Современные технологии переработки вторичных ресурсов

В агропромышленном комплексе Российской Федерации недостаточно полно используются вторичные сырьевые ресурсы плодоовощной, мясо-молочной, рыбной, микробиологической, хлебопекарной и других отраслей промышленности.

К вторичным материальным ресурсам BMP относятся отходы производства, остающиеся после использования сырья и вспомогательных материалов для получения основной продукции, а также побочная и попутная продукция, которую производят параллельно с основной или в результате дополнительной промышленной обработки отходов.

С целью получения продуктов функционального назначения из вторичного сырья на кафедрах пищевого профиля КубГТУ разрабатываются научно обоснованные способы переработки и использования BMP на основе физических, химических и биологических приемов по извлечению и концентрированию ценных компонентов.

В 1997 г. был выполнен комплекс работ по оценке запасов вторичного сырья на перерабатывающих предприятиях края. Полученная ценная и объективная информация использована в материалах краевой научно-практической конференции "Прогнозирование конкурентоспособности основных видов продовольствия в условиях Краснодарского края”, а также международной научной конференции "Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК", где приведены конкретные данные о первичных и вторичных ресурсах АПК Кубани, дана оценка степени их использования.

Одобрена инициатива ряда кафедр КубГТУ по созданию в крае банка отходов и каталога вторичных сырьевых ресурсов, которые позволят значительно расширить сырьевую базу перерабатывающих предприятий и снизить себестоимость продукции [1].

К переработке вторичных сырьевых ресурсов рекомендуется применять дифференцированный подход.

Отходы, из которых можно извлечь дополнительное количество продукта или веществ, получаемых в производственных условиях, перерабатываются непосредственно на месте. Это отходы, не потерявшие пищевой ценности: некондиционные по размерам фрукты и овощи, жом, меласса, шрот, выжимки, мезга, плодовая мякоть, семена, косточки и другие BMP.

Отдельные виды вторичного продовольственного сырья можно заготавливать как полуфабрикат на предприятиях малой и средней мощности, а затем отправлять на централизованную переработку. Например, после сушки косточек плодовых культур (персиков, абрикосов, слив и др.) или семян бахчевых культур непосредственно на месте переработки их доставляют для извлечения масла и белковой пасты на Армавирский МЖК или Краснодарский маслозавод. Аналогично заготавливают сухие яблочные и другие плодовые выжимки, свекловичный жом, виноградные семена и выжимки темноокрашенных ягод, из которых получают растительную муку, желирующие вещества и натуральные пищевые красители.

При переработке плодов и овощей образуется 20-22% вторичных ресурсов от массы продукции. В условиях Кубани это составляет более 800 тыс. т дополнительного сырья. Так, томаты дают от 20 до 40% выжимок, в том числе 1,2% семян, зеленый горошек (с ботвой) — до 80%, картофель — 30-40%, яблоки (на соки) — 28—35% отходов и т.д. Для повышения выхода основного продукта из сырья его рекомендуется подвергать ферментативной обработке (препаратами целлюлаз и пектиназ)

Ассортимент продукции, получаемой из вторичного сырья на перерабатывающих предприятиях Краснодарского края, представлен в таблице.

Таблица

Отрасль промышленности	Сырье и BMP	Продукция
Пищевая	Порошки из фруктов и овощей	Кондитерские изделия, напитки
	Дикорастущее пряно-ароматическое и лекарственное сырье	Тонизирующие напитки Кубань, Горная Кубань, бальзамы
	Краситель из свеклы и темноокрашенных ягод	Паста для клеймения мясных туш
	Кофеин и танин из отходов переработки кофе и чая	Медицинские препараты
Сахарная	Жом свекловичный	Пектин, сушеный жом, корм для скота
	Порошок из свеклы	Заменитель сахарозы при изготовлении кондитерских изделий
	Меласса	Этиловый спирт, дрожжи, органические кислоты, витамин В12, глицерин, поташ
	Жомопрессовая вода (2-3% сахаров)	Направляется на диффузионный процесс с целью снижения потерь сахара
	Дефекат	Удобрения
Масло-	Подсолнечная лузга	Кормовые дрожжи, этиловый спирт, растительные воски
жировая	Хлопковая шелуха	Глюкоза, ксилит, сорбит, этиловый спирт, фурфурол, фурановые соединения
	Плодовые косточки	Фармакопейные масла, дробленая косточка для шлифовальных работ
	Виноградные семена	Виноградное масло, белок, топливо, заменитель порошка какао
	Сточные воды маслоэкстракционных заводов и рафинационных цехов	Извлечение жиров для использования в технических целях Извлечение растворителя с целью снижения потерь
	Жмыхи и шрот	Пищевой белок, корм для скота
Хлебопекарная	Хлебная крошка Сметки, тестовые отходы	На корм скоту, птице Очистка и возврат в основное производство
Мясная	Кости	Сухой пищевой бульон, костная мука, жир
	Сухожилия, обрезки шкур. Гребни и сережки птицы	Коллаген, желатин, пищевой белок, гиалуроновая кислота
	Кровь	Кровяная мука, колбасы, пищевой белок, заменитель молока, гемовый краситель
Консервная	Очистки и обрезки овощей, кожица плодов, плодоножки	Этиловый спирт, концентрат ароматических веществ, корм для скота
	Очистки картофеля	Крахмал, корм для скота
	Створки зеленого горошка, ботва	Заливочная жидкость, корм для скота
	Зеленый горошек с механическими повреждениями	Пюре из зеленого горошка, порошок
	Виноградные выжимки	Виннокислая известь, этиловый спирт, энокрасители
	Томатные и виноградные семена	Растительное масло, белковые порошки, корм для скота
	Яблочные выжимки и вытерки	Пектин, кормовая мука, пищевая растительная мука
	Отработанное растительное масло, фузы	Регенерированное масло, олифа, мыло
	Выжимки при производстве соков	Этиловый спирт, пектин, биохимический уксус, пищевые волокна
Рыбная	Внутренности рыб, головы, плавники, чешуя	Ферментные препараты, рыбий жир, кормовая мука, коллаген, желатин
	Чешуя	Жемчужный пат
	Кровь.	Колбасы, пищевой белок, гемовый краситель
	Морские водоросли	Агар-агар, агароид
	Медузы	Корм для скота
	Панцирь, раковины	Хитин, перламутр

Технологические приемы кратковременной передержки вторичного сырья и его переработки основываются на оценке химического состава и биохимических свойств ресурсов. Как правило, вторичное продовольственное сырье нележкоспособно и требует оперативного химического или физического воздействия для предупреждения микробиологической порчи и инактивации ферментов.

К эффективным химическим способам предотвращения порчи растительного сырья до переработки относится метод консервации его малыми дозами карбоновых и других органических кислот за счет аэрозольного распыления, электретных зарядов, ультразвуковой обработки [3]. Этот метод апробирован при кратковременном хранении влажного риса на Полтавском комбинате хлебопродуктов Краснодарского края.

Физические способы обработки предусматривают быстрое охлаждение или замораживание вторичного сырья растительного или животного происхождения. В качестве хладагента используется гранулированный твердый диоксид углерода, а также так называемый ’’сухой снег”, т.е. смесь углекислотного и водного льда. Среди практических разработок кафедры холодильных машин и компрессорных установок КубГТУ — струйные газодинамические устройства для контактного охлаждения тушек птицы и колбасных изделий, плодоовощного сырья и полуфабрикатов, получение "ледяной” воды, мелкозернистого льда и др. [4].

На кафедре мясных и рыбных продуктов КубГТУ разрабатывается газожидкостная технология получения хитозана из вторичного сырья (после удаления основного пищевого компонента), например, из мицелиальных грибов и панцирей ракообразных. Технология основана на разделении белковой и хитиновой составляющих с последующим деацетилированием хитина до хитозана, состоящего из остатков Р-глюкозамина (алкил-А-ацетилглюкозамин). На основе хитозана можно изготавливать бактерицидную гибкую упаковку для фасовки _: пищевых продуктов, мембранные фильтры для воды, соков, напитков. Добавляемый в молочные продукты хитозан способствует росту бифидобактерий, а также используется как загуститель и стабилизатор при производстве йогуртов, низкожирной сметаны, кремов, соусов, приправ.

В Краснодарском крае накоплен значительный опыт по внедрению безотходных технологий в рыбоперерабатывающей отрасли.

Переработкой рыбы и морепродуктов занимаются предприятия Крайрыбакколхозсоюза, Красно-даррыбы, а также рыболовецкие хозяйства. Основные отходы при переработке рыбы и морепродуктов — внутренности, головы, плавники, чешуя, кровь (рис. 1).

Ряд предприятий имеют на своей территории жиромучные заводы, другие направляют рыбные отходы к ним на переработку. Получаемая кормовая рыбная мука содержит 60-70% полноценного белка с набором незаменимых аминокислот, значительным количеством макро- и микроэлементов, витаминов. Из отходов получают также технический рыбий жир, который используют в лакокрасочной промышленности, а после рафинации — для кормления животных, птиц.

На Новороссийском рыбзаводе отработана технология получения из морских водорослей пищевого желирующего вещества — агар-агара.

В ряде рыболовецких хозяйств края организован сбор и сушка кормового препарата из медуз, который охотно используют сельскохозяйственные предприятия.

Весьма перспективным является получение из отходов: рыбоконсервного производства — пищевой рыбной муки и медицинского рыбьего жира, морских гидробионтов — биологически активных пищевых и лекарственных препаратов.

На рыбоперерабатывающих предприятиях плохо налажен сбор чешуи, из которой получают уникальный краситель — жемчужный пат, или гуанин. Практически не перерабатывают кровь, содержащую значительное количество белковых веществ.

Представляет интерес выделение из отходов от разделки морских и речных беспозвоночных вкусовых и красящих веществ.

На предприятиях мясоперерабатывающей промышленности Краснодарского края завершен переход на безотходную технологию переработки скота и птицы.

Так, на Краснодарском и Армавирском мясокомбинатах из непищевых отходов получают мясо-костную муку, предназначенную для откорма сельскохозяйственных животных и птицы. Мука богата полноценными белками и содержит все незаменимые аминокислоты, минеральные соли и микроэлементы, витамины группы В, жирорастворимые витамины D, Е, каротин.

Важным источником белка является пищевая и техническая кровь, получаемая при убое свиней, крупного и мелкого рогатого скота, птицы. Она используется в производстве колбасных изделий, продуктов для откорма животных (кровяная мука, заменитель цельного молока) и получения лечебных препаратов (рис. 2).

Имеются технологические разработки по использованию субпродуктов 2-й категории для производства ливерных колбас, зельцев, студней, холодца, стерилизованных консервов. Перспективными считаются изделия из субпродуктов с частично или полностью сохраненной морфологией — хлопья из рубца, чипсы из свиной шкурки, мясорастительные колбаски.

Однако имеющиеся резервы по использованию вторичных ресурсов на предприятиях этой отрасли, особенно малой мощности, используются далеко не полностью. Так, например, не организован сбор и переработка крови животных и птиц на АОЗТ ’’Авис” и некоторых других предприятиях. Кости, получаемые при переработке мяса и субпродуктов, накапливаются и транспортируются в сыром необезжиренном виде, при этом они подвергаются микробиологической порче и гнилостному распаду.

На предприятиях мясной промышленности отходами являются также соковые пары, которые загрязняют воздушный бассейн. Они получаются при разварке и стерилизации технического сырья в вакуум-горизонтальных котлах. Проводится работа по уменьшению количества внедренных выбросов в окружающую среду. Имеются конструкторские разработки и рабочие чертежи установок для гашения соковых паров.

Таким образом, отрасли промышленности края, перерабатывающие сельскохозяйственное сырье, продукты животноводства, морского и речного промысла, могут внедрять в производство разработки, направленные на максимальное и эффективное использование всех содержащихся в первичном и вторичном сырье ценных компонентов.

Новые технологические решения, внедрение безотходных и малоотходных производств позволят увеличить выпуск пищевой, кормовой и технической продукции за счет бережного хозяйственного использования отходов, а также вторичных и побочных продуктов.

Однако, несмотря на некоторые успехи, имеется ряд нерешенных вопросов в деле вовлечения в баланс вторичных материальных ресурсов. Эта проблема носит межотраслевой характер и для ее решения нужно объединить усилия всех перерабатывающих отраслей.

Первоочередными задачами по широкому внедрению целевой комплексной программы по разработке и внедрению безотходной технологии в пищевых отраслях промышленности края являются: установление обоснованных цен на энергоносители и вторичные виды сырья, совершенствование техники и технологии их переработки, научно обоснованных норм и нормативов образования BMP, разработка системы материального стимулирования за создание безотходных и малоотходных технологических процессов.

Научным учреждениям и вузам края следует продолжить исследования по разработке научных и практических основ регулирования реологических свойств продуктов с использованием структу-рообразователей из гидробионтов, изолированных белков и полисахаридов, рыбных и мясных бульонов, ферментных гидролизатов.

Перспективны работы по многоцелевому использованию изолированного полисахаридного струк-турообразователя катионного типа — хитозана, который может использоваться как загуститель соусов, приправ, связующих веществ для придания заданной структуры продуктам с влажностью 10-80%.

Рекомендуется использовать в качестве резерва пищевых и кормовых продуктов ранее не используемые отходы переработки гидробионтов — рыбные коллагенсодержащие ткани, бланшировочные и подпрессовые бульоны, водорослевые отходы.

Целесообразно использовать современные способы повышения товарных качеств пищевой продукции из вторичных ресурсов сырья за счет стабилизации прозрачности соков путем деаэрации и удаления винного камня жидким и газообразным диоксидом углерода, предупреждения белковых помутнений методом ультрафильтрации через многократно регенерируемые металлокерамические фильтры с запорным слоем.

Предприятиям акционерного общества Кубань-консервпром рекомендованы к внедрению технология беспрессового способа получения сокомате-риалов, ферментная обработка плодоовощного сырья и вторичных ресурсов с дальнейшим фракционированием гидролизованной массы на сок и твердую фракцию с помощью горизонтальных шнековых центрифуг (декантеров) или ленточных прессов.

Г.И. КАСЬЯНОВ
Кубанский государственный технологический университет
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 1998

Литература

1. Касьянов Г.И. Прогрессивные технологии переработки вторичных ресурсов агропромышленного комплекса / Тез. докл. Междунар, науч. конф. ’’Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК”. — Краснодар: Куб-ГТУ, 1997. — С. 21-22.'
2. Лебедев Е.Н. Комплексное использование иярья в пищевой промышленности. — М.: Пищевая пром-сть, 1992. — 238 с.
3. Росляков Ю.Ф. Теоретические и прикладные основы консервации зерна риса: Дис. ... д-ра техн. наук. — Краснодар, 1997. — 68 с.
4. Шляховецкий В.М. Струйные газодинамические устройства для контактного охлаждения: основы теории и области применения. — Краснодар, 1997. — 135 с.