Реферат: Рациональность и некоторые экономические аспекты переработки сыворотки
РЕФЕРАТ
По теме: «Рациональность и некоторые экономические аспекты переработки сыворотки»
Содержание
Введение.
Объемы подсырной сыворотки в мире.
Ранжирование молочных предприятий по объему переработки молока.
Концепция рациональной переработки молочной сыворотки.
Глубокая переработка сыворотки: лактоза и её производные.
Получение деминерализованной молочной сыворотки.
Прогнозируемое развитие переработки сыворотки.
Список использованной литературы.
1. Введение
Молочная промышленность относится к ресурсо- и энергоемким отраслям промышленности. Учитывая проблему, связанную с дефицитом молочного сырья, все большую актуальность приобретает вопрос о его рациональном использовании. Молокоперерабатывающие предприятия в большинстве своем сливают молочную сыворотку, образующуюся в процессе производства молочных продуктов в канализацию, как отходы производства, что является негативным с экологической точки зрения и, мягко говоря, просчетом с экономической.
2. Объемы подсырной сыворотки в мире.
В настоящее время объемы сыворотки в мире составляют около 140 млн. т. На рис. 1 представлены основные производители подсырной сыворотки в мире. В России, только по данным статистики, вырабатывается около 3 млн. т. молочной сыворотки.
/>
Подобным же образом обстоят дела в развитых странах – государствах Европы и США. В Европе положительная динамика объемов сыворотки, предназначенной для переработки, происходит за счет роста производства сыра и казеина. Европейская сыродельная промышленность производит 6,8 млн. т. сыра в год и прогнозируется 2% увеличение объемов производства. Теоретически европейская промышленность дает сырье для 3 млн. т. лактозы и 0,39 млн. т. белков сыворотки. В Норвегии до 20% сгущенной сыворотки применяется в производстве сывороточных паст и сыров. В Швеции – около 14% используется на лактозу. Интересная особенность Австрии – до 12% идет на косметику и моющие средства, а 56% – на кормовые продуты. В одной из ведущих молочных стран Европы – Нидерландах – до 38% идет на ЗЦМ, до 35% на лактозу, 20% составляет производство деминерализованной и делактозированной сыворотки, 7% идет на корма и напитки.
Крупнейшие производители сыворотки в Европе имеют долю производства около 35% от общего объема. Эти предприятия с 1994 г. Пребывают в составе EuropeanWheyProductsAssociation(EWPA), которая представляет интересы производителей продуктов из сыворотки в Европе. Производство продукции из сыворотки приносит прибыль.
EWPAзанимается реализацией совместных проектов научного и технического плана. Например, в рамках EWPAразработаны единые требования:
на сыворотку сухую сладкую;
на сыворотку сухую кислую;
на деминерализованную сыворотку;
на делактозированную и деминерализованную сыворотку;
на концентраты сывороточных белков;
на лактозу пищевую и др.
В молочную сыворотку переходит половина сухих веществ молока (в среднем 6,3%). Теоретически, с учетом потерь, выход молочной сыворотки из 1 т молока, направляемого на высокобелковые продукты, составляет от 65% до 82%:
сыры натуральные – 80%;
сыры обезжиренные – 65%;
сыры низкожирные – 65%;
брынза – 65%;
творог – 80%;
казеин технический – 75%;
казеин пищевой – 82%.
3. Ранжирование молочных предприятий по объему переработки молока
/>
В Российской Федерации, за редким исключением, все предприятия выпускают творог, казеин, мягкие или твердые сыры, т.е. у всех у них существует проблема переработки сыворотки. Ныне в России объемы сыворотки составляют около 3,0 млн. т. К сожалению, цифры по видам сыворотки в официальной статистике РФ не указываются, но можно предположить, что творожной сыворотки несколько больше, чем подсырной. Однако, на некоторых предприятиях есть большие объемы (от 5 до 100 т) различных видов сыворотки: подсырной (несоленой и соленой) и творожной. И тогда объемы сыворотки по предприятиям составляют 250 – 500 т/сут.
Что касается переработки молочной сыворотки в России (рис. 2), то за последние 15 лет объем продукции из нее значительно сокращен. Например, объемы производства молочного сахара-сырца сократились в 3,6 раза (2,2 тыс. т), рафинированного молочного сахара – в 24 раза (0,07 тыс. т), сыворотки сгущенной без сахара – в 22 раза, сыворотки сгущенной с сахаром – в 5 раз.
На каждом молочном предприятии есть общие и частные проблемы, связанные с переработкой сыворотки. На первом этапе выяснили, какой вид сыворотки на предприятии, каковы ее объемы. На втором этапе приступили к технологическому аудиту. Выяснили, каково обеспечение площадями, технологическим оборудованием, энергоресурсами (паром) и электрической энергией, водо- и хладоснабжением, инженерное обеспечение (технический персонал), месторасположение предприятия, а также кто является потенциальным потребителем продукции из сыворотки (рис. 3).
/>
Когда закончен анализ трех составляющих: объемов сыворотки, вида сыворотки и потенциальных технических возможностей предприятия, можно приступить к третьему этапу – созданию рациональной технологии переработки сыворотки. Рациональность – это когда относительно устойчивая совокупность трех перечисленных выше составляющих определяет наиболее выгодную и прибыльную стратегию молочного предприятия путем реализации определенных технологий переработки молочной сыворотки. Эта стратегия может быть осуществлена как в виде сбыта натуральной сыворотки, так и в виде внедрения технологии или определенного сочетания технологий переработки.
Рассмотрим сбыт сыворотки в натуральном виде. Это может быть рационально при небольших ее объемах (до 10 т/сут) и незначительных расстояниях доставки (до 150 км). Однако, как и во всех правилах, есть исключения.
Использование натуральной сыворотки достаточно хорошо известно:
хлебобулочные изделия;
напитки и желе;
получение десертов и мороженого;
питательные среды (хлеб, антибиотики);
кормовые цели;
в качестве удобрений;
лечебное питание;
моющие средства;
косметика и оздоровительные ванны.
Концепция рациональной переработки молочной сыворотки
Для малых предприятий рациональность использования натуральной сыворотки можно рассмотреть на примере изготовления хлебобулочных изделий из пшеничной муки. Количество натуральной сыворотки зависит от сорта и хлебопекарных достоинств муки, вида хлебобулочных изделий, применяемых технологических схем, а также от кислотности сыворотки. Использование сыворотки дает возможность: активизировать процесс брожения и интенсифицировать процесс приготовления теста, улучшить вкусовые качества, внешний вид изделий, повысить биологическую ценность, замедлить процесс черствения, сэкономить расход муки, а также предупреждать зараженность хлеба картофельной (тягучей) болезнью.
Как видно из зарубежного опыта, рациональным может быть использование сыворотки на кормовые цели в составе ЗЦМ или в натуральном виде, что предполагает простое смешивание с сухими компонентами растительного происхождения.
Конечно, более перспективно полное использование сухих веществ сыворотки, которое базируется на обезвоживании выпариванием под вакуумом и сушкой.
Помимо представленных направлений в последние годы уделяется большое внимание биотехнологии молочной сыворотки – получению производных из отдельных компонентов (гидролизаты молочного жира и белков, производные лактозы – лактулоза, лактиол, галактоолигосахариды, тагатоза и др.)
Рассмотрим вариант, с которым может столкнуться какое-либо предприятие: небольшие объемы сыворотки, нет значительных финансовых возможностей и нет хотя бы одного из ценных компонентов сыворотки, например, сывороточные белки (около 20% белков остается в сыворотке). Благодаря высокой биологической ценности сывороточные белки рационально использовать при создании продуктов лечебного и специального назначения. В ряде стран использование сывороточных белков положено в основу технологии сыров типа рикотта, сырьем для которых служит подсырная сыворотка с добавлением или без добавления обезжиренного молока.
Рациональное использование сывороточных белков может быть следующим:
Учитывая, что большую проблему на сегодня представляет как творожная, так и подсырная сыворотка, были определены соотношения для совместной коагуляции белков обезжиренного молока и сыворотки в зависимости от их кислотности. В результате этих исследований выяснилось, что на некоторых молочных предприятиях рационально сыворотку вообще не сепарировать, а получать белковый продукт, который может быть трех видов:
белковый концентрат для обогащения кисломолочных напитков;
творожный продукт, в котором соотношение казеина и сывороточных белков приближено к соотношению их в молоке, в то время как, например, в традиционном твороге это соотношение – 16:1;
--PAGE_BREAK--сырный продукт, представляющий собой мягкий сыр с повышенным содержанием сывороточных белков (с повышенным благосодержанием за счет гидрофобности).
Во всех этих технологиях остается осветленная сыворотка, которую рационально использовать, как и натуральную сыворотку, в технологиях напитков.
Напитки из молочной сыворотки на 1-ой ступени классификации различаются по видам сырья:
напитки на основе молочной сыворотки и сырья молочного происхождения;
напитки на основе молочной сыворотки с добавлением компонентов немолочного происхождения (комбинированные);
на основе молочной сыворотки с заменой компонентов сыворотки компонентами немолочного происхождения (модифицированные).
На 2-ой ступени классификации напитки подразделяют по способам обработки (ферментированные и неферментированные) и в зависимости от вида используемых микроорганизмов и ферментов они могут быть как безалкогольными, так и алкогольными.
На последующих стадиях напитки на основе молочной сыворотки различаются по функциональному назначению:
для массового потребления;
для диетического и лечебного питания;
для детского питания;
по видам вносимых добавок (соки, экстракты, ароматизаторы, красители, стабилизаторы и т. п.).
Глубокая переработка сыворотки: лактоза и её производные
Немалый интерес представляет рациональная переработка сыворотки на предприятиях, имеющих цеха лактозы. Речь идет о том, чтобы на имеющимся оборудовании и площадях организовать альтернативные производства или расширить ассортимент продукции.
Перспективны технологии глубокой переработки с получением лактозы. Что касается производных лактозы – галактоолигосахаридов и лактулозы, то следует отметить, что это превосходные компоненты при создании продуктов здорового или «функционального» питания.
/>
Самым изученным пребиотиком на сегодняшний день является лактулоза, получаемая из молочного сахара методом трансформации молекул лактозы. Мировой рынок лактулозы, по словам экспертов, оценивается в 700 – 800 млн. долларов. Средняя мировая цена за тонну лактулозы составляет 5000 – 6000 долларов.
/>
Рациональная переработка сыворотки в цехах сушки может включать организацию производства сухой сыворотки с кристаллизацией и без нее, с использованием наполнителей (меланжа, соевого молока, кукурузного крахмала, муки и др.), смесей с обезжиренным молоком.
Побочным сырьем в цехах лактозы является меласса молочного сахара, из которой можно получать бифидогенные кормовые добавки – БИКО-ДО.
Причем в качестве сырья может использоваться и молочная сыворотка. БИКОДО могут быть трех видов – жидкие, сгущенные и сухие.
Получение деминерализованной молочной сыворотки
На рис. 7 представлена технологическая схема получения деминерализо-ванной молочной сыворотки с использованием электродиализных установок.
/>
Если необходимо более глубокое обессоливание сыворотки, то применяется электромембранный процесс – электродиализ, принцип действия которого изображен на рис. 8.
Вся установка автоматизирована и полностью исключено влияние человеческого фактора. Это позволяет гарантировать эксплуатацию установки в течении двух лет с последующим обслуживанием производителя установок.
/>
Прогнозируемое развитие переработки сыворотки
Каковы же перспективы в области переработки молочной сыворотки на сегодня? По мнению европейских ученых, это выглядит следующим образом. (рис. 9).
/>
Хотелось бы отметить еще один фактор, влияющий на рациональность, а именно, важный компонент сыворотки – воду! Например, конденсат ВВУ используется в технологических процессах предварительно нагревания, растворения, мойки, после дополнительной очистки – в котельной и др. После обратного осмоса – это вода для паровых котлов. Последние разработки по энергоемким технологиям показывают, что возможна рациональная переработкасточных вод для получения биогаза. Для этой цели в Германии существует более 200 заводов, где применяют анаэробный метод очистки сточных вод.
Таким образом, нет предела развитию технологий переработки молочной сыворотки!
Список использованной литературы
Статистический сборник «Балансы и употребление основных продуктов питания населения Украины» за 2004 год., Ю. М. Остапчук. – К., 2005. – 54 с.
Горбатова К. К. Химия и физика молока. – М.: Колос, 1993. – 192 с.
Гартман м. Общая биология. – М.: Л.: ГИЗ биологической и медицинской литературы. – 1935. – С. 514-517 (пер. с немецкого).
Радаева А. И. Рациональная переработка сыворотки / И.А. Радаева, А. Н. Петров, // Молочная промышленность. – 2001. — №5. – С. 34-36.
Фролькис В. В., Мурадян Х. К. Электродиализное обессоливание молочной сыворотки. – Л.: Наука, 1998. – 245 с.