Перспективы глубокой переработки зерна

Авторы: С. В. Егорова, Е. К. Журина, А. А. Мариинская, А. С. Соколова, Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (Первый казачий университет)

В настоящее время в сельском хозяйстве наиболее остро стоит проблема нехватки предприятий комплексной переработки зерна. Технология глубокой переработки заключается в выделении всех ценных компонентов зерна и производстве продукции, такой как крахмал, глютен, лизин, биоэтанол, молочная и лимонная кислоты и др., которая может быть использована в различных отраслях промышленности.

Одним из главных достоинств предприятий по глубокой переработке зерна, является возможность регулирования объемов выпускаемой продукции на различных этапах, что позволяет адаптировать производственный процесс текущим требованиям рынка и повысить экономическую эффективность производства.

Ежегодно в Российской Федерации по причине не рационального использования, нерентабельности перевозки и продажи на экспорт остается много неиспользованного зерна, которое является потенциальным сырьем для глубокой переработки. При этом Россия ежегодно импортирует продукты глубокой переработки зерна на сотни миллионов долларов.

Перспективными рынками продуктов глубокой переработки зерна в РФ являются рынки крахмала и крахмалопродуктов, аминокислот, глюкозы и глюкозно-фруктозных сиропов, биопластиков. Отдельные перспективы при необходимой правовой и финансовой поддержке со стороны государства имеет производство биоэтанола из зернового сырья.

Мировой рынок крахмала на сегодняшний день один из самых быстроразвивающихся. В связи с этим, необходимо уделить особое внимание совершенствованию технологий глубокой переработки зерна для получения крахмала.

Наиболее важным свойством крахмала является способность его зерен при повышении температуры набухать в воде с образованием вязкого коллоидного раствора-клейстера. Для картофельного крахмала набухание зерен заметно при 40-45°С, а крахмалов из зерновых культур – при 35°С. Каждый вид крахмала имеет отличную от других зону клейстеризации. Картофельный крахмал клейстеризуется в интервале температур 55-65°С, кукурузный – 65-750С, пшеничный – 65-72°С. При температуре 120°С и выше происходит растворение амилопектина и некоторая деструкция молекул крахмала. Добавление в крахмальный клейстер даже незначительного количества раствора йода приводит к интенсивному синему окрашиванию, исчезающему при нагревании и вновь появляющемуся при охлаждении. По изменению окраски йодного раствора судят о глубине осахаривания крахмала при производстве крахмальной патоки.

Крахмал вырабатывается из многих сельскохозяйственных культур: кукурузы, пшеницы, картофеля и маниоки. В редких случаях – из риса, ячменя, сорго, саго и амаранта. Крахмал обеспечивает почти три четверти пищевой энергии, потребляемой человечеством. Он также широко используется в фармацевтической, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности. Продукт, который получается в процессе экстракции, известен как нативный крахмал. Он используется не только непосредственно в этой форме, но и как модифицированный крахмал или подвергается дополнительной обработке с получением различных видов заменителей сахара, применяется в разнообразных ферментационных процессах. Вид исходного материала, из которого выделяется крахмал, не является существенным: технологический процесс похож во всех случаях. Процесс базируется на расщеплении исходного материала (дробление) с последующим механическим разделением различных составляющих.

Такие злаки, как кукуруза и пшеница, размалываются, тогда как клубни/корни (картофель и маниока) режутся. Последовательное разделение компонентов выполняется либо по размеру, с помощью экранов или фильтров, либо по весу, с применением гравитационных сил в центробежных сепараторах (декантерные центрифуги, сопловые центрифуги или гидроциклоны).

Основными технологическими операциями при получении побочных продуктов крахмального производства являются – концентрирование, уваривание и сушка, что связано с удалением из них процессовой воды, масса которой и определяет экономическую целесообразность выработки в сухом виде корма, глютена и др. В этой связи важнейшим условием функционирования технологического потока крахмала является использование минимального количества воды на ведение технологических процессов, что обусловливает её содержание в побочных продуктах.

При работе даже по самым прогрессивным технологиям производства крахмала – с замкнутым процессом – требуется расход свежей воды более 2 м3 на 1 тонну зерна, или 3,2 м3 – на 1 тонну сухого крахмала. За счет противоточной промывки крахмала и сопутствующих ему веществ рециркуляционной процессовой водой расход свежей воды может быть снижен до 1,8 м3 на 1 тонну зерна, но при дальнейшем уменьшении его ухудшается промывка крахмала от растворимых веществ, которые появляются в самом начале технологического потока – при замачивании зерна. Значительные энергетические затраты на обезвоживание и сушку побочных продуктов крахмального производства обусловливают необходимость проведения исследований по их использованию в сыром виде – как жидких кормов и как сырья для микробиологических видов производств.

Основными условиями эффективного функционирования и развития технологического потока производства крахмала являются:

• снижение расхода воды путем совершенствования процессов измельчения сырья и разделения измельченной массы;
• решение проблемы утилизации побочных продуктов путем уменьшения их влажности, повышения их питательной ценности как кормовых и пищевых продуктов за счет биохимических и тепловых способов обработки;
• возможность использования их как сырья для комбикормовых производств.

Начиная с конца 2000-х годов в Российской Федерации было анонсировано более 20 проектов заводов глубокой переработки пшеницы, однако до стадии строительства дошли не все. Основные причины, тормозящие развитие этого зернового направления в нашей стране, – необходимость высоких денежных вложений, при этом схема финансирования в российских реалиях зачастую оказывается непродуманной, и технологические риски, связанные со сложностью интеграции всех составляющих проекта. Существенное влияние на развитие направления оказывает необходимость адаптации западных технологий к отечественным стандартам и нормативам, а также отсутствие опыта реализации такого рода проектов в России и соответствующая нехватка квалифицированного персонала. При этом значительная часть продукции глубокой переработки является для российского рынка относительно новой, поэтому требуется не просто реализация подобных товаров, а их продвижение и создание самого рынка. Организация производства биопродуктов осложняется также тем, что многие зарубежные технологии являются «закрытыми». При этом каких-либо критичных законодательных ограничений, препятствующих развитию отрасли, нет. Исключение составляет только производство биоэтанола, который является одним из возможных продуктов переработки зерна, нашедших широкое применение за рубежом. Активного развития отрасли можно ожидать только после принятия соответствующего законодательства, регулирующего это зерновое направление.

В настоящее время базовый нативный крахмал составляет только 25% мирового производства крахмала. Это обусловлено тем, что огромное количество предприятий изготавливает крахмал на заказ в соответствии с конкретными требованиями своих клиентов. 25 % произведенного крахмала подвергается физической или химической обработке, он известен как модифицированный крахмал. Оставшиеся 50% гидролизуются в основанные на крахмале заменители сахара для промышленного использования. Эта совокупность потребностей рынка открывает значительные возможности для производителей крахмала.

В целом Россия обладает значительным потенциалом и ресурсами для развития отрасли глубокой переработки зерна, и большинство участников рынка солидарны с мнением, что это направление начнет активно развиваться уже в ближайшем будущем. Оптимистичные прогнозы связаны с наличием большой сырьевой базы в Российской Федерации. Например, сегодня в нашей стране существует перепроизводство зерна, которое оценивается примерно в 20 млн т и может быть использовано с целью глубокой переработки зерна. При этом регионы, расположенные в материковой части страны, – Сибирский ФО и Приволжский ФО, имеют объективные сложности с вывозом зерна на экспорт, что связано с высокими расходами на логистику. Поэтому именно для этих регионов развитие глубокой переработки наиболее актуально и перспективно.

Список литературы:

1. Андреев Н. Р., Филиппова Н.И. Технологический контроль кукурузокрахмального производства (Методическое пособие). – М.: Россельхозакадемия, 2007.-123 с.
2. Славянский А.А. Технология сахаристых продуктов: крахмал и крахмалопродукты. – М.: МГУТУ,2012. – 230 с.

Источник: evansys.com

Предприятия по глубокой переработке зерна, построенные в последние годы:

2013 год. Российско-голландский «Коудайс МКорма» запустил в Лакинске Владимирской области производственный комплекс по выпуску престартерных кормов мощностью 30 тыс. т готового продукта в год, инвестиционные вливания в который составили 318 млн руб.

2014 год. В Амурской области запущена первая очередь завода по переработке сои ООО «АНК-Холдинг». Выпускаемая продукция – соевое масло и шрот, который является важнейшим компонентом в производстве протеиновых комбикормов. Мощность завода – 60 тыс. тонн сои, 40 тыс. тонн соевого шрота, 8 тыс. тонн соевого масла. В проект вложено 240 млн. рублей.

2015 год. В Белгородской области открывается «Завод премиксов № 1» мощностью 57 тыс. тонн лизин-сульфата в год.

В Калужской области запущена первая очередь комплекса глубокой переработки пшеницы «Биотехнологический комплекс – Росва» мощностью переработки до 300 тыс. тонн пшеницы в год. На комплексе начали производить продукты глубокой переработки зерна – клейковину, крахмал, кормовую добавку, глюкозно-фруктозный сироп, моногидрат глюкозы и сорбитол.

2016 год. В Липецкой области построен завод «МЕГАМИКС» с проектной мощностью 150 тыс. тонн премиксов в год (реально вышли пока на 70 тыс. тонн в год).

Во Владимирской области компания «Коудайс МКорма» запустила второй премиксный завод, увеличив свои производственные мощности до 120 тыс. тонн премиксов в год.

2017 год. В Ишимском районе Тюменской области заработал цех по производству сульфата лизина на заводе по глубокой переработке зерна компании «АминоСиб». Новый цех замкнул полный цикл переработки пшеницы. Ежегодно завод будет производить 30 тыс. тонн лизина, 10 тыс. тонн сухой пшеничной клейковины, 20 тыс. тонн кормовых добавок и полтора миллиона декалитров спирта. Общая стоимость проекта агрохолдинга «Юбилейный» составляет более 7 млрд. рублей.

В Амурской области запущена 1-я очередь завода по глубокой переработке сои. Дальневосточники со здоровой наглостью сразу нацелились на рынок Китая, завод работает круглосуточно, перерабатывая рекордный урожай сои этого года в Амурской области.

В настоящее время в разных стадиях реализации находится около 20 проектов строительства заводов по глубокой переработке зерна.

Источник: Сергей Котенко, sdelanounas.ru