Отходы для корма скота при обработке овощей
В 2019 году нашу страну врасплох застала очередная беда.
В России уродился небывалый урожай яблок. А девать их оказалось некуда.
Торговля отказывается принимать нестандартные плоды местных садоводов и фермеров.
Сетевой ритейл работает по долгосрочным контрактам и предлагает красивые ровные плоды импортного производства.
Нет перерабатывающих производств, оперативно реагирующих на неожиданное появление дополнительного сырья.
В итоге прекрасный исходный отечественный материал для производства пектина, соков, джемов, иной консервации автоматически перешёл в категорию отходов.
Но и здесь проблемы с переработкой: бизнес не готов реализовать предоставленные возможности и переработать почти бесплатные отходы в качественные корма, добавки, препараты и иные товары. В результате тысячи тонн сырья пополнили свалки, принеся вместо доходов значительные убытки.
Ситуация с переработкой отходов плодоовощной продукции по большинству позиций сложилась критическая. Не хватает не только технологий, оборудования, сырья и финансирования, но организационных управленческих решений, компетенции и заинтересованности на высшем уровне.
Причины образования отходов
Основной источник отходов плодовой и овощной продукции – перерабатывающие производства. Это объективный фактор, потому что далеко не все части исходного сырья используются в пищу человеком.
Другие источники и причины образования отходов:
- Значительная часть отходов образуется при выращивании, непосредственно в сельхозпроизводстве овощей и фруктов. Некомпетентный подход к агротехнике, селекционной работе приводит к образованию мелкой, некондиционной, нестандартной и поражённой вредителями продукции. В результате не менее 10-15% выращенных плодов и овощей остаются не собранными.
- Часть продукции попадает в отходы благодаря непродуманной логистике, отсутствию специального транспорта и тары.
- Нарушение сроков и условий хранения, неприспособленность хранилищ приводят к ухудшению показателей, необходимых для целесообразности переработки или получения максимального объёма вторичных продуктов.
- Отсталость технологического оборудования — отсутствие современных технологий, нацеленных на максимально эффективную комплексную переработку отходов с различным направлением использования полученного продукта.
Есть ещё ряд факторов, влияющих на развитие отрасли утилизации биологических отходов. Многие из них озвучены в документах по общему экономическому развитию страны, анонсирующих значительные преобразования в сфере переработки плодоовощных отходов.
Сырье из различных овощей и фруктов
Потребление овощей и фруктов в непереработанном виде сокращается во всём мире. Россия – не исключение, хотя эта тенденция в нашей стране характерна лишь для больших городов.
Картофель
В нашей стране производится больше 7 млн. тонн картофеля.
Из этого объёма только 15-20% перерабатывается в пищевых целях, остальной картофель потребляется в натуральном виде.
То есть, порядка 6 млн. тонн картошки наши граждане сами чистят, готовят и употребляют в пищу.
Но отходы картофеля при обработке до конечного продукта кулинарии составляют 30-40% от его общего веса. В масштабах страны это примерно 2 млн. тонн картофельных обрезков и очисток, которые не идут на переработку, а отправляются на свалку.
Допустим, все очистки собраны и переработаны простейшим образом. Например, сожжены в печах. В итоге получилась зола — прекрасное биоудобрение стоимостью 10 000 руб. за тонну. Её получается из очисток всего 5% от веса, но общий вес – 100 тыс. тонн. Итоговая стоимость – порядка миллиарда рублей. Это деньги, выброшенные на свалку.
Параллельный пример: в Бельгии перерабатывается в конечный пищевой продукт 90% картофеля, потребители и организации общественного питания приобретают картофельные полуфабрикаты.
В результате все отходы сконцентрированы у переработчиков, которые превращают очистки в реальные деньги. Это показатель важности переработки любых пищевых отходов для экономики.
Получение золы из картофеля – это утрированный пример для наглядности. На практике из картофельных отходов производится крахмал и далее вся цепочка продуктов и товаров из крахмала. Используются отходы картофеля и на корм скоту в разных вариантах обработки.
Томаты
Наиболее существенны объёмы отходов в консервной промышленности. Томаты – самое распространённое сырьё для консервации.
В переработке томатов на пасту получается примерно 3,5 % пульпы и 0,5 % семян. К отходам относятся также кожица помидоров, волокна, плодоножки.
Семена после отделения используются для получения томатного масла, содержание которого в семенах достигает 28%.
Возможно применение семян в качестве посевного материала после высушивания до 10% влажности.
Кабачки, баклажаны, патиссоны
У баклажанов, кабачков и патиссонов процент отходов сравнительно небольшой – от 5 до 8%. Как правило, они используются для получения спирта.
Перец
При обработке стручкового перца в отходы отправляется 24% его веса. 5% веса составляют семена с показателем масличности 20%.
Морковь
При чистке моркови образуется 10% отходов. Ещё 40% добавляется при изготовлении морковного сока. Отходы используют для получения пектина, каротина, концентрированных витаминов.
Свекла
Отходы переработки составляют примерно 20% веса свеклы. Из них выделяют сахар, используют для получения спирта. Пищевые натуральные свекольные красители используют для изготовления киселей, кондитерских изделий, безалкогольных напитков.
Лук
Кожица лука составляет 17% веса, содержит жёлтые пигменты. Красители из луковой шелухи применяют для подкрашивания продуктов питания и натуральных тканей.
Овощная кукуруза
В пищевой промышленности, как правило, используется кукуруза, переработанная на стадии молочной зрелости.
Она даёт 75% отходов, богатых белками, целлюлозой, жирами.
Из стержней кукурузных початков получают бумагу, пластмассы, а также клеи, сахара, молочная кислота.
Методом сухой перегонки стержней получают такой ценный материал, как фурфурол.
Виноград
При производстве виноградного сока образуется до 20% выжимок. Из них изготавливают спирт и уксус, масла и корма, перерабатывают в удобрения и применяют в качестве красителя.
Семечковые: айва, груши, яблоки
Содержание отходов в семечковых плодах зависит от вида производимого продукта:
- сок – 23-47%;
- компот – 30-40%;
- пюре – 10-18%.
Они содержат пектины, сахара, органические кислоты, используются в производстве кормов и удобрений, в изготовлении спирта и уксуса.
Косточки плодовых культур
В производстве различной фруктовой продукции используются плоды, косточки которых считаются ценными отходами.
Вес косточек от общего веса плодов составляет:
- абрикос, персик — от 5 до 12%;
- слива, алыча — 4-7%;
- вишня, черешня — 5-16%.
Скорлупа является ценным сырьём для изготовления активированного адсорбирующего угля. Вес скорлупы – от 68 до 88 % массы косточки. Из ядер получают пищевые масла и пасты.
Комплексная переработка отходов и их использование
Плодоовощное сырьё по усреднённым нормативам используется переработчиками с коэффициентом 0,79. Это означает, что в среднем 21% сырья неизбежно перейдёт в группу отходов.
Дальнейшее использование отходов в качестве сырья можно разделить на категории:
- отходы, которые отправляются на корм животным и птице, либо применяются в качестве биоудобрений без дополнительной обработки;
- сырьё для дальнейшей переработки непосредственно в месте получения отходов;
- сырьё для сторонних организаций, занимающихся переработкой.
Комплексный подход предполагает применение любого варианта либо их совмещения для достижения максимальной эффективности переработки.
В приведённой ниже таблице указаны основные виды отходов и итоговые продукты, которые из них можно получить. В ней учтены уже апробированные варианты и результаты переработки. Но современные технологии развиваются стремительно, инновации есть и в отрасли переработки овощей, фруктов, ягод.
| Вид отходов | Получаемый конечный продукт переработки |
| Обрезки, очистки, выжимки | Пектин Крахмал Мука кормовая Порошки пищевые Спирт этиловый Концентрат белковый Пищевые волокна и клетчатка Уксус Красители Ароматизаторы Закваски |
| Косточки и семена | Посевной материал Масла Пасты миндальная и абрикосовая Белок пищевой Пищевые порошки и волокна Уголь активированный Наполнители клеев Мука кормовая |
| Мелисса, жом, отходы фильтрации и прессования | Дрожжи Спирт этиловый Кислота лимонная, глютаминовая, молочная Сахара Добавки кормовые Пектин Лекарственное сырьё |
| Растительные и нестандартные отходы | Пюре Напитки Сиропы Закваски Пищевые порошки Красители Антиоксиданты Сорбенты Соки диффузионные |
В России снижается производство овощей и фруктов в личных хозяйствах. Это мировой тренд, и наша страна медленно, но уверенно движется в том же направлении.
Развитие больших производств по переработке плодоовощной продукции означает концентрацию отходов в местах переработки. Это неизбежно приведёт к их использованию как сырья, равнозначного исходному.
Крупные переработчики будут изыскивать оптимальные варианты использования отходов – это выгоднее, чем оплачивать утилизацию и платить штрафы за нарушение экологических норм.
Малому бизнесу открывают дорогу мобильное современное оборудование, ассортимент и качество которого растёт постоянно. Технологии переработки отходов меняются.
В перерабатывающие технологические комплексы органично встраиваются установки:
- экструзионные;
- вакуумные;
- ультразвуковые.
Упор в разработке нового перерабатывающего оборудования делается на снижение энергозатрат.
В связи с программами импортозамещения тысячи гектар засажены новыми садами, виноградниками. Это даст стабильную сырьевую базу для переработчиков плодоовощной продукции, увеличит значимость переработки отходов.
Полезное видео
В данном видеоролике демонстрируется один из вариантов полезного применения овощных отходов:
Вывод
Проблем развития отрасли много, но они больше относятся к законодательному и организационному направлению. Это означает, что все сложности вполне разрешимы при надлежащем подходе власти.
Перспективы отрасли переработки отходов огромные. В этой нише найдётся место бизнесу любого размера и любых амбиций.
Источник
В перерабатывающей промышленности плодов и овощей одновременно решаются проблемы увеличения объемов производства и рационального использования сырья, материалов, снижения их потерь.
Считается, что работы по комплексному и рациональному использованию сырья должны проводиться по следующим направлениям: первое – создание такой технологии переработки сырья, чтобы максимально сократить, а в некоторых случаях практически исключить образование отходов. Это важно потому, что в калькуляции себестоимости наибольшая статья расходов (до 80%) приходится на сырье; второе – организация переработки неизбежно образующихся отходов с получением из них продуктов питания и технических продуктов.
Отходами, остающимися после переработки, являются отдельные экземпляры некондиционных овощей и плодов, которые можно разделить на две группы: сырье, которое по своему внешнему виду, форме, размерам, зрелости не подходит для переработки, и сырье, полностью непригодное в пищу. Дополнительными ресурсами сырья может быть первая группа отходов. Это кабачки диаметром более 70 мм, огурцы диаметром более 50 мм и неправильной формы (кубарики, крючкообразные), капуста с зелеными несвернувшимися листьями.
Переход сельского хозяйства на механизированные способы уборки вызывает необходимость одноразовой сплошной уборки урожая, что приводит к увеличению нестандартной части убранного урожая. Она может достигать 15%.
Наиболее рациональный путь использования такого сырья -это переработка его после соответствующей подработки на продукты, технология производства которых гарантирует получение микробиологически безопасных консервов. Это сушеные овощи и плоды, квашения и соления.
Отходы от производства важнейших видов консервной продукции целесообразно использовать следующим образом.
Отходы при выработке томат-пасты. Отходы на семя-отделителе и протирочной машине содержат до 3,5% пульпы, 0,5% семян, а также кожицу плодов, сосудистые волокна, части плодоножек.
Пульпу можно извлечь из отходов экстрагированием горячей водой с последующим отжимом на прессе или протирочной машине. Экстракт добавляют к томатной массе, поступающей на уваривание. Семена томатов, содержащие около 75% влаги, высушивают в сушилках до 10%-й влажности и используют для посева или для получения масла, количество которого в семенах доходит до 28%.
Отходы при производстве томатного сока. Отходы при отжиме томатного сока, составляющие в среднем 35%, протирают и добавляют к пульпе, поступающей на производство томат-пасты. При протирании плодов томатов отходы равны 4%, а при протирании с линии сока – 11%.
Отходы стручкового перца. Эти отходы составляют около 24%, в том числе 5% семян, содержащих до 20% масла.
Отходы баклажанов, кабачков, патиссонов. Отходы баклажанов (8%), кабачков (5%), патиссонов богаты углеводами и могут быть применены для получения спирта.
Отходы моркови. Отходы моркови (10% при чистке, 40% при производстве сока) пригодны для получения витаминных концентратов, каротина, пектина, спирта.
Отходы свеклы. Отходы свеклы (до 20%) богаты сахаром и также могут быть использованы для получения спирта. Кроме того, из этих отходов получают пищевые красители для сухих плодово-ягодных киселей, безалкогольных напитков, карамели, тортов, пирожных.
Кожица лука. В кожице лука имеются желтые красители. Она составляет 17% к массе сырья, содержит кверцетин и пригодна для подкрашивания пищевых продуктов и тканей.
Отходы кукурузы. Отходы кукурузы в стадии молочной зрелости составляют 75%. Они богаты целлюлозой, белками, зольными элементами, содержат жир и другие ценные вещества и пригодны в свежем или силосованном виде в качестве корма для скота.
Стержни початков кукурузы используют как топливо. Из них получают также клей, бумагу, пластические материалы, линолеум.
Благодаря наличию пентозанов из стержней кукурузы могут быть получены сахара и продукты их брожения, в частности молочная кислота.
Ценные материалы дает сухая перегонка стержней кукурузы, особенно важны фурфурол и его производные.
Отходы картофеля. Отходы и потери при обработке картофеля составляют до 25% в III и IV кварталах и до 41% – в I и И кварталах. Отходы картофеля, получаемые при механической или ручной очистке, быстро темнеют на воздухе в результате окисления тирозина под действием фермента тирози-назы с образованием темноокрашенного меланина. Во избежание потемнения отходы сульфитируют или хранят в воде. При тепловой очистке картофеля тирозиназа инактивируется, поэтому такие отходы более стойки против потемнения.
Отходы картофеля используют для получена крахмала или на корм скоту.
Плодовые косточки. Плодовые косточки – отходы при производстве компотов, варенья, пюре и других видов фруктовой продукции – составляют (в процентах от массы плодов): у абрикосов и персиков – 5-12; у вишни и черешни – 5-16; у слив – 4-7. Начальная влажность этих отходов 24-30%. Во избежание микробиологической порчи косточки высушивают так, чтобы они содержали не более 13% влаги.
Высушенные косточки направляют на специализированные заводы. Из скорлупы косточек изготовляют активированный уголь, обладающий хорошими адсорбирующими свойствами и пригодный для фильтрования жидкостей и газов. Скорлупа составляет 68-88% к массе косточек.
Ядра косточек используют для получения пищевых масел и миндальной пасты. Из жмыхов, остающихся после отжима масла, получают горькоминдальное масло, топливо и удобрения.
Необработанные ядра косточек и жмыхи непосредственно для скармливания скоту непригодны, так как содержат амигдалин, распадающийся в организме с выделением ядовитой синильной кислоты.
Отходы семечковых плодов. Отходы яблок, груш, айвы составляют (в процентах): при производстве компотов – 30-40, пюре – 10-18, соков – 23-47. Отходы богаты пектином, сахарами, органическими кислотами и другими ценными компонентами сырья. Их можно использовать в качестве корма для скота, удобрений, для получения спирта, уксуса.
Химический состав яблочных выжимок – отходов от получения сока – следующий (в процентах): сахар общий – 6-12; пектин – 1-2; целлюлоза – 1-2; дубильные и красящие вещества – 0,12-0,16; зола – 0,3-0,4; кислотность общая 0,3-0,7; рН выжимок 3,6-3,8.
Из яблочных выжимок на специализированных заводах, обслуживающих ряд предприятий консервной промышленности, вырабатывают пектин. Свежие выжимки содержат 60-65% влаги и легко подвержены порче. Во избежание этого их сушат 30 мин в барабанной сушилке при температуре +300… +350 °С в начале процесса и +85… +95 °С – в конце. Сушеные выжимки содержат до 8% влаги и 10% пектина. Их хранят при +20 °С и относительной влажности воздуха не более 75%.
Для получения пектина в порошке различные партии сушеных выжимок смешивают (купажируют) и дважды обрабатывают 30-60 мин теплой водой для извлечения Сахаров, солей и других растворимых веществ (наличие сахара в пектине делает продукт гигроскопичным, легко впитывающим влагу из воздуха и превращающимся при хранении в липкую массу). Затем пектин экстрагируют из выжимок при периодическом перемешивании сначала горячей (+80… +98 °С) водой, подкисленной диоксидом серы до рН 2,0-2.2, затем чистой горячей (+70… +72 °С) водой и наконец холодной водой. Первая экстракция длится до 3 ч (60 мин при непрерывном перемешивании, 60 мин при периодическом перемешивании и 30 мин а покое), вторая экстракция – 60-90 мин, третья – 30 мин. После каждой операции экстракт отцеживают, а в конце для его полного извлечения отработанные выжимки прессуют на пак-прессе. Влажность отработанных выжимок составляет 70%.
Все три экстракта смешивают. Смесь содержит 1-2% сухих веществ, в том числе 0,3-0,5% пектина. Объединенный экстракт отстаивают 2—4 ч и фильтруют на фильтр-прессе, добавляя кизельгур (0,5-1,0 кг на 1 мЗ экстракта).
Кизельгур образует фильтрующий слой и, обладая осветляющими и адсорбционными свойствами, обеспечивает очистку экстракта. Очищенный экстракт уваривают под вакуумом. При использовании двухкорпусной установки темпе
ратура кипения в первом корпусе +70… +75 °С, во втором -+45 °С. Полученный концентрат содержит 6-9% сухих веществ, в том числе 2,8-3,5% пектина. Концентрат охлаждают в трубчатом теплообменнике до +25 °С.
Пектин осаждают 90-95%-м этиловым спиртом. Во избежание выпадения вместе с пектином минеральных примесей к спирту добавляют 1% концентрированной соляной кислоты, доводя рН до 1,7-1,9.
Пектин, осажденный в виде губкообразной волокнистой массы, дробят, гомогенизируют, добавляя спирт, отделяют от раствора трехкратным прессованием на пакетном прессе и подсушивают 2-4 ч на барабанной вакуум-сушилке при 60 °С до содержания влаги не более 8%. Высушенный пектин измельчают на молотковой дробилке и упаковывают в картонные короба по 8 кг или фанерные штампованные бочки вместимостью 30 кг, в которые пектин помещают в полиэтиленовых пакетах.
Пары спирта улавливают и вместе с отработанным спиртом перегоняют, используя повторно в производстве.
Ориентировочный расход на 100 кг пектина – сушеных яблочных выжимок 1600 кг, спирта-ректификата 95%-го – 82 л.
Вместо спирта для осаждения пектина можно использовать минеральные соли.
Желирующий концентрат из свежих яблочных выжимок может быть получен непосредственно на заводе, вырабатывающем сок. Помимо пектина концентрат содержит сахара, органические кислоты и их соли, ароматические вещества и другие составные компоненты сырья. По химическому составу концентрат соответствует соку, полученному из свежих яблок, но обладает значительно более высокой желирующей способностью.
Для получения концентрата выжимки обрабатываются в течение часа подкисленной горячей (+90 °С) водой при соотношении 1:2. Процесс ведут в реакторах или вакуум-аппаратах. Концентрация сухих веществ в экстракте равна 3,5-4%.
После экстрагирования массу охлаждают до +30… +40 °С, подавая в двустенную камеру реактора холодный рассол или создавая разрежение в вакуум-аппарате.
Экстракт отжимают на пакетном прессе и уваривают в вакуум-аппарате до концентрации 15-18% сухих веществ. Если концентрат предназначен для выработки желе, то экстракт перед увариванием фильтруют или сепарируют.
Концентрат консервируют горячим розливом в 10-литровых бутылях либо хранят в танках, предварительно добавив 0,1% сорбиновой кислоты и охладив до +20 °С. Концентрат 15%-й содержит 2,5-3% пектина. Его используют для добавления к продукту при варке джема, повидла, мармелада и пр. На концентрате может быть изготовлено фруктовое желе.
Отходы при производстве виноградного сока. Выжимки при прессовании винограда составляют от 16 до 28% к массе сырья. Их используют для получения спирта, уксуса, виннокислой извести, масла, кормов, удобрения, энотанина. Отходы окрашенного винограда пригодны для получения энокрасителя.
Отходы при производстве вишневого сока. Выжимки, составляющие до 30% к массе сырья, заливают холодной водой в соотношении 1:1, тщательно перемешивают и прессуют. Полученный экстракт используют взамен воды для приготовления сахарного сиропа, с которым купажируют вишневый сок.
Источник
