Глубокая переработка зерна технология

Обновлено: 15.09.2024

Основной рынок сбыта казахстанской муки традиционно сложился, главным образом, из государств Средней Азии. В виду несложности технологии переработки зерна в муку эти страны в последнее время наращивают свое мельничное производство. Как следствие, темпы экспорта нашей муки в последнее время падают.

Поэтому казахстанскому бизнесу пора обратить серьезное внимание на глубокую переработку зерна пшеницы, продуктами которой являются такие вещества, как клейковина, крахмал.

Давайте узнаем, что собой представляет глубокая переработка зерна.

Итак, процесс начинается привычным способом – изготовлением муки. Затем в тестомесилке мука смешивается с водой в пропорции 1:1 и начинается процесс сепарирования – то есть разделение на клейковину и крахмальное молочко (смотрите Схему 1.).

Крахмал и его производные

Крахмальное молочко делится на фазы разного качества, которые соответствующим образом перерабатываются и идут на приготовление кормовых добавок, глюкозно-фруктозного сиропа (натуральное подслащивающее вещество) и пшеничного крахмала.

* Модифицированный крахмал — это специально обработанный крахмал,
который лучше усваивается, т.к. его структура разбита на более мелкие
части. Часто используется в пищевых продуктах, безвреден.

Далее крахмал в чистом или модифицированном виде может использоваться для получения глюкозы, патоки, этанола – для пищевой промышленности, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Кроме того, он входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и пр. В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно-бумажной промышленности, насчитывая миллионы тонн ежегодно.

Переработка крахмала фазы А может пойти дальше. Крахмал разжижают, осахаривают и в результате технологических процессов, насчитывающих от 2 до 13 этапов, получают такие ферменты, как: биоэтанол, биобутанол, этанол (на топливо), ацетон, сухие дрожжи, молочная, лимонная, янтарная кислоты, L-лизин, витамины С, B₂, B_12.

В настоящее время указанные кислоты и лизин очень востребованы в современной промышленности, они используются в производстве корма, пищевых продуктов, косметики, фармацевтики, в химической промышленности.

Так, янтарную кислоту используют для получения пластмасс, смол, лекарственных препаратов (в частности, хинолитина, который применяется при заболеваниях нервной системы, параличей, прогрессирующей мышечной дистрофии), для синтетических целей, а также в аналитической химии. В пищевой промышленности используется в качестве пищевой добавки, замедляющей окисление.

Янтарную кислоту также используют как удобрение. Она ускоряет созревание плодов, повышает урожайность, увеличивает содержание витаминов и сахара в плодах, повышает холодостойкость, засухоустойчивость и сопротивляемость к заболеваниям.

Почему бы Казахстану не стать мировым улучшателем муки?

Клейковина, высоким наличием которой так гордятся казахстанские производители зерна, в чистом виде имеет богатейшее мировое применение.

В последние 25-30 лет использование сухой пшеничной клейковины выросло в десятки раз, особенно в передовых странах с развитой агропромышленной индустрией. В европейских странах сильная пшеница является дорогостоящей и обычно импортируется из США и Канады. Поэтому используется слабая мука из своего зерна (с низким содержанием клейковины, слабой или короткорвущейся) – и добавляется сухая клейковина.

Помимо хлебопекарной промышленности, сухая клейковина используется также для панировки и глазировки некоторых замороженных полуфабрикатов, для сохранения хрустящих свойств кондитерских изделий, для уменьшения проникновения влаги из начинки в корку при изготовлении пиццы, для глазировки жареных орехов с солью и другими приправами и т.д.

Еще одно направление применения клейковины – обогащение белком готовых к употреблению зерновых завтраков, в состав которых входят пшеничные или овсяные отруби, жир, сушеные фрукты, орехи, витамины, минеральные добавки. В нашей стране готовые завтраки потребляют очень активно, так почему бы не изготавливать их самим, ведь практически всё сырье мы имеем?

Клейковина является очень эффективной добавкой для связывания кусочков и обрезков мяса, из которых готовятся бифштексы, котлеты и др., а также для изготовления мясного и сосисочного фарша. Изделия, содержащие клейковину, по вкусовым свойствам превосходят изделия, приготовленные с использованием казеината натрия, а также изделия без белковых добавок.

Таким образом, в будущем налаживание производства клейковины не только даст возможность ввести в структуру экспорта новый продукт, но и организовать собственное производство качественных и вкусных продуктов питания, которые сейчас импортируем.

Малоотходное производство

Именно таким является глубокая переработка зерна.

Например, отправив на переработку 200 000 тонн зерна, можно получить: сухой клейковины –
17 000 т, глюкозно-фруктозного сиропа – 30 000 т, пшеничного крахмала – 60 300 т, модифицированного крахмала – 48 600 т, отрубей – 40 000 т. Итого выход готового продукта: 195 900 т.

Опыт – сын ошибок трудных

Причиной неудачи этого проекта некоторые называют неконкурентоспособность произведенной продукции из-за высоких акцизов на ввоз этанола в РФ, другие говорят о плохом менеджменте, третьи сплетничают об отмывании или распиливании финансовых средств. Как бы там ни было, в настоящее время, пока депутаты и представители власти изредка вспоминают о заводе и предлагают его возродить, местные жители растаскивают инновационные постройки на металлолом.

Такой грустный опыт подсказывает, что проект по глубокой переработке зерна должен реализовываться все-таки представителями казахстанского крупного бизнеса и обязательно с государственным участием. Льют воду на эту мельницу и цены на постройку производства.

Так, например, немецкая компания EPC Group предлагает поставить и произвести монтаж завода по переработке 100 000 тонн зерна в год для изготовления прямым способом янтарной кислоты и гранулированного корма за 65 млн евро.

Данные инвестиционные затраты считаются низкими, используется пшеница 4-5 классов, время амортизации (время износа оборудования) короткое. Из нашей же пшеницы 3-го класса предпочтительнее получать янтарную кислоту косвенным способом – с получением корма и клейковины. Расходы выше, но и амортизация долговременная.

Завод для получения крахмала с мощностью переработки
200 000 т пшеницы в год от той же компании стоит 120 млн евро. На выходе получается клейковина, модифицированная мука, обычный крахмал, модифицированный крахмал и корм.

ГЛУБОКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ЗЕРНА — ОДНО ИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В ЗЕРНОВОЙ ОТРАСЛИ. БЛАГОДАРЯ ЕМУ СУЩЕСТВУЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ЗНАЧИТЕЛЬНО СОКРАТИТЬ ЕЖЕГОДНЫЙ ИМПОРТ МНОГИХ ПРОДУКТОВ: КРАХМАЛА, ГЛЮТЕНА, ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И ДРУГИХ. ОДНАКО ПОКА ПОДОБНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕ ПОЛУЧИЛА ДОЛЖНОГО РАЗВИТИЯ В РОССИИ

Каждый год спрос на продукты глубокой переработки зерна растет как на внутреннем, так и на международном рынках. В Российской Федерации это связано с развитием в рамках импортозамещения животноводческой отрасли, а за рубежом — с увеличением потребления биоразлагаемых пластиков на основе молочной кислоты. Как же развивается это направление в нашей стране, и какие факторы тормозят его?

ВСПОМНИТЬ О ТЕХНОЛОГИИ

Глубокая переработка — процесс разделения зерна на отдельные составляющие. В результате происходит выделение крахмала и глютена, а также других побочных продуктов. При переработке пшеницы можно получить отдельные фракции крахмала А, В, С и пшеничную клейковину. Подобный способ переработки зерна позволяет использовать все его компоненты для получения разнообразных продуктов, перечень которых весьма широк.

Сегодня главная промышленная методика глубокой переработки зерна — трехфазная декантерная технология. Она состоит из нескольких основных этапов. Первый из них — измельчение, получение отрубей и муки. Затем следует приготовление теста и сепарация, то есть разделение суспензии на три фазы, благодаря чему получаются крахмал А и В, клейковина, пентозаны и растворимые вещества. Следующие этапы — отмывка и сгущение крахмала А, а также просеивание и обезвоживание клейковины. Завершает технологический процесс переработка растворимых веществ и пентозанов.

Одним из главных достоинств предприятий этого направления является возможность регулирования объемов выпускаемой продукции на различных этапах, что позволяет адаптировать производственный процесс к текущим требованиям рынка и повысить экономическую эффективность. В процессе глубокой переработки зерна можно получить широкий перечень продуктов с высокой добавочной стоимостью: нативный и модифицированный крахмалы, глюкозно-фруктозные сиропы, крахмальную патоку, глюкозу, клейковину или глютен, пищевой спирт и биотопливо, биогаз, кормовую добавку и другие.

Сырьем для глубокой переработки может служить любое зерно — пшеница, кукуруза, ячмень, рожь, овес, тритикале. В мировой практике в качестве материала для подобной технологии выбираются зерновые культуры, доступные и имеющиеся в наличии в том или ином регионе круглогодично, что обусловлено климатическими особенностями и ситуацией в сельскохозяйственной отрасли. Например, в США в качестве зернового сырья для подобных производств обычно используется кукуруза, на долю которой приходится около 70 процентов от общего объема сырья для глубокой переработки в мире, в Европе чаще всего — пшеница. Эта же культура является наиболее доступным материалом и в России.

При дальнейшей переработке полученного в результате сепарации крахмала можно получить широкий перечень различных производных и биопродуктов, сфера применения которых практически не ограничена — от пищевой промышленности до замены продукции нефтехимии. На базе глюкозы из зернового крахмала можно получать органические кислоты: лимонную кислоту, применяющуюся при изготовлении современных стиральных порошков, и янтарную кислоту, служащую сырьем для биополимеров. Из глюкозы получают и молочную кислоту, которая является подходящей основой для производства биоразлагаемого пластика PLA и используется при изготовлении покрытий, пищевой упаковки, одежды, одноразовой посуды, при этом быстро разлагается на воду и углекислый газ. Другие производные глюкозы: аминокислоты, например L-лизин, применяющийся в кормах для животных, треонин, триптофан и аргинин; ферменты — альфаамилаза, глюкоамилаза и прочие, а также витамины, пищевые добавки и биополимеры из молочной кислоты.

Для многих зарубежных стран глубокая переработка зерна давно стала привычной технологией. Крупнейшими производителями подобных продуктов традиционно являются США, а также страны Европейского союза. Последние годы наращивает объемы производства Китай. Согласно Программе ЕС по развитию возобновляемых технологий до 2030 года, сегодня мировой рынок производства только крахмалов оценивается приблизительно в 67,5 млн т, причем за последнее десятилетие этот показатель увеличился более чем в два раза. Возрастающая роль крахмала в экономике развитых стран вызвана особыми свойствами как готового продукта, так и сырья для получения модифицированных крахмалов и их производных различного назначения, а также биопродуктов.

Сегодня в странах ЕС работает 78 заводов, осуществляющих глубокую переработку зерна, производственные мощности расположены в 21 стране. В США подобных предприятий меньше — 21 компания, однако средний американский завод почти в восемь раз больше европейского и выигрывает за счет более низкой, в среднем в семь раз, стоимости энергоносителей и сырья — в этой стране используется генно-модифицированная кукуруза. При этом, в отличие от России, на Западе бум строительства новых заводов уже прошел, что связано с относительным насыщением рынка.

Несмотря на то, что глубокая переработка зерна получила широкое развитие за рубежом, для России и других стран ближнего зарубежья данная отрасль по-прежнему является новой и находится на начальном этапе развития.

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 в целях переработки. 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.

Территория России насчитывает почти 1 млрд 710 млн га. Начиная с 1990 года, из хозяйственного обращения в стране были выведены более 40 млн га пашни, а также более 30 млн га лугов и пастбищ. Сегодня эти земли по-прежнему не используются. Таким образом, существует хороший потенциал расширения сырьевой базы для глубокой переработки зерна. Также перспективы развития этого направления в России связаны с возможностью импортозамещения продукции, которая сегодня завозится из-за рубежа, например модифицированные крахмалы, биопродукты и другое. Предпосылки развития технологии глубокой переработки в России существуют, и они достаточно очевидны. Однако для качественного становления этого зернового направления необходимо не только строительство и инвестирование новых проектов, но и государственная поддержка этой отрасли АПК страны.

Биотехнологии, наряду с информационными и нанотехнологиями, признаны ключевым направлением укрепления инновационного сектора экономики страны. Принятая Федеральная Программа развития биотехнологий до 2020 года предусматривает увеличение объема производства продуктов с использованием биотехнологий более чем в 30 раз [1].

В значительной степени этот рост должен быть достигнут за счет ускоренного развития промышленных биотехнологий. Фактически, речь идет о создании новой отрасли, не уступающей по своим объемам традиционным производствам на основе полезных ископаемых. Новая отрасль даст возможность увеличить объемы производства кормовых и пищевых продуктов и повысить добавленную стоимость на перерабатываемое сырье. Продукция – сиропы и крахмал – будут использоваться в качестве субстрата для производства разлагаемого биопластика.

Глубокая переработка — процесс разделения зерна на отдельные составляющие. В результате происходит выделение крахмала и глютена, а также других побочных продуктов. При переработке пшеницы можно получить отдельные фракции крахмала (А, В, С) и пшеничную клейковину. Подобный способ переработки зерна позволяет использовать все его компоненты для получения разнообразных продуктов, перечень которых весьма широк.

Сегодня главная промышленная методика глубокой переработки зерна - трехфазная декантерная технология. Она состоит из нескольких основных этапов. Первый из них - измельчение, получение отрубей и муки. Затем следует приготовление теста и сепарация, то есть разделение суспензии на три фазы, благодаря чему получаются крахмал А и В, клейковина, пентозаны и растворимые вещества. Следующие этапы - отмывка и сгущение крахмала А, а также просеивание и обезвоживание клейковины. Завершает технологический процесс переработка растворимых веществ и пентозанов.

Современные тенденции направлены на углубленную переработку зерна, которая заключается в выделении и использовании всех компонентов зерна для получения разнообразных продуктов, таких как глюкозо-фруктозный сироп, мальтозная патока, глютен, а также крахмал, который направляют на получение этилового спирта, что позволяет сократить расходы, связанные с его производством.
Глубокая переработка зерна становится все более приоритетным направлением для производителей, поскольку предоставляет дополнительные возможности, ранее не доступные при использовании традиционных технологий. В настоящее время наиболее распространенным сырьем для глубокой переработки является пшеница и кукуруза. Например, в США в качестве зернового сырья для подобных производств обычно используется кукуруза, на долю которой приходится около 70 процентов от общего объема сырья для глубокой переработки в мире, в Европе чаще всего для данных целей применяется пшеница. Эта же культура является наиболее доступным материалом и в России.

Во многих развитых странах уже разработаны и успешно используются схемы глубокой переработки зерновых культур. Так, ученые Франции предлагают схему, позволяющую снизить затраты на производство спирта за счет извлечения белка. Учеными Великобритании и США описан процесс производства спирта из зерновых культур с получением крахмала, грубых волокнистых фракций и глютена, содержащего высокий процент белка.

Крупнейшими производителями подобных продуктов традиционно являются США, а также страны ЕС. Сегодня в странах ЕС работает 78 заводов, осуществляющих глубокую переработку зерна, производственные мощности расположены в 21 стране. В США подобных предприятий меньше —21 компа ния, однако средний американский завод почти в восемь раз больше европейского и выигрывает за счет более низкой, в среднем в семь раз, стоимости энергоносителей и сырья — в этой стране используется генно-модифицированная кукуруза. При этом, в отличие от России, на Западе пик объёмов строительства новых мощностей уже прошел, что связано с относительным насыщением рынка [2].

BioWanze является крупнейшим производителем биоэтанола в Бельгии с годовой выработкой до 300 тыс. куб. м продукции. Компания реализует инновационный производственный процесс, обеспечивая сокращение выбросов парникового газа до 70% по сравнению с традиционными видами топлива. Конечная продукция является высококачественной пищевой продукцией и добавками, используемыми в кормлении сельскохозяйственных животных. Ежегодное потребление сырья: 800 тыс. тонн пшеницы и 400 тыс. тонн сахарной свёклы.

В Китае наблюдается значительный рост производственных мощностей по глубокой переработке кукурузы. Производство кукурузного крахмала как основного продукта отрасли показывает очень быстрый ежегодный рост. Так, в 2012 г . производство кукурузного крахмала в Китае достигло 21,2 млн. тонн, что на 26% выше, чем в 2008 г . и значительно выше, чем производство зерна кукурузы. Производство продуктов глубокой переработки кукурузы представлено крахмалопродуктами, спиртами, глутаминовой кислотой, лизином, лимонной кислотой. Несмотря на то, что глубокая переработка зерна получила широкое развитие за рубежом, для России и других стран ближнего зарубежья данная отрасль по-прежнему является новой и находится на начальном этапе развития.

Одно из основных конкурентных преимуществ России состоит в развитии глубокой переработки зерна и, как следствие, промышленных биотехнологий, а также в наличии достаточных ресурсов возобновляемого сырья, таких как зерно и древесина.

Развитие в России глубокой переработки зерна позволит производить высокотехнологичные продукты, спрос на которые на мировом рынке растет с каждым годом. Соответственно, становление этой отрасли в ближайшем будущем может быть как инструментом привлечения инвестиций, так и источником доходов. Дальнейшее углубление переработки в сторону производства биотехнологических продуктов с высокой добавленной стоимостью решит проблему с рынками сбыта: в России востребованы аминокислоты и корма, в Европе растут потребности в экологических биопластиках, а развивающиеся рынки Азии заинтересованы в продуктах биохимии, таких как биобутанол.

Глубокая переработка зерна — это новые рабочие места, внедрение инноваций, развитие пищевой индустрии. Как отмечают эксперты, на российском рынке для продуктов таких предприятий большие возможности по импортозамещению. Глобальные рынки растут ежегодно, что обеспечивает высокий потенциал для экспорта.

До сих пор, импорт Россией основных продуктов глубокой переработки более чем в 10 раз превышал экспорт, если считать в денежном выражении. Его объемы пока почти незаметны в мировой торговле. Это десятые доли процента, если не брать сухую пшеничную клейковину (глютен) — в данном сегменте РФ обеспечивает 1,5% глобального рынка. Связано это с тем, что внутренний рынок страны пока не готов использовать такой продукт. В мире же большой спрос на глютен генерируют пищевая и хлебобулочная промышленность. Данный продукт дорогой, но он улучшает органолептические свойства продукции. К примеру, в Китае и Японии на основе глютена делают даже заменители мяса. По расчетам экспертов-технологов, в среднем на тонну пшеничной муки нужно добавлять 1-2% клейковины для улучшения качества хлеба, булочек и пр. Сейчас годовое российское производство и потребление пшеничной муки оценивается примерно в 9,5 млн т. На этот объем рынку нужно не менее 95 тыс. т/год (1%) пшеничной клейковины, тогда как реальный спрос не превышает 8 тыс. т/год. В этом отношении, потенциал роста рынка – более чем десятикратный [3].

Строить заводы по глубокой переработки нужно с прицелом на экспорт. Всего лишь несколько реализованных проектов с мощностью переработки 200-240 тыс. т в год за три-четыре года закроют внутренний спрос, а если они будут работать в одном сегменте, то возможно перепроизводство. Любое новое отечественное производство должно иметь не просто экспортный потенциал, но и строиться с прицелом стать заметным игроком на мировом рынке. Только в этом случае можно будет диверсифицировать риски, в том числе ценовые и спросовые а также гарантировать окупаемость капиталоемкого проекта [4].

Используя глубокую переработку зерна, производитель имеет возможность организовать производство широкого ассортимента продуктов, имеющих самое разнообразное применение. Технологии, использовавшиеся ранее, не предоставляли таких возможностей, усиливая таким образом конкуренцию на рынке и снижая рентабельность.

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. В процессе этого можно получить широкий перечень продуктов с высокой добавочной стоимостью: нативный и модифицированный крахмалы, глюкозно-фруктозные сиропы, крахмальную патоку, глюкозу, клейковину или глютен, пищевой спирт и биотопливо, биогаз, кормовую добавку и другие.

По нашему мнению, на начальном этапе освоения зарубежных технологий глубокой переработки зерна необходимо обратить внимание на спиртазаводы, отходы которых в виде барды являются готовым сырьем для выработки клейковины и других биопродутов. Экономически это было бы выгодным, так как не потребовало бы значительных финансовых вложений.

Одной из главных проблем, стоящих перед заводами спиртовой отрасли, является разработка ресурсосберегающей технологии. В Российской Федерации действует более 200 спиртовых предприятий, основная доля которых производит этиловый спирт из крахмалсодержащего сырья, представленного широким ассортиментом зерновых культур. В настоящее время зерно перерабатывается под действием высоких температур, что сопровождается большими теплоэнергозатратами для заводов. В последние годы из-за постоянного увеличения цен на теплоэнергоносители эти показатели в структуре себестоимости спирта составляют все более значимую величину, поэтому решение указанной задачи отвечает современным требованиям отрасли [4].

Одним из аспектов ресурсосберегающей технологии является решение экологической проблемы. Барда, объемы выработки которой составляют порядка 10 млн. л/год, является ценным кормовым продуктом, дефицит в котором всегда испытывали животноводческие хозяйства, находящиеся вдали от спиртовых заводов. В настоящее время в натуральном виде на корм скоту барда используется только в объеме 20-25%, а остальная - сбрасывается в овраги, вывозится на поля, спускается в водоемы, чем наносится огромный экологический урон окружающей природе. Новая технология предусматривает сокращение выхода барды с одновременным ее концентрированием.

В сентябре 2017 в Амурской области запущена 1-я очередь завода по глубокой переработке сои.

По данным АПК регионов в России , в разной степени, реализуются 12 проектов по глубокой переработке зерна в Орловской, Ростовской, Волгоградской, Курганской, Пензенской, Московской, Тамбовской, Амурской областях, Краснодарском и Ставропольском краях, Башкирии и Татарии.

Во многих регионах РФ заявляют о намерениях строить или о начале строительства заводов по глубокой переработке зерна.

В Омской области создан биотехнологический кластер, который вошел в перечень промышленных кластеров Минпромторга России. На сегодняшний день в него входит 11 промышленных предприятий (количество высокопроизводительных рабочих мест – чуть менее 2000 человек).

Основные причины, тормозящие развитие нового зернового направления в нашей стране, — необходимость больших денежных вложений, при этом схема финансирования в российских реалиях зачастую оказывается непродуманной, и возникают 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 [5].

увеличить объем, переработки зерна в муку на действующих мукомольных предприятиях , которые в настоящее время загружены всего на 50%, что позволит увеличить объем экспорта муки с 200 тысяч тонн до 4 млн. т;
повышение качества заготовляемого зерна пшеницы на продовольственные цели в объемах государственных закупок (интервенций) зерна I, II и III классов что позволит полностью покрыть внутренние потребности в глютене хлебопекарной, макаронной и кондитерской промышленности.;
развитие мясного животноводства – эффективный способ использования зерна на кормовые цели с одновременным обеспечением продовольственной безопасности страны;
можно утверждать, что в ближайшей перспективе максимальная польза от инвестиций в глубокую переработку зерна для инвестирующей стороны может быть получена только при использовании этой технологии в действующей спиртовой промышленности России. С этой целью предлагается извлекать клейковину из свежей барды функционирующего спиртового производства, и, таким образом, закрыть потребность в клейковине внутреннего рынка [5];
увеличение объемных мощностей по хранению зерна до уровня не менее 1,5 -2,0 раз (как это сделано в США, Канада и Франции), превышающие годовой объем его заготовки, с целью повышение надежности и стабильности в обеспечении зерновым сырьем внутреннего производства и экспорта.

Таким образом, 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, без учета роста животноводства, оценивается примерно в 10 млн т и может быть использовано в целях переработки. 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.

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.

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.

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

Предприятия по глубокой переработке зерна, построенные в последние годы:

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.

Читайте также: