CC BY
90
Вторичные зерновые ресурсы,
их образование и вовлечение в хозяйственный оборот
В.П. Каминский, Е.Н. Сокол, Л.В. Чиркова
ВНИИ зерна и продуктов его переработки
Муку и крупу вырабатывают на мукомольных и крупозаводах из зерна пшеницы, ржи и крупяных культур: риса, гречихи, проса, овса, ячменя, кукурузы, гороха. При высвобождении наиболее питательной части зерновки, эндосперма, из охватывающих ее оболочек, плодовых, семенных, цветковых пленок, образуются вторичные продукты (ВСР- вторичные сырьевые ресурсы), которые имеют питательную ценность, меньшую, чем ядро зерновки, но в них сконцентрированы витамины и микроэлементы. ВСР зерноперераба-тывающей промышленности растительного происхождения, твердые в сыпучем состоянии, образуются при очистке и переработке зерна, по материалоемкости относятся к многотоннажным; степень их использования близка к единице, не полностью утилизируется лузга пленчатых культур. Около 80 % всех вторичных сырьевых ресурсов, образующихся в зерноперера-батывающей отрасли, поставляется комбикормовой промышленности. Их используют преимущественно на кор-
мовые цели в натуральном виде или в кормосмесях.
Классификация основных побочных продуктов и отходов хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий утверждена приказом № 49 Росхлеб-инспекции 05.09.03 г.
К основным продуктам относят зерно, муку, крупу и иные продукты пищевого, назначения, а также кормовые смеси и комбикорма. Побочные продукты: кормовой зернопродукт, дроб-ленка кормовая и сечка, мучка, отруби, лузга, а также пыль аспирационная и мелкое зерно. Схема классификации вторичных сырьевых продуктов зерно-перерабатывающей отрасли представлена на рисунке.
Кормовой зернопродукт- это побочный продукт производства муки и крупы, образующийся преимущественно при очистке зерна на ситовоздушных сепараторах. Выделяют пять категорий:
1 категория - с содержанием зерна более 70 до 85 %, в том числе зерен, относимых к основному зерну, не более 20 %;
II категория - с содержанием зерна более 50 до 70 %, в том числе зерен, относимых к основному зерну, не более 15 %;
III категория - с содержанием зерна более 30 до 50 %, в том числе зерен, относимых к основному зерну, не более 10 %;
IV категория - с содержанием зерна более 10 до 30 %, в т. ч. зерен, относимых к основному зерну, не более 5 %;
V категория - с содержанием зерна более 2 до 10 %, в том числе зерен, относимых к основному зерну, не более 2 %.
Кормовой зернопродукт с содержанием зерен, относимых к основному зерну до 5 %, используют на комбикорма, а зерновые отходы, образующиеся при первичной очистке зерна на ворохоочистителях и ситовоздушных сепараторах, состоят преимущественно из частиц стеблей, обмолоченных колосков, представляющих собой практически чистую клетчатку. Их большей частью сжигают, в то время как они представляют ценное сырье для микробиологической и целлюлозной промышленности.
Дробленка кормовая, сечка - это побочный продукт переработки гороха, проса, овса в крупу, состоящий из непреднамеренно измельченных частиц ядра крупнее 1,5 мм, его используют на кормовые цели как полноценный компонент для выработки кормосмесей и комбикормов либо в подсобных хозяйствах.
Мучка кормовая образуется при шлифовании крупы и состоит из тонко измельченных частиц плодовых и семенных оболочек с примесью эндосперма, проходящих через отверстия диаметром 1,5 мм. Кроме того, это тяжелая фракция, извлекаемая из аспи-рационных относов в циклонах и фильтрах. Это ценный кормовой продукт, используемый в качестве сырья для выработки кормовых смесей и комбикормов, а также в подсобных хозяйствах. Кроме того, мучка находит применение в фармацевтической промышленности как источник витаминов, фитина, инозита; технические отрасли вырабатывают из мучки и используют масло техническое, а образующиеся при этом воска применяют в радиотехнической и парфюмерной промышленности для изготовления пудры.
Отруби - это побочный продукт помола пшеницы или ржи, состоящий из частиц оболочек и алейронового слоя с примесью частиц зародыша и эндосперма. Пшеничные и ржаные отруби, образующиеся на первых драных системах мукомольных заводов, содержат повышенное количество клетчатки, имеющей лечебно-профилактическое значение в питании человека. Отруби
PROTECTION OF THE ENVIRONMENT
направляют, как правило, на кормовые цели. ВНИИЗ разработал технологию, позволяющую использовать пшеничные отруби и зародыш или выработке продуктов лечебно-профилактического назначения. Отруби содержат повышенное количество пищевых волокон, полезных для питания человека, они богаты минеральными веществами и витаминами. Около 16 % всего количества отрубей, идущих на пищевые цели, обрабатывают, доводя их качество до требований к диетическому продукту. Из отрубей, содержащих до 15 % пшеничной муки, вырабатывают пористые экструдированные отрубяные палочки. Их микронизация делает палочки хрустящими, ароматными; возможны вкусовые и ароматические добавки в экструдируемую массу. Отрубяные палочки пользуются спросом, их выработка возрастает из года в год примерно на 10 %. Часть диетических отрубей (до 0,1 %) вырабатывается в виде экструдированных палочек с последующей их микронизацией. Остальные отруби поставляются комбикормовой промышленности либо используются на мукомольном заводе для выработки кормосмесей или продажи в подсобные хозяйства в натуральном виде.
Сибирский филиал ВНИИЗ разработал технологию производства высокобелковых хлебопродуктов из побочных продуктов переработки зерновых, бобовых и масличных культур путем мелкодисперсного измельчения в дисмем-браторе с выделением белковой фракции на пневмоклассификаторе.
Высокобелковую муку из пшеничных отрубей с богатым аминокислотным, витаминным и минеральным составом применяют в качестве пищевой лечеб-
но-профилактической добавки для производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, мясопродуктов, а также в качестве компонентов комбикормов для животных и птицы.
Лузга - это вторичный продукт шелушения пленчатых культур, относящийся к отходам и состоящий из цветковых пленок (рис, просо, овес, ячмень) или плодовых оболочек (гречиха) с высоким содержанием клетчатки и минеральных веществ. В комбикормовом производстве лузгу используют и непосредственно в кормосмесях, и для производства кормовых дрожжей, богатых кормовым белком, посредством ее гидролиза. Продуктом гидролиза является также лигнин - органическое удобрение, стимулирующее рост, увеличивающее урожайность растений. По данным 60-80-х годов, на эти цели шло до 2/3 всей лузги.
Жесткая лузга, рисовая, гречневая, имеет теплотворную способность на уровне древесного угля. Зола рисовой лузги имеет исключительные адсорбционные качества. Она имеет такую же насыпную плотность, как и лузга (0,10,2 г/см3), и состоит на 94-96 % из окиси кремния. Это кремнезем в аморфном состоянии, органические вещества рисовой лузги выгорают, и ее упругие скорлупки сохраняют форму, не меняя структуры кремнезема. Это очень пористый продукт.
Свойства золы зависят от режима сжигания лузги: при легком обжиге образуется высокоуглеродистая зола в виде активированного угля черного цвета; при неполном обжиге в присутствии кислорода образуется недожженая низкоуглеродистая зола серого цвета; при полной перегонке получается безуглеродистая розовая или белая зола.
Высокоуглеродистую золу в виде мелкодисперсного черного порошка применяют на сахарных заводах для обесцвечивания рафинада благодаря хорошим адсорбционным свойствам, ее эффективно применяют для очистки воды. В качестве наполнителей и добавок она препятствует скольжению материала и используется при производстве резины, отделке полов, ее добавляют в асфальт, в краску для копировальной бумаги. При внесении в почву высокоуглеродистая зола разрыхляет ее и служит источником кремнезема.
Низкоуглеродистая и безуглеродистая зола, помимо сфер использования черной золы, широко применяется в качестве тонкого абразивного компонента зубной пасты, мыла для мойки рук в механических мастерских. Благодаря высокой маслопоглотительной способности зола рисовой лузги широко используется при уборке производственных помещений, бензозаправочных станций, механических мастерских; это полезное средство для удаления нефтепродуктов с поверхности воды. Золу эффективно применяют в пылевых ваннах для удаления жира со шкур пушных зверей.
Золу, полученную при сжигании лузги, предварительно обработанной щелочью, можно использовать для изготовления специальных видов силикатного стекла.
Сжигание лузги считается эффективным направлением ее использования, но у нас в стране на это идет около 4 % лузги, и зола остается балластом предприятия. Очевидно, что применение зарубежного опыта использования золы рисовой лузги дает хороший резерв в направлении целесообразной переработки ВСР зерноперерабатыва-ющей промышленности.
Существенное неудобство в применении жесткой лузги - ее низкая насыпная масса - 0,1 г/см3. Лузга сохраняет форму зерновки после вышелушивания из нее ядра. Перевозки ее в другие производства нерентабельны, организация собственных производств по переработке требует определенных капиталовложений. И вывозят лузгу за пределы крупозавода, образуя свалку, иногда самовозгорающуюся, превращающую добротные земли в непригодные для сельскохозяйственного возделывания.
В строительных материалах, изготовленных из лузги, используют ее тепло- и звукоизоляционные свойства. Внесение лузги в почву разрыхляет ее, обогащает кремнием; при возделывании растений гидропонным способом лузга может служить искусственной почвой. В микробиологической промышленности из лузги получают фур-
Таблица 1
Объемы производства зерна, муки, крупы, ВСР
Показатель Объемы производства, млн т
1995 г. 2000 г. 2002 г. 2005 г. 2006 г.
Валовой сбор зерна 63,4 65,2 86,6 84,5 77,9
Зерно на муку 19,2 16,6 14,5 14,1 14,0
на крупу 2,3 1,5 1,5 1,6 1,6
Объем производства муки 14,0 12,1 10,6 10,3 10,2
крупы 1,4 0,9 0,9 1,0 1,0
Объем образования ВСР
кормовой зернопродукт (зерновые отходы) 0,505 0,419 0,373 0,360 0,357
лузга 0,334 0,218 0,218 0,228 0,230
отруби 3,667 3,154 2,770 2,685 2,569
муч ка 0,406 0,265 0,265 0,280 0,283
Зародыш, тыс. т 1 3 27 46 49
Мелкое зерно, тыс. т 105 45 38 39 39
Аспирационные относы, 0,216 0,222 0,294 0,300 0,300
уловленные
пылеуловителями
Таблица 2
Показатели вовлечения ВСР в хозяйственный оборот в зерноперерабатывающей отрасли
Объем вовлечения, млн т
ВСР Всего В том числе
объем поставки в другие отрасли объем промпереработки в отрасли
1995 г. 2000 г. 2002 г. 2005 г. 2006 г. 1995 г. 2000 г. 2002 г. 2005 г. 2006 г. 1995 г. 2000 г. 2002 г. 2005 г. 2006 г.
Кормовой 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
зернопродукт
Отруби 3,7 3,2 2,8 2,7 2,6 3,5 2,7 2,3 2,2 2,1 0,2 0,5 0,5 0,5 0,5
Муч ка 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Лузга 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 0 0 0 0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
Зародыш (тыс. т) 1 3 27 46 49 0 0 0 0 0 1 3 27 37 45
Мелкое зерно 105 45 38 39 39 92 8 4 4 4 13 37 34 35 35
(тыс. т)
Аспирационные 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2
относы
Таблица 3
Производство продукции из ВСР или с их использованием в зерноперерабатывающей отрасли
ВСР Продукции из ВСР (или с их использованием) НТД на продукцию Объем производства продукции, тыс. т
1995 г. 2000 г. 2002 г. 2005 г. 2006 г.
Отруби Отруби пшеничные пищевые ТУ 8-22-47-87 80 100 120 130 130
пшеничные Отруби пшеничные диетические ТУ 9295-002-00932169-96 100 400 400 400 400
Отруби пшеничные диетические ТУ 9295-016-00932169-96 - - 2,5 10 15
экструдированные
Зародыш Пшеничные зародышевые хлопья пищевого ТУ 9295-001-00932169-96 1 2 5 6 7
пшеничный назначения
Хлопья зародыша пшеничного ТУ 9295-027-00932169-2000 - - 20 34 34
Пшеничный зародыш молотый мелкий и ТУ 9295-018-00932169-97 - 1 2 3 4
крупный
Биологическая добавка «Элексир жизни» - ТУ 9141-001-05079029-01 - - - 3 4
масло из пшеничных зародышевых хлопьев
Муч ка Кормосмеси на основе мучки 952 231 222 230 230
кормовая Комбикорма на основе мучки 634 676 541 550 550
Муч ка На кормосмеси 102 90 95 100 105
кормовая На комбикорма 304 175 170 180 178
Лузга На кормосмеси 230 218 188 200 200
На комбикорма, кормовые дрожжи 104 0 30 30 30
Мелкое На кормосмеси 13 37 34 35 35
зерно На комбикорма 92 8 4 4 4
фурол, сырье для ряда медикаментов и фурановой смолы, полимерного связующего.
Мягкую лузгу, овсяную, ячменную, используют, как и мучку, на кормовые цели.
Пыль аспирационная - продукт, получаемый при аспирации рабочих зон технологического и транспортного оборудования, рабочего помещения зерноперерабатывающего предприятия, а также при воздушном сепарировании зерна и зернопродуктов. Уловленная фильтрами и циклонами мучная пыль направляется на кормовые цели, как мучка, а «черная пыль» зерноочистки утилизируется как некормовые отходы.
Вторичные сырьевые ресурсы включают также мелкое зерно и зародыш.
Мелкое зерно - это зерно основной культуры, отбираемое при очистке пшеницы, овса, ячменя и гороха в ко-
личестве до 5 %, не отвечающее требованиям технологии по крупности, обеспечивающим стандартное качество продукции. Используют мелкое зерно на кормовые цели как полноценный компонент кормосмесей и комбикормов.
Зародыш- это продукт мукомольного производства (пшеничный зародыш) и производства кукурузной крупы (кукурузный зародыш), состоящий преимущественно из целого и дробленого зародыша с примесью частиц оболочек и эндосперма. Зародыш зерновки содержит повышенное количество жира, который в контакте с кислородом воздуха быстро прогоркает. В нем сосредоточены многие витамины и микроэлементы, полезные человеку. Кукурузный зародыш частично направляют в масложировую промышленность для выработки пищевого масла. Из пшеничного зародыша вырабатыва-
ют «Пшеничные зародышевые хлопья пищевого назначения» и масло из пшеничных зародышевых хлопьев.
Технология выработки пшеничных зародышевых хлопьев освоена Московским мелькомбинатом в Сокольниках (№ 1), Новосибирским КХП и на ряде других мукомольных заводов. Это высоковитаминный биологически активный продукт лечебно-профилактического назначения. Одновременно возможна экстракция пшеничного масла из зародыша, который представляет собой также очень ценный лечебный препарат. Увеличение объемов их производства весьма перспективно, выработка их рентабельнее переработки отрубей и зародыша в корма.
Объем образования вторичных сырьевых ресурсов составляет около одной четверти от объемов переработки зерна (табл. 1, 2, 3).
