Переработка отходов пищевой промышленности. Учебное пособие

удобрение, а также как связывающее вещество при выработке гранулированных комбикормов.

В процессе очистки, сортировки и полировки ячменя в пивоваренном производстве образуются зерновые отходы, состоящие из щуплых зерен ячменя, кусочков соломы, мякины и ростковой пыли. Выход зерновых отходов составляет 12-22 % к массе ячменя. Зерновые отходы, кормовая ценность 1 кг которых составляет 0,5-0,6 корм. ед., могут быть использованы на кормовые цели.

Утилизация углекислого газа брожения имеет важное значение в пивоваренной промышленности. Использование углекислоты брожения не только позволяет получить дополнительный продукт, но и улучшает качество пива в результате полной герметизации бродильных чанов. Кроме того, значительно улучшается санитарное состояние бродильного отделения, исключается возможность попадания в пиво инфекции из помещения, что обеспечивает полную стойкость готового продукта. Утилизация углекислого газа позволяет частично отказаться от завоза дефицитной углекислоты, полностью удовлетворить потребности в ней пивоваренного производства и производства безалкогольных напитков.

Отходы производства ликероводочной промышленности

Отходами ликероводочной промышленности являются плодовоягодные выжимки, фузы, косточки, отгоны спирта, эфироальдегидная фракция, сивушные масла, сахарные отходы, сахарная накипь, бой стекла.

Плодово-ягодные выжимки образуются в процессе приготовления соков и морсов для ликероводочных изделий. В них содержится значительное количество пектиновых веществ, которые переходят в выжимки из плодов и ягод. Вместимость пектина в выжимках зависит от сорта плодов, способа их переработки, она колеблется от 1,5 % (выжимки зрелых яблок) до 5,5 % (выжимки апельсинов). Наряду с пектином выжимки или мезга плодов и ягод содержат клетчатку, а при переработке плодов и ягод на спиртовые морсы – спирт. Плодово-ягодные выжимки могут быть использованы для получения пищевого пектина, пектинового клея, этилового спирта.

Фузы. В результате отстаивания спиртовых морсов получают осадок – плодово-ягодные фузы, куда переходят пектин, клетчатка и другие вещества. Выход фузов, а также содержание в них пектиновых веществ зависит от вида плодов и ягод, технологии производства. Количество фузов основных плодов и ягод колеблется в пределах от 1,5 до 3,0 % общей массы перерабатываемого сырья, причем 3 % составляют фузы малиновые, яблочные, клюквенные, вишневые, клубничные, 2 % – сливовые и 1,5 % – алычевые. Плодово-ягодные фузы можно использовать для получения пектинового экстракта, пектина и пектинового клея. В свою очередь экстракт

-41-

пектина находит применение в качестве клея для наклейки этикеток, пектиновые вещества применяются в кондитерской промышленности (мармеладное производство) и для приготовления пектинового клея.

Плодово-ягодные косточки находятся в выжимках косточковых плодов, их можно направлять для получения из них ядер. Выход косточек колеблется в пределах 6-12 % к массе исходного сырья и зависит от вида и состава плодов, а также способа их переработки. Так, выход косточек из абрикосов составляет 7-8 % общей массы сырья, алычи – 7 %, вишни – 8-10 %, сливы – 6-7 %, персика – 11-12 %. Из плодово-ягодных косточек в процессе получения как пищевого, так и технического масла получают скорлупу с незначительным содержанием жира (до 0,5 %) и жмых. Скорлупа, образующаяся после дробления косточек и удаления из них ядра, может быть использована для получения активированного угля или технической муки. Жмых может применяться для получения горькоминдального масла.

Отгоны спирта нельзя перерабатывать на водочную продукцию. Средний выход их составляет 18-20 % к получаемому ароматному спирту. Отгоны спирта, получаемые как фракции отгонов при выработке ароматных спиртов, при ректификации спирта-сырца могут быть использованы для получения денатурированного спирта, эфирных масел, лаков и красок.

Сахарные отходы получают при выбивке (вытряхивании) мешков, в которых был сахар и который впитался в мешочную ткань. С каждого мешка при выбивке получают 0,3-0,4 кг сахарной пудры. Сахарные отходы могут направляться для приготовления колера, представляющего собой тягучую массу с запахом горелого сахара. Этот горьковатый на вкус колер хорошо растворяется в воде и водочно-спиртовых растворах, используется для окраски настоев, придавая им нужный цвет от темнодо светло-коричневого.

Сахарная накипь образуется в сахароварочном котле, в ней содержится сахар. Сахарная накипь, как и сахарные отходы, может быть использована для выработки колера.

Бой стекла в ликероводочной промышленности составляет около 2 % от количества используемой бутылочной продукции. Он образуется в процессе хранения, транспортировке, сортировки бутылок, а также при их мойке и очистке. Собирая, сортируя по цвету и удаляя из битого стекла разные загрязняющие примеси, целесообразно направлять его на стекольные заводы для производства бутылочной продукции.

Отходы производства безалкогольных напитков

Квасная гуща (производство хлебного кваса) является основным отходом производства безалкогольных напитков, выход которой составляет при работе по настойному методу 80 % и при заторном и рациональном методах 10 %. В ней содержится значительное количество экстрактивных веществ, что определяет ее как ценное кормовое средство. Несмотря на

-42-

питательную ценность, квасная гуща лишь частично используется на корм скоту, а основная масса ее сбрасывается в канализацию. В то же время разработка и внедрение в практику рациональных методов ее хранения и переработки – центрифугирования, дополнительного осахаривания квасной гущей крахмала – дает возможность сэкономить до 40 % хлебопродуктов.

Дрожжевой осадок образуется при сбраживании квасного сусла, мойке бродильных чанов. В основном он сбрасывается в канализацию, хотя при производстве кваса его целесообразно использовать несколько раз (3-4) для сбраживания квасного сусла. Это значительно уменьшает расход новых дрожжей (до 50-75 %). Дрожжевой осадок также можно использовать на кормовые цели.

Мякоть плодов получают в процессе производства цитрусовых настоев. Мякоть цитрусовых можно использовать для газированных, пастеризованных и других соков, желе и т. д.

Розлив в бутылки безалкогольных напитков, так же как пива и минеральной воды, их транспортировка и хранение сопровождаются боем стекла, составляющего примерно 3 % общего объема используемой бутылочной продукции. Этот отход производства целесообразно направлять на стеклозаводы для производства новых бутылок, правильно организуя сбор боя и передачу его на вторичную переработку.

Отходы производства чайной промышленности

Основными отходами чайной промышленности являются: во-первых, отходы чайных плантаций, состоящие из грубых листьев и веток чайного куста, так называемый формовочный материал, который вследствие низкого качества не может быть использован для получения сортового чая; вовторых, отходы, получаемые непосредственно в процессе переработки чая, – желтая чайная пыль и сметки.

Формовочный материал образуется в результате ежегодной подрезки чайных кустов, когда удаляются старые, грубые листья и ветки. В основном, формовочный материал может быть использован для получения кофеина, а также для производства сырья с целью выработки зеленого чая. Важным направлением использования формовочного материала является получение из него витамина Р и фитала (для синтеза витамина D). Кроме того, формовочный материал может направляться для производства кристаллического чая. Остающийся на плантациях формовочный материал может использоваться как удобрение, хотя потери его при этом методе использования значительны.

Желтая чайная пыль и сметки на чайных фабриках первичной обработки составляют примерно 1 % от общего выхода продукции. Желтая чайная пыль, содержание кофеина в которой доходит до 2 %, представляет собой ценное сырье для получения медицинского кофеина.

-43-

Отходы табачной промышленности

Отходом переработки табачного сырья (листового и резаного табака) является пыль, собираемая специальными фильтрами. Выход пыли на табачных фабриках составляет 1-3,5 % от перерабатываемого сырья. На махорочных фабриках пыль направляется для изготовления искусственной крупки, которая добавляется к готовой махорке или используется для извлечения из нее никотина.

Ферментационные заводы в результате ферментации табака получают отходы в виде мелких обломков листьев – некондиционную фарматуру. Количество их составляет 0,4 % всего ферментационного табака. Эти отходы целесообразно также направлять для получения никотина, извлечение которого составляет до 80 % объема, содержащегося в отходах. Никотин представляет собой ценный алкалоид и применяется в основном для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Он может также найти применение в медицинской промышленности как сырье (съедобный никотин) для выработки никотиновой кислоты и сердечного средства – кардиамина.

Отходы производства мясной промышленности

Вторичное сырье мясокомбинатов и убойных пунктов, полученное при убое и переработке сельскохозяйственных животных, имеет большую кормовую ценность, так как оно богато белками животного происхождения, содержащими все незаменимые аминокислоты, минеральными веществами и витаминами.

В основном отходы мясной промышленности используются для производства сухих и вареных животных кормов. Более перспективным и экономичным является производство сухих животных кормов, которые удобно хранить, транспортировать и вводить в кормовые емкости.

Одним из источников увеличения производства сухих и вареных животных кормов является использование каныги (содержимого преджелудков крупного рогатого скота и свиней), а также жиромассы, собранной из канализационных колодцев, жироловок и отстойников очистных сооружений.

Значительное количество кормовых отходов получают на предприятиях птицеперерабатывающей промышленности. Из этих отходов готовят муку и включают ее в рацион цыплят и кур-несушек, а иногда применяют в сыром или вареном виде как добавку к корму свиней и пушных зверей. Одним из направлений комплексной переработки вторичного сырья птицеперерабатывающей промышленности на пищевые цели и выработку комбикормов является рациональное использование нестандартного по технологической обработке мяса птицы и кроликов, выход которого составляет примерно 6-10 %.

-44-

Совершенствование техники и технологии первичной переработки птицы, а именно, переход с полупотрошения на полное потрошение позволяет более рационально использовать продукты переработки птицы – субпродукты, головы, ноги и т. д., которые по химическому составу являются полноценным сырьем для производства различного вида изделий, в том числе для диетического и детского питания. Переработка этого сырья может стать существенным резервом увеличения не только мясопродуктов, но и комбикормов.

Неиспользованные отходы птицеперерабатывающей промышленности большей частью используются при приготовлении вареных кормов.

Организовано производство муки из яичной скорлупы, которая применяется как ценный минеральный корм для кур-несушек, цыплят, телят и поросят.

Ежегодно накапливается значительное количество вторичного сырья, которое при рациональном использовании может служить источником получения лечебных препаратов, пищевых продуктов и сухих животных кормов. Среди отходов мясного производства большую ценность представляют кератины – рога, копыта, волос, щетина. Учитывая, что кератины содержат 90-95 % белка, разработана технология получения из них аминокислот, пищевых и кормовых гидролизатов, а также заменителей цельного молока.

При производстве крупонированной свинины на предприятиях мясной промышленности образуется значительное количество обрезков, которые главным образом используют для получения пищевого жира, производства пищевого и фармацевтического желатина, а также для получения мездровой кормовой муки. Мездровая кормовая мука имеет высокую биологическую и пищевую ценность. В ней содержится значительное количество аминокислот,

втом числе незаменимых, более 90 % сырого белка, 2-3 % жира, до 2 % золы.

Впереработке вторичного сырья особое место занимают субпродукты II категории, отличительной особенностью которых является высокое содержание белка.

Всезон массовой переработки скота на предприятиях мясной промышленности скапливается большое количество субпродуктов II категории. Широкое использование субпродуктов II категории в промышленной переработке позволит получать дополнительно значительное количество вареных колбас, паштетов, а также увеличить производство сухих и вареных комбикормов.

Ассортимент продукции из этого сырья широк. Это консервы (паштет ливерный, зельцы – любительский, закусочный, субпродуктовые); колбасные изделия (зельц и холодец в оболочке и др.). Производство этих изделий высокорентабельно (субпродуктовые консервы – 50-60 %, зельц и холодец – свыше 30 %), они имеют высокие вкусовые качества и питательную ценность, пользуются повышенным спросом населения.

-45-

Субпродукты II категории используют не только на выработку колбас, зельцев, студней и других изделий, но и на производство мясокостных полуфабрикатов, различных наборов.

Не менее ценным видом вторичного мясного сырья является кровь убойных животных. Выход крови составляет в среднем около 4 % к массе мяса и является значительным резервом увеличения мясных продуктов, лечебных препаратов, комбикормов и заменителей цельного молока для выпойки телят и поросят. Поэтому большое внимание уделяется рациональному сбору и комплексному использованию крови и ее составных частей, получаемой при переработке сельскохозяйственных животных.

Изделия из цельной крови (колбасы, зельцы и др.) пользуются большим спросом населения, а поэтому из года в год расширяется и увеличивается объем их производства. Однако в решении проблемы рационального использования крови и увеличения белковых ресурсов главная роль принадлежит организации полного сбора крови в процессе переработки всех видов животных.

По химическому составу и пищевой ценности кровь и ее составные части не одинаковы. Так, в сыворотке крови содержится всего 7 % белков, в то время как в цельной крови – более 17 %, но темный цвет цельной крови является одним из факторов, препятствующих широкому ее использованию на пищевые цели. Для более полного использования всех составных частей крови при производстве мясопродуктов разработана технология осветления крови убойных животных перекиснокатализной системой и получения на ее основе полноценной пищевой добавки – сухой белковой смеси.

Эта смесь содержит 50 % белка, все незаменимые аминокислоты, витамины, макро- и микроэлементы, ненасыщенные жирные кислоты и другие вещества, необходимые для роста и развития организма. Она может быть использована при выработке вареных колбас взамен 5-10 % мяса, а также в консервном производстве – до 8 % мяса пли печени при производстве паштетов, при этом не ухудшая цвет, аромат и вкус готового продукта. Такой же результат был получен при замене 10-20 % молочного сырья при производстве плавленых сыров, 30-50 % яичного белка (меланжа)

– в хлебобулочных изделиях и до 10-30 % – в кондитерских изделиях.

Для производства сухой белковой смеси может быть использована практически вся пищевая кровь, собираемая на мясокомбинатах, при условии создания на предприятиях межсезонных запасов сыворотки, плазмы и цельной крови. Это позволит организовать отгрузку замороженной или консервированной крови мясоперерабатывающим заводам, не имеющим цехов по переработке скота, а также мясокомбинатам с недостаточными ресурсами крови.

Цельную кровь целесообразно использовать для производства кровяных колбас, зельцев и консервов, черного пищевого альбумина, лечебно-питательных препаратов, препаратов гемоглобина, а также белковых обогатителей в смеси с обезжиренным молоком, молочно-кровяных

-46-

полуфабрикатов (продукт сушки жидкой смеси) в смеси с обезжиренным молоком, молочно-кровяных полуфабрикатов (в виде пасты) в смеси с сухим обезжиренным молоком. Рекомендуется неиспользованную цельную кровь направлять на производство заменителей цельного молока, а также сухих и вареных кормов для птицы и сельскохозяйственных животных.

Плазму и сыворотку крови целесообразно использовать для производства вареных колбас, сосисок и сарделек, пельменей, светлого пищевого альбумина, а также для производства плазмы и сыворотки – охлажденных, замороженных и консервированных.

Форменные элементы крови целесообразно использовать для производства кровяных колбас и зельцев, черного пищевого альбумина, препарата гемоглобина.

Зачастую, при переработке крупного рогатого скота, поступающего на мясоперерабатывающие предприятия и мясокомбинаты, наблюдаются механические повреждения на туше – разрыв мышечных волокон, переломы позвоночника, а нередко и трубчатых костей.

Непищевой жир, обладающий высокой калорийностью, целесообразно использовать в качестве кормового обогатителя при откорме свиней и выращивании бройлеров, а также при производстве заменителей цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных. Кроме того, кость является одним из компонентов исходного сырья для производства желатина. Желатин, получаемый в процессе переработки коллагенсодержащего сырья мясной и кожевенной промышленности, является не только ценным пищевым продуктом, но и незаменимым техническим сырьем во многих отраслях народного хозяйства. При производстве желатина на протяжении технологического цикла образуются также отходы в виде мелкой косточки и прирезей мяса, из которых вырабатывается костный клей, технические сорта желатина, мясокостная и костная мука.

Рациональное использование сырья при выработке мясопродуктов предусматривает реализацию пищевой кости (включая в пересчете на кость: суповые наборы, рагу и другие мясокостные полуфабрикаты с содержанием кости не менее 50 %, свиные ребра) в торговой сети и на предприятиях общественного питания, а также использование кости на выработку топленых жиров и бульонов.

При производстве говяжьего и свиного жира на предприятиях мясной промышленности образуется значительное количество шквары, которая, как правило, используется для производства сухих животных кормов. Однако исследованиями установлено, что пищевая ценность получаемой шквары не уступает субпродуктам II категории и ее целесообразно использовать на пищевые цели в количестве 10-15 % взамен мяса при производстве колбасных изделий. Разработана технология получения белкового стабилизатора из шквары, который успешно применяется при выработке ливерных колбас вместо субпродуктов II категории.

-47-

Впроизводстве мясных крупнокусковых полуфабрикатов значительную роль играет вторичное сырье. В настоящее время для производства мясных полуфабрикатов полутуши или четвертины разделывают на конвейерах или столах на части и полученные отрубы подвергают дифференцированной обвалке. При обвалке бывают глубокие порезы мышц, что приводит к уменьшению выхода крупнокусковых полуфабрикатов и увеличению выхода котлетного мяса.

При переработке сельскохозяйственных животных скапливается значительное количество эндокринно-ферментного и специального сырья, которое используется главным образом для производства медицинских препаратов.

Внастоящее время предприятия мясной, молочной, а также медицинской промышленности выпускают сотни наименований органопрепаратов, в число которых входят кровезаменители, биологические стимуляторы, гормональные и ферментные препараты.

Максимальный сбор эндокринно-ферментного и специального сырья, рациональные способы консервирования и хранения его позволят увеличить выработку медицинских препаратов из каждой его тонны, снизить потери при переработке, а следовательно, полнее обеспечить лекарствами население.

На предприятиях мясной промышленности при производстве колбасных изделий получают отходы в виде срезков от зачистки готовых вареных копченостей в количестве до 20 % к массе сырья. Срезок, полученный при разделке сырья на копчености и при обрезке копченостей после посола, можно также использовать в количестве до 10 % к массе сырья взамен соответствующего количества свинины полужирной жилованной при выработке колбасных изделий 1-го и 2-го сортов всех наименований (вареные колбасы, мясные хлебы, сардельки).

За счет рационального использования вторичного сырья и отходов мясной промышленности, а также более широкого применения пищевых добавок можно значительно увеличить товарные ресурсы мяса и мясопродуктов.

Отходы производства молочной промышленности

Важным резервом повышения эффективности производства молочной промышленности и дополнительным источником расширения ассортимента молочной продукции является комплексное использование вторичных сырьевых ресурсов, в том числе обезжиренного молока, пахты и сыворотки.

Из обезжиренного молока производят сухое обезжиренное молоко, напитки, пищевой казеин и казеинаты натрия, применяют их также в качестве добавок к различным молочным, мясным и другим пищевым продуктам.

-48-

Казеинаты нашли наиболее широкое применение в колбасном производстве. Их используют в качестве стабилизаторов водно-, белковожировых эмульсий в производстве колбас, сосисок, сарделек, а также различных мясных продуктов в количестве 1-2 % взамен мяса.

Кроме того, казеинаты используются при выпечке некоторых хлебных и крупяных изделий, увеличивая тем самым общее содержание белка в них до 20 %. При этом физические свойства хлеба, его органолептические показатели – вкус и аромат – не меняются, а биологическая ценность за счет выравнивания соотношения незаменимых аминокислот возрастает на 40 %.

Большим спросом населения пользуются кондитерские и хлебобулочные изделия с добавлением казеинатов, предназначенных для детского и диетического питания, а также взбитые сливки, приготовленные из казеинатов на основе растительного жира и сахара.

Эффективной мерой использования обезжиренного молока является направление его на производство кисломолочных напитков и других молочных продуктов с пониженным содержанием жира. При этом необходимо учитывать, что в связи с ростом выпуска маложирной продукции значительно увеличится использование обезжиренного молока для нормализации цельномолочной продукции.

Одним из перспективных направлений использования вторичного молочного сырья является производство молочного белка. Молочный белок в отличие от казеинатов содержит весь комплекс белков молока, а для повышения стойкости при хранении его высушивают. Сухой молочный белок по питательной ценности и содержанию незаменимых аминокислот в 2-2,5 раза превосходит сухое обезжиренное молоко.

При производстве масла получают значительное количество пахты. Основными направлениями использования пахты являются: употребление в натуральном виде; сквашивание для выработки кисломолочных продуктов; сушка; производство продуктов детского питания; выработка белковых продуктов (творога, сыра); добавление пахты к различным молочным продуктам.

В зарубежных странах особенно распространено производство молочных продуктов из пахты с различными наполнителями (тмином, фруктами, какао, пряными травами и др.).

Большую роль в сокращении потерь сырьевых ресурсов и увеличении молока и молочных продуктов играет рациональное использование молочной сыворотки на пищевые и кормовые цели. Сфера использования ее непрерывно расширяется: она может применяться для производства молочного сахара и напитков, употребляется в сушеном и сгущенном видах и, что наиболее важно, используется для нормализации цельного молока.

Широко используются сыворотка и продукты ее переработки в хлебопекарной промышленности в качестве заменителя яичного белка – в кондитерской промышленности, в качестве заменителя мяса – в колбасном

-49-

производстве, а также применяются в производстве мороженого, шоколада, готовых супов, заменителей цельного молока и др.

Одним из путей рационального использования сывороточных белков является применение их при производстве плавленых сыров. Сывороточные белки в виде белковой массы включаются в рецептуру плавления сыров вместо обезжиренного молока.

Сгущенная сыворотка является полуфабрикатом, который можно использовать в производстве плавленых сыров, мороженого, в хлебопекарной и кондитерской промышленности, для выработки заменителей цельного молока и производства комбикормов.

Перспективным направлением использования вторичного молочного сырья является выработка заменителей цельного молока (ЗЦМ) для молодняка сельскохозяйственных животных. Из белкового компонента в производстве ЗЦМ используется, в основном, обезжиренное молоко, пахта и сыворотка. Дополнительным источником получения белковой основы для ЗЦМ могут служить кератинсодержащие отходы мясной промышленности (рога, копыта, щетина, волос и другое белоксодержащее сырье).

Отходы рыбной промышленности

Основными отходами рыбной промышленности являются: плавники, голова, внутренности, хвост, а также кости. Средний выход отходов составляет примерно 40 % массы вылавливаемой рыбы, а в некоторых видах рыб количество отходов достигает 70 %.

Все перечисленные отходы рыбной промышленности применяются для выработки богатых белками, минеральными солями и витаминами кормов. Корма, приготовленные из рыбных отходов, содержат ряд важных элементов,

втом числе железо, хлор, магний, йод, кобальт и т. д. Наряду с переработкой рыбных отходов в кормовую муку их используют на корм скоту также в свежем и консервированном виде.

Рыбные отходы скармливаются крупному рогатому скоту, свиньям в смеси с другими кормами. Опыты показали, что включение рыбных отходов

вкормовой рацион крупного рогатого скота отрицательно не сказывается на качестве молока, способствует повышению удоев до 16 %, сокращению расхода концентрированных кормов на 24 %.

Значительно расширяет границы использования, удлиняет сроки хранения рыбных отходов консервирование их различными кислотами. Консервированные отходы имеют высокую кормовую ценность, широко включаются в кормовые рационы свиней, крупного рогатого скота, овец, птиц.

Врезультате высушивания и измельчения рыбных отходов получают рыбную муку – протеиновый концентрированный корм. Рыбная мука содержит до 65 % белка, много кальция, фосфора, йода, витаминов, а также

-50-