Переработка вторичного сырья в мясной промышленности

Одно из наиболее ценных по кормовым и биологическим свойствам и сравнительно дешевое вторичное сырье - кровь убойных животных.

При промышленной переработке крови она разделяется на плазму и форменные элементы. Плазма крови состоит из воды (в среднем около 90%), белка (7,5…8%), других органических растворимых веществ (1,1%) и неорганических соединений (0,9%). В плазме содержатся ферменты, биологически активные амины и гормоны, свободные аминокислоты, продукты конечного распада белков, а также сотни различных белков, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию.

Одно из последних достижений в области производства препаратов из крови – плазма аэрозольной сушки, при получении которой сохраняется биологическая активность функциональных белков, в частности иммуноглобулинов.

За рубежом такой продукт, как плазма аэрозольной сушки, применяют в промышленных масштабах лишь последние 15 лет. Схема производства сухой плазмы включает асептический сбор и охлаждение крови; добавление антикоагулянта; разделение на фракции с помощью центрифуги, обратного осмоса или ультрафильтрации; аэрозольной сушки.

Плазму крови как белковое сырье благодаря ее высокой питательной ценности, перевариваемости основных веществ и другим качествам широко применяют в пищевой, молочной, мясной, хлебопекарной, кондитерской,  а также комбикормовой промышленности.

Сохранность фракций иммуноглобулина плазмы крови аэрозольной сушки в кишечнике животного варьируется от 54 до 90%. По содержанию питательных и биологически активных веществ плазма крови приближается к рыбной муке высокого качества (табл.3).

Особенно выгодным оказалось применение плазмы крови аэрозольной сушки в производстве престартерных комбикормов для поросят-сосунов, а включение ее (6…7%) в корм молодняка в течение двух недель позволяет на 7…8 дней сократить возраст отъема. Данные научных и практических исследований показывают, что при правильных кормлении и содержании ранний отъем (17…21 день) по сравнению с традиционным имеет ряд преимуществ. Это повышение среднесуточных приростов живой массы на 26%, снижение затрат кормов на единицу прироста на 10%, сокращение срока достижения убойных кондиций. На выращивание поросят затрачивается меньшее количество ветпрепаратов и медикаментов.

На племзаводе «Гулькевичский» (Краснодарский край) провели серию опытов для сравнительного изучения эффективности рыбной муки и плазмы крови аэрозольной сушки в составе рационов, сбалансированных по всем элементам питания в строгом соответствии с детализированными нормами кормления свиней. После этого результаты, полученные в опытах, проверили в производственных условиях на 80 животных. Было установлено, что скармливание подопытным поросятам плазмы крови аэрозольной сушки способствовало увеличению среднесуточного прироста живой массы на 16,6% по сравнению с контрольной группой.

Поросята, получавшие с рационом плазму крови, достигли живой массы 100 кг на 19 дней раньше, чем их сверстники, которым скармливали рыбную муку.

Расчеты показали, что себестоимость 1 кг прироста живой массы поросят в опытной группе была на 3,89 руб. меньше, чем в контрольной (31,68 руб.), а уровень рентабельности – на 18% выше.

Таким образом, для восполнения дефицита биологически активных веществ в рационы молодняка свиней в течение двух недель после отъема рекомендуется включать 7% плазмы крови вместо рыбной муки высокого качества.

Переработка отходов мясной промышленности методом сухой экструзии.

К новейшим приемам переработки биологических отходов относятся экструзионные технологии. Они позволяют совместить и проводить быстро и непрерывно в одной машине (экструдере) ряд операций: практически одновременно перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, варить и формовать продукт. За короткий промежуток времени в сырье происходят процессы, соответствующие длительной термообработке. В современных экструдерах в зависимости от характера обрабатываемого материала температура может достигать 200°С, а давление развиваться до 4…5 МПа. В то же время отрицательные эффекты обработки сводятся к минимуму за счет её высокой скорости. Обрабатываемый материал находится в экструдере не более 20…30 с., поэтому экструзионные технологии принято относить к кратковременным высокотемпературным процессам.

Развитие экструзионной техники позволило предложить новые способы утилизации отходов пищевой промышленности, зверохозяйств, свиноводства и птицеводства.

Основная проблема, возникающая при переработке таких отходов, - их высокая влажность (до 85 %). В основе предлагаемых технологий лежит способ сухой экструзии, в котором нагрев экструдируемого материала происходит за счет трения как внутри него, так и трения его о ствол экструдера. Измельченные отходы животного происхождения (в том числе падеж) предварительно смешивают с растительным наполнителем для уменьшения влажности массы, подаваемой в экструдер. Полученную смесь подвергают экструзионной переработке, получая на выходе пригодный для кормления продукт. В качестве наполнителя могут быть использованы зерно, зерноотходы, отруби, шроты. Объем наполнителя превышает объем отходов животного происхождения в несколько раз (3…5 раз) и определяется влажностью отходов.

При прохождении смеси через компрессионные диафрагмы в стволе экструдера внутри неё за счет трения поднимается температура (свыше 110°С) и развивается давление свыше 4 МПа. Время прохождения смеси через экструдер не превышает 30 с., а в зоне максимальной температуры она находится лишь 6 с., поэтому отрицательные эффекты термообработки сведены до минимума.

Вместе с тем за это время смесь:

1. стерилизуется и обеззараживается (болезнетворные микроорганизмы, грибки, плесень полностью уничтожаются);
2. увеличивается ее объем (вследствие разрыва молекулярных цепочек крахмала и стенок клеток при выходе смеси из экструдера);
3. гомогенизируется (процессы измельчения и перемешивания сырья в стволе экструдера продолжаются, продукт становится полностью однородным);
4. стабилизируется (нейтрализуется действие ферментов, вызывающих прогоркание продукта, таких как липаза и липоксигеназа, инактивируются антипитательные факторы, афлотоксин и микотоксин);
5. обезвоживается (содержание влаги снижается на 50…70% от исходной).

Присутствующие в исходном сырье соединения в процессе экструзионной обработки подвергаются следующим изменениям.

Кратковременное пребывание сырья в зоне высоких температур оказывает минимальное воздействие на качество белка. Перевариваемость протеина достигает 90%. Аминокислоты становятся более доступными вследствие разрушения в молекулах белка вторичных связей. Кратковременность термообработки при сравнительно низких температурах не разрушает сами аминокислоты. Содержание доступного лизина достигает 88%. В то же время полностью или значительно разрушаются антипитательные соединения, такие как ингибиторы протеаз, трипсин и уреаза.

Крахмал желатинизируется, что увеличивает степень его усвояемости.

Жиры равномерно распределяются по всей массе продукта, образуя комплексные соединения с крахмалом в соотношении 1:10, что повышает их доступность. Стабильность жиров повышается, поскольку разрушаются ферменты, вызывающие их окисление и прогоркание, такие как липаза и липоксидаза,а лецитин и токоферолы, являющиеся природными   стабилизаторами, сохраняют полную активность.

Существенных изменений в соотношении растворимых и нерастворимых пищевых волокон не обнаруживается. Перевариваемость пищевых волокон возрастает после экструзии, что связано с их химической модификацией.

Жесткость экструзионного режима переработки сырья приводит к гибели патогенной микрофлоры (бактерий, грибков). Во-первых, известно, что большинство бактерий гибнет при температурах 114…120°С в течение 5 с. Во-вторых, внутри ствола экструдера внутриклеточная влага превращается в перегретый пар. При выходе из экструдера резкое падение давления (декомпрессионный взрыв) приводит к разрыву клетки изнутри парами воды. Поэтому возможно получение качественного корма при использовании в качестве наполнителя некондиционных зернопродуктов. Согласно данным отечественных исследований, 25% зерновых в той или иной степени заражены микотоксинами, которые могут вызывать заболевания скота и птицы и снижать их продуктивность. Стерильность получаемого корма особенно важна при откорме молодняка. До 90% гибели молодняка происходит из-за болезней желудочно-кишечного тракта или инфекций, занесенных через пищеварительную систему.

Первые линии по переработке биологических отходов методом сухой экструзии появились в США. Цехи с применением технологии американской компании «Insta Pro, Inc.» работают в ОАО ПХ «Лазаревское» Тульской области, ОАО «Восточный» Удмуртской Республики; на откорме свиней достигают привеса до 750 г в сутки, экономя при этом на закупках дорогих компонентов.

Экструзионная технология утилизации биологических отходов, разработанная компанией «Wenger Manufacturing, Inc» (США), включает предварительную термообработку смеси в кондиционере экструдера, экструдирование с пропариванием и сушку экструдата. Необходимость операций пропарки и сушки удорожает и усложняет процесс, поскольку помимо электроэнергии требуется применение других энергоносителей (пара и газа).

Технология компании «Insta Pro, Inc.» (США) не требует пропаривания, однако влажность получаемого экструдата превышает 14…16%. Поскольку хранение продукта влажностью более 14,5% не допускается, для обеспечения достаточно длительных сроков хранения экструдат также дополнительно подсушивают.

В настоящее время аналогичное оборудование производится и в России. ООО «Группа компаний Агро-3. Экология» (г. Москва) предлагает комплекс по переработке отходов убоя и потрошения в кормовую добавку посредством их экструзии совместно с растительными добавками.

Техническая характеристика комплекса

Количество наполнителя, т/сут	10…15
Количество готовой продукции, т/сут	8…15
Производительность комплекса, кг/ч:
по отходам	250
по готовому продукту	1500
Суммарная установленная мощность, кВт	до 300
Потребляемая  мощность, кВт	до 180
Напряжение тока, В	380/220
Частота тока, Гц	50
Размеры помещения, м	36х12х не менее 6
Персонал, чел./смену	3…4

Основные стадии технологического процесса: измельчение мясокостных отходов до фракций 3…5 мм; смешивание измельченных отходов с сухим растительным наполнителем в соотношении 1:(3…4); экструдирование полученной смеси; охлаждение и сушка продукта; затаривание.

Недостатки вышеупомянутых технологий (сушка экструдата) удалось преодолеть российским специалистам ЗАО «Экорм» (г. Челябинск), предложившим способ принудительного пневмоотвода пара из экструдата. Метод исключает необходимость использования специальных сушилок и разнородных источников энергии. Уменьшается время температурного воздействия на продукт. В результате удалось обеспечить выработку продукта, пригодного для длительного хранения (не менее 6 месяцев) даже при значительной влажности исходного сырья, не используя дополнительных сушильных устройств.

Данный технологический процесс экструзионной переработки отходов состоит из измельчения; смешивания измельченной массы в определенной пропорции с растительным наполнителем; экструзии смеси; охлаждения и затаривания (рис. 4).

Рис. 4. Технологический процесс экструзионной переработки отходов 
 по технологии ЗАО «Экорм» (г. Челябинск)

Получаемый продукт (белковая кормовая добавка) характеризуется следующими показателями (по данным ЗАО «Экорм»):

содержание протеина – 14…20% (в зависимости от вида перерабатываемых  отходов и растительного наполнителя);

высокая усвояемость (порядка 90%);

обменная энергия – 290…310 ккал в 100 г;

бактериальная чистота – не более 20 тыс.ед. (при норме 500 тыс.ед.);

влажность – не выше 14%;

длительный срок хранения - не менее 6 месяцев.

Себестоимость получаемой белковой кормовой добавки определяется, в основном, стоимостью наполнителя. При этом стоимость энергозатрат на переработку 1 кг биологических отходов не превышает 80 коп, тогда как при переработке их в котлах-утилизаторах стоимость энергозатрат не ниже 4 руб.

Таким образом, ипользование экструзионных технологий позволяет: интенсифицировать производственный процесс; снизить энергетические и трудовые затраты; повысить степень использования сырья и усвояемость продуктов; снизить микробиологическую обсемененность продуктов; уменьшить загрязнение окружающей среды (отсутствуют выбросы в атмосферу, стоки и вторичные отходы).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использование отходов птицепереработки.

Себестоимость мяса птицы напрямую связана с рациональным и экономным расходованием его ресурсов с учетом существующих структур переработки сырья и характера побочных продуктов.