
перерабатываемого сырья делятся на следующие группы:
на отходы переработки зернового сырья (в основном
кориандра)
на отходы переработки цветочного сырья (в основном розы)
на отходы переработки цветочно-травянистого сырья
(герань розовая, базелик эвгенольный, мята перечная, шалфей
мускатный, лаванда),
В зависимости от способа переработки сырья (отгонка или
экстракция) образуются следующие отходы и побочные
продукты:
при отгонке паром (свыше 90% эфиромасличного сырья
перерабатывается
этим
методом):
растительный
шрот,
дистилляционные воды, конденсаты;
при экстракции: шрот, клеточный сок, воски.
спиртовая промышленность – мелассная барда, зернокартофельная барда, отработавшие дрожжи, эфироальдегидная
фракция, сивушное масло, углекислый газ;
плодоовощная промышленность – вытяжки и вытерки
томатов, томатные семена, выжимки и вытерки яблок, плодовые
косточки, виноградные выжимки и др.;
пивоваренная и безалкогольная промышленность – квасная
гуща, дрожжевой осадок, зерновые отходы, солодовая дробина,
солодовые ростки, пивные дрожжи, белковый отстой, углекислый
газ;
мясная и мясо-жировая промышленность – субпродукты 11
категории (рубец, калтык, легкое, сычуг, селезенка и др.),кровь
убойных животных, плазма и сыворотка крови, форменные
элементы крови, эндокринно-ферментативное сырье, рога со
стержнем крс, копыта сырые крс, кости говяжьих туш;
15
молочная промышленность – обезжиренное молоко и пахта,
молочная сыворотка.
Основная часть производственных отходов и побочных
продуктов пищевой промышленности используется на корм
сельскохозяйственным
животным
без
дополнительной
обработки. Кормовая ценность их составляет 10 млрд. кг корм ед.
в год. Около 20% общего количества отходов ежегодно
подвергается промышленной переработке в пищевой или других
отраслях
народного
хозяйства
(микробиологической,
химической, фармацевтической и др.). Часть отходов
используется на удобрение, топливо.
Уровень использования ВСР в среднем по отраслям
пищевой промышленности составляет 90%.
ЛЕКЦИЯ 2
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ОСНОВЫ
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
1. Классификация природных ресурсов
2. Природопользование, его виды. Рациональное и
нерациональное природопользование.
3. Атмосфера, ее состав
4. Потенциал «солнечной энергетики»
5. Биоэнергетика-это
энергетика,
основанная
на
использовании биотоплива.
6. Первичные
и
вторичные
энергоресурсы,
их
классификация. Экологическая эффективность различных
способов получения электрической энергии.
1. Классификация природных ресурсов:
1. По интенсивности использования:
- реальные – используемые при данном уровне развития
производства,
- потенциальные – могут быть использованы при
возникновении новых технологий или в связи с изменением
потребности общества в этих ресурсах (алюминий, уран).
2. По принадлежности к частям биосферы (натуральная
классификация)
16
- биотические – животный и растительный мир,
- абиотические – водные, воздушные, климатические,
почвенные, космические, полезные ископаемые.
3. По исчерпаемости
- исчерпаемые – запасы таких ресурсов ограничены на
Земле
- неисчерпаемые – количество ресурсов практически не
изменяется при их потреблении.
Исчерпаемые невозобновляемые – богатства недр.
Исчерпаемые возобновляемые - растения и животные,
микроорганизмы.
Исчерпаемые относительно возобновляемые – почва,
воздух, вода.
4.По экономической классификации:
- ресурсы для материального производства;
- ресурсы непроизводственной сферы (отдых, коммунальное
хозяйство).
5. По заменяемости:
- заменяемые (энергию нефти заменяем на энергию тепла
Земли)
- незаменяемые (кислород).
2. Природопользование, его виды. Рациональное и
нерациональное природопользование.
Природопользование – теория и практика рационального
использования человеком природных ресурсов.
Рациональное природопользование – система деятельности,
обеспечивающая экономное использование природных ресурсов
и их воспроизводство.
Нерациональное
природопользование
–
система
деятельности, ведущая к подрыву восстановительных сил
биосферы, исчерпанию природных ресурсов.
Рациональное природопользование включает изучение,
охрану, освоение, преобразование ресурсов. Все ресурсы
охраняются совместно, добываемые ресурсы используются
максимально полезно, достигается воспроизведение и сохранение
естественных ресурсов.
17
Ресурсосбережение – производство и реализация конечных
продуктов с минимальным расходом вещества и энергии и с
наименьшим воздействием на биосферу.
Энергосбережение
–
организационная,
научная,
практическая и информационная деятельность, направленная на
эффективное использование энергоресурсов в расчете на единицу
конечного полезного эффекта, снижение потерь топливно –
энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки,
хранении, транспортировки.
3. Атмосфера, ее состав
Атмосфера, от (греческого слова atmos – пар), газообразная
оболочка Земли и других небесных тел. Располагается на уровне
2000км. над поверхностью Земли. Основные слои атмосферы:
1. Тропосфера – высота до 16 – 18 км. на экваторе, и 7 – 8
км. на полюсах, содержит до 80% всей массы воздуха и весь
водяной пар.
2. Стратосфера – 60 км.
3. Мезосфера – 80 – 85 км.
4. Ионосфера – 80 -800 км.
5. Экзосфера – 2000 км.
Химический состав: O2 до 21% ( по объему) , N2 – 78%,
аргон Ar – около 1%; CO2 -0,23%.
Под атмосферной пылью понимают взвешенные в воздухе
твердые частицы с диаметром более 1 мкм, она имеет как
природное, так и искусственное происхождение.
Аэрозоли – частицы 0,1 – 0,001 мкм – твердые и жидкие,
которые могут быть заряжены положительно или отрицательно.
Свойства атмосферы:
1. не пропускает на Землю большую часть метеоритов и
космической пыли, космического излучения.
2. смягчает суточные колебания температуры
3. распределяет свет от Солнца
4. передает звук (скорость звука в воздухе 330 м/сек)
5. поддерживает процесс горения
6. переносит влагу.
Уровень загрязненности атмосферного воздуха
18
Загрязнения
подразделяются
на
естественные
и
антропогенные
по
происхождению.
По
масштабам
распространения на: локальные и глобальные. Загрязнители
разделяют на :
- основные – SO2, NO2, NO, CO2, CO и пыль;
- специфические – NH3, HCL, фенол, формальдегид, свинец,
мышьяк.
Для каждого вещества, загрязняющего атмосферный воздух,
установлена предельная допустимая концентрация (ПДК)
вредных веществ, которая не оказывает на человека ни прямого,
ни косвенного воздействия. Установлено два норматива ПДК –
максимально разовый ( ПДК мр ) и среднесуточный ( ПДК сс),
измеряется в мг/м3, оцениваются – первая по действию в течение
0,5 часа, вторая – в течение 24 часов. Если ПДК для вещества не
определена,
то
руководствуются
ориентировочными
безопасными уровнями воздействия (ОБУВ).
Преобразование и использование солнечной энергии
Солнечное излучение характеризуется числом часов, когда
солнце не закрыто облаками. Это примерно 1800 часов в год. Для
преобразования солнечной энергии в электрическую используют
фотогенератор, представляющий собой пластину, собранную из
большого числа более мелких пластин размером 100 х 100 мм,
соединенных в электрическую цепь, получают «солнечную
батарею». Батарея стоит дорого, требует постоянного
обслуживания (удаление мусора, пыли, снега с ее поверхности).
Стоимость 1 кВт. час электроэнергии, полученной от солнечной
батареи, в 4 – 6 раз выше электроэнергии от обычных
электростанций. Целесообразны 3 варианта использования
солнечной энергии:
1. использование домов солнечной архитектуры (ориентация
домов на южную сторону, устройство подогревателей воды,
гравийных аккумуляторов тепла в подвалах домов).
2. солнечные
коллекторы,
гелиоводонагреватели,
фокусирующие
солнечную
энергию
зеркала
на
водонагревателях для горячего водоснабжения.
3. производство электроэнергии с помощью солнечных
батарей.
19
4. Потенциал «солнечной энергетики»
1м поверхности солнечной батареи вырабатывает до 1400
кВт.час в год, 1м2 поверхности гелиоводонагревателя способен
нагреть примерно 175 л. до 50 С в сутки, экономит в год
природного газа 145 м3 или 240 кг. каменного угля.
Ветроэнергетика – процесс преобразования механической
энергии движения воздуха с помощью электрогенератора в
электрическую энергию. Установки дорогие, срок окупаемости в
зарубежных странах до 10 – 12 лет. Эффективно работают при
скорости ветра более 5 м/сек. Средняя скорость ветра не более 3
м/с, поэтому требуются специальные ветроустановки и выбор
места их работы в местах с максимальной скоростью ветра
(районы Фаниполя, Брасавские озера – первые опытные
установки). Можно вырабатывать с помощью ветра до 7 млрд.
кВт.час электроэнергии, экономя при этом до 2 млн. условного
топлива (потенциал ветроэнергетики).
2
5. Биоэнергетика-это энергетика, основанная на
использовании биотоплива.
Биотопливо-топливо,
образующееся
из
биомассы
посредством естественных процессов и как продукт
сельскохозяйственного производства, лесоводства, речного и
морского хозяйства, промышленной и бытовой деятельности
человека.
Биомасса-вещества, из которых состоят растения,животные
и продукты их жизнидеятельности. Биомасса превращается в
биотопливо путем физических, химических и биохимических
процессов.
Основные типы энергетических процессов, связанных с
переработкой
биомассы-термохимические,
биохимические,
агрохимические.
Переработка биомассы в топливо осуществляется по трем
основным направлениям:
1.термохимическое-прямое
сжигание,
газификация,
пиролиз. Пиролиз-термическое разложение топлива при 4001200 0С без доступа воздуха.
20
Газификация-технология получения горючего газа в
процессе нагрева жидкого или твердого топлива.
Можно получить:”синтез-газ”, метанол, искусственный
бензин, древесный уголь.
2.биохимическое-спиртовая ферментация, анаэробная или
аэробная переработка, биофотолиз.
Ферментация-процесс сбраживания при температуре не
выше 800 С при участии ферментов.
Биофотолиз-превращение молекул вещества под действием
света и бактерий.
Анаэробная - без доступа воздуха,
Аэробная - в воздушной среде. При этом получают биогаз,
этанол, бутанол или получают тепло непосредственно при
окислении (парник на навозе).
3.агрохимические-выращивание
определенных
видов
растений (рапс, подсолнечник) с последующей их переработкой в
дизельное топливо.
Биогаз- продукт анаэробного сбраживания органических
отходов. Состав: метан- до 75 %, углекислый газ до 40 %,
сероводород- 1,5 %.
1 м3 биогаза эквивалентен по энергосодержанию 0,5 м3
природного
газа
или
0,5
кг
дизельного
топлива.
Энергосодержание биогаза- 22,3 МДж (0,76 кг у.т.)
Таблица 1. Потенциальные возможности использования
биологических энергоресурсов.
Вид биотоплива
Потенциал, млн. т.у.т.
1.
древесное топливо,
3,0 + экологический эффект
включая отходы
2. отходы растениеводства
До 2,0 + удобрение+ экологический
эффект
3. бытовые органические 0,5 + экологический эффект +
отходы
оздоровление окр. среды
4. навоз
0,16 + удобрение + экологический
эффект
21
6. Первичные и вторичные энергоресурсы, их
классификация. Экологическая эффективность
различных способов получения электрической энергии.
Энергетический ресурс – материальный объект, в котором
сосредоточена
энергия,
пригодная
для
практического
использования человеком, носитель энергии.
Первичный энергоресурс – энергоресурс, который не
подвергался
какой-либо
переработке
непосредственно
находящиеся
в
природе
(солнечная
энергия,
ветер,
месторождения нефти и газа и т.д.).
Вторичный энергоресурс – энергоресурс, полученный после
преобразования первичного энергоресурса на специальных
установках, а также полученный в результате недоиспользования
энергии в технологическом процессе или в виде побочного
продукта основного производства (электроэнергия, горячая вода,
газ в трубопроводе).
Классификация первичных энергоресурсов:
1. по способу использования:
 топливные,
 нетопливные
2. по признаку сохранения запасов:
 возобновляемые ,
 невозобновляемые
3. по месту нахождения в литосфере:
 ископаемые (в недрах),
 неископаемые (на поверхности литосферы)
4. по признакам природопользования:
 участвующие в круговороте веществ и превращения
энергии (солнечная, космическая),
 детонированные (занесенные), (ископаемые),
находящиеся в недрах, (уголь, торф), ядерное топливо,
 искусственно активированные (вещества, участвующие
в химических реакциях).
5. по влиянию на энергию биосферы:
 добавляющие энергию,
 недобавляющие энергию.
6. по экономической классификации:
 валовый ресурс – суммарная энергия энергоресурса,
22
 технический ресурс – энергия, которая может быть
получена из энергоресурса при существующем уровне
развития техники,
 экономический ресурс – энергия, получение которой
выгодно при существующем соотношении цен на
оборудование, материалы, рабочую силу. Иногда ресурс
дешевле купить, чем добыть.
Классификация вторичных энергоресурсов (ВЭР):
1. по происхождению:
 тепловые – тепло золы, шлаков, газов, воды, пара,
твердых тел;
 горючие – горючие газы, отходы, используемые как
топливо;
 избыточного давления – газ, вода, пар, находящиеся под
давлением или обладающие кинетической энергией.
2. по направлению использования:
 топливные (используются как топливо)
 тепловые (используются как источник тепла или как
теплоноситель)
 силовые (используются в виде механической или
электрической энергии)
 комбинированные (используются как механическая
энергия и тепло).
3. по степени концентрации энергии:
 высокопотенциальные (высокотемпературные,
Т=400÷1000 С),
 среднепотенциальные (газы, вода, пар, отходы
производства с температурой выше 120 С),
 низкопотенциальные (выбросы воздуха из вентиляции,
бытовые стоки, вода из систем отопления).
Экологическая эффективность различных способов
получения электрической энергии.
1. Наиболее экологически эффективным способом
получения электроэнергии является энергосбережение.
2. Преобразование солнечной энергии в электрическую
непосредственно не связанно с выделением в окружающую
среды вредных веществ. Но при производстве фотогенераторов
(солнечных батарей) в окружающую среду выбрасывается
23
большое количество отходов кремния, клеев, солей, кислот,
затрачивается значительный объем электроэнергии.
3. Ветроэнергетические установки – строительство
установок требует значительной площади земли или дна водоема
(залива,
озера),
они
являются
источником
шума,
электромагнитного поля, изменяют пути миграции животных и
насекомых, а также естественные воздушные потоки на
местности.
4. Гидроэлектростанции – создание водохранилищ,
устройство плотин связано с выведением из оборота больших
площадей земли, изменяются естественные процессы очистки
реки, исчезают места нерестилищ рыбы, нарушается экосистема
водоема, электромагнитное излучение линий электропередач
отрицательно влияет на окружающую среду.
5. Геотермальные установки – горячая вода из подземных
источников может содержать много солей, которые могут
привести к засолению почвы.
6. Атомные электростанции – в меньшей степени, чем
тепловые электростанции, загрязняют атмосферу, водоемы, но
требуют работ по утилизации отработанного ядерного топлива и
материалов реакторов. Не исключается возможность аварий в
результате
сбоев
технологического
процесса
или
террористических актов.
7. Тепловые электрические станции (ТЭС), тепловые
электрические централи (ТЭЦ). Комбинированное производство
тепла и электрической энергии снижает объемы выбросов SO2,
NOx, CO2 в атмосферу (SO2 со 100% до 5%, NO2 со 100 до 90%,
CO2 со 100 до 50%).
Осуществляется сброс теплой воды в водоемы, тепла в
атмосферу, линии электропередач загрязняют биосферу
электромагнитным излучением.
При сгорании топлива выбрасывается пыль, содержащая
тяжелые металлы. Добыча топлива, его доставка, хранение,
аварии при транспортировке и хранении приводят к
значительному экологическому ущербу.
24
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ЛЕКЦИЯ 3
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В САХАРНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКА МЕЛАССЫ
План
Характеристика мелассы как отхода сахарного производства.
Пути использования и переработки мелассы.
Использование мелассы в бродильной и микробиологической
промышленности.
Использование мелассы для получения лимонной, молочной
кислот.
Использование мелассы для получения глицерина.
Переработка свекловичного жома
1. Характеристика мелассы как отхода сахарного
производства.
Меласса – ценный побочный продукт свеклосахарного
производства. Это межкристальный маточный раствор,
отделяемый
в
свеклосахарном
производстве
при
центрифугировании
утфеля
последнего
продукта.
Это
темнокоричневая густая жидкость с удельной массой 1,40…1,45
г/см3 В мелассе содержится 10…15% сахара перерабатываемой
свеклы. По общему содержанию сухих веществ меласса уступает
жому, но по ценности этих веществ и их разнообразию
значительно превосходит его.
Состав мелассы следующий (в % от общей массы):
Сухие веществ
82,0
В том числе
сахароза
48,4
другие вещества
33,6
Вода
18,0
Химический
состав
мелассы
обуславливает
ее
использование в качестве сырья для полученя целого ряда
продуктов. Наличие в мелассе большого количества сахара и
несахаристых веществ, которые практически полностью
усваиваются организмом животных, определяет основную ее
питательную ценность.
На величину выхода мелассы и содержание в ней сахара
оказывает влияние качество перерабатывающей свеклы, в свою
25
очередь зависящее от климатических условий и технологии ее
возделывания, сроков уборки, длительности хранения, степени
травмирования, загрязненности; влияет и технологический режим
переработки свеклы.
В районах с большим и нормальным количеством осадков
мелассы образуется меньше, чем в областях с относительно
засушливым
климатом.
Выход
мелассы
учитывается
взвешиванием фактически полученной на заводе мелассы с
последующим пересчетом на условную, содержащую 85% сухого
вещества. В среднем выход условной мелассы в сахарном
производстве составляет 5% к массе перерабатываемой свеклы.
2. Пути использования и переработки мелассы
Меласса многокомпонентное сырье, из нее можно получить
более 10 видов продуктов.
Имеются три основных направления в использовании
меласс: сельское хозяйство; спиртовая промышленность;
дрожжевая промышленность.
Значительно развито производство из мелассы (методом
брожения) таких ценных продуктов, как глицерин, молочная и
лимонная кислоты. Из мелассы можно извлечь и получить
содержащийся в ней в значительном количестве сахар.
Для изучения способов утилизации мелассы удобнее всего
классифицировать их по применяемым при этом методам:
утилизация на корм скоту (непосредственное скармливание,
производство комбикормов);
утилизация в бродильной промышленности (производство
спирта, дрожжей, молочной и лимонной кислот, глицерина);
получения сахара из мелассы (метод сепарации путем
выделения трехкальциевого сахарата, стронциановый метод,
осаждение сахара концентрированной уксусной кислотой);
ионитная очистка мелассы с получением сахара,
глутоминовой кислоты и бетаина.
26
3.
Использование
мелассы
в
бродильной
и
микробиологической промышленности.
Производство спирта. Основой мелассоспиртового производства
является сбраживание сахара мелассы при температур 20-25 оС
дрожжами и превращение его в спирт и углекислый газ
С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6+С6Н12О6 = 4С2Н5ОН + 4СО2
Сахароза
глюкоза фруктоза
спирт
Сахароза при помощи инвертазы (или сахаразы) дрожжей
превращается в смесь глюкозы и фруктозы, которые дальше
другим ферментом – зимазой дрожжей – сбраживаются в спирт и
углекислый газ.
Фактически получается 58-60 л спирта на каждые 100 кг
сахарозы т.е. коэффициент использования сахарозы мелассы
оказывается выше 85%. Спирт легко выделяется из сбродившего
мелассового раствора перегонкой, причем имеющаяся примесь
несахаров нисколько не мешает.
Меласса может содержать иногда значительные количества
раффинозы (например 1-3 %). Обычные верховые дрожжи
спиртового производства расщепляют раффинозу лишь на
фруктозу и мелибиозу, причем последняя далье не сбраживается
так как в верхних дрожжах не фермента мелибиазы,
расщепляющего мелибиозу. Такой фермент содержится в
низовых пивоваренных дрожжах и в специальных расах
дрожжей, которые и применяются в мелассоспиртовом
производстве, они достаточно полно сбраживают и раффинозу.
Производство дрожжей. Меласса в настоящее время
служит главным и почти единственным сырьем для произвдства
хлебопекарных дрожжей.
В дрожжевом производстве в противоположность
спиртовому процесс направляют так, чтобы по возможности
меньше получалось спирта и сахар мелассы расходовался на
построение дрожжевых клеток.
Размножение и рост дрожжей сильно ускоряется в
присутствии кислорода воздуха. Поэтому в дрожжевом
производстве брожение ведут при энергичном продувании в
бродящую массу большого количества воздуха.
27
Кроме того, брожение ведут в сильно разбавленном
растворе, концентрация которого не должна быть больше 5 %
СВ. Таким образом, дрожжи получают лишь питательные
вещества необходимые для их роста, но не имеют избытка сахара
для сбраживания в спирт.
Разбавленный раствор мелассы мог бы быстро истощиться,
и дрожжи начали бы голодать. Поэтому брожение ведется по
приточному способу, при котором по мере израсходования
питательных веществ непрерывно приливают к бродящей
жидкости свежий, более концентрированный мелассовый
раствор.
Меласса не содержит некоторых веществ, необходимых для
роста дрожжей. Сухие вещества дрожжей состоят наполовину из
белков, т.е. содержание азота в сухом веществе дрожжей
достигает 8%. Зола дрожжей состоит в основном из
фосфорнокалиевой соли. В мелассе имеется в достаточном
количестве для выращивания дрожжей лишь калий. Фосфорной
кислоты в ней совсем нет, а азота содержится недостаточное
количество (2% азота, но из них усвояемого дрожжами не более
0,8%, так как, например, азот бетаина дрожжами совсем не
усваивается). Поэтому при производстве дрожжей прибавляют к
мелассовому раствору сернокислый аммоний как источник
хорошо усвояемого азота и суперфосфат как источник
фосфорной кислоты. При перечисленных условиях (продувание
воздуха, разбавленные растворы, приточный способ и
минеральная подкормка) выход дрожжей высокий, например на
100 кг мелассы получается 100 кг прессованных дрожжей,
содержащих 25% сухих веществ.
4. Использование мелассы для получения лимонной,
молочной кислот.
Производство молочной кислоты. Молочная кислота весьма
ценна для пищевой промышленности (кондитерской, консервной,
хлебопекарной, при производстве фруктовых вод и т.п.); она
имеет важное значение и в фармацевтической промышленности.
Молочная кислота легко получается сбраживанием сахарозы
посредством молочнокислых бактерий при 50 оС. Сахароза этими
28
бактериями сначала расщепляется на глюкозу и фруктозу,
которая затем сбраживается по уравнению
С6Н12О6 = 2СН3.СНОН.СООН
глюкоза
молочная кислота
Брожение ведется в растворах мелассы, имеющих
концентрацию около 15% СВ. В течение брожения добавляют
понемногу мел, чтобы нейтрализовать образующуюся молочную
кислоту, так как она иначе останавливает дальнейшее
сбраживание. Таким образом, молочная кислота накапливается в
растворе в виде ее кальциевой соли (10-12%). Брожение длится 6
дней. Выход молочной кислоты составляет 90% от
теоретического.
Раствор фильтруют, очищенным активированным углем,
концентрируют и при охлаждении выкристаллизовывают из него
молочнокальциевую соль. Маточный раствор можно вторично
сгущать и кристаллизовать.
Выделенную молочнокальциевую соль разлагают в
деревянных чанах, прибавляя серную кислоту, причем образуется
и выпадает в осадок сернокальциевая соль (гипс), а молочная
кислота переходит в раствор. После отфильтровывания осадка
получается довольно чистый раствор молочной кислоты
имеющий концентрацию около 25%.
Для дальнейшего сгущения раствор молочной кислоты
выпаривают под разряжением в кислотоупорных вакуумаппаратах; таким образом, получается более концентрированая
молочная кислота (50-75%).
Для получения совершенно чистой молочной кислоты
можно перегонять с перегретым острым паром под разряжением.
Производство
лимонной
кислоты.
Для
пищевой
промышленности лимонная кислот еще более ценна, чем
молочная. Ранее ее изготовляли исключительно лишь из сока
незрелых лимонов.
В настоящее время она производится главным образом из
сахара мелассы под действием аэрофильных плесневых грибов
типа аспергиллус. Это окислительное брожение требует притока
кислорода воздуха и идет приблизительно по схеме
2С6Н12О6 + 3О2 = 2С6Н8О7 + 4Н2О
29
Приготовляют разбавленный раствор мелассы с добавкой
солей, содержащих азот и фосфорную кислоту, наливают его в
плоские сосуды и ведут брожение при температуре 25…35 оС,
подавая стерильный воздух. По окончании брожения раствор
содержит 10…15 % лимонной кислоты, которую осаждают в виде
соли кальция, прибавляя горячего известкового молока и
порошка СаСО3. Выход лимоннокальциевой соли около 60 % к
массе сахара. Далее, как при производстве молочной кислоты,
обрабатывают лимоннокальциевую соль раствором серной
кислоты; при этом кальций будет в осадке в виде
сернокальциевой соли, а в растворе будет лимонная кислота,
которую после сгущения выкристаллизовывают.
Чтобы сделать менее громоздким этот способ, нужно
проводить брожение в погруженном состоянии с продуванием
воздуха.
Из сахара мелассы методом брожения можно также
получить ацетон и бутиловый спирт (ацетоно-бутиловое
брожение).
5. Использование мелассы для получения глицерина
Глицерин необходим в ряде производств: в текстильном,
полиграфическом, фармацевтическом и т.п.
Старый
обычный
способ
получения
глицерина
основывается на расщеплении жиров, но при омылении и
расщеплении такого ценного сырья, как жиры, получается лишь
около 10…15% глицерина (к их массе).
Из дешевого сравнительно сырья – мелассы – глицерин
получают методом брожения при помощи дрожжей. При
обычном брожении дрожжи превращают сахар в спирт и
углекислый газ. Однако реакция спиртового брожения сахара в
действительности идет не так просто. Имеется ряд
промежуточных стадий. В качестве промежуточных веществ при
спиртовом брожении образуется глицеринжиры, получается
лишь около 10…15% глицерина (к их массе).
Из дешевого сравнительно сырья – мелассы – глицерин
получают методом брожения при помощи дрожжей. При
обычном брожении дрожжи превращают сахар в спирт и
углекислый газ. Однако реакция спиртового брожения сахара в
30
действительности идет не так просто. Имеется ряд
промежуточных стадий. В качестве промежуточных веществ при
спиртовом брожении образуется глицерин и уксусный альдегид.
Если уксусный альдеги связать, например, прибавляя
сернистонатриевую соль (Na2SO3) и превращая альдегид в
бисульфитное производное, можно остановить брожение на
промежуточной стадии, т.е. получить глицерин, альдегид и лишь
малое количество алкоголя. В заводских условиях из 100 кг
мелассы с содержанием сахара 50 % получают 10 кг глицерина.
Исследована возможность использования свеклосахарной
мелассы для производства фруктозы, глюкозы и глюкознофруктозных сиропов. Схема получения из мелассы фруктозы
включает разжижение мелассы, гидролиз содержащейся в ней
сахарозы, осаждение фруктозы в виде фруктозата кальция,
сатурацию фруктозата, фильтрование, очистку раствора
фруктозы ионообменной смолой, обесцвечивание активированым
углем, концентрирование и кристаллизацию.
Оставшийся после отделения фруктозата калиция фильтрат
содержит глюкозу, емного фруктозы и все сахара патоки.
Фильтрат является сбалансированным сырьем для
технической переработки на спирт, дрожжи, органические
растворители, а также кормом для сельскохозяйственных
животных.
6. Переработка свекловичного жома
Произвести нужное количество пектина можно путём
переработки отечественного сырья. Особый интерес представляет
в данном случае пектин из сахарной свеклы, так как для этого на
территории бывшего СССР имеется неограниченная сырьевая
база.
Сахарная
промышленность
является
одной
из
стратегических отраслей агропромышленного комплекса,
определяющей продовольственную безопасность страны, а
потому ей всегда уделялось большое внимание. Сейчас в России
действуют десятки предприятий мощностью переработки
сахарной свеклы от 1,5 до 6,0 млн.т.
Основное производство по переработке сахарной свеклы
развернуто в южных областях России и, прежде всего, в
31
Краснодарском крае, Белгородской, Воронежской, а также
Курской, Липецкой, Тамбовской, Орловской областях. Хорошо
развита сахарная промышленность и в Поволжье – Татарстане,
Башкирии, Мордовии.
Средний по мощности завод (3,0-3,5 млн.т. по свекле)
способен переработать до 15 тыс. т свеклы в сутки, получая при
этом ежесуточно в качестве отходов сахарного производства
свыше 2500 т сырого жома. Часть этого огромного количества
отходов высушивается и идет на корм скоту или в производство
комбикормов.
Пектин – один из самых распространенных полисахаридов,
содержащийся в достаточном количестве в растительном сырье –
плодах, овощах, корне- и клубнеплодах, яблочных и цитрусовых
выжимках и других вторичных ресурсах.
Ухудшение экологических условий во многих регионах СНГ
(особенно
после
Чернобыльской
катастрофы),
сопровождающееся загрязнением окружающей среды и пищевых
продуктов токсическими веществами и радионуклидами, требует,
помимо обеспечения безопасности продуктов питания, также
проведения профилактических мероприятий, что, в свою очередь,
обуславливает необходимость расширения производства пектина
как природного детоксиканта. Пектин называют иногда даром
растительного царства, основным благотворителем и санитаром
человеческого организма.
Пектины имеют многие полезные свойства: они нормируют
количество холестерина (много его – выводят из организма, мало
– задерживают), повышают устойчивость организма к аллергии,
помогают восстанавливаться слизистой оболочке дыхательных и
пищеварительных путей после раздражений и воспалительных
процессов, благотворно влияют на внутриклеточное дыхание
тканей и общий обмен веществ.
Отрасль производства пектиновых веществ в пищевой
индустрии
сравнительно
молодая.
Экспериментальное
производство пектина из цитрусовых выжимок впервые было
организовано в 1924 г. в США. Промышленное получение
пектина в СССР было осуществлено из яблочных выжимок в
1934 г. на кондитерской фабрике «Ударница» (г. Москва),
32
Свекловичный жом. Среди используемых в настоящее
время отходов свеклосахарного производства наибольшим по
массе является свекловичный жом. Он представляет собой
высоложенную свекловичную стружку, выход которой в
зависимости от технологии составляет 70…90 % к массе
перерабатываемого сырья. В нем содержится около 7 % сухих
веществ, в том числе до 0,4 % сахара. По своему составу (0,5%
белка, 0,3 % золы, 1,3 % клетчатки, 1,2 % гемицеллюлоза, 2,7%
пектиновых веществ и др.) и кормовым достоинствам жом
является ценным кормом для сельскохозяйственных животных. В
него при осахаривании переводят почти все содержащиеся в
сахарной свекле вещества, за исключением извлеченного сахара.
Из имеющихся в свекле азотистых веществ в жоме остается (в %
от первоначального содержания): общего азота – 50%, белкового
азота – 80 и растворимого – 30%.
В сыром жоме общее содержание аминокислот колеблется в
пределах от 0,3 до 0,5%. В состав аминокислот входят: аланин,
валин, лейцин, аргинин, фенилаланин, тирозин, пролин и
триптофан.
Амиды (глутамин и аспаргин) находятся в жоме в
сравнительно небольших количествах.
Путем спектрального анализа в жоме были найдены: барий,
свинец, бор, железо, медь, марганец, молибден, никель, рубидий,
селен, серебро, кремний, стронций, таллий и цинк.
В 1 кг свежего жома содержится около 19 мг витамина С.
Неотжатый жом, вышедший из диффузионного аппарата
(независимо от содержания сухих веществ) и хранившийся не
более трех суток, называется свежим.
Жом, находящийся в жомохранилище более трех суток,
называется кислым, так как за этот период он приобретает
кислую реакцию (рН ≤ 5,0).
Жом с содержанием сухих веществ 10…12 % называется
отжатым жомом, а отжатый до содержания СВ выше 12 % прессованным.
Схема получения свекловичного пектина включает
следующие основные технологические стади:
Подготовка жома к процессу экстрагирования пектиновых
веществ (его измельчение);
33
Гидролиз-экстрагирование
пектиновых
веществ
двадцатикратным количеством 1,3%-ной соляной кислоты при
температуре 70 оС, рН 0,6…0,8 в течение 2,5 ч;
Фильтрование пектинового экстракта; охлаждение экстракта
до 30…40 оС;
Выделение пектина из жидкой фазы осаждением хлористым
алюминием в присутствии гидроокиси аммония;
Очистка пектина многократной промывкой алифатическими
спртами;
Сушка и измельчение пектина.
Гидролиз-экстрагирование пектина вели при концентрации
соляной кислоты 1,1…1,5 %, гидромодуль процесса 1:16,
температура гидролизной смеси 75…76 оС в течение 2 ч. Процесс
осуществляется в экстракторе. По истечении времени гидролизаэкстрагирования пектиновый экстракт отфильтровали в
промежуточный сборник отстойник, снабженный охлаждающими
батареями.
Прогидролизованный
жом
заливали
водой
о
температурой 65…70 С и выдерживали в течение 40 мин.
Полученный вторичный экстракт отфильтровали и присоединяли
к основному экстракту. Повторное экстрагирование позволяло
незначительно увеличивать выход пектина – на 1,0…1,5%.
Прогидрированный жом выгружали из экстрактора в бункер для
обеспектиненного сырья и после опреснения его аммиачной
водой направляли на корм крупному рогатому скоту.
Отстоявшийся и охлажденный до 35…40 оС пектиновый экстракт
насосом подавали в осадитель для выделения пектина из жидкой
фазы.
Экстракт свекловичного
пектина представляет собой
прозрачную жидкость светло-серого цвета; содержание
пектиновых веществ в нем 0,5…0,8 %; плотность экстракта –
1,01…1,02; рН 0,6…0,7.
Осаждение пектина вели хлористым алюминием при рН
6,0…6,5. Нейтрализацию пектинового экстракта осуществляли 25
%-ным раствором гидроокиси аммония. Полученный пектиноалюминиевый коагулят представляет собой рыхлый осадок
темно-серого цвета с влажностью после фильтрации 97…98 %.
Пектино-алюминиевый коагулят после предварительного
отжатия в дренажных «клетях» до влажности 94…98% подавали
34
на гидравлические пакетные прессы. Отпрессованный коагулят с
влажностью 73…75 % измельчали на молотковой дробилке и
направляли на очистку.
ЛЕКЦИЯ 4
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В МАСЛО - ЖИРОВОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1. Отходы и побочная продукция масло-жировой
промышленности.
2. Использование подсолнечной лузги.
3. Использование подсолнечных жмыхов и шротов
4. Получение и применение соевых шротов и жмыхов
5. Жмых и шрот клещевины
6. Использование антранилата госсипола
1. Отходы и побочная продукция масло-жировой
промышленности.
Масло - жировая промышленность объединяет следующие
основные производства: масла растительного (пищевого и
технического), маргариновой продукции, майонеза, мыла и
моющих средств, олифы, олеина, стеарина, глицерина, жирных
кислот и некоторых других продуктов.
Сырьем для производства растительного масла являются
масличные семена многих культур, в общем объеме переработки
которых преобладают семена подсолнечника, хлопка и сои.
В процессе производства масло – жировой продукции
получаются многочисленные отходы и побочные продукты,
общее количество которых достигает 7 млн. т.
Отходами масло – жировой промышленности являются:
подсолнечная лузга и хлопковая шелуха; отработанные
отбельные глины, фильтрующий порошок, отработанный
катализатор, гудрон (кубовой остаток от дистилляции жирных
кислот и ырой глицерин)
К побочной продукции масло – жировой промышленности
относятся: жмыхи – при прессовом способе производства масел и
шрот – при экстракционном способе; антранилат госсипола – при
очистке сырого хлопкового масла; фосфатидные концентраты –
35
при гидратации подсолнечного и соевого масел; соапстоки – при
щелочной рафинации масел и жиров; сырой глицерин – при
расщеплении жиров в мыловаренном производстве и при
получении жирных кислот.
2. Использование подсолнечной лузги.
Подсолнечная лузга отделяется от семян подсолнечника в
процессе их подготовки к извлечению масла.
Подсолнечная лузга представляет собой одеревеневшую
растительную ткань, однородную по физической структуре, с
большим постоянством химического состава и физикомеханических свойств. Химический состав представлен: липиды
– 2,8 %, клетчатка 56,0; зола 2,9 %.
В лузге подсолнечника содержится 1,4 % богатого
углеродом чрезвычайно устойчивого пигмента фитомелана.
Средний размер частиц лузги колеблется в пределах: длина – 4,8
мм, ширина – 1,5…3 мм, объемная масса 85…145 кг/м3;
гигроскопическая влажность лузги – около 16 %.
Соотношение массы ядра и лузги в семенах подсолнечника
колеблется в широких пределах в зависимости от его сорта.
Так, в семенах низкомасличного подсолнечника содержание
оболочки (лузжистость) составляет более 40 % массы семян. В
высокомасличных семенах подсолнечника с содержанием масла
до 50 % (на сухое вещество) лузжистость семян в 1,5…2 раза
ниже, чем в семенах старых сортов, и составляет 22,5…30 %.
Уровень масличности лузги высокомасличных семян
зависит от интенсивности и кратности механических воздействий
на семена при обработке, сушке и транспортировке, а также от
продолжительности их хранения. Технологический выход
подсолнечной лузги всегда ниже содержания плодовой оболочки
в семени и зависит от технологической схемы получения масла.
Подсолнечная лузга – содержит значительное количество
пентозанов – 23,6…28,0%, клетчатки 52,0…66,0, лигнина –
24,8…29,6, целлюлозы – 31,0…42,4%. Лузга является ценным
сырьем для получения кормовых дрожжей, гидролизного спирта,
фурфурола.
Пентозные гидролизаты лузги используют для выращивания
кормовых дрожжей, богатых белком, гликогеном, фосфором и
36
витаминами. Выращивание дрожжей проводится на пентозногексозных гидролизатах лузги после удаления фурфурола.
Содержание фурфурола в подсолнечной лузге составляет
16…17 %. Подсолнечная лузга в значительных количествах
используется маслозаводами в качестве топлива.
Благодаря высокому выходу летучих веществ, доходящему
до 80 %, незначительному балласту (10…18 %) и хорошей
парусности лузга как топливо может быть отнесена к категории
кондиционных, легковоспламеняющихся веществ. Сжигается она
во взвешенном состоянии в специальных топках. Для удобства
хранения и перевозки отдельные предприятия брикетируют
подсолнечную лузгу, что позволяет увеличить ее объемную
массу в пять-шесть раз. Уплотнение лузги происходит вследствие
ее дробления и в результате пластической и упругой деформации
прессуемой массы.
3. Использование подсолнечных жмыхов и шротов
Подсолнечные жмых и шроты получаются при отжиме
масла на прессах, шрот – при экстракции семян на экстракторах.
Качество
жмыхов
и
шротов
как
источников
концентрированного растительного протеина определяется
прежде всего пищевой ценностью содержащегося в них белка.
Пищевая ценность жмыха и шрота зависит от
технологической схемы его производства (переработка семян с
обрушиванием и без него). Так, пищевая ценность 1 кг шрота из
обрушенных семян подсолнечника составляет 1,03 к.е., а 1 кг
шрота из необрушенных семян – 0,76 к.е., т.е. на 25 % ниже.
В соответствии с требованиями ГОСТ 80-62 жмых должен
отвечать следующим требованиям: влажность – 8,5 %, сырой жир
(в пересчете на абсолютно сухое вещество) – 7,0 %; сырой
протеин (в пересчете на абсолютно сухое вещество) – 38; Зола,
нерастворимая в 10 %-ной соляной кислоте – 1,0; сырая
клетчатка 20,0.
В соответствии с ГОСТ 11246-65 шрот должен отвечать
следующим требованиям: влажность – 10 %, сырой жир (в
пересчете на абсолютно сухое вещество) – 1,5 %; сырой протеин
(в пересчете на абсолютно сухое вещество) – 39; Зола,
37
нерастворимая в 10 %-ной соляной кислоте – 1,0; сырая
клетчатка 23,0.
Средний выход жмыха и шрота из семян подсолнечника –
37,88 %.
Вырабатывают
шрот
подсолнечный
обычный,
тостированный и обогащенный липидами. В качестве жирового
обогатителя используют соапсточные липиды, получаемые в
процессе рафинации масла.
Согласно ОСТ 14-83-71 подсолнечный шрот, обогащенный
липидами, должен отвечать следующим основным показателям
качества: содержание влаги – 7,0…9,5 %; сырой жир в пересчете
на абсолютно сухое вещество – 2,5…4,0; сырой протеин –
42,0…45,0.
Шрот подсолнечный, обогащенный липидами, выпускается
в гранулированном и негранулированном виде.
4. Получение и применение соевых шротов и жмыхов
Соевые жмых и шрот.
При переработке семян сои по полной технологической
схеме в качестве используемого отхода получают оболочки
соевых семян (шелуху), а в качестве побочной продукции – шрот
и жмых.
Существующие
технологические
схемы
позволяют
получить: пищевой соевый шрот и кормовой соевый шрот.
Получение пищевого соевого шрота
Семена сои →Очистка семян сои → очищенные семена сои→
↓
сор
термо, влаго обработка →
обработанные семена →
обрушивание семян → рушанка →отделение оболочки и
зародыша→
↓
оболочка зародыша
Ядро → Кондиционирование ядра по влажности и
температуре → Кондиционированное ядро → Прющение
ядра →
38
Плющеное ядро → Экстракция → Шрот → Отгонка раство↓
масло
рителя и дезодорация → Дезодорированный шрот
Получение кормового соевого шрота
Семена сои →Очистка семян сои → очищенные семена сои→
↓
сор
Дробление семян → дробленка → Кондиционирование
дробленки
по
влажности
и
температуре
→
кондиционированная дробленка → Плющение дробленки →
плющеная дробленка
→ Экстракция→ шрот→ Тостирование шрота → Тостиро↓
масло
ванный шрот
Содержание оболочки в соевых семенах составляет 8…9 %
абсолютной массы семян, зародыша – 2%. Химический состав
соевых семян: влага – 9,82 %; протемн – 38,06 %, углеводы –
15,17 %; жир – 17,80 %, зола – 4,3 %.
Оболочка соевых семян богата углеводами и минеральными
веществами, поэтому с успехом может использоваться в качестве
корма скоту.
Соевый шрот содержит 40…50 % протеина, богатого
незаменимыми амиокислотами.
Протеин соевого шрота превосходит многие протеины
растительного и животного происхождения по содержанию
незаменимых аминокислот, необходимых для нормального роста
и продуктивности птицы, а также свиней, телят и других с/х
животных.
Для удаления из шрота нежелательных веществ
(трипсинового ингибитора) его подвергают влаготепловой
обработке.
39
Обезвреживание шрота при переработке семян сои
В семенах сои содержится ряд нежелательных веществ,
исключающих возможность применения шротов в кормовых
целях без дополнительной обработки. К ним относятся ферменты
(уреаза, липаза и липоксидаза) и антипитательные вещества
(трипсиновые ингибитор, соин, сапонин).
Фермент уреаза присутствует во всех сортах сои и обладает
высокой активностью. Он разлагает мочевину с выделением
аммиака. Поэтому нежелательно использовать соевых шротов,
содержащих этот фермент в активной форме, для приготовления
смешанных кормов, в которых используется мочевина, во
избежание аммиачного отравления. Наиболее благоприятные
температурные условия для деятельности уреазы 30…60 оС. Ее
инактивация происходит при температуре 70 оС.
Максимальная активность фермента липазы и липоксидазы
наблюдается при температуре 20…40 оС.
Антипитательные вещества сои (ингибитор трипсина, соин
и сапонин) обладают высокой биологической активностью и
вызывают торможение и угнетение и обмена веществ у животных
и людей В ряде случаев они обладают токсическим действием.
Ингибитор трипсина – белок типа глобулинов – проявляет
свою активность только в нативном состоянии, при нагревании в
результате денатурации его ингибирующие свойства теряются.
Соин (соевый гемагглютенин) относится к веществам
белкового типа. Он оказывает агглютенирующее действие на
красные кровяные тельца. При влаго - тепловой обработке
происходит его разрушение.
Сапонин в сое содержится в незначительных количествах.
Он является ингибитором роста цыплят.
Обычного теплового воздействия на соевую мятку в
процессе подготовки материала к прямой экстракции или
прессованию в мягких температурных режимах недостаточно для
инактивации ферментов и антипитательных веществ. Полное
завершение этих процессов происходит только при так
называемом тостировании. Этот процесс осуществляется либо в
тостерах, где совмещается с отгонкой растворителя из шрота,
либо в чанных кондиционерах, которые устанавливаются после
шнековых испарителей.
40
Соевые шроты обрабатываются в тостерах при следующих
режимах. Шрот в питающем шнеке или первом чане тостера
увлажняется горячей водой или паром до влажности 17…18 % и
нагревается до температуры 90…100 оС. При продвижении из
чана в чан он обрабатывается зарубашечным паром давлением
0,7…1,0 МПа и острым паром давлением 0,20…0,25 МПа, в
результате чего на выходе из тостера имеет температуру
100…105оС с влажностью 9,0…12,0 %.
В процессе тостирования происходит не только инактивация
нежелательных ферментов, ухудшающих сохранность шротов, и
антипитательных веществ, но и удаление неприятного бобового
запаха и горького привкуса, повышение питательной ценности.
Одним из основных показателей тостированного соевого
шрота, регламентированных стандартом, является активность
уреазы. По активности этого фермента судят также и о степени
инактивации
всех
остальных
нежелательных
веществ,
содержащихся в соевом шроте.
5. Жмых и шрот клещевины
Обезвреживание шрота при экстракции масла из семян
клещевины.
Шроты из семян клещевины также являются ценным
кормовым продуктом. Их масличность составляет 1,34…2,81 %,
содержание протеина в них достигает 41,0..50,0%, зола
4,3…10,7%,
клетчатки
24,6…37,5%,
безазотисто
экстракционных веществ 41,0…50,0%.
В состав протеинов клещевины входят ценные
аминокислоты.
Однако кормовые достоинства шрота резко ухудшаются изза присутствия в них ряда токсичных веществ: рицина, рицинина
и аллергена. Их содержание в семенах клещевины достигает
2,8…3,0 %. При переработке семян эти веществ не извлекаются с
маслом, а остаются в шроте.
Наибольшей
токсичностью
обладает
рицин
–
водорастворимая
фракция
неденатурированного
белка
клещевины. Рицин относят к группе фитотоксинов, он очень
токсичен, термолабилен и обладает свойствами агглютинации
красных кровяных шариков. Рицин ядовит для человека, всех
41
видов домашних животных и птиц. Доза 0,16 г рицина (5…6
штук семян) является для человека смертельной.
Рицинин
относится
к
группе
алкалоидов.
Он
характеризуется средней токсичностью, хорошо растворим в
воде, плохо в эфире и бензине. Для человека рицинин
малоопасен.
Третьим токсичным компонентом является аллерген СВ1А, который представляет собой мощную, очень устойчивую
белково-полисахаридную фракцию. Аллерген семян клещевины
растворим в воде, жаростоек, инактивировать его труднее, чем
рицин и рицинин. Вдыхание СВ-1А вызывает аллергический
насморк и бронхиальную астму.
В связи с тем, что шроты клещевины представляют собой
ценный белковый корм, на маслодобывающих заводах
производится их обезвреживание.
Наиболее часто для обезвреживания используется влаго –
тепловая обработка в течение 1,5…2 часов при температуре не
ниже 135 оС.
Из клещевинного шрота и жмыха вырабатывают казеин.
Ввиду большого содержания белков в шротах их после
обеззараживания используют в качестве концентрированного
корма для животных.
6. Использование антранилата госсипола
В ядре семян хлопчатника содержится специфический
пигмент – госсипол.
Госсипол – твердое кристаллическое вещество с
температурой плавления 180…214 оС, по своему химическому
строению является сложным полифункциональным соединением
с молекулярной формулой С30Н30О8.
В связи с чрезвычайно большой реакционной способностью
госсипол широко используется в народном хозяйстве. Так, его
можно использовать в химии лекарственных веществ и
полимеров, в качестве поглотителя кислорода, для приготовления
антисептиков, антиоксидантов и антиполимеризаторов.
В средневолокнистых сортах хлопчатника содержание
госсипола составляет 0,5…0,8 до 1….1,2 % массы ядра; в
тонковолокнистых сортах – от 1,2 до 1,7 %.
42
Госсипол содержится в сыром хлопковом масле и мисцелле,
а также в жмыхе и шротах. В шелухе содержание госсипола по
ТУ допускается в количестве до 0,02 %.
Технологической схемой комплексной переработки семян
хлопчатника, предусмотрен максимальный переход госсипола из
семян в масло с последующим удалением его из масла с
помощью антраниловой кислоты. При этом образуются
соединения, нерастворимые в масле и в мисцелле, получившие
условное название «антранилат госсипола» После отделения от
масла методом фильтрации антранилат госсипола обезжиривают
и сушат.
На антранилат госсипола утвержден ОСТ 13-57-71, в
котором указано, что антранилат госсипола предназначен для
использования в качестве антиокиданта в нефтехимической
промышленности и для получения чистого госсипола.
Использование антранилата госсипола для некоторых марок
синтетического каучука позволяет сократить затраты на
производство последнего и на стабилизатор. Антранилат
госсипола можно использовать в качестве самостоятельного
продукта, а также в качестве сырья для получения технического и
чистого госсипола.
Фосфатидные концентраты
При рафинации растительных масел образуется главным
образом жиросодержащие побочные продукты и отходы. Выход
и характеристика их различаются в зависимости от процесса и
назначения рафинируемой продукции. Полный цикл рафинации
растительных масел и жиров охватывает следующие основные
процессы:
выделение фосфатдов из масла в процессе гидратации;
удаление жирных кислот нейтрализацией свободных
жирных кисло щелочью или безщелочными методами;
извлечение красящих веществ из масла с помощью
адсорбентов – процесс отбеливания;
выделение воска методом вымораживания;
удаление веществ, обуславливающих вкус и запах, а также
различных антипитательных веществ – процесс дезодорации.
Образование побочных продуктов и отходов при рафинации
представлено ниже по процессам.
43
Гидратация масел. В маслах, в зависимости от способа и
режима их получения, содержится различное количество
фосфатидов (в %, в пересчете на стеароолеолецитин):
Подсолнечное масло:
форпрессовое
0,50…0,80
экстракционное
0,70…1,20
экспеллерное
0,50…0,80
Хлопковое масло:
форпрессовое
1,5…2,0
экспеллерное
1,4…1,9
экстракционное
1,8…2,8
Соевое масло:
форпрессовое
1,2…1,3
экстракционное
до 4,5
форпрессовое (прямая экстракция)
2….2,5
Выделение фосфатидов с целью использования их в
качестве самостоятельного товарного продукта осуществляется
из соевого и подсолнечного масел по периодическим и
непрерывным схемам.
Гидратация фосфатидов из хлопкового масла в настоящее
время
не
производится.
При
обработке
щелочью
негидратированных масел фосфатиды выводятся в соапсток и как
самостоятельный продукт не используются.
Фосфатиды
–
вещества,
сопутствующие
жирам,
представляютсобой
преимущественно
сложные
эфиры
глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты, связанные с
аминооснованиями, аминокислотами, наличие гидро- и
липофильных частей молекулы сообщает им свойства
эмульгаторов. Наличие непредельных кислот, азотосодержащих
веществ обуславливает физиологическую ценность фосфатидов.
Органолептические и физико-химические показатели
фосфатидных концентратов:
Фосфатидные концентраты
Высший сорт
Показатели
(дезодорированный)
Запах
Без запаха
44
Первый сорт
Слабовыраженный,
свойственный маслу и
фосфатидам,
из
Вкус
Консистенция при 20оС
Цветное число в мг
йода, не более
Содержание влаги и
летучих веществ, %, не
более
Содержание
фосфатидов,
%
не
менее
Содержание масла, %,
не более
Кислотное число масла,
выделенного
из
фосфатидного
концентрата, мг КОН,
не более
Содержание веществ,
нерастворимых
в
этиловом эфире, % не
более
Слабовыраженный,
свойственный
фосфатидам,
без
привкуса
исходного
масла,
прогорклого,
кислого или какоголибо
другого
постороннего привкуса
которого получен. Не
допускается затхлый,
кислый или какой-либо
другой
посторонний
запах
Слабовыраженный,
Свойственный
фосфатидам масла, из
которого получен. Не
допускается
прогорклый,
кислый
или
какой-либо
посторонний привкус.
Текучая
10
Текучая
18
1,0
1,0
60
55
40,5
45,0
10
18
1,5
2,0
Средняя норма образования фосфатидных концентратов для
подсолнечного масла 0,8…1,0% или 8…10 кг на тонну масла,
подвергаемого гидратации.
Для подсолнечного и соевого масел выход фосфатидных
концентратов обусловлен различным содержанием их в сырье
для производства этих масел.
Фосфатидные пищевые концентраты используют при
производстве маргарина, изготовлении хлебобулочных и
45
кондитерских изделий и для других пищевых целей.
Фосфатидные кормовые концентраты вводятся как биологически
ценные добавки в комбикорма для животных и птиц, а также
используются при изготовлении предприятиями мясо-молочной
промышленности заменителя цельного молока для выпоя телят.
В кондитерской промышленности, в частности в
шоколадном производстве фосфатидный пищевой концентрат
используется в качестве частичного заменителя масла какао при
производстве шоколадных конфет и определяется показателем
разжижающая способность. Применение фосфатидного
концентрата не требует дополнительных вложений; не изменяет
качество шоколодных изделий и их сортность. В настоящее
время на основе соевых и подсолнечных фосфатидных
концентратов создано производство лицетина.
Получение белковых изолятов из шрота
Масличные семена являются источником получения
белковых продуктов различного состава и назначения. Наиболее
известна: белковая мука, получаемая из полуобезжиренных,
тщательно очищенных и измельченных семян. Соевая мука
обезжиривается прямой экстракцией, чаще всего гексаном.
Растворитель отгоняется, мука высушивается при температуре до
120 оС.
Вырабатываемая на заводе полуобезжиренная мука из семян
подсолнечника
соответствует
требованиям
стандартов:
влажность не более 5%, содержание липидов не более 20%,
содержание белка на сухое вещество не менее 30%, проход
сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм – 100%.
Белковые концентраты представляют собой обезжиренную
муку, из которой удалены почти полностью углеводы.
Содержание белка в концентратах 56…66%, липдов – не более
2%. При получении белкового концентрата из семян
подсолнечника необходимо из обезжиренной муки удалять
хлорогеновую кислоту.
Белковые изоляты представляют собой предельно
очищенный от белковых компонентов продукт с содержанием
белка, превышающим 90%. Вводимые в пищевые продукты, они
увеличивают их биологическую ценность и усвояемость
организмом человека.
46
На основе белковых изолятов сои вырабатываются
продукты имеющие структуру мяса.
Процесс экстракции белков из шрота ведут водными
растворами гидроксида натрия при рН 9 в аппаратах
периодического действия (рис. 100). Растворитель готовят в
одном из экстракторов 1, куда подают воду температурой 50…70
о
С и раствор гидроксида натрия с массовой долей 20%.
Корректировка рН раствора в экстракторе достигается
добавлением воды, гидроксида натрия или соляной кислоты из
мерников 3, 4, 5, 6. Затем в экстрактор при работающей мешалке
(130 об/мин) вводят взвешенное на весах 2 количество соевого
шрота и соотношение раствор : шрот (гидромодуль) 8:1 – 10:1 и
перемешивают в течение 30…60 мин при температуре 40…60 оС,
которая поддерживается греющим глухим паром. Шрот должен
быть тщательно измельчен – остаток шрота на сите с
отверстиями 0,25 мм не должен превышать 10%. Экстракторы
изготовлены из нержавеющей стали, имеют вместимость 10 м3 и
снабжены двойной турбинной мешалкой.
После экстрактора для получения белковой пасты суспензия
шрот-экстракта белка поступает в центрифугу 1 НОГШ-325.
Здесь нерастворимый остаток шрота отделяется от экстракта и
выводится шнеком 2 на дальнейшую обработку. Экстракт
концентрацией белка 2,5…3 % подается через промежуточную
емкость 3 на две другие центрифуги 4 для повторной очистки
(осветления). Шлам из сепараторов поступает в сборник 5, а
осветленный экстракт охлаждается в сборнике 6 водой до 20…25
о
С и поступает в смеситель 7. В нем происходит смешивание
экстракта с раствором НСl при рН 4,2…4,5, а затем осаждение
белков в реакторе осадителе 8. Далее суспензия отстаивается в
течение 30…40 мин в сепараторе-разделителе 9, раствор
(сывороточные воды) сливаются в сборник сыворотки 13 и
направляются на очистку, а осажденный белок промывают водой
в реакторах 10 и 11. Промытая белковая масса поступает в
сепаратор-распределитель 12 для полного отделения промывных
вод, нейтрализуется, а затем после гомогенизатора 14 паста
влажностью 50…85% поступает в сушилку.
Высушивание белковой пасты ведут в распылительной
сушилке или в сушилке с кипящим (псевдоожиженным) слоем
47
горячим воздухом. В последнем случае белковый изолят
получают в виде гранул.
Белковую пасту из сборника 1 дозатором 2 подают в
сушилку 4 с кипящим слоем. Воздух из атмосферы проходит
бактерицидные фильтры 7, нагревается в калориферах 8 до
температуры 140…160 оС. Подсушенные гранулы попадают в
бункер 5, а отобранный воздух через циклоны 3 уходит в
атмосферу. Из бункера 5 гранулы шнеком 6 и норией 9
поступают на калибрование в измельчитель 10 и сито 11, затем
мелкая фракция возвращается в сушилку 4, а крупная – для
размола в валковую мельницу 13 через питатель 12.
Окончательное фракционирование белкового изолята идет в
сепараторе 14. Готовый изолят с размерами частиц 0,1 мм норией
15 и шнеком 16 направляется в бункер 17, а оттуда шнеком 18 – в
упаковочную машину 19. Влажность готового изолята 5…7%.
Нерастворимый остаток шрота в качестве кормового продукта
после экстрактора и центрифуги, содержащей около 40 % белка,
направляется на нейтрализацию и высушивание. Твердый остаток
после сепараторов-осветлителей возвращается на повторную
экстракцию. Последовательность операций аналогична первой
экстракции. При экстракции белка из подсолнечного шрот
применяют раствор хлорида натрия при рН 3…5. Осаждение
белков подсолнечника из осветленного экстракта белка ведут при
рН 3,5…4,5.
Сухой подсолнечный белок представляет собой порошок от
белого до светло-кремового цвета. Пищевой белок в качестве
добавок в количестве 1…2 % используют при производстве
хлебобулочных изделий из муки высшего и 1 сортов. Добавление
в производстве майонеза 1-2 % подсолнечного белка вместо
яичного порошка повышает стойкость эмульсии и увеличивают
белковую ценность майонеза.
В большом количестве подсолнечный белок используют в
консервном производстве. В растительные концентраты
добавляют до 11,5% подсолнечного белка, в мясо-растительные –
вместо входящих в рецептуру концентратов сухого мяса – до 30
% растительного белка.
48
Производство диетических сортов хлеба, в состав которого
входит до 5% подсолнечного белка, регламентировано
временными техническими условиями.
Пищевой белок из подсолнечного шрота должен содержать
(в % на сухое вещество): общего протеина не менее 85,
растворимого протеина (к общему протеину) не мене 80, масла не
более 1,5 золы не более 3, клетчатки не более 3. Суммарный
выход подсолнечного белка составляет 20…22% к массе шрота.
Влажность белка должна быть не более 8 %.
Одним из основных требований, предъявляемых к белковым
изолятам подсолнечника, является требование не изменять
окраску готового продукта, к которому добавлен подсолнечный
белок. Особое значение это имеет при приготовлении пищевых
продуктов, которые должны иметь белый цвет, так как
фенольные соединения подсолнечника, в первую очередь
хлорогеновая кислота, дают с белками темноокрашенные
продукты. Это приводит к необходимости освобождать белок
подсолнечника от хлорогеновой кислоты и других фенольных
соединений.
Удаление фенольных соединений из подсолнечного шрота
или осажденного белка после осадителей осуществляют с
помощью различных растворителей – спиртового, солевого,
кислотного или щелочного типа, а также комбинированных,
например спиртового раствора кислоты.
Обработка соапстоков
В зависимости от применяемого способа рафинации и
используемого при этом оборудования получаемые соапстоки
можно разбить на несколько групп.
Группа
Способы рафинации
1
2
3
В мыльно-щелочной среде
С применением сепараторов
Эмульсионный
49
Ориентировочная характеристика
соапстоков по составу жировой
фазы.
Содержание
Примерное
общего жира, % соотношение
нейтральный
жир: связанные
жирные кислоты
10,0
20,0
45,0
1:10
1:4
1:2
Периодический обычный
35,0
1:1
Периодический с водносолевой подкладкой
8,0
1:4
Различие в составе соапстоков не ограничивается только
изменением в соотношении нейтрального жира к жирным
кислотам; соапстоки различаются и по составу нежировых
примесей. Все эти особенности и различия в качестве соапстоков
обусловили необходимость разработки различных способов их
рационального использования.
Соапстоки, получаемые при рафинации пищевого саломаса
и светлых масел по периодическому способу и по непрерывному
с применением сепараторов, в связи с высоким содержанием
жира в них необходимо направлять на производство мыла.
Если рафинационный цех находится в системе комбината с
мыловаренным заводом, то соапсток направляют на производство
мыла. Если же требуется транспортировать на мыловаренные
заводы, территориально разобщенные с рафцехами, то эти
соапстоки для их концентрирования подвергают разложению
серной кислотой или, в крайнем случае, отсолке. При разложении
соапстоков, получаемых при рафинации светлых масел,
получаемая жировая смесь (жирные кислоты + нейтральный жир)
может быть использована, помимо производства мыл, и для
других целей.
Для
хлопкового
соапстока,
содержащего
помимо
нейтрального жира и связанных жирных кислот значительное
количество нежировых веществ (в виде госсипола и различных
его производных и продуктов изменения), а также фосфатиды и
продукты их превращения, используются два метода их
обработки. Хлопковые соапстоки, направляемые на обогащение
шротов (для повышениях их кормового достоинства), разбавляют
водой и в таком виде передают в цех обогащения и
гранулирования шротов.
Хлопковые соапстоки, предназначенные для выделения из
них жирных кислот, подвергают доомылению щелочью и
разложению серной кислотой. Отдельные жирные кислоты
промываются горячей водой, высушиваются и дистиллируются.
Дистилляционные жирные кислоты используются для получения
4
5
50
мыла, они могут быть разфракционированы на твердую и
жидкую фракции для дифференцированного использования,
могут быть прогидрированы как по углерод-углеродной связи,
так и по карбоксильной группе для использования в различных
целях.
При рафинации с водно-солевой подкладкой и в мыльнощелочной среде получаемые мыльно-щелочные растворы по
содержанию жира значительно отличаются от соапстоков,
образующихся с применением сепараторов. Они поэтому и
получили наименование мыльно-щелочных растворов или
разбавленных соапстоков.
Использование
таких
разбавленных
соапстоков
в
мыловарении представляет большие неудобства, особенно в тех
случаях, когда эти растворы не могут быть использованы в том
виде, в каком они выходят из нейтрализационных аппаратов.
Получение из этих растворов концентрированных
соапстоков может быть осуществлено двумя путями. Первый из
них заключается в их разложении серной кислотой. На
разложение 1 т мыльно-щелочного раствора при содержании 10
% мыла, 1 % нейтрального жира и 1 г/л свободной щелочи
требуется 18 кг серной кислоты. В результате разложения будет
выделено 100 кг жирных кислот, которые могут быть
использованы как технический олеин марки Б и В. Темный цвет
жирных кислот, выделяемых из масляных соапстоков, не
позволяет непосредственно использовать их в мыловарении,
поэтому
производится
дистилляция
жирных
кислот.
Дистиллированные жирные кислоты могут быть направлены на
производство мыла в качестве жидкой фракции жирового набора
или на последующее гидрирование с целью использования также
в производстве мыла.
Жирные кислоты, выделенные из саломасных соапстоков,
могут быть направлены непосредственно на производство мыла.
Кислые воды, содержание жира в которых не превышает 0,10%,
направляют в систему обработки сточных вод.
Второй способ концентрирования разбавленных соапстоков
– отсолка сухой солью (в настоящее время она применяется на
некоторых заводах). При этом получают соапсток, содержащий
примерно до 30% общего жира, соотношение нейтрального жира
51
и жирных кислот в нем меняется в зависимости от уноса мыла
подмыльными щелоками.
Для того, чтобы эффективно протекало отсаливание,
концентрация соли в растворе должна достигать 10…15%. При
этом может быть получен 30% - ный соапсток, однако
подмыленный щелок может содержать 0,3…0,7% жира (в виде
мыла). Для улавливания этого жира воды направляются в
систему обработки сточных вод.
При отсолке 1 т 10%-ного мыльно-щелочного раствора для
получения 30%-ного соапстока требуется 120…150 кг сухой
соли; количество такого соапстока из 1 т мыльно-щелочного
раствора составит 330 кг, а подмыленого щелока 800 кг.
Как само льняное масло, так и жирные кислоты, входящие в
его состав, являются ценным сырьем для производства
пленкообразующих и других ценных продуктов специального
назначения. Кроме того, льняные соапстоки, так же как льняное
масло, нецелесообразно направлять на производство мыла, так
как при высоком содержании высоконепредельных кислот мыло
легко прогоркает. Обработку льняных соапстоков производят
следующим образом: соапстоки разбавляют водой, разлагают
серной кислотой, промывают горячей водой, высушивают и
используют в производстве олиф и сиккативов.
ЛЕКЦИЯ 5
ВТОРИЧНЫЕ РЕСУРСЫ ПЛОДООВОЩНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ
КОНЦЕНТРАТОВ.
1. Основные отходы плодоовощной и пищеконцентратной
промышленности.
2. Томатные выжимки и семена
3. Отходы прочих овощных культур
4. Переработка плодовых косточек
5. Переработка яблочных выжимок
52
1. Основные отходы плодоовощной и
пищеконцентратной промышленности
Плодоовощная промышленность включает предприятия по
производству плодоовощных консервов, по сушению, солению,
замораживанию овощей и фруктов, по производству сиропов,
экстрактов, соков и другой продукции, по переработке овощей,
фруктов и картофеля.
Производства
пищевых
концентратов
включает
предприятия по производстве пищевых концентратов, соевой
продукции, продуктов из кукурузы, овса и других зерновых
культур, предприятия по производству натурального кофе,
суррогатов кофе, детских питательных смесей, цикория, чайных
и кофейных напитков, по производству и расфасовке пряностей.
Плодоовощная промышленность перерабатывает около 70
видов сырья, а в пределах каждого вида – большое количество
сортов картофеля, овощей, плодов и ягод, в общей сложности
насчитывающих более 700 наименований. Стоимость сырья в
общих затратах на производство продукции составляет 70…80 %.
Высокая материалоемкость приводит к значительному
образованию отходов. Большое количество отходов в
плодоовощной промышленности образуется при переработке
зеленого горошка (с учетом ботвы до 80 %), при переработке
зеленого горошка (с учетом ботвы до 80 %), при производстве
продуктов питания из картофеля (30…40 %), яблочного сока
(30…34 %), закусочных консервов (В среднем 12 %),
концентрированных томатопродуктов (4…5 %_ и др.
В
пищеконцентратном
производстве
наибольшее
количество отходов образуется при выработке кофе
растворимого и растворимых кофейных напитков – 60…65%.
2. Томатные выжимки и семена
Томатные выжимки образуются на плодоовощных
предприятиях при производстве томатного сока.
Отходы, получаемые на экстракторе или центрифугах,
поступают в протирочную машину для отделения кожицы и
семян, если последние не были удалены на семяотделителях.
Полученная после протирочных машин протертая мякоть
53
используется
при
производстве
концентрированных
томатопродуктов.
Выход томатного сока составляет на экстракторах –
60…70% и на центрифугах – 70…80 % к массе томатов. Выход
томатных выжимок соответственно равен 20…40%.
На величину нормы образования томатных выжимок влияют
следующие
факторы:
качество
сырья,
регулирование
экстракторов, перфорация сит на центрифугах, степень
дробления томатов и температура дробленной массы. Она
должна быть не ниже 80оС.
Томатные семена
Томатные семена образуются в качестве отхода при
производстве
томатного
сока
и
концентрированных
томатопродуктов.
На консервных предприятиях отделение семян и протирание
мякоти осуществляется на отечественном и импортном
оборудовании различных марок и производительности.
Семена томатов – мелкие, плоские, овальные, с жесткой
толстостенной ложнопористой оболочкой-кожурой, покрытой
мелкими волосками, желтые с сероватым оттенком. Масса одного
семени – от 1 до 4 мг. В воздушно-сухих семенах томатов
содержится 2,7…3,0 % жира, 25…35 % азотистых и 11…18 %
безазотистых экстрактивных веществ 2,5…5,9 % миниральных
веществ и 12..25 % целлюлозы. Выход сухих семян составляет 0,4
% к массе томатов сырых – примерно 1,2 %.
Сырые томатные семена являются скоропортящимся
вторичным сырьем, поэтому для транспортировки и дальнейшей
переработки их необходимо высушивать. Технологический
процесс подготовки томатных семян к переработке состоит из
следующих операций: отделение семян от кожицы, частичное
обезвоживание, сушка, затирание.
Сухие томатные семена используются для производства
масла. В настоящее время около 3 % всех образующихся в
отрасляи семян идет на выработку маслаа, а большая часть их
используется на кормовые цели. Семена, выделенные при
протирании непрогретой томатной массы, могут использовать
для посевных целей.
54
Технологическая схема получения томатного масла
включает следующие этапы:
1. Очистка семян от сора в сепараторе и калибровочной
машине.
2. Сушка семян в двушнековых испарителях работающих
последовательно при температуре на барабанах 130...140 оС. До
влажности 5…6 %.
3. Измельчение на пятивалковых станках
4. Четырехкратное прессование на шнек-прессах ЕП. Жмых
после каждого прессования измельчают на жмыходробилках.
4.Фильтрация масла. При к.ч. до 2,5 мг КОН масло
поступает на вторую полировочную фильтрацию, где
фильтруется через фильтроткань и бумагу.
5. Рафинирование масла.
Томатное мало – прозрачное, желтовато-красное, стойкое
из-за наличия токоферолов. Усвояемость томатного масла – 97 %.
Оно содержит 80 % ненасыщенных биологически активных
жирных кислот, 15…18 % насыщенных кислот, 0,9 %
фосфатидов, 0,7…0,9 % каротиноиды и 0,13 % токоферолов.
Установлено, что оно пригодно для питания и обжарки
овощей и картофеля, а также для приготовления пищевого
саломаса и маргарина.
В процессе производства томатного масла образуются
отходы в виде жмыха (после отжима масла из семян) и соапстока
(после рафинации масла).
Томатный жмых содержит 15-20 % безазотистых
экстрактивных веществ, 6…22 % целлюлозы, 5,3…6,3 % золы в
том числе 1..1,4 % фосфора, 0,3…0,7% кальция, калия, натрия,
магния 1,7 мг% каротиноидов. Он является хорошим кормом для
скота, его кормовая ценность 1,1…1,2
Томатный
соапсток
используется
в
дрожжевом
производстве вместо олеиновой кислоты, в сахарном
производстве для пеногашения, а также в производстве мыла.
Наиболее рациональные направления использования
томатных семян являются: выработка масла, использование их на
посев и для вскармливания птицы.
55
3. Отходы прочих овощных культур.
В консервной промышленности при изготовлении
закусочных, обеденных, заправочных консервов и соков
перерабатываются такие овощи как капуста, свекла, морковь, лук
и др. Отходы образуются при сортировке сырья, очистке и резке
этих овощей.
Сырье сортируют по качеству и калибруют по размерам,
отбраковывают плоды, поврежденные и пораженные болезнями и
сельскохозяйственными вредителями.
Кочаны капусты очищают от покровных и зеленых листьев,
высверливают кочерыги.
Свеклу подвергают ошпариванию острым паром под
давлением при температуре 120 оС в течение 10…20 мин до
размягчения кожицы и немного мякоти. Затем бланшированную
свеклу очищают от кожицы промывают проточной водой,
дочищают вручную и ополаскивают холодной проточной водой.
При очистке капусты отходы составляют 22,5 % всей массы
сырья, свеклы – 24…29, моркови 17…20, лука 17…17,5 %.
Отходы, образующиеся при переработке овощей, в
настоящее время используют в основном на корм скоту.
Разработан способ использования отходов моркови,
образующихся при резке и просеивании, для приготовления
томатного соуса. Установлено, что добавление 5 % измельченной
моркови сохраняет необходимую консистенцию соуса без
использования муки.
Отходы, образующиеся при переработке капусты,
применяются для откорма скота в ограниченных количествах, так
как чрезмерное их употребление приводит к желудочным
заболеваниям у животных. Капустные отходы хорошо
заквашиваются и как силос является прекрасным зимним кормом.
Кроме использования овощных отходов на кормовые цели,
возможны и другие пути их утилизации. Из отходов моркови и
свеклы можно получить спирт, каротин, питательную среду для
микроорганизмов, пищевые красители.
Краситель, получаемый из отходов моркови, может
применяться для подкрашивания и витаминизации масла и
маргарина. Красители красной свеклы – для подкрашивания
56
соков, салатов и для сохранения натурального цвета сырого мяса.
Из шелухи лука получают желтый краситель – квартецин.
4. Переработка плодовых косточек
Плодовые косточки как отходы образуются при
производстве компотов и варенья из плодов, разрезанных на
половинки, а также при производстве джема, конфитюра, пюре,
соков с мякотью и без мякоти.
Косточки состоят из скорлупы и ядра. Во влажных
косточках масса скорлупы составляет 65…93% от общей массы
косточек. Ядра косточек содержат значительное количество
жира, белка и экстрактивных веществ.
Высушенные косточки сдают для переработки на
специализированные заводы. Из скорлупы получают крошку,
используемую для очистки металлических поверхностей. Крошка
идет также на выработку фурфурола и активированного угля,
обладающего хорошим адсорбирующими свойствами и
пригодного для фильтрования жидкостей и очистке газов.
Скорлупа используется и качестве топлива. Из ядра косточек
получают масло и миндальную пасту.
На промышленную переработку направляют около 40% всех
косточек, образующихся в качестве отходов в консервном
производстве.
Масло, вырабатываемое из плодовых косточек, выпускается
следующих
видов:
рафинированное,
гидратированное,
нерафинированное 1-го и 2-го сортов. Нерафинированное масло
2-го сорта используется для технических целей, отдельные виды
масел имеют пищевое назначение, а также могут входить в состав
многих лекарственных препаратов.
Косточковое масло имеет слабый запах и вкус миндаля,
прозрачное, цвет желтый или светлокоричневый.
За рубежом уделяется большое внимание использованию
плодовых косточек.
В Польше разработан метод комплексного использования
плодовых косточек. Ядра используют для получения халвы,
марципановой массы, заменителей миндальных орехов, кормовой
муки, масла, натурального безальдегида, высокобелкового
кормового жмыха. Скорлупу используют для получения
57
косточкового порошка как продукта, применяемого при
производстве активированного угля, или в качестве наполнителя
при производстве специальных клеев, а также полирующего
материала, применяемого в литейном деле.
5. Переработка яблочных выжимок
Яблочные выжимки образуются при отжиме сока из яблок.
Согласно
действующим
нормам
количество
выжимок,
образующихся при отжиме сока из яблок составляет (в % к массе
сырья):
При переработке культурных сортов – 28…36 (в
зависимости от используемого оборудования);
При переработке яблок-дичков – 40.
Ввиду высокого содержания сахаров, кислот и пектина
яблочные выжимки могут быть использованы для получения
пектина, сахаросодержащего порошка, для кормовых целей, для
извлечения семян, предназначенных в качестве посевного
мастериала или для получения масла.
Из выжимок получают холодным экстрагированием
экстракт содержащий 2…4 % сахара и 0,1…0,2 % кислот,
который можно использовать для производства напитков, спирта,
уксуса.
Из яблочных выжимок вырабатывают также желирующий
концентрат, в состав которого, помимо пектина, входят сахара,
органические кислоты и другие растворимые вещества яблок.
Желирующий концентрат используют в производстве джема,
конфитюра, повидла, желе и др.
Наиболее
распространенным
способом
является
использование яблочных выжимок для производства сухого
пектина.
Процесс производства сухого пектина состоит из
следующих основных операций: составления купажа выжимок,
промывка их, кислотный гидролиз, экстракция пектина,
обработка и концентрирование пектинового экстракта,
коагуляция и обработка сырого пектина, сушка, измельчение,
купажирование и фасовка сухого пектина. Сухой яблочный
пектин должен соответствовать следующим требованиям:
порошок тонкого помола с частицами не более 0,4 мм,
58
слабокислого вкуса, светло-серого или светло-кремового цвета,
влажностью не более 8 %, с содержанием чистого пектина не
менее 45…50 %.
Яблочные выжимки могут использоваться также и в
качестве одного из компонентов питательной среды при
выращивании плесневых грибков в производстве ферментных
пектолитических препаратов.
Из
яблочных
выжимок
можно
изготовить
сахаросодержащий порошок, используемый в кондитерской
промышленности. Для этого свежие выжимки сушат, измельчают
и просеивают через сита.
Яблочный порошок получаемый из выжимок, содержит
40..70 %, сахара в виде фруктозы и глюкозы, 7-15% пектина,
натуральные органические кислоты, 2,5…3,5% тритерпеноиды,
обладающие
выраженные
противосклеротичеким
и
противоаллергическим действием 1,5…3,0 % минеральные
вещества, от 1 до 40 мг% витаминов В1 В2, В9, А, С, РР, Е, К,
аминокислоты и другие ценные вещества.
Получение пектина из яблочных выжимок.
Яблочные выжимки образуются при отжиме сока из яблок.
Яблоки, поступающие в производство, инспектируются с целью
удаления недоброкачественных плодов, моют, измельчают, затем
прессуют.
Химический состав яблочных выжимок представлен: вода –
82,3 %, сухие вещества – 17,3 %, растворимые экстрактивные
вещества – 10 %, нерастворимые соединения – 5,4 %, сахара
(общее содержание) – 7,20 %, кислоты (титруемые) – 1,08 %,
пектиновые вещества – 2,42 %. По сравнению с исходным
сырьем – яблоками содержат меньше растворимых и пектиновых
веществ. По содержанию сахара и кислот выжимки
незначительно отличаются от исходного сырья и поэтому имеют
пищевую ценность. В то же время выжимки содержат большое
количество клетчатки, что затрудняет их использование без
дополнительной обработки для производства обычных пищевых
продуктов.
Согласно действующим нормам количество выжимок,
образующихся при отжиме сока из яблок, составляет (в % к массе
сырья):
59
при переработке культурных сортов – 28…36 (в
зависимости от используемого оборудования);
при переработке яблок дичков – 40.
Количество образующихся выжимок зависит от ряда
факторов, помологического сорта и степени зрелости яблок,
используемого оборудования (дробилок и прессов), качества
вспомогательных материалов, применяемых при прессовании,
продолжительности хранения сырья до переработки.
Выжимки, предназначенные для производства пектина,
вначале консервируют высушиванием или фильтрацией.
Для сушки выжимок на консервных заводах применяют
барабанные сушилки. Кроме барабанных для сушки яблочных
выжимок могут использоваться туннельные сушилки «Цер»,
четырехленточные сушилки ПКС-20, сушилки АВМ.
Наиболее прогрессивным способом сушки является сушка в
кипящем слое, которая продолжатся 20…25 мин при температуре
90…100 оС и обеспечивает хорошее качество подукта.
Влажность сухих выжимок должна быть не более 8%, они
не должны содержать крупных частиц и кмков. Сухие выжимки
содержат: пектина – 7…8%, клетчатки – 14, жира – 5, золы – 4,
протеина – 7, безазотистых экстрактивных веществ – 59%.
Процесс производства сухого пектина на оборудовании НРБ
состоит из следующих основных операций: составления купажа
выжимок, промывки их, кислотного гидролиза, экстракции
пектина, обработки и концентрирования пектинового экстракта,
коагуляции и обработки сырого пектина, сушки, измельчения,
купажирования и фасовки сухого пектина.
Сухой
яблочный
пектин
должен
соответствовать
следующим требованиям: порошок тонкого помола с частицами
не более 0,4 мм, слабокислого вкуса, светло-серого или светлокремового цвета, влажностью не более 8 %, с содержанием
чистого пектина не менее 45…50%. Расход свежих выжимок на
1000 кг пектина – 70000 кг.
60
ЛЕКЦИЯ 6
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В
МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.
Ресурсосберегающие
промышленности
технологии
в
молочной
1. Ресурсосберегающие технологии в молочной
промышленности
Среди предприятий, производящих продукты питания,
молокоперерабатывающие, пожалуй, не знают себе равных по
количеству вторичного сырья (обезжиренного молока, пахты,
сыворотки), которое прежде называли отходами.
Проблема использования молочной сыворотки возникла с
развитием промышленного производства сыра, казеина и творога.
Доля этих продуктов составляет лишь 10-20 % массы молока, а
80-90 % приходятся на получаемую в качестве побочного
продукта сыворотку.
Мировое производство молочной сыворотки приближается
к 100 млн т, и только половина этого количества используется на
различные цели.
Молочная сыворотка в зависимости от способа получения
подразделяется на подсырную, творожную и техническую
(казеиновую). Подсырная и творожная сыворотки имеют
различные области применения. Получаемая в значительных
количествах казеиновая сыворотка используется главным
образом в кормовых целях.
Подсырная сыворотка - это получаемый при производстве
сычужного сыра жидкий побочный продукт. Она содержит все
водорастворимые и тонкодисперсные компоненты молока, не
осаждаемые в результате действия сычужного фермента или
кислоты. Так как для подсырной сыворотки характерно высокое
содержание лактозы, из нее производят молочный сахар. В то же
время уже через 48 ч хранения она становится непригодной для
получения лактозы из-за жизнедеятельности оставшихся
молочнокислых бактерий. Творожная сыворотка отличается от
подсырной меньшим содержанием растворимого азота и лактозы.
61
Казеиновую сыворотку получают как побочный продукт
при производстве казеина. Выделение казеина достигается путем
подкисления обезжиренного молока разбавленной соляной или
серной кислотой до рН 4,4-4,5 с последующим нагреванием до 50
°С. Остающаяся после выделения казеина сыворотка может быть
направлена на ультрафильтрацию.
Обессахаренная и частично деминерализованная сухая
молочная сыворотка уже давно применяется в комбикормовой
промышленности.
Одним из вариантов утилизации молочной и прежде всего
кислой (творожной) сыворотки является смешивание ее с соевой
основой, полученной по щелочной технологии, с целью
получения нейтральной или слабокислой реакции с последующей
сушкой смеси. Готовый сухой продукт может найти применение
в различных отраслях пищевой промышленности (в рецептурах
сухих смесей для напитков, мороженого и т.д.), а также в
качестве белок содержащего компонента в заменителях цельного
молока.
Перспективным направлением переработки сыворотки
является
получение
из
нее
ферментированных
(бифидобактериями, ацидофильной палочкой, кефирными
грибками) и неферментированных напитков, которые можно
готовить без выделения сывороточных белков или после
депротеинизации.
В
последнем
случае
улучшаются
органолептические
показателе
(например,
прозрачность)
напитков и увеличиваются сроки хранения, в то время как
продукты на нативной сыворотке имеют повышенную
биологическую и пищевую ценность благодаря присутствию
высококачественных сывороточных белков.
Практически неисчерпаемы возможности комбинирования
молочной сыворотки с различными ингредиентами, большей
частью растительными, в качестве которых предложено
использовать фруктово-ягодные и овощные соки, сиропы, пюре,
лечебные травы.
Привлекают внимание зерновые злаки, функциональное
действие которых обусловлено присутствием в них прежде всего
нерастворимых пищевых волокон, комплекса витаминов, а также
кальция. Пищевые волокна являются основной группой
62
функциональных ингредиентов и практически отсутствуют в
молоке и, следовательно, в сыворотке.
В настоящее время в мировой практике наиболее
распространенный способ переработки молочной сыворотки - ее
сушка.
Очевидна общая тенденция ежегодного роста объемов
производства сухой сыворотки.
Учитывая актуальность проблемы, интерес ученых и
практиков всего мира к поиску наиболее рациональных способов
переработки и использования молочной сыворотки не только не
ослабевает, но и из года в год возрастает. Это можно объяснить
тремя основными причинами. Первая -возможность получения
разнообразных
продуктов,
обладающих
диетическими,
профилактическими,
лечебными
свойствами,
а
также
лекарственных
препаратов,
вторая
экономическая
целесообразность
рационального
использования
второй
половины сухих веществ молока и третья - ужесточение
требований экологов к охране окружающей среды.
Существующие направления использования молочной
сыворотки показаны в таблице 5.
Таблица – Область применения сыворотки
Область применения
Функциональные свойства
Молочные
продукты: Сухие
вещества,
мороженое, йогурты, сырные эмульгируемость,
вязкость,
изделия, напитки
взбиваемость
Мясные и рыбные продукты: Связываемость
с
жиром
фарш, сосиски, рыба
(водой), загустевание
Мучные
изделия:
кексы, Цвет,
влияние
на
вкус,
батоны, булки
термофиксация
Снеки: печенье, батончики
Питательность
Напитки: кофейные сливки, Растворимость,
вязкость,
специализированные напитки питательность,
вкус,
содержание белка и кальция
Однако большая часть сыворотки сливается в канализацию,
водоемы, несмотря на существующие ограничения вплоть до
полного
запрета.
Эти
строгие
меры
вызваны
тем
обстоятельством, что органические вещества сыворотки для
63
своего окисления потребляют большое количество кислорода,
ухудшая тем самым условия развития флоры и фауны водоемов.
Для
сравнения:
окисление
органических
соединений,
содержащихся в 1 л сыворотки, требует 50 г кислорода, в то
время как один человек расходует в среднем 100 л воды в день и
для окисления этого количества сточных вод требуется 30 г
кислорода. Слив молочной сыворотки сыродельного завода
средней мощностью 25 т перерабатываемого молока в сутки
адекватен по ущербу бытовым канализационным стокам города с
численностью населения 40 тыс. человек.
Таким образом, необходимо осуществить комплекс
мероприятий, в том числе технологических, которые включают
разработку и применение безотходных и малоотходных
технологических процессов, т. е. максимальное использование
всех компонентов сырья и побочных продуктов. Несмотря на
многочисленные тома научной и технической литературы по
рациональному использованию молочной сыворотки, проблема
продолжает оставаться одной из самых острых даже для
промышленно развитых стран.
Сброс сыворотки в канализацию не оправдан с
экономической и социальной точек зрения, так как при этом
теряется около половины сухих веществ молока, в том числе
самый ценный компонент - сывороточные белки, что при
нынешнем прогрессирующем белковом голодании большей части
населения планеты можно считать в определенной степени
преступным.
Сывороточные белки - это одни из наиболее
высококачественных
белков,
характеризующихся
коэффициентом эффективности 3,0-3,2 (для казеина -2,5). В них
присутствуют все незаменимые аминокислоты, причем их
столько же или даже больше, чем в «идеальном» белке.
Значительную
пищевую
и
биологическую
ценность
представляют и другие компоненты сыворотки: лактоза (4,2--4,5
%), минеральные вещества (0,5-0,7 %), витамины (жиро- и
водорастворимые), органические кислоты, гормоны и другие
минорные соединения, что позволяет некоторым исследователям
приравнивать молочную сыворотку к минеральным водам.
64
Вопрос рационального использования белков пахты также
во многом остается открытым. В настоящее время учеными
разработана технология производства белкового полуфабриката
на основе этого продукта, который может служить сырьем для
получения молочных белковых продуктов. (№6,2005,67,Белковый
полуфабрикат на основе пахты, А.Ю. Просеков, М.Г.Курбанова)
Ресурсосберегающая технология производства творога).
В основе ресурсосберегающей технологии производства
творога лежит способность белков молока образовывать
комплексы. В последние годы разработан ряд методов выделения
молочных белков из смеси молочной сыворотки и обезжиренного
молока. Большинство способов совместного осаждения белков
обезжиренного молока и молочной сыворотки предусматривают
их смешивание, образование комплексов между белками, а затем
осаждение.
Сывороточные белки нашли достаточно широкое
применение в производстве натуральных мягких и полутвердых
сыров. Такие примеры известны давно. Сыр «Чеддер»
вырабатывался с добавлением 3-15 % сывороточных белков в
жидком или сухом виде в исходное молоко или готовое сырное
зерно. В результате выход продукта увеличивался на 17 %, но
качество ухудшалось.
В последние годы расширилась практика использования для
выработки сыра сывороточных белков на основе новых методов
их выделения. Во Франции разработан способ выделения
растворимых белков путем тепловой денатурации сыворотки, рН
которой изменяли до 4,6-4,7. Сыворотку перед подогревом
концентрировали. Полученный белок рекомендуется вносить в
молоко. Известен также способ преобразования молочной
сыворотки с помощью микроорганизмов в молочную кислоту и
микробную биомассу. За счет внесения биомассы в сырный
сгусток сыр обогащается ценными компонентами молочной
сыворотки.
В
настоящее
время
отработаны
параметры
ресурсосберегающей технологии производства творога методом
совместной термокислотной коагуляции цельного молока и
несепарированной творожной сыворотки, раскисленной путем
электрохимической активации. Для обеспечения оптимальной
65
сбалансированности
аминокислотного
состава
белковый
концентрат должен состоять из 40-60 % казеина и 60-40 %
сывороточных белков. Для детей школьного возраста наиболее
сбалансированная по аминокислотам композиция, состоящая
только из сывороточных белков.
Однако лишь около 29-46 % сывороточных белков хорошо
осаждаются, остальные образуют мелкие коллоидные агрегаты,
обладающие высокой гидрофильностью и устойчивостью в
растворе, или частично денатурируют. Для доосаждения
дестабилизированных
при
термокислотной
обработке
сывороточных белков можно вносить дополнительные центры
коагуляции. Таким белком является казеин. При добавлении
казеина в молочную сыворотку после ее тепловой обработки
произойдет термокислотная коагуляция казеина. Внесение
дополнительных центров коагуляции способствует доосаждению
дестабилизированных нагреванием белков, которые в силу своей
малой концентрации в сыворотке не могли укрупниться до
больших частиц и находятся в растворе.
Процесс кислотной коагуляции казеина наиболее полно
будет проходить в зоне его изоэлектрической точки. По
оптимуму рН для сыворотки (4,4-4,6) можно рассчитать
соотношение в смеси молока и творожной сыворотки.
Полученный термокислотным способом творог обладает
высокой
пищевой
и
биологической
ценностью
и
потребительскими свойствами. Кроме непосредственного
применения в пищу его можно использовать при производстве
глазированных сырков.
Как правило продукты (напитки, сыры, творог и др.) -эмульсионного типа, и для их выработки необходимо провести
высокоинтенсивное перемешивание (диспергирование до
получения однородной структуры.
Для реализации подобных ресурсосберегающих технологий
конструкторским отделом ВНИМИ создан параметрический ряд
универсальных гидродинамических установок роторного типа.
Благодаря особенностям конструкции роторного устройства и
особой запатентованной геометрии ротора и статора, на
обрабатываемый
продукт
оказывается
комплексное
(механическое,
гидродинамическое,
гидрокаустическое,
66
виброкавитационное) воздействие, позволяющее эффективно
достичь тонкодисперсной структуры.
К ресурсосберегающим процессам в полной мере можно
отнести ионообменную обработку, позволяющую снизить
бактериальную обсеменненость, концентрацию радионуклеидов,
солей тяжелых металлов и других ксенобиотивов; регулировать
солевой
состав
молока
и
сыворотки;
осуществлять
водоподготовку, особенно для цехов детского питания; повышать
термоустойчивость молока.
ЛЕКЦИЯ 6
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В
МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.Классификация вторичного сырья и методов его
обработки
2. Рациональное использование вторичного сырья
мясоперерабатывающей промышленности
1.Классификация вторичного сырья и методов его
обработки
Ученые многих стран направляют свои усилия на создание
комбинированных мясных продуктов, в рецептуру которых
может входить не только высококачественное, биологически
полноценное сырье, но и различные виды побочного
белоксодержащего сырья, в частности, субпродукты II
категории.
Данное
сырье
характеризуется
высокими
показателями общего белка, при этом совокупное содержание
коллагена и эластина достигает 65-70%.
Перспективным сырьем для создания новых мясных
продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью
можно считать слизистые субпродукты, белковый состав которых
характеризуется наличием как коллагена, так и эластина, активно
влияющих на пищеварение, так как именно они стимулируют
сокоотделение и двигательную функцию желудка и кишечника
человека.
К одному из дополнительных источников белка можно
отнести вторичное кератинсодержащее сырье переработки
67
птицы. В связи с этим особенно актуальна разработка
прогрессивных технологий использования белка животного
происхождения
для
производства
добавок
высокой
биологической ценности.
Белковые пищевые гидролизаты находят широкое
применение не только как компонент пищи, но и как диетический
продукт для лечебного питания.
Мировой опыт производства кератиновых пептидов
свидетельствует о том, что предпочтительны биотехнологические
методы обработки кератина с применением протеолитических
ферментных препаратов.
Кровь является очень ценным продуктом. Она содержит
до 20 % сухих веществ, состоящих в основном из
полноценных белков, в ней присутствуют различные
ферменты, витамины, гормоны и т. д. Кровь собирают только
от животных, прошедших предубойный ветеринарный осмотр
и признанных ветеринарно-санитарным надзором здоровыми.
Использование такого сырья в мясоперерабатывающем
производстве затруднено из-за его низких функциональнотехнологических
и
органолептических
характеристик.
Существующие методы переработки коллагенсодержащего сырья
основываются в большинстве случаев на механическом и
термическом воздействиях на соединительную ткань, что
является достаточно трудо- и энергоемкими процессами, а
методы, связанные с воздействием на соединительную ткань
ферментными препаратами, дорогостоящими.
Одним из наиболее эффективных путей использования
такого сырья является обработка бактериальными препаратами
для улучшения его функционально-технологических свойств и
качества готовых изделий за счет повышения биологической
ценности
К наиболее распространенным способам подготовки
относятся щелочной и кислотный, а также разработанные в
последнее время ускоренные комбинированные способы.
Известен также ряд способов, усовершенствующих классические.
При классическом (щелочном) способе жидкостную
обработку сырья (золение) ведут в известковой суспензии,
причем каждые 5-7 сут производят перезолку - смену рабочего
68
раствора, в который переходят из сырья балластные белки. По
окончании золения сырье нейтрализуют, промывают водой до рН
5,0-5.5 и экстрагируют. Экстракция (переход коллагена в
раствор) хорошо подготовленного сырья, дающего высоковязкий
желатин, начинается уже при температуре 55-60°С.
Ускоренное золение с применением обострителей
(химических реагентов, вводимых в состав раствора)
существенно сокращает процесс подготовки до 7-10 сут. В
качестве обострителей применяют хлористый аммоний,
хлористый кальций, сернистый натрий, некоторые ферменты.
Однако применение подобных веществ, приводит к чрезмерному
нарушению упорядоченной спиральной структуры коллагена, его
потерям и ухудшению качества желатина.
Ускоренным способом подготовки коллагенсодержащего
сырья является щелочно-солевой, заключающийся в воздействии
на коллаген сырья раствором сильной щелочи в присутствии
нейтральной соли.
2. Использование субпродуктов
птицеперерабатывающей промышленности
Предприятия птицеперерабатывающей промышленности
характеризуются значительным количеством вторичного сырья:
головы, ноги, желудки, сердце, печень, шкурка, перо и.д.
Высокая доля белков (18-24%), основную массу которых
представляет коллаген или кератин, позволяет использовать
вторичные продукты убоя птицы с целью их использования в
качестве пищевого сырья и источника получения биопрепаратов.
Обоснование и разработка путей рационального использования
вторичного сырья, обеспечивающие рост производстенного
потенциала отрасли, расширение ассортимента продуктов и
повышение выхода на единицу перерабатываемого сырья,
представляют особый научно-практический интерес. Наиболее
перспективны прикладные аспекты, связанные с получением
пищевых, лечебно-профилактических и специальных продуктов,
направленных на восполнение потребностей различных слоев
населения в пищевых веществах, главным образом, белках.
Мясная масса, полученная в результате механической
дообвалки малоценных частей тушки птицы (спинно-лопаточной
69
и пояснично-крестцовой, шеек) содержит белков –15-20%, жира –
6-25%, минеральных веществ – 0,8—1,5%.Содержание коллагена
в общем объеме белков -- 7-15%. Он характеризуется более
высоким содержанием кальция (0,016-0,024%), железа,
фосфолипидов, витаминов А, В, С, Е. по сравнению с мышечной
тканью.
Шкурка птицы (с шейки, окорочков), содержащая 14-17%
белков и 20-25% жира, витамины (А, В1, В2, В3, РР, С, Е, Са)
может быть использована при производстве продуктов в качестве
оболочки для фаршированных кулинарных изделий или в
качестве замены основного сырья при производстве мясных
фаршевых изделий. Высокая доля в ней щелочерастворимых
белков свидетельствует о превалировании коллагена – белка
упроченной структуры.
Мышечный желудок, печень, сердце характеризуются
высокой массовой долей белка (до 20%) с доминированием водои солерастворимых фракций, что приближается к показателям
мышечной ткани. Превалирует значительная доза заменимых
вкусо-и ароматобразующих аминокислот. Незначительные дозы
метионина и триптофана свидетельствуют о целесообразности
использования субпродктов в комбинации с другими белками,
богатыми незаменимыми аминокислотами. Вторичные продукты
обогащены полиненасыщенными жирными кислотами и
витаминами.
Проблема максимального и рационального использования
белоксодержащих ресурсов может быть успешно решена с
применением
целенаправленной
биоконверсии,
которая
позволяет трансформировать функциональные и биологические
свойства белковых систем, повышая их технологическую
функциональность, перевариваемость и усвояемость за счет роста
атакуемости субстратов под действием пищеварительных
ферментов. По мнению большинства исследователей наиболее
перспективным способом является ферментная модификация
структуры белков. Здесь бесспорные приоритеты имеют
специфические ферменты протеолитического действия.
Головы и ноги птицы в настоящее время в основном
реализуются вместе с тушкой или в качестве супового набора.
Они не пользуются высоким спросом у населения и имеют
70
незначительный срок хранения. В то же время, головы и ноги
характеризуются высокой массовой долей белка. Для более
рационального использования таких вторичных продуктов
необходимо применение дополнительных технологических
приемов,
снижающих
высокие
структурно-механические
свойства и повышающих биологическую ценность.
Полученный путем ферментативной обработки пищевой
гидролизат из голов и ног характеризуется высокой массовой
долей водо- и солерастворимых белков, свободных аминокислот,
превалированием вкусо- и ароматобразующих заменимых
аминокислот. Лимитирующе аминокислотой является триптофан.
Пищевые гидролизаты весьма полезны в технологии
производства паштетов. Они содержат продукты деструкции
коллагена и позволяют обогатить паштет пищевыми волокнами,
обеспечивают увеличение доли связанной влаги в фаршевых
системах. Продукт обладает низкой влаговыделяющей и высокой
жироудерживающей способностью.
Использование куриного бульона
Добавление куриного бульона в фарш улучшает его
реологические свойства и обеспечивает надежные формующие
показатели. Охлажденный после термической обработки продукт
монолитный, хорошо сохраняет форму. В бульоне содержатся
водорастворимые вещества, ценные белки (в виде полипептидов,
свободных
аминокислот,
водорастворимых
витаминов),
повышающие пищевую ценность продукта.
Куриный жир с низкой температурой плавления обладает
высокой эмульгирующей способностью, легко поддается
активному действию
пищеварительной
липазы, лучше
усваивается, что позволяет положительно оценить его
биологические и функционально-технологические свойства.
Использование куриного бульона и жира куриного
топленого способствует сбалансированному белково-жировому
соотношению продукта (соотношения белок: жир равно 1:1).
Введение в рецептуру отварной моркови обогащает продукт
каратиноидами. Пассерованный лук позволяет частично
сбалансировать продукт по содержанию углеводов, что также
увеличивает пищевую ценность. Кроме того, при пассеровании в
71
результате реакции меланоидинообразования появляются
ароматические вещества, участвующие в формировании вкуса и
аромат продукта и улучшающие качество.
Подготовка перо-пухового сырья к переработке; включает
его мойку и измельчение, а ферментативный гидролиз
кератиново го сырья проводится протеолитическим ферментным
препаратом савиназой в присутствии химического реагента при
оптимальном температурном режиме 50 °С и рН = 8,0-8,5.
Необходимую
инактивацию
ферментов
вызывают
нагреванием смеси до 90 °С в присутствии 5 %-ного раствора
соляной кислоты в течение 20 мин, а последующую
нейтрализацию охлажденной реакционной смеси проводят 5 %ным раствором гидроокиси натрия до рН = 6,8-7,0. После
разделения смеси на твердый остаток и гидролизат
фильтрованием на вакуум-фильтре через бельтинговую ткань
сырой остаток нерастворимого пера (до 60% от начальной массы
смеси и, представляющий собой стержни пера) возвращают в
реактор на повторный гидролиз. Фильтрат кератинового
гидролизата направляют для сгущения сухих веществ на вакуумвыпарной аппарат при температуре 60 °С и остаточном давлении
0,03-0,04 МПа. Жидкий гидролизат с содержанием сухих веществ
не менее 20 % подают в распылительную сушилку, где его сушат
при 80 °С. Готовый сухой порошок керопептида влажностью 10
% упаковывают по 10 кг в бумажные мешки с полиэтиленовым
вкладышем.
Из крови животных вырабатывают пищевые, лечебные,
кормовые и технические продукты. В зависимости от
дальнейшего использования собранную кровь подвергают
стабилизации
или
дефибринированию.
Кровь,
предназначенную для получения светлой сыворотки,
стабилизируют
одним
из
следующих
препаратов:
триполифосфатом и пирофосфатом натрия, цитратом натрия.
Кровь, используемую в колбасном производстве в цельном
виде, стабилизируют поваренной пищевой солью, а в кровь,
предназначенную для сепарирования, ее не добавляют,
поскольку она вызывает гемолиз.
72
В случае производственной необходимости или
отсутствия стабилизаторов во избежание образования
сгустков кровь после сбора дефибринируют в емкостях из
нержавеющей стали с механической лопастной мешалкой
(дефибринаторах), а при их отсутствии — с ручной мешалкой.
Кровь из дефибринатора сливают в приемную емкость
через металлический сетчатый фильтр, затем ее направляют
для производства пищевых или кормовых продуктов.
Для получения плазмы (из стабилизированной крови)
или сыворотки (из дефибринированной крови) и
форменных элементов кровь пропускают через сепараторы
различных типов. Все компоненты крови собирают
раздельно. При производстве колбасы в мясной фарш
целесообразно добавлять замороженную кровяную сыворотку
(в виде чешуйчатого льда). Сыворотку, плазму или форменные
элементы следует направлять на переработку по мере
получения, но не позднее чем через 2 ч при условии хранения
при температуре не выше 15 ºС. Плазму можно хранить при
температуре 4 ºС в течение 8 ч, при 0 - 2 °С — не более 4 - 5
сут. Кровь или сыворотку можно консервировать
поваренной солью (2,5 - 3 % массы сырья) и хранить не более
2 сут при температуре 4 °С. Сыворотку и плазму крови можно
замораживать в виде блоков в формах и в банках из белой
жести. Срок хранения их при температуре от -8 до -10 °С до 6
мес.
Из технической крови готовят кровяную кормовую или
других видов – муку. Для этого ее варят в котлах, сушат,
размалывают, упаковывают в мешки или ящики и в таком виде
хранят в сухом прохладном помещении. Влажность ее не
должна превышать 12 %. Кровь можно использовать в
качестве корма для животных и птицы в вареном виде
без предварительного высушивания только в день ее
получения.
Кроме
вышеуказанных
к
вторичному
сырью
мясоперерабатывающей промышленности относятся: кости,
шкуры, хвосты, рога, копыта, несъедобные внутренние органы и
др., которые также можно использовать для дальнейшей
переработки.
73
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Алешин А. Д. Совершенствование процесса подготовки
коллагенсодержащего сырья к экстракции желатина/ А. Д.
Алешин, Н. Н. Мизерецкий// Мясная индустрия.- №3.2004.- С 35-39.
2. Алферов А. В. Проблемы модернизации производства/ А. В.
Алферов// Хлебопечение России. - №1. – 2005. - С 26-27.
3. Антипова Л. В., Глотова И. А. Основы рационального
использования вторичного коллагенсодержащего сырья
мясной промышленности/ Л. В.Антипова, И. А.Глотова. Воронеж: ВГТА, 1997.- 248с.
4. Антипова Л. В. Совершенствование технологии
производства керопептида из перо-пухового сырья/ Л. В.
Антипова, Ч. Ю. Шамханов, О. С. Осминин// Мясная
индустрия.- №3.- 2004.- С44-47.
5. Балашов В. Е. Дипломное проектирование предприятий по
производству пива и безалкогольных напитков/ В. Е.
Балашов.- М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983, -288с.
6. Востриков С. В., Проектирование спиртового производства:
Учеб. Пособие/ С. В. Востриков, В. А. Маринченко, А. Н.
Яковлев; Воронеж, гос. технол. акад.-Воронеж, АОЗТ
«Полиграф» 2003.-228с.
7. Вторичные материальные ресурсы пищевой
промышленности. /А. Е. Юрченко [и др.]; под ред. А. Е.
Юрченко. -М.: «Экономика», 1984.-328с.
8. Глотов И. И. Использование вторичных сырьевых ресурсов
в отраслях АПК/ И. И. Глотов М.: Россельхозиздат, 1991.111с.
9. Ковальская Л.П. Технология пищевых производств:
Учебник для вузов/ Ковальская Л.П., Шуб И. С., Мелькина
Г. М. и др.; под ред. Л. П. Ковальской.- М.: Колос, 1999.752с.
10.
Крылова В. Б. Биомодификация коллагенсодержащего
сырья молочно кислыми бактериями / В. Б. Крылова, О. Н.
Витренко// Мясная индустрия.- №8.- 2004.- С 27-2.9
11.
Куницына М. А. Справочник технолога
плодоовощного производства/ М. А. Куницына. – СПб.:
Издательство «Профиль», 2003.- 480с.
74
12.
Мусульманова М.М. Защита гидросферы от
загрязнения сточными водами/ М. М. Мусульманова //
Молочная промышленность.-№1.-2005.- С 74-75.
13.
Отходы мясокомбинатов и их использование в
животноводстве.- М.: Агропромиздат, 1989.- 268с.
14.
Пучкова Л. И. Технология хлеба, кондитерских и
макаронных изделий / Л. И. Пучкова, Р. Д. Поландова, И. В.
Матвеева. Часть 1. Технология хлеба.-- СПб.: ГИОРД, 2005.
- 559с
15.
Сборник рецептур и технологических указаний по
переработке плодов и овощей/ Государственное
издательство торговой литературы. – М.: Колос.- 1960.-180с.
16.
Технология консервирования плодов и овощей и
контроль качества продукции/ Загибалов А. Ф. [и др.]; под
ред. Загибалова А. Ф. - М.: Агропромиздат, 1992.- 352с.
17.
Технология переработки продукции растениеводства/
Н. М. Личко [и др.]; под ред. Н. М. Личко.-М.: Колос, 2000.552с.
18.
Технология производства растительных масел/ В. М.
Копейковский [и др.]; под ред В. М. Копейковского. – М.:
Легкая и пищевая пром-сть, 1982.-416с.
19.
Технология солода: - Пер с нем.- М.: Пищевая промсть, 1980.-504с.
20.
Тихомиров В. Г. Технология пивоваренного и
безалкогольного производств/В. Г. Тихомиров. - М.:Колос,
1998.- 448с.
21.
Файвишевский М. Л. Малоотходные технологии на
мясокомбинатах/ М. Л. Файвишевский. М.: Колос, 1993.205с.
22.
Фертман Г. И. Технология продуктов брожения: [учеб.
пособие для техникумов]/ Г. И.Фертман, М. И. Шойхет/ М.: «Высш. школа», 1976,-343с.
23.
Храмцов А. Г. Продукты из обезжиренного молока,
пахты, молочной сыворотки/ А.Г.Храмцов [и др.]. - М.:
Легкая и пищевая пром-сть, 1982.- 254с.
24.
Цыганова Т. Б. Технология хлебопекарного
производства: [учеб. для нач. проф. образования] / Т. Б.
Цыганова. - М.: Проф Обр Издат, 2001.- 432с
75
25.
Шевелев К. Сыворотка - ценный субпродукт / К.
Шевелев// Молочная промышленность.-№1.-2005.- С 60-61.
26.
Ястребов С. М. Справочник мастера консервного
производства/ С. М. Ястребов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.:
Пищевая пром-сть, 1980.- 208с.
27.
Семенов Н.Н. Управление ресурсосберегающей
деятельностью. – М.: Гуманитарный институт (г. Москва),
2011. - 47 с.
28.
Крюковский А.И. Конспект лекций по дисциплине
«Охрана окружающей среды и энергосбережение». – Минск:
Минский государственный торговый колледж»
76
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа