Технология глубокой переработки зерна

Производство зерна в России

На мировом рынке Россия играет роль экспортера зерна. Пшеница, рожь, овес, ячмень и прочие культуры продаются в более, чем 110 стран мира с недостаточным количеством продукции сельского хозяйства собственного производства. Главные покупатели российского зерна — Египет и Турция, Сирия, Иран, Ирак, Мексика, Бразилия, Азербайджан и Япония.

Одновременно российский рынок ориентирован и на импорт цельного злака, а также основных продуктов переработки зерна пшеницы. Основное их использование — комбинированные корма для скота. Связано это с развитием животноводства и недостаточным объемом выпуска продуктов глубокой переработки в РФ.

Проблема развития этого направления в нашей стране остро ощущалась в 2012 году, когда из-за плохого урожая были совершены закупки на рекордную сумму в 240 млн. евро.

Среди импортированного товара были:

• Обычные и модифицированные крахмалы;
• Глюкоза и сиропы на ее основе;
• Лимонная кислота и другие органические кислоты;
• Клейковина пшеницы.

Сельское хозяйство заинтересовано в развитии отрасли и строительстве новых заводов по глубокой переработке зерна. Это позволит сократить импорт лизина и триптофана, треонина и валина, клейковины, глюкозы, естественных подсластителей и биопродуктов. В регионах РФ уже запущена программа помощи предприятиям и перерабатывающим комбинатам, но процесс сопряжен с некоторыми трудностями. Первая из них — необходимость крупных финансовых затрат. Оборудование и подготовка кадров для работы с ним стоит дорого, а окупаемость производства на российском рынке займет несколько лет. Еще одна проблема — сложность в интеграции производственного процесса. Развитию мешает и отсутствие устойчивого спроса российских предприятий на продукцию отечественного производства. Сдерживающим фактором является также отсутствие собственных технологических разработок.

Потребление зерна и продуктов переработки растет ежегодно. На что и как перерабатывается зерно в РФ:

• Первый этап: крахмал обычный и модифицированный;
• Второй этап: сиропы, подсластители и глюкоза;
• Третий этап: биопродукты (биоэтанол, аминокислоты, витамины, молочная кислота и органические кислоты).

Инвестиции в сельское хозяйство и строительство новых заводов позволит и решить проблему дефицита продовольствия и увеличить экспорт зерна. Все это благоприятно скажется на зерновой отрасли, а также на животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве — большая часть переработанного зерна идет на приготовление кормов. Высокое качество побочного продукта позволит повысить эффективность производства и получить дополнительно витаминные добавки, солому и отопительные брекеты.

Глубокая переработка пшеницы

Глубокая переработка зерна подразумевает получение трех основных фракций: крахмальной, белковой, целлюлозной и их производных. Предприятия по переработке имеют возможность регулирования объемов выпуска продукции на каждом этапе, а адаптация процесса к сложившимся условиям потребления повышает экономический эффект.

Продукты переработки используются во всех отраслях современной промышленности. Крахмал применяют в пищевой, бумажной, текстильной, фармацевтической и нефтегазовой, спиртовой отрасли. Сиропы и глютен незаменимы в пивоварении, в фармацевтической и биотехнологической, а также пищевой отрасли. Лизин — важный натуральный компонент комбинированных кормов для скота. Он позволяет повысить усвояемость корма, увеличить молочность, яйценоскость и привес. Биоэтанол — экологически чистое топливо, на которое переходят многие автомобильные концерны. По эффективности он немного уступает бензину, но на выходе имеет меньшее количество вредных фракций, а его производство и стоимость ниже.

Циклы процесса переработки

Глубокая переработка зерна проходит несколько этапов. Первый из них — помол на муку и отруби. Затем идет процесс приготовления теста и выделение из него крахмала и клейковины, некрахмальных углеводов. Следующий этап процесса переработки — получение сладких отрубей — ценной кормовой добавки. Последний этап — просушка клейковины для получения белковых компонентов. Они используются для приготовления пищевых продуктов, кормов для молодняка животных, рыбы и птиц.

Отдельно стоит процесс экструдирования пшеницы. Он заключается в кратковременной и интенсивной термической обработке зерна температурами в 180`С, а также в воздействии давления в 50 атм. На выходе у экструзионной пшеницы повышается питательная ценность, изменяется структура, физические и химические свойства. Экструдированная пшеница идет на производство кормов — она сохраняет все витамины, но благодаря обработке — не содержит следов бактерий, грибков или плесени.

Оборудование для перерабатывающих комбинатов

Оборудование для переработки зерна делится на две группы в зависимости от предназначения. К первой группе относится то, что нужно очистить от примесей. Ко второй — для помола, дробления и измельчения.

Для обработки зерна применяют зерноочистительно-сушильные комплексы, различающиеся функциями, стоимостью и мощностью. Среди фермеров популярностью пользуется зерносушильный комплекс кзс 15 и комплекс кзс 50. Аппараты различаются производительностью, но имеют одинаковые комплектующие:

• Приемный отсек;
• Устройство подъема и транспортировки зерна;
• Отсек предварительной и первичной очистки сырья;
• Зерносушилку;
• Бункеры для временного хранения;
• Автоматическую систему управления.

Во время работы КЗС происходит очистка, обработка и просушка сырья, после чего оно помещается в бункер, где хранится до достижения заданного параметра влажности.

Для более глубокой переработки необходим комплекс специального оборудования, в котором происходит и хранение и переработка зерна. Оно состоит из:

• Силосов с автоматическим контролем условий хранения;
• Транспортирующих частей;
• Очистительных машин;
• Зерно-сушильных камер.

Завод глубокой переработки зерна может быть дополнен мельницами, линиями производства макарон, муки, круп, хлебобулочных изделий или комбикорма.

Изделия из пшеницы

Что делают из пшеницы:

• Муку;
• Крупы;
• Макаронные изделия;
• Спирт;
• Крахмал;
• Биотопливо;
• Хлеб и хлебобулочные изделия.

Пшеничное производство практически безотходное: солома и шелуха от зерен используется в качестве подстилки для домашнего скота, из них делают отопительные брикеты и вывозят в измельченном виде на сельскохозяйственные поля.

Мука

Для производства муки используется молотая пшеница твердых или мягких сортов. Выход муки зависит от помола и составляет от 45 до 97%. Твердая пшеница (английское название durum) идет на производство муки для макаронных изделий, некоторых видов кускуса и манки. Мука-дурум из пшеницы твердых сортов также применяется как улучшитель третьесортной муки, подходит для выпечки цельного хлеба и традиционных итальянских десертов.

Пшеничная мука делится на несколько сортов. Наивысший или экстра подходит для любых мучных изделий. Из крупчатки изготавливают сдобное тесто и кексы. Мука первого сорта применяется для выпечки пирогов, блинов, оладий и булок. Из нее делают бисквиты, а также слоеное дрожжевое и бездрожжевое тесто. Второй сорт муки подходит для пряников и печенья, а третий — для всех видов хлеба.

Крупы

Переработка пшеничного зерна позволяет получить полезные крупы, которые используются во всех кухнях мира. Самые известные — кускус, булгур, пшеничная, манка и арнаутка, артек и полтавская.

Кускус (называют на английском couscous) получают путем скатывания в шарики размолотых и влажных пшеничных зерен. После обработки происходит высушивание при высоких температурах. Популярен он в Марокко, Тунисе, Алжире, Ливане, Египте, странах Аравийского полуострова и Индии. Он быстро готовится, отличается нежным вкусом и содержит все витамины и минералы цельного зерна.

Булгур (перевод на английский — bulgur) — еще один гость из восточных стран. Для производства пшеницу собирают в стадии молочной зрелости, высушивают, очищают и обрабатывают паром. Он богат витаминами и минералами, оказывает благоприятный эффект на пищеварение, сердечно-сосудистую и нервную систему.

Дробленая пшеница применяется для изготовления крупы полтавской и артека, манки. Самой питательной является манная крупа. Она почти не содержит клетчатки, быстро готовится и обладает приятным пшеничным вкусом.

Плющенные, размолотые, измельченные зерна используются в приготовлении готовых сухих завтраков. Они отличаются питательностью, обилием витаминов и микроэлементов, а также хорошей усвояемостью. Однако крупы из твердых сортов пшеницы несут не только пользу, но и вред. Фитин, содержащийся в крупах, препятствует усвоению кальция организмом.

Крахмал

Переработка пшеницы на крахмал — вторая по важности в отрасли. Производство крахмала из пшеницы может происходить с использованием технологии Мартина или Рейзио, Латенштайна, но в России распространена короткозамкнутая схема выработки крахмала и клейковины. Для этого используется молотая пшеница, а на выходе получаются отходы в виде глютена, мезги и замочной воды.

Крахмальное пшеничное производство начинается с замачивания зерна на 36-48 часов в воде, температурой около 50`С. Через отведенное время сырье обрабатывается сернистой кислотой и промывается в теплой воде. Замочная вода, получаемая в результате, удаляется из чана. Зерна дробят дважды: жерновами и при помощи вакуумных фильтров. Такая обработка приводит к удалению пшеничного молока из кашицы. Следующий этап — гидроциклонное отделение крахмала и подогрев смеси до 45-48`С. Сырье снова промывают и засыпают в чан для повторного замачивания. При отцеживании на фильтрах остается до 70% растворимого вещества. Когда из отцеженной каши отделяют крупную и мелкую мезгу, из крахмального молочка выделяют белковые вещества.

Биопродукты

В ходе дальнейшей переработки крахмала получают биопродукты. Одной из важных производных является глюкоза, используемая во всех отраслях промышленности. Еще один важный элемент — молочная кислота. Ее закупают для фармацевтических нужд, нефтехимической, пищевой, упаковочной и текстильной промышленности. Аминокислоты и витамины используются в получении кормов для животных и птиц, в пищевой промышленности, фармацевтике и косметологии.

Пшеничный спирт также получается путем разваривания и брожения крахмала. В процессе холодного осахаривания к нему добавляется солодовое молоко, дрожжи и сахар. Пшеничный спирт используется как основа для многих благородных алкогольных напитков.

Не меньшую важность играет и биоэтанол, топливо нового поколения. Производят его при помощи брожения или гидролиза. Биотопливо менее энергоплотный источник энергии, но смеси с этим топливом стоят дешевле, наносят меньший вред окружающей среде и снижают изнашиваемость двигателя. Биотопливо активно используется в Бразилии, США, Бельгии, Голландии и Швеции. В последние 5 лет биоэтанол появился и на рынке других европейских стран, а многие автомобильные концерны разрабатывают новые городские авто с учетом использования чистого топлива.

Инвестиции и развитие перерабатывающей отрасли позволит не только решить продовольственные проблемы, но и создать новые рабочие места, улучшить инфраструктуру и транспортную доступность регионов.

Программа мер по развитию в России зерновой отрасли уже внедряется в Краснодарском, Ставропольском крае, Ростовской и Воронежской области, республике Калмыкия и на Севером Кавказе. Они направлены на увеличение производства кормов для животных из переработанного зерна, а также на выработку глютена и крахмалов, муки разных сортов и первичных биопродуктов.

(Видео есть нажмите на середину)