Технология переработки сои

Инновационная технология переработки сои

В последние годы в Российской Федерации уверенно растет производство семян сои, в основном за счет увеличения посевных площадей. При этом вводятся в эксплуатацию новые мощности по переработке сои и расширяется ассортимент выпускаемой продукции с уклоном к более интенсивному развитию производства пищевых продуктов глубокой переработки семян.

Необходимо отметить, что на промышленных предприятиях, перерабатывающих сою, используется большое количество различных технологий и линий из оборудования производства Российских и зарубежных фирм. Анализ доступных источников о технологиях, используемых в производстве соевых продуктов кормового и пищевого назначения, позволяет выделить некоторые общие тенденции развития таких производств:

  • соевые продукты пищевого назначения производятся на отдельных линиях из высококачественных, чаще калиброванных семян высокой степени очистки и с отделением оболочки;
  • соевые продукты кормового назначения получают на других линиях из менее качественных семян и без отделения оболочки;
  • отдельно перерабатывают соевую оболочку, чаще с получением кормового гранулированного продукта.

Переработка оболочки с получением отдельного продукта продиктовано стремлением приблизить производство к безотходному, повысить его рентабельность и экологичность, расширить ассортимент выпускаемых соевых продуктов. Однако на предприятиях остается существенный по объему отход, не позволяющий полностью достичь указанные цели – это отходы очистки семян сои.

На кафедре технологии жиров КубГТУ проведены исследования компонентного состава отходов очистки семян сои, показавшие, что в них, наряду с минеральными и органическими частицами, негодными для дальнейшей переработки, присутствует большое количество мелкой битой сои, частиц оболочки и зародыша. Изучение химического состава отходов очистки семян сои выявило существенную массовую долю протеина и жира в них, наряду с повышенным содержанием клетчатки и золы, нерастворимой в НСl, (табл. 1).

Проведенные исследования позволили сделать вывод о возможности получения кормового продукта из отходов очистки при условии отделения от них негодных для дальнейшей переработки частиц. Совместно со специалистами ООО ПК «Наш Продукт» на кафедре технологии жиров КубГТУ был разработан способ ситовеечного отделения от отходов очистки семян сои минеральных и органических примесей и предложено объединение оставшейся части с оболочкой и аспирационными относами, полученными при дроблении сои, с последующим одновременным измельчением с экструдированием и прессованием смеси. Для реализации разработанной технологии создана производственная линия из серийно выпускаемых в Российской Федерации машин и аппаратов.

В ходе производственных испытаний в конструкцию пресса авторами технологии внесены изменения для повышения эффективности процесса и качества получаемых продуктов, которые в настоящее время патентуются. Инновационный кормовой продукт по разработанной технологии по качеству превосходит предлагаемую на рынке кормовую соевую оболочку, полученную измельчением, тостированием и гранулированием (табл. 2).

Степень отделения оболочки от ядра существенно влияет на массовую долю протеина в пищевых соевых продуктах. На кафедре технологии жиров КубГТУ совместно со специалистами ООО ПК «Наш Продукт» был разработан и запатентован пневмосепаратор оригинальной конструкции (см. фото). Его применение позволяет путем поэтапного пневмосепарирования соевой дробленки получать ядро с остаточным содержанием оболочки не более 2 % в зависимости от качества исходных семян сои. Дальнейшее экструдирование и последующее прессование соевого ядра с указанным содержанием оболочки дает возможность получать высококачественное соевое масло и высокопротеиновый пищевой жмых, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8057.

Таким образом, совместная работа специалистов кафедры технологии жиров КубГТУ и ООО ПК «Наш Продукт» позволила разработать и запатентовать практически полностью безотходную инновационную технологию переработки семян сои. Структурная схема инновационной технологии переработки семян сои, позволяющей получать линейку пищевых и кормовых продуктов, представлена на рисунке. Безотходность разработанной технологии обеспечивается совместной переработкой соевой оболочки и подготовленных отходов очистки семян сои в кормовой продукт.

Разработанная технология внедрена в цехе переработки семян сои ООО ПК «Наш Продукт» и полностью отработана в производственных условиях в течение трех лет успешного использования.

Продукты переработки сои и производство соевого масла, молока, шрота, жмыха

Переработка масличных культур экструзионно-прессовым способом сои является перспективность отраслью сельскохозяйственного производства в СНГ. Сейчас хорошо развита практика обработки бобов сои для создания масла и шрота, но есть ряд соевых продуктов, которые представляют большую ценность: мясо, белковые концентраты, мука. Сейчас для России настало время глубокой переработки сои, позволяющей создавать продукты и субпродукты более широкого применения, а в других странах переработка сои достигла уже своих максимумов.

Из этой статьи вы узнаете:

Выращивание и переработка сои

Украина, Россия и Казахстан входят в 20-ку стран с наибольшим объёмом производства соевых бобов за 2013 год: 2,756 млн. 1,517 млн. и 203 тыс. тонн соответственно. Суммарно это меньше производственных темпов Канады за тот же период (5,359 млн. тонн), которая в списке на 7-м месте. Выращивание полевых культур сои наиболее развито в США, Аргентине и Бразилии. В этих же странах технология переработки сои развивается лучше всего, а оборудование для бизнеса оснащается самыми современными разработками.

Глубокая переработка сои оборудование

В России и странах постсоветского пространства хорошо развито выращивание кормовых культур, поэтому основная часть урожая уходит на экстракцию масла и создание шрота для удовлетворения внутреннего спроса.

В последние годы появляется все больше предприятий, производящих соевый белок. Прежде всего, это связано с его востребованностью молочной, сыро-колбасной и кондитерской сфере. Ввиду развития, повышения качества и технологичности производства в разных отраслях имеет смысл ожидать увеличения спроса на выпуск других соевых продуктов: молока, текстурированных белков, протеиновых концентратов, муки и т.д.

Проблемы выращивания сои в СНГ

Соя хорошо растёт и плодоносит в регионах, условия которых максимально приближены к естественному ареалу её обитания – тропическим и субтропическим районам Юго-Восточной Азии. По этой причине Россия и соседние страны не относятся к числу мировых лидеров по объёмам производства соевых продуктов.
Наиболее распространённые болезни полевых культур сои в странах постсоветского пространства это: церкоспороз, фузариоз, ржавая пятнистость, ложная и обычная мучнистая роса, аскохитоз, морщинистая мозаика и бактериоз.

Кроме того, высокой урожайности препятствуют вредители полевых культур (опасные не только для сои, а для большинства полевых с/х растений вообще): клубеньковый долгоносик, акациевая огневка, паутинный клещ, проволочники, люцерновая совка.

Разработка и совершенствование технологии переработки сои

Для производства большинства соевых продуктов переработка сои начинается с этапов шелушения и измельчения бобов. Далее их подвергают термическому воздействию и высокому давлению. После снижения уровня ингибитора трипсина из семян выдавливают или экстрагируют масло. Параллельно с этим вырабатывается жмых или шрот (при прессовании или экстракции соответственно).

Методы обработки соевых семян обобщают в несколько видов:

  1. Первичные: производство соевых сыров, пищевых продуктов и полножирной муки.
  2. Технологи масличной переработки: прессование, экстрагирование.
  3. Выработка обезжиренной муки.
  4. Глубокая переработка сои для производства изолятов, протеиновых концентратов, белковых текстуратов и т.п.

Базовая линия по переработке сои включает в себя следующее оборудование: приёмник, транспортёр, пресс, фильтр-маслоочиститель, сборник жмыха, вентилятор, измельчитель жмыха, насос и емкости для конечных продуктов.

Продукты переработки сои

Данная сельскохозяйственная культура сегодня служит сырьем для создания разнообразных соевых продуктов — от сыров до соусов. Российские производители сои, в основном, перерабатывают её на масло и шрот. Первое, как и все растительные масла, содержит большое количество токоферола. Основную часть состава занимают ненасыщенные жирные кислоты. При употреблении продуктов с соевым маслом повышают иммунные способности организма, улучшается метаболизм, выводится вредный холестерин.

Переработка сои

Шрот является отходом производства соевого масла. Это твердая часть бобов, в которой содержание масла не превышает 5-7%. В результате переработки белок и углеводы получают занимают большую массовую долю и продут становится очень питательным. Шрот соевых семян содержит большое количество протеина, который легко усваивается животными, повышает их продуктивность, помогает набирать живой вес.

Переработка сои применяется для производства ряда других продуктов:

  • Молоко. Оно делается из размоченных бобов и содержит большое количество аминокислот и изофлавонов. Употребление этого молока является безопасной альтернативой для людей с непереносимостью лактозы, язвой желудка или сахарным диабетом.
  • Мука. Производится путем обработки шрота. Белок занимает до 55% состава. Применяется в пищевой отрасли как заменитель яиц и сухого молока. Для производства паштетов и колбасных изделий мука из семян делается мука с жирностью до 1%.
  • Протеиновые концентраты. Эти продукты переработки сои содержат 65% и большет белка в своем составе. Для обработки бобов используется кислотная или водно-спиртовая экстракция. Частый случаем является изолированный белок (изолят). В его составе на белок приходится более 92%.
  • Мясо и иные текстураты. Для производства этих продуктов белок соевых бобов размачивается и сушится. В дальнейшем он сохраняет текстуру, напоминающую мясо. Раньше соевое мясо делали механическим прядением, но сейчас его вытесняет технология экструзионной обработки.

Переработка семян сои на масло и жмых

Для переработки сои на масло применяются технологии прессования либо экстрагирования. В обоих случаях перед извлечением масла из семян они проходят одинаковые этапы обработки:

  1. Очистка сырья. При сборке соевых бобов к ним примешиваются листья, стебли, семена других растений, песок, камни и другие посторонние включения. Чтобы добиться высокого качества масла и защитить оборудование от повышенного износа сырье очищается сепарированием.
  2. Сушка. Для производства масла допускаются только семена с уровнем влажности около 14%. До нужного уровня их доводят дымовыми газами или воздушными смесями в промышленных агрегатах.
  3. Подготовка бобов к извлечению. С помощью центробежной рушки от ядра отделяются семенные и плодовые оболочки.
  4. Создание мятки. Чтобы масло легче вышло из ядра нужно разрушить его клеточную структуру с помощью измельчения семян.
  5. Обработка мятки в жаровнях, жарочных котлах или влаготештовом оборудовании для деактивации ингибитора трипсина.
  6. Извлечение масла экстрагированием или прессованием.

Продукты переработки сои

Как правило, при переработке сои сначала проводится прессование бобов, а затем – экстрагирование остатков масла из жмыха с помощью органического растворителя. Технические условия и характеристики соевого масла в РФ и СНГ регламентируются международным стандартом ГОСТ 31760-2012.

Производство соевого шрота

При переработке сои на шрот проводятся этапы, аналогичные производству масла. Сначала проводится отделение семян от посторонних включений и мусора, а затем удаляются оболочки. Благодаря этому повышается содержание белка. Далее отшелушённые зерна измельчаются на рифленых вальцах и спрессовываются в слой около ¼ мм.

После измельчения бобы отправляют в экстракционный агрегат. Чаще всего для выделения жира применяют гексан. Рабочая температура растворителя равна 60-70˚C, что позволяет сохранить белок в лучшем виде. После пропитки гексаном пластинки соевых семян около получаса обрабатывают паром (

100˚С). Это убирает растворитель, уменьшает активность уреазы, ослабляет ингибитор трипсина. Далее сырьё просушивается до влажности 13%. Это обеспечивает долгое хранение и хорошую лежкость шрота.А

Соевый шрот

Последним этапом производства является проверка качества готового шрота из сои. В лабораторных условиях определяется наличие растворителя, содержание жиров, уровень влажности, активность уреазы, объем сырой клетчатки и водорастворимость протеина.

Чтобы обеспечить долговременное хранение шрот охлаждают (до уровня на 5-7˚C выше температуры внешней среды) и сушат до влажности 12-14%. Это необходимо для сохранения качества протеина и хорошей сыпучести продукта.

Технологии и продукты переработки сои

Универсальным белковым продуктом считаются соевые бобы. Высокий спрос на продукцию вызвал оживление сельскохозяйственного и перерабатывающего производства. Появились продуктивные сорта, устойчивые к неблагоприятным погодным условиям, дающие стабильный урожай.

Компоненты белковых продуктов производятся из соевых плодов, в них много ценных аминокислот, 35% питательных углеводов. Технология обработки соевых плодов включает следующие методы:

  • получение продуктов с высоким процентом жирности;
  • отжим масла;
  • выработка сухих обезжиренных компонентов.

Глубокая переработка сои предусматривает безотходность и полную трансформацию мякоти. Производство рентабельное, рынок сбыта есть всегда. В переработку соевых бобов включился средний сектор экономики.

Оборудование для переработки сои

Сельхозпредприятия-производители сырья приобретают промышленное оборудование в двух случаях, когда:

  • засевают большие площади;
  • параллельно занимаются производством молока, выращиванием скота, птицы.

В комплект базового оборудования, перерабатывающего сою, входят:

  • линия по шелушению, сортировке, измельчению бобов с транспортерами, вентиляторами, приемниками, накопителями;
  • прессовые установки;
  • каскад маслоочистительных фильтров;
  • сборник жмыха;
  • экструдер;
  • сушки;
  • мельницы для получения муки;
  • упаковочная линия.

Сою научились микронизировать – нагревать инфракрасным излучением для удаления излишней влаги в виде пара. Под воздействием насыщенного пара разрушаются токсины, происходит денатурация белка, он трансформируется в легко усваиваемую форму.

Первичный способ переработки бобов – прожарка. Оборудование работают на разных видах топлива:

Плоды попадают в барабан или рассыпаются по подвижной нагретой ленте. Под воздействием горячего воздуха, нагретого до 150–170°С, соя не разрушается, высыхает. Вредные компоненты разрушаются, сохраняется маслянистость бобов.

Технологии переработки сои

В зрелых соевых бобах содержатся ингибитор ферментов трипсин, нарушающий пищеварение у млекопитающих в больших количествах вызывает отравление. Переработка подразумевает распад вредных веществ на безобидные составляющие. Молекулы распадаются при нагреве.

Переработка масличных культур экструзионно-прессовым способом

Экструзия объединяет процесс тепловой обработки с раздавливанием соевых плодов перед прессованием. Бобы, выращиваемые на масло, поступают на маслодавильни или заводы без первичной обработки. В экструдере бобы:

  • стерилизуются: погибают вредные бактерии;
  • дегидратируются: из мякоти удаляется избыточная влага;
  • стабилизируются: происходит разрушение трипсина;
  • денатурируются: белок переходит в усваиваемую форму, уровень растворимости понижается до 12%.

Процесс занимает несколько секунд, жмых, получаемый после отжима масла, сохраняет:

  • первоначальный цвет соевого семечка;
  • питательную ценность.

Из экструдера раздавленные плоды выходят под воздействием давления до 4 МПа, жировые капсулы разрываются, увеличивается выход масла. За один этап на горизонтальном прессе удается отжать до 70%.

Продукты переработки сои

«Белый лепесток» – основной продукт, получаемый из мякоти плодов. Это хлопья с жирностью 1%, содержанием белка не ниже 50%. Не имеют запаха, вкуса, светлые: кремового или желтоватого оттенка.

Краткое описание других продуктов переработки соевых плодов:

  • Молоко представляет собой эмульсию из размоченной мякоти. Ценится за высокое содержание аминокислот, изофлавоноидов.
  • Текстураты воссоздают структуру мяса, не уступают по питательности. Производятся из размоченной цельной мякоти с последующей сушкой.
  • Мука – универсальная белковая добавка в полуфабрикаты, колбасную продукцию, кондитерские изделия.
  • Протеиновые концентраты отличаются высоким содержанием белка (65%). Семена обрабатывают экструзией с использованием воды или кислотных растворов.
  • Изолят – выделенный протеин, концентрация в массе не ниже 92%. Используется в лечебном и спортивном питании.

Переработка семян сои на масло и жмых

Бобы перебирают, вышелушивают, сушат. После этого сразу отправляют в экструдеры-прессы. В установках семена подвергаются:

  • тепловой обработке;
  • раздавливанию: выходят из экструдера под давлением.

Сначала происходит холодный отжим масла, затем жмых снова нагревают, повторно прогоняют через пресс. Если на предприятиях получают соевое масло, обязательно образуется жмых. Это соя, в которой осталось до 5% масленичных молекул, содержатся минералы, витамины, протеины. Жмых научились перерабатывать в муку: высушивают и перемалывают.

Производство соевого шрота

Шрот входит в состав комбикорма для животноводства и птицеводства. Из тонны бобов в процессе переработки получают до 8 центнеров шрота. Он намного питательнее жмыха подсолнечника.

Для извлечения технического масла обжаренные плоды обрабатывают гексаном. После этого подвергают паровой обработке, чтобы убрать используемый растворитель. После этого сырье сушат, оптимальная влажность готового шрота 13%.

Переработка сои в России

Пищевые предприятия испытывают недостаток соевого концентрата. Российские производители бобов не выращивают трансгенную сою, это запрещено законодательством. Традиционно культуры высевали на Дальнем Востоке. После выведения холодоустойчивых сортов начался этап выращивания сои в России на песчаных почвах.

На сельскохозяйственных предприятиях слабо развита первичная обработка сырья для кормовой базы. По официальным данным Министерства сельского хозяйства, планируется увеличение объема переработки сои до 6,7 миллионов тонн в год.

Экономические эксперты прогнозируют увеличение объема производства соевого молока, текстурированных белков, протеиновых добавок для сыро-колбасного, кондитерского производства.

Технология приготовления влажных кормовых смесей для животноводства

Известно, что в зависимости от используемых процессов, технологии переработки сои делятся на «влажные» и «сухие». К продуктам, полученным по «влажным» технологиям, относятся соевое молоко, соевый майонез, соевая паста, полученные из цельных соевых бобов (иногда предварительно обработанных). Традиционно соевое молоко производится на так называемых «соевых коровах» — установках, в которых производится влажный размол соевых бобов, затем – тепловая обработка при температуре 95-110°С (с использованием парогенератора) и в конце процесса – выдержка (для разрушения или инактивации вредных соединений).
Соевый майонез получают из соевого молока путем его загущения, а соевую пасту – выделяя осадок, образующийся при отстое соевого молока, и содержащий, в основном, углеводы и небольшой процент остаточного белка и жира. (Характеристики одной из «соевых коров», выпускаемых в Украине, приведены в таблице 1 раздела 6.1.)
К «сухим» технологиям относятся процессы получения соевого шрота после переработки соевых бобов в экструдере для получения масла или в высокооборотных мельницах. Соевая мука может быть получена также из молока в результате его сгущения и выпаривания.
Производимые украинским предприятием ООО «ЭКО» сухие соевые продукты в виде муки и шрота, более чем в 1,5-2 раза дешевле аналогичных продуктов импортного производства. Бесспорным преимуществом продуктов, полученных по «сухим» технологиям является продолжительность их сохранения и простота введения в рацион животных.
Рынок оборудования для получения соевого молока достаточно велик, как по производительности, так и по происхождению товара. Например, производительность по молоку широко распространенного в России оборудования краснодарских предприятий лежит в диапазоне 18-4000 л/час (потребляемая мощность — от 10 до 300 кВт). «Соевые коровы», выпускаемые в Украине, например, Харьковским предприятием «РОСС», позволяют получать от 30 до 300 л соевого молока в час. Некоторые усовершенствования в конструкции «соевой коровы» марки УСК (производитель — ООО «Тронка-Агротех», г. Киев) позволили уменьшить потребление энергии при работе этого оборудования почти в 1,5 раза.
Объемы импорта соевого шрота, широко используемого в животноводстве Украины, в последние годы заметно снизились из-за его непомерно высокой цены и повышения активности национальных производителей.

1. Сравнительный анализ технологий и оборудования для переработки сои

Анализ технологий и характеристик соответствующего оборудования для получения комбикормов в реальных условиях жизнедеятельности фермерского и коллективного хозяйства Украины позволяет сделать вывод о несовершенстве технологий и оборудования для переработки соевых бобов. Например, для приготовления по традиционной «влажной технологии» 7%–ого соевого молока нужно нагреть 93% воды до температуры около 100 ?С, а затем охладить ее до температуры употребления животными. Это приводит к высоким потерям энергии и удорожанию оборудования. Кроме того, далеко не все хозяйства имеют возможности для подключения энергоемкого оборудования.
Применение «сухих» технологий в животноводстве, по нашему мнению, мало оправданно. Здесь, кроме экономических факторов, связанных с высокой стоимостью сухого сырья в виде соевой муки и шрота, следует обратить внимание на низкую эффективность использования соевого шрота в качестве корма.
Действительно, известно, что соевый боб – кладовая уникальных белковых комплексов, легко усваиваемых жиров, аминокислот, микроэлементов. Продолжительность сохранения бобов сои без потери ее уникальных качеств зависит от целостности зерен, то есть от целостности их оболочки (известно, что сортность сои определяется процентом поврежденных и битых семян сои). При повреждении оболочки за счет активных веществ происходит быстрое окисление жиров и разрушение витаминных комплексов.
Именно по этой причине технологию «сухой» переработки сои для получения шрота нельзя считать эффективной, так как в ней скорость процессов окисления намного превышает скорость процесса технологии приготовления комбикормов. Кроме того, при таком методе не обезвреживаются такие вредные вещества, как уреаза и ингибитор трипсина, который ведет к увеличению болезней и падежа животных.
Результаты анализов, проведенных Испытательно-биологическим центром Института биохимии им. О.В. Палладина Национальной академии наук Украины, свидетельствуют о том, что витаминный состав соевой пасты, полученной по технологии гидродинамической переработки «ТЕКМАШ», остается неизменным, т.е. таким, как в бобах до переработки!

2. Актуальность проблемы

Проведенный анализ существующих методов переработки сои позволяет сделать вывод об отсутствии на рынке Украины единой концепции развития технологий приготовления соевых добавок, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

  • оптимизации технологии кормления животных;
  • снижения затрат, то есть повышения рентабельности хозяйств;
  • минимизации энерго — и ресурсопотребления;
  • охраны окружающей среды.

3. Цели и задачи

1. Приготовление кормов должно производиться непосредственно перед кормлением животных.
2. Температура кормов при потреблении их животными должна быть в пределах 20-30°С.
3. Удельное потребление энергии для приготовления соевых, гороховых и других компонентов должно быть минимальным.
4. Установленные мощности оборудования должны быть минимальными.
5. Оборудование и технология приготовления должны обеспечивать эффективное приготовление кормов типа «соя-зерно», «соя-кукуруза», «горох-зерно» и т.д.
6. Технология должна обеспечивать эффективное введение витаминных, лекарственных и других добавок.
7. Надежность и безопасность обслуживания оборудования.
8. Экологическая чистота оборудования и технологии.

4. Технология ТЕКМАШ ®

Технология ТЕКМАШ ® реализуется с помощью гидродинамических нагревателей ТЕК-СМ и базируется на:
1. Приготовлении концентрированных соевых добавок в виде сметанообразных и пастообразных продуктов.
2. Разведении соевых паст холодной водой сразу же после приготовления до необходимой концентрации соевого молока с соответствующим понижением температуры до 20-30°С.
3. В одной из разработанных модификаций реализовано требование полной автономности оборудования путем использования в качестве привода дизельного двигателя.
4. Надежность и безопасность технологии определяется отсутствием нагревательных элементов. Оборудование не имеет парогенератора и не требует согласования с органами Государственного комитета по надзору за охраной труда.
5. Технология ТЕКМАШ ® — безотходная. Загрязнение окружающей среды отсутствует.

Технология обеспечивает:

  • минимизацию затрат энергии за счет совмещения в одном цикле переработки процессов нагревания, размола, перемешивания и введения необходимых по технологии составляющих;
  • минимизацию установленных мощностей оборудования за счет высокого КПД процесса (не ниже 90%);
  • отказ от теплообменного оборудования.

5. Описание установки ТЕК-СМ

Принцип работы установки ТЕК-СМ базируется на нагревании жидкости с помощью явлений гидромеханики, в частности, кавитации и турбулентного трения. Установка состоит из насоса с электрическим или дизельным приводом, бункера, в который идет загрузка составляющих (сырье, вода, примеси) и специальной насадки, где осуществляется процесс одновременного размола и нагревания смеси. Автоматика контролирует и поддерживает температуру, необходимую по технологии. Установка защищена патентами Украины, России и международными заявками на изобретения.

Применение принципиально нового подхода к нагреванию соевой суспензии позволяет:

  • предотвратить образование канцерогенных веществ, которые содержатся в термоокисленном продукте за счет пригорания на конвективных поверхностях;
  • обеспечить равномерное объемное нагревание всей обрабатываемой массы, предотвращая потери витаминного состава из-за перегрева части продукта;
  • максимально упростить конструкцию установки и снизить затраты на ее эксплуатацию.

6. Расчет экономического эффекта от внедрения технологии

6.1. Сравнение с традиционной “влажной” технологией приготовления соевого молока

Сравнительная таблица показателей установок приготовления соевого молока (УСК-1000 — производитель ООО «Тронка-Агротех», г. Киев, ТЕК-4СМ — производитель и разработчик НПП «Институт «ТЕКМАШ» г. Херсон)

Аграрный бизнес

Технология получения соевого масла

Извлечение масла из семян сои можно осуществлять как прессовым (с помощью маслоотжимных прессов), так и в совокупности с экстракционным методами.

Технологический процесс получения соевого масла состоит из шести стадий.

1. Очистка семян от примесей.

Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой неоднородную смесь, состоящую из семян и посторонних примесей: органических (стебли, листья, оболочки семян, семена сорняков), минеральных (земля, камни, песок) и масличных (поврежденные семена). Присутствие примесей снижает производительность технологического оборудования, увеличивает износ рабочих органов машин. Некоторые из примесей придают маслу несвойственную окраску, снижают пищевое достоинство масел, пищевую и кормовую ценность шротов. Наконец, примеси являются источником микроорганизмов в семенной массе, способствуя порче семян при хранении. Оборудование для очистки семян традиционное, часто ограничивается сепараторами типа БЦМ-25.

Длительно, устойчиво храниться могут только сухие семена, поэтому масличные семена, поступающие на хранение, должны иметь среднюю влажность примерно на 2-3% ниже критической (14%). Обычно семена сушат смесью воздуха и дымовых газов в промышленных сушилках типа ВТИ, ДСП. Наиболее перспективными являются сушилки, в которых иод-душка семян происходит в так называемом «кипящем» слое. Способ сушки в кипящем слое использован в ротационной сушилке ВНИИЖа.

3. Подготовка масличного сырья к извлечению масла.

В тканях масличных семян запасы масла распределения неравномерно — главная часть его сосредоточена в ядре семян (в зародыше и эндосперме), в то время как плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой липидный состав. В связи с этим при переработке многих масличных семян отделяют от ядра, основной маслосодержащей ткани, низкомасличные внешние (плодовые или семенные) оболочки семян. Для этого применяют машины типа центробежной рушки А1-МРЦ и др.

4. Измельчение семян.

Для извлечения масла из семян сои необходимо разрушить их клеточную структуру. Конечный результат операции измельчения — перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейшей технологической обработки. Нужная степень измельчения сырья достигается механизмами, производящими дробление, раздавливание и истирание семян.

Получаемый после измельчения материал называется мяткой и отличается очень большой удельной поверхностью. Помимо разрушения клеточных оболочек при измельчении нарушается также структура маслосодержащей части клетки, значительная доля масла высвобождается и адсорбируется на поверхности частиц мятки. Для получения мятки применяют двух-, четырех- и пятивальцовые станки типа ВС-5 (при влаготепловой обработке семян в котлах и жаровнях) или дробилки типа ДКУ-2 при экструдировании крупы).

5. Гидротермическая обработка крупы или мятки. Особенностью семян сои является наличие в них ингибиторов трипсина, поэтому гидротермическая обработка как крупы, так и мятки обусловлена не только технологическими соображениями, но и инактивацией ингибитора. Для этих целей применяют влаготештовую обработку и жаренье мятки в котлах или жаровнях, либо экструдирование в экструдерах.

6. Извлечение масла. Извлечение масла из мезги осуществляется методами прессования маслопрессами и экстракции органическими растворителями.

Прессование как способ извлечения масла из семян сои чаще всего предшествует окончательному обезжириванию жмыха органическим растворителем. Только в сравнительно небольших объемах осуществляется чисто прессовое извлечение масла, одно- или двухкратное.

При однократном прессовании на небольших сельхозперерабатывающих предприятиях применяют маслопрессы ПМ-5Р, Л4-МШП, а на крупных МП-68, которые отличаются высокой производительностью (70 т/сут в пересчете на перерабатываемые семена), масличность жмыха до 8-12%. Частота вращения шнека 18- 36 об./мин, толщина выходящей ракушки 8 мм, длительность прессования около 80 с.

Максимальное давление, развиваемое прессом, достигает 30 Мпа, степень уплотнения (сжатия) мезги доходит до 3,0. Рекомендуемые зеерные щели по ходу продукта — 0,45; 0,35; 0,25; 0,15 мм.

Растительные белки. Глубокая переработка сои.

В последнее время в странах СНГ спрос на продукты переработки бобов сои заметно увеличивается, в связи с этим растет интерес к производству соевых концентратов.

Спрос на соевый белок обусловлен ростом цен на мясное сырье. Поскольку производство мясной продукции постоянно увеличивается, соевый белок, не уступающий по пищевой ценности животным белкам, является дешевой и полноценной заменой белкам молока, мяса и яиц. По тем же причинам увеличивают потребление соевых концентратов кондитерские фабрики и молочные заводы.

Продукты переработки сои

В процессе переработки сои производится целый ряд ценнейших пищевых продуктов, используемых пищевой промышленностью. В России большую часть сои перерабатывают на соевое масло и шрот.

Соевое масло имеет длительный срок хранения, содержит большое количество токоферола (витамина Е), ненасыщенные жирные кислоты. Усваивается масло на 98%, положительно влияет на обмен веществ, повышает иммунитет и способствует снижению холестерина.

Соевый шрот, остающийся после извлечения масла, можно перерабатывать дальше или использовать на корм любым животным или птицам. Он состоит из расплющенных зерен сои и содержит белки, аминокислоты и минеральные вещества: кальций и цинк, железо и фосфор, марганец и другие. Кроме комбикормов шрот применяется для производства соевой муки, концентратов, изолятов и текстурированных соевых белков.

Соевое молоко, получаемое из размоченных бобов, легко усваивается и содержит все незаменимые аминокислоты, а также изофлавоны (растительные эстрогены, обладающие защитными свойствами). Этот продукт обеспечивает полноценное питание тем, у кого аллергия на молочные продукты, больным сахарным диабетом и язвой желудка.

Соевая мука получается при размалывании соевого шрота и содержит до 54% белка. Используют её в мясной и хлебопекарной промышленности в качестве замены сухого молока и яиц. Для производства вареных колбас и паштетов применяется обезжиренная мука (жирность не более 1%).

Соевые протеиновые концентраты производят удалением растворимых небелковых фракций из обезжиренных бобов сои. Концентраты содержат, как правило, не менее 65% белка. Из обезжиренного шрота или соевой муки с помощью водно-спиртовой или кислотной экстракции получают традиционные концентраты. Смешиванием традиционных концентратов с загустителями (гуаровой мукой) получают комбинированные концентраты. Загустители нужны для увеличения способности концентрата удерживать воду. Путем дополнительной обработки концентрата гидротермическим методом производят высокофункциональные концентраты, при такой обработке белок модифицируется, растворимость его повышается, в результате концентрат удерживает больше воды.

Изолят (изолированный соевый белок) – самый концентрированный продукт, содержащий в пересчете на сухое вещество не менее 92% белка. Изолят отличается высокой растворимостью, низкой вязкостью и хорошими эмульгирующими свойствами. Благодаря современным способам производства белок не имеет ни запаха, ни вкуса, его влагосвязывающая способность достигает 597%.

Текстурированный соевый протеин (ТСП) – это продукт, полученный из изолята, имитирующий текстуру мяса или другого ценного пищевого продукта. Соевый белок после набухания в бульоне или воде приобретает текстуру белкового продукта при добавлении различных ароматических и вкусовых добавок. После сублимационной сушки продукт приобретает способность к длительному хранению без потери питательных свойств. ТСП применяется в качестве отдельного блюда или в составе других продуктов.

ТСП содержат не менее 50% белков, клетчатку, провитамин РР и витамины группы В, железо и магний, жиры и холестерин в его составе отсутствуют.

Соевые текстураты получают мясную структуру методом механического прядения, при этом параллельные волокна образуют пряди, подобные мясным волокнам. Существует способ получения ТСП с помощью экструдеров, белок приобретает многослойную структуру, напоминающую мясо. Экструдированные белки все больше вытесняют волокнообразные с рынка.

Соевые белки используются в производстве тушенки, колбас и полуфабрикатов, а также в качестве «соевого мяса». Их питательность, диетические свойства и невысокая цена способствуют постоянному росту потребления этих продуктов.

В СНГ производство соевых концентратов из-за отсутствия современных технологий развито слабо, поэтому сельскохозяйственным производителям выгодно строить производственные комплексы по переработке сои, ведь рынок сбыта здесь неограничен, а спрос растет.

Практическая конференция «выращивание клубники и тепличный бизнес — Agro-Business 2017»

Компания «Алекон» — организатор конференции Agro-Business 2017 приглашает специалистов в Израиль на практическую конференцию по вопросам клубники и тепличного бизнеса. Agro-Business 2017— это единственное мероприятие на русском языке, дающая возможность получение ответов на все вопросы связанные с разведением клубники, ирригацией, орошением и разведением клубники в теплицах. На Agro-Business 2017 русскоговорящие специалисты ознакомятся с передовыми израильскими технологиями и получат практические советы по теме растениеводство.

Соевые жмых и шрот

Соевые жмых и шрот отличаются высоким содержанием легкопереваримого белка (до 42%) и его полноценностью. В соевых кормах имеются все незаменимые аминокислоты, необходимые животным. Соевые корма имеют самую высокую энергетическую питательность, равную 1,21-1,35 корм. ед. н 12,9-15,5 МДж обменной энергии. [9]

Соевые корма скармливают всем видам и половозрастным группам животных. Особенно хорошим кормом они являются для молодняка животных и птицы. Например, при откорме птицы соевые корма способствуют отбелке жира. Однако скармливать соевые корма молодняку и птице в больших количествах не рекомендуется, так как это вызывает расстройство пищеварения.

Нормы включения соевых жмыха и шрота в комбикорма и кормовые смеси рационов для животных разных видов и половозрастных групп свиньи взрослые и молодняк — до 15, свиньи при откорме на мясо в первый: период — до 10, во второй период откорма — до 5, свиньи при откорме к; бекон — до 10, молодняк крупного рогатого скота до 12 месяцев — до 20. старше 12 месяцев, коровы и быки-производители — до 25, откорм крупного рогатого скота — до 15, овцы взрослые и ягнята до 4 мес. — до 20 молодняк овец старше 4 месяцев и бараны-производители — до 10 и кролики — до 10 (по массе). [9]

Нормы включения соевого шрота (жмых не включается) в комбикорма кормовые смеси рационов для птицы зависят от степени тостирования (специальной термической обработки соевых бобов из-за содержания в зерне сон фермента уреазы). При содержании в тестированном шроте уреазы от ОД до 0,2 ед. взрослым курам, индейкам, уткам и гусям включают в комбикорма; кормовые смеси рационов до 15%; курам до 15-недельного возраста, индейкам до 17-недельного возраста, уткам и гусям до 8-недельного возраста — до 20%, птицам старшего возраста — до 10% (по массе). [9]

При содержании в тестированном шроте уреазы от 0,2 до 0,3 ед. включение его в комбикорма и кормовые смеси рационов ограничивают для птиц: всех видов и возрастов до 8% (по массе). [9]

Технология производства соевого жмыха

Пример 1. Соевые бобы очищают от сорных примесей, отделяют шелуху (оболочку), затем обрушивают, соевую рушанку подвергают влаготепловой обработке при 25 o C и влажности 12,3%, а потом отжимают масло в двухшнековом пресс-экструдере с получением масла и жмыха с масличностью 15,4% и активностью уреазы 0,34 pH за 30 с, что превышает допустимые нормы для использования его в кормовых целях. [7]

Пример 2. Соевые бобы очищают от примесей, удаляют плодовую оболочку, обрушивают, рушанку подвергают влаготепловой обработке при температуру 30 o C с доведением до влажности 15%, а затем отжимают масло в двухшнековом пресс-экструдере. При этом получают жмых масличностью 14,1% с активностью уреазы 0,28 pH за 30 с. Жмых имеет светло-желтую окраску. [7]

Пример 3. Соевые бобы очищают от примесей, удаляют плодовую оболочку и обрушивают. Соевую рушанку подвергают влаготепловой обработке при 57 o C и влажности 11,8%, a затем отжимают масло в двухшнековом пресс-экструдере с получением жмыха масличностью 11,5% и активностью уреазы 0,19 pH за 30 c. Жмых имеет желтую окраску. [7]

Пример 4. Cоевые бобы очищают от сорных примесей, удаляют плодовую оболочку и обрушивают. Соевую рушанку подвергают влаготепловой обработке при 80 o C с доведением до влажности 9,1% и затем из нее отжимают масло в двухшнековом пресс-экструдере с получением жмыха с масличностью 10,4% и активностью уреазы 0,14 pH за 30 с. Жмых имеет кремовую окраску. [7]

Пример 5. Соевые бобы очищают от сорных примесей, удаляют шелуху и обрушивают. Соевую рушанку подвергают влаготепловой обработке при 84 o C и влажности 8,7%, а масло из нее отжимают в двухшнековом пресс-экструдере с получением жмыха с масличностью 10,1% и активностью уреазы 0,12 pH за 30 c. При этом жмых имеет темно-коричневую окраску, что говорит о сильной денатурации белковой фракции. Увеличивается нагрузка на привод двухшнекового пресс-экструдера до предельно допустимой. [7]

Технология производства соевого шрота

Технологический процесс производства соевого шрота довольно-таки сложный, он состоит из следующих производственных операций.

Очистка. В начале переработки соевых бобов в соевый шрот происходит многоэтапная очистка. С помощью магнитного сепаратора удаляются металлические предметы, ситами отделяют сою от семян других растений и от примесей и циклоном освобождают сырье от пыли. Кондиционирование. Поскольку соевые бобы, высушенные на воздухе, при измельчении имеют свойство превращаться в пыль, то они подвергаются небольшому нагреву и увлажнению, то есть кондиционированию. [7]

Удаление оболочек. Чтобы повысить содержание протеина в соевом шроте, очень легкие оболочки отдельных бобов отделяются и затем вытягиваются воздушной струей. [7]

Измельчение. Сначала соевые бобы крошатся на небольшие кусочки с помощью рифленого вальца, затем они пропускаются через вальцы с гладкой поверхностью, где спрессовываются пластинки толщиной около 0,25 мм. [7]

Экстракция. Тончайшие пластинки поступают в экстракционный аппарат. Здесь для извлечения масла из клеточной ткани бобов служит жирорастворяющая жидкость гексан. Растворитель, кипящий при температуре 60-70 °С, выбран с таким расчетом, чтобы сохранить высокое качество соевого белка. [7]

Тестирование. Соевые пластинки, пропитанные гексаном, в течение 30-40 мин обрабатываются водяным паром, имеющим температуру 100-105 °С. Благодаря этому воздействию растворитель удаляется, а качество протеина значительно улучшается. В значительной степени ослабляется ингибиторное действие на трипсин и снижается активность уреазы. [7]

Сушка. Содержание воды, повысившееся почти до 20%, опять снижается до 13%, что повышает лежкоспособность шрота. [7]

Охлаждение. Повысившаяся температура шрота понижается посредством воздуха до уровня, превышающего температуру наружного воздуха на 5-7 С. Поэтому в летние месяцы температура шрота может достигать 24-40 °С. [7]

Контроль качества. По окончании приготовления шрота производится контроль его качества в собственной лаборатории предприятия. Контроль качества включает исследования на следы растворителя, на содержание влаги и жира, на активность уреазы, на протеин, а при необходимости, и на растворимость протеина в воде и на содержание сырой клетчатки. [7]

Хранение. Хранению подлежит только высушенный, охлажденный шрот. В противном случае пропадает его сыпучесть и ухудшается качество протеина. Содержание воды не должно превышать 12, максимально 14%. Следует учитывать, что эта продукция пожароопасная, поэтому нужно обеспечить постоянное наблюдение, тем более видеонаблюдение установить своими руками смогут даже неопытные работники предприятия. [7]

Переработка масличных культур экструзионно-прессовым способом .

Два основных компонента этого процесса – экструдер INSTA-PRO и горизонтальный маслопресс INSTA-PRO. Цель процесса – получение масла из семян масличных культур (сои, подсолнечника, рапса, хлопка и др.) и жмыха с пониженным содержанием жира, для использования в комбикормовой промышленности.

При обычной технологии получения масла, сырье подвергается значительному многократному нагреванию. В итоге жмых теряет цвет, иногда в результате перегревания белок разлагается, что снижает его питательную ценность. Технология сухой экструзии устраняет этот недостаток, поскольку сырой продукт находится под воздействием высоких температур очень незначительное время (5-6 секунд). При этом температура, получаемая в экструдере INSTA-PRO в результате трения, позволяет подвергнуть семена тепловой обработке, стерилизовать, стабилизировать, дегидратировать, а также изменить структуру продукта. При экструдировании цельной сои, рапса, хлопка подавляются их антипитательные свойства. Это дает возможность использовать жмых от этих культур в рационах животных без дополнительной тепловой обработки. После экструзии активность ингибитора трипсина в сое подавляется более чем на 90%, с сопутствующим понижением уровня растворимости белка с 88 до 12-13%, что имеет большое значение для жвачных животных. Содержание фермента мироциназа, гидролизующей глюкозинолаты в рапсе, подавляется на 92% и она не активна.

Количество полученного масла зависит от разных факторов: от содержания масла и влаги в сырье, от того, как отрегулирован пресс, какие температура и влажность сырья при поступлении на пресс. Резкий перепад давления при выходе сырья из экструдера (в процессе экструдирования создается давление до 40 атм.), способствует разрыву стенок клеток, в том числе и жировых. В результате масло легко отжимается на горизонтальном масло прессе INSTA-PRO (до 70% от исходного за один проход через пресс).

Масло, выходящее из-под горизонтального пресса, в течение нескольких часов отстаивается, осадок оседает и выфильтровывается чистое масло.

Переработка сои.

Соя содержит в среднем 18-20% масла. Под воздействием экструдирования (нагревание, давление и измельчение) клетки, в том числе и жировые, разрываются, в результате чего при прохождении сырья через пресс, процесс выделения масла из него происходит активно. Для переработки сои используется технология компании INSTA-PRO ЭксПресс™, предусматривающая однократное отжатие масла из соевых бобов, после их экструдирования.

При выходе из экструдера соевые бобы нагреваются до 145-150 0С при давлении 40 атм. Время пребывания сои в экструдере – менее 30 секунд. Экструдированная соя поступает на пресс при температуре 82-93 градусов Цельсия. Полученные по технологии INSTA-PRO соевый жмых и масло имеют следующие показатели качества (табл. 1,2).

Показатели качества экструдируемого соевого жмыха

Показатели Сырая соя Экструдированная соя ЭксПресс жмых
Влажность, % 11,04 5,62 6,26
Жир, % 17,60 18,78 6,04
Сырой протеин, % 37,96 38,44 45,67
Уреаза, изм. РН 2,00 0,09 0,02-0,06
Активность ингибитора трипсина, мг/г 34,00 Менее 4,4 Менее 4,4

Показатели качества экструдированного соевого масла

Показатели Сырая соя ЭксПресс жмых
Сырая соя Экструдированная соя
Неомыляемые вещества, % 0,98 1,60 0,30
Перекисное число, ммоль/кг 0 — 1,0 2,40 0,00
Влага и летучие вещества, % 0,03 0,30 0,06
Йодное число 1,33 1,32 1,33
Свободные жирные кислоты 0,14 0,3 — 0,7 0,05
Фосфатиды, % 0,20 1,5 — 2,5 0,01 — 0,5

Содержание влаги и летучих веществ в масле, полученном по технологииINSTA-PRO, можно сравнить с содержанием их в рафинированном и дезодорированном масле.

Переработка подсолнечника

Семя подсолнечника содержит 32-40% масла и 16-22% сырого белка (американские сорта). Процесс отжима масла из подсолнечника проводят по технологии Пресс/ЭксПресс™, которая предусматривает холодный отжим, экструдирование жмыха и последующий отжим масла из экструдата (схема 2).

Семя подсолнечника экструдируют при температуре 116-127 градусов Цельсия, на пресс оно поступает при 82-88 градусов Цельсия, выходная температура жмыха – 82-88 градусов Цельсия. Полученные по технологии INSTA-PRO подсолнечный жмых и масло характеризуются следующими показателями качества (табл. 3, 4).

Химический состав и энергетическая ценность экструдированного подсолнечного жмыха

Показатели Экструдированные
семена жмых
Влажность, % 3,65 5,34
Сырой жир, % 39,49 9,52
Сырой протеин, % 17,54 24,57
Клетчатка, % 16,00 29,90
Зола, % 3,34 4,74
Сумма углеводов, % 35,98 55,80
БЭВ, % 19,98 25,93

Показатели качества экструдированного подсолнечного масла

Йодное число 145 Магний, мг/кг 9,75
Свободные жирные кислоты, % от масла 0,375 Железо, мг/кг 0,614
Влага и летучие вещества, % 0,094 Цинк, мг/кг 0,165
Температура воспламенения, 0С 173,6 Медь, мг/кг 0,024
Перекисное число, ммоль/кг 2,43 Никель, мг/кг 0,024
Хлорофилл, мг/кг 0,27 Анизидиновое число 0,5
Фосфор, мг/кг 48,7 Олеиновая кислота, % 14,8
Кальций, мг/кг 27,8 Линолевая кислота, % 71,8

Получение экструдированного рапсового масла и жмыха

Рапсовое масло безэруковых сортов по качеству близко к высокоолеиновому подсолнечному и используется как салатное, для приготовления маргарина, комбижиров, мороженного, как сырья для биодизельного топлива, находит применение в химической и комбикормовой промышленности (Хазов В., 1997).

Для получения масла и жмыха используется «сухой» экструдер INSTA-PRO и горизонтальный маслопресс INSTA-PRO. Цель процесса – получение их семян рапса масла и жмыха с пониженным содержанием жира, для использования в комбикормовой промышленности. Процесс отжима масла из семян рапса проводят по технологии Пресс/ЭксПресс™, которая предусматривает холодный отжим, экструдирование жмыха и последующий отжим масла из экструдата (схема 3).

При обычной технологии получения масла, сырье подвергается значительному многократному нагреванию. В итоге жмых теряет цвет, иногда в результате перегревания белок разлагается, что снижает его питательную ценность. Технология сухой экструзии устраняет этот недостаток, поскольку рапс находится под воздействием высоких температур очень незначительное время (5-6 секунд). При этом температура, получаемая в экструдере INSTA-PRO при трении, позволяет подвергнуть рапс тепловой обработке, стерилизовать, стабилизировать и дегидрировать его. При экструдировании рапса инактивируется фермент мироциназа, поэтому не требуется дополнительной тепловой обработки жмыха для скармливания его животным.

Резкий перепад давления при выходе сырья из экструдера (в процессе экструдирования создается давление до 40 атм.), способствует разрыву стенок клеток, в том числе и жировых. В результате масло легко отжимается на маслопрессе INSTA-PRO (до 70% от исходного содержания за один проход через пресс).

Масло, выходящее из-под пресса, в течение нескольких часов отстаивается, осадок оседает и выфильтровывается чистое масло. Экструдированное масло, в сравнении с маслом, получаемом по обычной технологии, содержит больше токоферолов, меньше фосфолипидов, хлорофилла, свободных жирных кислот и перекисей. То есть оно имеет более длительный срок хранения, обладает хорошей текучестью, легко рафинируется.

Экструдированное масло, в сравнении с маслом, получаемом по традиционным технологиям, содержит больше токоферолов, меньше фосфолипидов и перекисей. Оно характеризуется низким содержанием хлорофилла и свободных жирных кислот (табл. 5).

Качественные характеристика соевого масла, полученного с использованием различных технологий

Вид масла Содержание
Хлорофилла, мг/кг Свободных жирных кислот, % Перекисное число, ммоль/кг Токофе-рола, мг/кг
Не фильтрованное экструдированное 0,42 0,16 0,10 1,516
Фильтрованное не экструдированное 0,40 0,15 8,24 1,477
Рафинированное 0,32 0,08 7,02 1,430
Отбеленное 0,00 0,08 1,58 1,236
Дезодорированное 0,00 0,03 0,00 790

Токоферолы – антиоксиданты в липидных системах. Чем выше содержание антиоксидантов, тем больше степень стабильности системы. Экструдированное масло отличается высоким содержанием токоферолов (1,516 мг/кг).

Фосфолипиды – основные «поставщики» растительного клея в сыром масле. Наличие растительного клея и свободных жирных кислот может отрицательно сказаться на эффективности очистки масла. Экструдированное масло содержит малое количество фосфолипидов.

Хлорофилл – пигмент, с помощью которого вырабатывается кислород. Хлорофилл может быть причиной первичной оксидации масла. Экструдированное масло имеет низкое содержание хлорофилла (0.42 мг/кг).

Перекиси. Наличие перекисей – химический индикатор того, сколько масла находится на первичной стадии окисления. Экструдированное масло отличается низким содержанием перекисей.

Таким образом, масло полученное по технологии INSTA-PRO:

— Имеет длительный срок хранения

— Обладает хорошей текучестью даже в холодную погоду

Экструзионная технология переработки семян сои

Соя играет сегодня доминирующую роль в обеспечении протеином сельскохозяйственных животных и птицы в Америке и Странах Европы. И это неслучайно, ведь семена сои содержат 30-40% протеина и до 20% жира. Однако в сыром виде соя в кормоприготовлении не применяется из-за низкой переваримости, обусловленной антипитательными веществами, большинство из которых имеют белковую природу. Это -–ингибиторы протеаз, гемагглютенины, сапонины, ферменты липаза, липооксидаза и др.

Среди антипитательных веществ сои доминирующим является ингибитор трипсина,концентрация которого превышает 20 мг/г. Максимально допустимый уровень ингибитора трипсина зависит от содержания белка. Считается, что на каждые 10% белка должно приходиться не более 1 мг/г ингибитора трипсина. Методики определения активности ингибитора трипсина очень трудоемки и длительны, поэтому их используют в основном в научных исследованиях.

На практике для оценки содержания антипитательных веществ в сое применяется косвенный показатель – активность фермента уреазы, которая при тепловой обработке теряет свою активность, как и большинство антипитательных веществ. Установлено, что при активности уреазы 0,1-0,3 ед.рН, основные антипитательные вещества сои инактивируются до безопасного уровня.

До настоящего времени на кормовые цели использовали лишь белковую фракцию сои, получаемую после экстракции масла. Это – соевый шрот, соевая мука и др.

При составлении рецептов комбикормов, предназначенных для интенсивного откорма птицы, свиней с высоким уровнем обменной энергии проблема использования полножирных семян приобретает свою актуальность.

ВНИИКП проведены исследования режимов переработкисемян сои на отечественных экструдерах ЭЗ-210 М (Черкассыэлеватормельмаш); Экспро-02 (ООО НПП «Экспро», г. Старый Оскол); установке УММП-1М51 (ОАО «Луч», г. Белгород), переоснащенной на выработку продукта без отделения масла, КМЗ-2У с измененной шнековой частью и выходной головкой, а также импортном экструдере модели NО 2500 фирмы Инста-Про.

Оптимальные режимы экструдирования сои и качество готового продукта представлены

Исследования показали, что наибольшая производительность и наименьшие удельные энергозатраты были получены при переработке сои на отечественном экструдере марки Экспро-02 (1000-1050 кг/ч). Самую низкую производительность имела установка УММП-1М51 (230 кг/ч). Содержание антипитательных веществ в полножирной сое, полученной на всех исследованных экструдерах и установке УММП, находилось в пределах существующих норм.

Соя после обработки на экструдерах ЭЗ- 210 М, Экспро и КМЗ с измененной шнековой частью имеет крупитчатую структуру. Размер частиц (менее 5 мм) характеризует ее как вполне технологичный продукт, который без дополнительной подработки можно использовать в производстве комбикормов и различных добавок. Полножирная соя, полученная на установке УММП, имеет вид жмыха с крупностью, характеризуемой остатком на сите с отверстиями. O 5 мм более 70%, и требует гранулометрической подготовки при производстве комбикормов.

Таким образом, экструдеры Экспро-02, ЭЗ-210 М, КМЗ-2У с измененной шнековой частью можно рекомендовать для применения в линиях получения полножирной сои на комбикормовых предприятиях различной производительности.

Для окончательного заключения об эффективности экструзионной технологии получения полножирной сои проведены биологические опыты на молодняке свиней (поросята-отъемыши), цыплятах-бройлерах и курах-несушках. В соответствие со схемой опыта из животных и птицы было сформированы группы контрольная и опытные. Контрольной группе скармливали комбикорм соответствующего рецепта, содержащий соевый шрот и подсолнечное масло. В рецептах для опытных групп производили замену этих компонентов на полножирную экструдированную сою в различных количествах с активностью уреазы 0,05-0,3 ед.рН, ингибитора трипсина 5,79-7,25 мг/г. В опытах учитывали сохранность, продуктивность животных или птицы и затраты комбикорма.

Научно-производственный опыт на поросятах проводили в условиях спецхоза «Вишневский» Воронежской области. В опыте использовали поросят породы Крупная белая в возрасте 45 дней. Следует отметить, что в рецепте комбикорма опытной группы помимо указанной выше замены было снижено содержание рыбной муки. Для балансирования комбикорма по лимитирующим аминокислотам были введены с премиксом синтетический лизин и метионин. Питательность выработанных для опытов комбикормов была одинаковой по всем показателям, за исключением «сырого протеина», содержание которого составило 17,0% (контроль) и 16,5% (опыт). Результаты опыта представлены в таблице 2.

Как следует из представленных данных, скорость роста поросят в группах была довольно высокой. Так, на конец опыта поросята в возрасте 100 дней имели в среднем живую массу 40,9 и 41,6 кг. Среднесуточный прирост живой массы за весь период опыта составил 493-502 г/гол. При этом среднесуточный прирост живой массы поросят опытной группы, получавшей комбикорм с полножирной соей, был на 1,7% выше, чем поросят контрольной группы.

Положительные результаты получены также и в опытах на цыплятах-бройлерах и курах-несушках (таблица 3). Так сравнение цыплят контрольной группы с опытными, получавшими комбикорм с полножирной соей в количестве 15, 20, и 25%, позволяет констатировать, живая масса цыплят опытных групп на конец опыта была одинаковой (1811-1837г) и не отличалась от контрольной (1831г). Существенных различий прироста цыплят контрольной и опытных групп не выявлено. То же относится и конверсии корма. В результате контрольного забоя не отмечено негативных изменений во внутренних органах опытных цыплят.

В опыте на курах (таблица4) использовали кросс Хайсекс белый в возрасте 350 дней. Продолжительность опыта составила 90 дней. В соответствии со схемой опыта контрольная группа кур-несушек получала традиционный комбикорм рецепта ПК-1, для опытных групп в комбикорм включали 10 или 15% полножирной сои. Эксперименты показали, что ввод полножирной сои в комбикормв количестве 15% не оказал отрицательного влияния на яйценоскость и интенсивность яйценоскости кур опытных групп.. Наряду с этим отмечается увеличение яичной массы в этой группе. Суточное потребление комбикормов на одну голову за весь период опыта в контрольной и опытных группах было примерно одинаковым, однако расход комбикорма на 10 яиц и 1 кг яичной массы во второй опытной группе был выше по отношению к контролю. Качество яиц практически не отличалось.

На основании выполненных исследований разработаны нормы ввода экструдированной полножирной сои в комбикорма для поросят-отъемышей и молодняка свиней 10%; для цыплят-бройлеров 15-25%; для кур-несушек 15%.

Расчет экономической эффективности использования полножирной сои в составе комбикормов представлен в таблице 5. Например, применение полножирной сои в комбикормах для молодняка свиней приводит к снижению стоимости кормов на 1 кг прироста живой массы, с восемнадцати рублей семи копеек до пятнадцати рублей пятидесяти шести копеек. Это обеспечивает увеличение прибыли на одну голову в размере семидесяти пяти рублей двадцати пяти копеек.

Для применения в состаев комбикормов семян сои как источника белка и энергии, разработана технология переработки сои с применением экструдеров, обеспечивающая получение полножирной сои.

На комбикормовых предприятиях технология реализуется на специальной технологической линии. Регламент линии по переработке сои разработан в соответствии с РД 8-22-13-86. Документ устанавливает порядок и безопасность ведения технологического процесса, режимы работы оборудования, обеспечивающие получение продукции в соответствии с требованиями разработанных технических условий ТУ 9296-038-00932117-2003, ТУ 9296-039-00932117-2003.

Динамика роста поросят и затраты комбикорма

Показатель Группа
контроль опыт
Живая масса по периодам опыта (дн),кг
— начало 11,3 11,5
-10 15,6 16,2
-30 24,4 24,8
-60 40,9 41,6
— В % к контролю на конец опыта 100 101,7
Прирост живой массы за периодопыта (дн.), кг
-10 4,3 4,7
-30 13,1 13,3
-60 29,9 31,3
— В % к контролю на конец опыта 100 101,7
Среднесуточный прирост живой массы по периодам опыта (дн.)
-10 430 470
-30 437 443
-60 493 502
— В % к контролю на конец опыта 100 101,8

Эффективность использования цыплятами-бройлерами полножирной сои в составе комбикормов

Показатели Группы
контрольная 1 2 3
Cохранность, % 93,6 100 100 100
Живая масса,г
-начало опыта 61,6 63,2 62,6 62,4
-в 28 дней 931 956 959 915
-в 42 дня 1831 1818 1837 1811
Среднесуточный прирост за период опыта, г 47,8 47,4 48,0 47,2
Затраты корма на 1 кг прироста, кг 1,86 1,89 1,83 1,80

Эффективность использования цыплятами-бройлерами полножирной сои в составе комбикормов

Показатели Группы
контрольная 1 2
Cохранность, % 100 100 100
Яйценоскость за период опыта, шт 78,7 75,4 78,9
Интенсивность яйценоскости, % 87,5 83,8 87,6
Средняя масса яиц, г 63 62,5 64,3
Выход яйцемассы на одну несушку, кг 4,96 4,71 5,07
Затраты комбикормов на 10 яиц, кг 11,1 1,26 1,21
Затраты комбикорма на1 кг яйцемассы, кг 1,76 2,02 1,88

Экономическая эффективность использования экструдированной полножирной сои

Тостированная соя: быть или не быть?

Технологии переработки сои

Сырая соя мало используется в корм из-за наличия в ней антипитательных факторов. В нынешнее время абсолютное большинство соевых бобов скармливается в виде соевого шрота (остаточная маслянистость – 1-1,5%). Но в Украине только в последние несколько лет было запущено сразу несколько маслоэкстракционных заводов по переработке сои. А до 2010-х годов всего два таких завода время от времени (при отсутствии подсолнечного сырья) производили соевый шрот, весь остальной шрот завозился по импорту.

До 2010-х годов технологии переработки сои в Украине замерли на уровне слаборазвитых стран, абсолютное большинство переработчиков использовали высоко энергозатратное сухое экструдирование, после которого следовал отжим на прессах. Некоторые переработчики использовали цепочку мокрое экспандирование – кондиционирование – экспеллерное экстрагирование (прессование), что также является технологией 40-50-тилетней давности. Но в последнем десятилетии Украина совершила громадный скачек в технологиях соепереработки.

Современные мировые тенденции переработки сои развиваются в двух направлениях: с одной стороны – продолжают строиться маслоэкстракционные заводы, которые, приближаясь к местам выращивания сои, уменьшают свои размеры (в сравнении с огромными портовыми МЭЗами продуктивностью 600-1000 т/сутки до 60- 200 т/сутки). С другой стороны, требовательность потребителей богатых стран к качеству продуктов питания, а также более внимательный расчёт капитальных и переменных затрат стимулирует увеличение производства полножирной (а больше всего – тостированной) сои.

Большинство сои (приблизительно 50%), которая перерабатывается в Украине, скармливается в виде соевого жмыха с остаточной маслянистостью 7- 9%. Американские учёные считают, что производство соевого жмыха прессовым методом является очень отсталой технологией, которая может использоваться только короткий период для изучения рынка, или в странах со слаборазвитой индустрией.

Итак, наши «законодатели мод» в кормлении – американцы – ещё 20 лет назад начали путь в немного другом направлении: в связи с подорожанием переработки сои, цельные бобы, обработанные теплом, стали иметь повышенное значение в кормлении животных. Эти процессы приобретают всё большее значение не только на американском континенте, но и во многих европейских странах, например, в Италии. Поскольку затраты на удаление масла из сои оказываются энергозатратными и бесполезными (потому что потом часть масла приходится добавлять в большинство рецептов кормов ради повышения содержания в них обменной энергии), это масло остаётся в сое при её переработке. Подобную стратегию использует самый большой в Украине производитель и потребитель комбикормов Мироновский хлебопродукт (ТМ «Наша ряба»), когда в корм используется не обезжиренный подсолнечный шрот, а подсолнечный жмых собственного производства с остаточной маслянистостью.

Таким образом, при использовании тостированной сои в кормах происходит более рациональное использование прямой энергии нагрева огнём, в сравнении с переработкой сои прессовым методом, когда осуществляется превращение электрической энергии в механическую, а нагревание происходит за счёт трения и сжимания.

Ещё одним недостатком прессовой переработки сои являются дополнительные капитальные и операционные затраты на другой продукт переработки – масло. После удаления в этом случае масло проходит долгий путь охлаждения, транспортирования, дозирования и смешивания, чтобы снова вернуться в состав корма. Также при прессовом методе переработки сои возникают высокие затраты на быстро изнашивающиеся запасные части, которые составляют не менее 5% в структуре себестоимости переработки, а также необходимые специальные инвестиции в системе дозировки масла на комбикормовых заводах.

Все эти недостатки устраняются в технологии тостирования. Что особенно важно, это, практически, мгновенный выход на рабочий режим тостирования и такая самая быстрая остановка машины. А также полное отсутствие поломок и быстроизнашиваемых запчастей на протяжении многих лет. Чудо-технология!

Ещё одним преимуществом тостированной сои является природное удержание масла клетками бобов, что позволяет дольше сохранять корма без использования консервантов и антиоксидантов. Потому что при обычной добавке масла в комбикорм последнее находится в мелкокапельном состоянии в порах корма, контактируя с большой площадью поверхности с воздухом и быстро окисляясь и приводя корм к разной степени токсичности, особенно в случаях длительного хранения. То же самое касается и остаточного масла, которое находится в структуре соевого жмыха.

Преимущества использования тостированной сои

Из-за более высокого содержания жира в тостированной сое по сравнению с соевым жмыхом или шротом, она является более питательным ингредиентом корма, чем её соевые конкуренты. Так сумма переваримых веществ для свиней в тостированной сое на 22% более высокая, а для КРС – на 9% выше, чем в соевом шроте или соевом жмыхе. Переваримая энергия для свиней и КРС больше на 16%, обменная энергия для КРС – на 30%, для свиней – на 12%, для птицы – на 45%. Но, нужно заметить, что большинство украинских специалистов по составлению рецептов и менеджеров по закупке сырья комбикормовых производств пока обращают внимание только на содержание сырого протеина, который, конечно, выше в продуктах переработки сои, и не обращают внимания на более высокую энергетическую ценность полножирной сои. Хотя те же специалисты из Америки или Европы хорошо понимают преимущества высокой энергетической ценности этого продукта и с удовольствием включают её в свои рационы. Будем надеяться, что этот образовательный пробел можно преодолеть рекламой, объяснениями и другими методами.

Текноимпианти презентует новую концепцию тостирования сои

В Италии тостированная соя используется в рецептах практически для всех видов животных и птицы. Так, например, в состав рациона для бройлеров её вводят в количестве 5%, для подсосных свиноматок – 5-12%, для дойных коров 8-12% от количества концентратов или 2-3% всего рациона, вместе с основными кормами. Существенное влияние на процентное содержание тостированной сои в рационах составляет соотношение цен с другими ингредиентами корма, как с белковыми составляющими, так и с зерновыми составляющими. Ограничением для введения большого количества тостированной сои к составу корма является превышение допустимого содержания жира в конечной формуле рациона.

Расчётные попытки включить тостированную сою в рецепты в реальных условиях украинского рынка подтверждают тенденции, присутствующие на итальянском рынке тостированной сои.

Тостированная соя особенно выгодна в рационах с высокой концентрацией энергии и протеина. Такими кормами обычно являются корма для молодняка и корма для птицы. В меньшей мере пока что такая продукция «затребована» в откормочных кормах для свиней, где хотя и необходимо высокое содержание энергии, но процентное содержание протеина в этих рационах – низкое.

Особенную ценность тостированная соя представляет для КРС из-за наилучшего качества так называемого защищённого (байпасного) белка. Попробуем несколькими словами объяснить, что это такое. Микроорганизмы рубца жвачных животных наряду с «полезной» способностью преобразовывать грубую клетчатку и низкокачественный белок в микробный белок, имеют и обратную сторону. Они также преобразуют в микробный, малоценный белок любой другой высококачественный белок. Таким образом, до последней камеры их сложного желудка – сычуга – попадает в основном малоценный микробный белок. Для собственников низко- и среднепродуктивных коров это явление не составляет никаких проблем, но для получения высоких надоев это явление нужно преодолеть. То есть в корме высокопродуктивных коров должно быть достаточно специального «защищенного» высококачественного белка, который сможет пройти через рубец, не будучи обесцененным его микроорганизмами. Именно тостированная соя является ключом для решения этой проблемы. Именно тостированной сои крайне не хватает украинским собственникам высокопродуктивных коров!

Наши прогнозы:

  1. В связи с увеличением объёмов производства сои в Украине, повышением цен на энергоносители и благоприятными тенденциями на рынке пищевых продуктов сложились все условия для стремительного развития технологии тостирования сои на протяжении следующих 5-7 лет.
  2. Ежегодное увеличение использования новых высокопротеиновых сортов сои и высокая агротехнология будет создавать давление и вытеснение соевым шротом и тостированной соей из рынка кормовых ингредиентов пока ещё популярного в Украине соевого жмыха.
  3. Собственники высокопродуктивных коров, которые инвестировали значительные ресурсы в инфраструктуру и поголовье, способны инвестировать незначительные средства в высокоэффективную технологию кормления и первыми освоят её.

Из дополнительных материалов курса «Оценка качества сырья для производства кормов», авторы: Ярошенко В. В., Шпычка С.Ю., специально для soft-agro.com

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Нашли этот материал полезным? Поделитесь с коллегами в соцсетях или отправьте ссылку прямо на почту!

Ссылка на основную публикацию