science-review.ru
Российский рынок масложировой продукции характеризуется показателями высокой емкости, насыщенности и конкурентности, при сохранении темпов роста приблизительно 2 % в год при базовом сценарии развития на среднесрочную перспективу (рис. 1–2).
Анализ структуры потребления основной продукции масложировых предприятий по видам показывает преобладающий спрос на подсолнечное масло – 80 % к объему потребления, из которого на долю нерафинированного подсолнечного масла приходится 58 %.
Цель работы – анализ бизнес-процессов при переработке масличных культур, выявление резервов для роста рынка продуктов переработки и разработка предложений для реализации в рамках действующих предприятий.
Блок-схема традиционного начального цикла переработки маслосемян в условиях отечественных предприятий (рис. 3) может быть наиболее эффективно использована в условиях производств малой мощности [2]. Однако резервы для роста производства товарной продукции за счет инновационных потребительских объектов путем глубокой переработки ресурсов при реализации такой схемы минимальны.
Рис. 1. Объем видимого потребления на рынке растительного масла в 2013–2017 гг. и прогноз на 2018–2025 гг., тыс. т, в рамках базового сценария развития [1]
Рис. 2. Динамика и структура рынка растительного масла в 2013–2017 гг. и прогноз до 2025 г., тыс. т, в рамках базового сценария развития [1]
Рис. 3. Общая блок-схема традиционного начального цикла переработки маслосемян в условиях отечественных предприятий
Для предприятий, реализующих масштабное производство, целесообразно дополнить начальный производственный цикл получения нерафинированного масла из маслосемян системой процессов его рафинации [3–4]. Пример участка рафинации с аппаратурно-техническим оформлением представлен на рис. 4. При этом дополнительной товарной продукцией являются лецитины.
Рис. 4. Рафинация масла как участок аппаратурно-технологической схемы получения лецитина [5]
Согласно директиве ЕС 96/97, лецитином называется «смесь фракций фосфолипидов, полученных физическими методами из животных или растительных пищевых веществ».
В соответствии с межгосударственным стандартом (ГОСТ 32052–2013 Добавки пищевые. Лецитины E322. Общие технические условия) лецитины Е322 подразделяют:
– на лецитин E322(i) – смесь веществ, нерастворимых в ацетоне (в основном фракций фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитов, фосфатидных кислот), с сопутствующими веществами (гликолипидами, углеводами, триацилглицеринами, свободными жирными кислотами и др.), полученных из животных или растительных источников. Лецитин E322(i) может содержать фосфолипидные фракции и комбинированные с ними вещества в различных пропорциях и комбинациях и выпускается в виде лецитина жидкого стандартного, лецитина обезжиренного, лецитина фракционированного;
– частично гидролизованный лецитин E322(ii) – лецитин, полученный с помощью ферментативного гидролиза фосфолипидов с увеличенным содержанием лизофосфолипидов, и выпускается в виде лецитина гидролизованного и лецитина обезжиренного гидролизованного.
Ряд исследователей и специалистов в области здорового питания относят фосфолипиды, пищевые волокна и витамины к наиболее значимым среди физиологически функциональных ингредиентов пищевых продуктов. При этом особенности химического строения обусловливают уникальные технологические свойства фосфолипидов в различных пищевых системах хлебобулочной, кондитерской, масложировой, других отраслей перерабатывающей промышленности в качестве натуральных эмульгаторов.
Потенциальными масштабными источниками получения стандартных субстанций ФЛ с заданным составом и свойствами в России могли бы явиться побочные продукты масложировой промышленности: фосфатидная эмульсия, получаемая гидратацией нерафинированного подсолнечного или другого вида масла в рамках типовых технологических схем на маслоэкстракционных заводах (МЭЗ), и фосфатидный концентрат – продукт обезвоживания эмульсии при температуре 85–90º C и остаточном давлении 15,0 кПа [6, 7].
Важную роль в технологических процессах переработки фосфолипидных фракций растительных масел играют их реологические характеристики. В частности, известно, что свойством текучести ФЛ эмульсии обладают при наличии массовой доли влаги не более 1 % [8]. Кроме того, насыщение водой фосфолипидной эмульсии в результате операции гидратации является фактором, провоцирующим процессы гидролитической порчи липидов. Таким образом, ключевой стадией при производстве фосфолипидных концентратов является удаление влаги из фосфолипидной эмульсии. При этом существенной проблемой является рациональная организация процесса обезвоживания фосфолипидных эмульсий.
Для удаления влаги из жидких высоковлажных термолабильных растительных эмульсий используют конические (инновационный патент 24527 РК; пат. 2425708 РФ; пат. 2429040 РФ) и цилиндрические (инновационный патент РК 26364; инновационный патент РК 26364; патент РК 27194; пат. 2474460 РФ; пат. 2484874 РФ) ротационно-пленочные аппараты различных конструкций. Недостатки устройств первой группы связаны с низкой надежностью этих технических систем, недостаточной эффективностью разделения парожидкостной смеси вращающимся сепарационным отбойником тарельчатого типа. Для устройств второй группы характерны недостатки, обусловленные закономерностями изменения вязкости продукта в процессе влагоудаления, что затрудняет его перемещение внутри цилиндрического корпуса, а также следует отметить нерациональное использование теплоносителя по длине аппарата.
Для устранения выявленных недостатков необходимо решить техническую задачу равномерного распределение продукта по внутренней поверхности аппарата. С ее успешным решением будет сопряжено достижение других задач – снижение динамического воздействия на привод барабана и более стабильного перемещения пленки продукта по длине аппарата Решение поставленных задач реализовано авторами [9] путем разработки инновационной конструкции аппарата. SWOT-анализ процесса влагоудаления при промышленной реализации известных способов получения фосфатидных концентратов показывает, что «угрозы», или «узкие места», связаны с неэффективным использованием энергозатрат, недостаточно высоким качеством и сопряженной с ним хранимоспособностью получаемой продукции. Для успешного использования вскрытых резервов необходимы технические решения по автоматизации процесса обезвоживания фосфатидных эмульсий в ротационно-пленочных аппаратах.