Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Разработка ресурсосберегающей технологии и импортозамещающей производственной линии для получения соевого масла и соевых жмыхов пищевого и кормового назначения
НТТМ-2017-0815 | Категория II

Автор:

Смычагин Евгений Олегович

Научный руководитель:
Мустафаев Сергей Кязмович
Организация:
Кубанский государственный технологический университет,
Краснодарский край, Краснодар
Цель работы
Основными проблемами которые решает наш проект - улучшение качества получающихся продуктов при переработке семян сои и переработка отходов, образующихся в результате переработки семян сои. А новая производственная линия из оборудования Российского производства позволит решить актуальную в настоящее время для нашей страны задачу импортозамещения в области переработки семян сои, так как все оборудование и производственные линии по переработки семян сои поступают в нашу страну из других стран.
Обзор предметной области
В отечественной концепции здорового питания важное место занимает использование растительных белков в производстве пищевых продуктов. Сравнение результатов мирового производства и применения белков основных типов сельскохозяйственных культур свидетельствует о том, что на сегодняшний день соевый белок является наиболее востребованным, реально существующим запасом пищевого белка, при использовании которого возможно улучшить белковое питание населения.
В Российскую Федерацию белковые продукты, технологии и оборудование для их получения, поставляются, в основном, из-за рубежа, причём импортные белковые продукты могут изготавливаться из трансгенной сои, имеющей за рубежом широкое распространение.
Все существующие технологии производства различных продуктов кормового и пищевого назначения из семян сои, в том числе и зарубежные, начинаются с операций очистки семян (с удалением крупных и мелких примесей из производства) и отделения оболочки от семян сои. В операции отделения оболочки используются такие технологические приемы, как увлажнение семян, их нагрев, отволаживание (кондиционирование), аспирируемое дробление методом раскалывания на вальцах кондиционированных семян (с удалением аспирационных относов) и воздушно-ситовое сепарирование дроблёных семян сои (дроблёнки) для отделения оболочки от ядра. Далее из оболочки могут получать кормовые продукты, а из ядра растительное масло и соевый шрот (применяется экстракция органическим растворителем) или жмых (применяется прессование с экструзией или влаготепловой обработкой). Содержание белка в жмыхе или шроте определяется степенью очистки семян и степенью отделения оболочки от ядра. Жмых или шрот служат промежуточным сырьем для более глубокой переработки с получением соевых концентратов или изолятов.
В существующих технологиях применение большого количества энергоёмких технологических приёмов до дробления семян, задействованных для лучшего отделения оболочки при использовании для дробления метода раскалывания (с удалением аспирационных относов), существенно увеличивает энергозатраты и время, затрачиваемые на отделение оболочки от семян.
Кроме того, существующие технологии, несмотря на высокие энергозатраты, не позволяют получать высокую степень отделения оболочки от ядра. Основной причиной является применение ситового сепарирования дроблёнки, не разделяющего равновеликие частицы ядра и оболочки. Присутствие оболочки в соевом ядре, направляемом на переработку, снижает содержание протеина в готовых продуктах.
Удаление из производства примесей, получаемых при очистке семян сои, аспирационных относов, получаемых при дроблении семян сои, и оболочки, удаляемой при воздушно-ситовом сепарировании дроблёнки, снижают выход готовых продуктов из семян сои. Отходы, включающие мелкие сорные примеси и аспирационные относы, могут достигать 10-17% от объема семян, поступающих на переработку
Производители соевых продуктов в РФ повсеместно используют указанные технологии, причем осуществляют их, в основном, на импортном оборудовании. Наиболее распространённым является оборудование бельгийской фирмы Де Смет.
Поэтому разработка такой технологии и производственной линии позволит повысить эффективность производства продуктов из семян сои и выполнить актуальную для нашей страны задачу импортозамещения иностранного оборудования на оборудование Российского производства.
Результаты патентных исследований и литературного обзора показали, что для переработки или утилизации органических отходов применяются три основных способа их переработки и утилизации – термическое и микробиологическое разложение, или непосредственное сжигание после брикетирования. А для отходов очистки семян сои существуют способы их гранулирования для получения кормового продукта или прессования с предварительной влаготепловой обработкой с применением острого и глухого пара для получения растительного масла и жмыха.
Рынок соевых продуктов в РФ представлен, в основном соевыми жмыхами и шротами. Предприятия, выпускающие данную продукцию, используют указанную технологию с применением увлажнения и отволаживания сои, а также импортное оборудование для её реализации. Дальнейшей переработкой соевых жмыхов и шротов занимается ограниченное число предприятий. К наиболее крупным можно отнести группу компаний «Протеин. Технологии. Ингредиенты» представляет изолированные соевые белки под собственной торговой маркой Pro-Vo®.
Пищевая ценность соевого белка практически идентична белкам мяса, рыбы, молока и яиц. Это уникальный продукт, который имеет наивысший коэффициент усвояемости, равный 1,0.
Белки торговой марки Pro-Vo® - это продукты, получаемые в результате внедрения в технологические процессы производства современных зарубежных методов переработки сои.
Существенные преимущества разрабатываемой технологии имеют коммерческий интерес как для производителей соевых жмыхов и предприятий, так и предприятий, использующих жмыхи для дальнейшей переработки на соевые продукты.
Описание результатов проекта
Суть нашего проекта заключается в том, что для, снижения энергозатрат, продолжительности технологического процесса необходимо разработать конструкцию пневмосепаратора с возможностью широкого варьирования режимов пневмосепарирования для разделения дроблёной сои на оболочку и ядро, использование которого позволит исключить из известной технологии (в том числе зарубежной), увлажнение семян сои, их отволаживание и нагрев. При этом для повышения степени отделения оболочки от семян сои применять только дробление семян и поэтапную пневмосепарацию полученной дробленки. А для снижения потерь сырья в производстве и увеличения выхода готовых продуктов из семян сои использовать разработанную нами ранее технологию утилизации отходов очистки масличных семян, адаптировав её для утилизации новой смеси: отходов очистки семян сои, аспирационных относов, получаемых при дроблении сои, и соевой оболочки.
Предлагаемая технология осуществляется следующим образом: семена сои поступают на очистку от примесей, откуда очищенная соя идет на дробление с аспирацией, крупные примеси выводятся из производства, а мелкие примеси направляются на выделение масличной примеси, после чего масличная примесь идет на прессование, где из нее получается соевое масло и кормовой жмых. Негодные отходы (минеральные и органические примеси, вегетативные части растений и др.), оставшиеся после выделения масличной примеси, выводятся из производства. Очищенная соя поступает на дробление с аспирацией, откуда аспирационные относы идут на прессование, а дробленая соя – на пневмосепарирование дроблёной сои, где отделяется оболочка с мелким ядром и крупное ядро. Крупное ядро идет на дальнейшую переработку, а оболочка с мелким ядром направляется на второе пневмосепарирование, откуда оболочка идет на прессование, а мелкое ядро на дальнейшую переработку.
Негодными для дальнейшей переработки отходами в предлагаемой технологии будет являться только 2-3% от направляемых на переработку семян сои, что существенно повысит ресурсосбережение по сравнению с существующими технологиями.
Предлагаемая технология позволит повысить степень отделения оболочки от семян сои, при этом снизить производственные потери сырья, затраты электроэнергии и время производственного процесса и получить дополнительно из отходов производства соевое масло и жмых.
Описание применимости
В результате полной реализации предлагаемого проекта, разработаны новая ресурсосберегающая технология и производственная линия, состоящая из оборудования Российского производства, для получения соевого масла и соевых жмыхов пищевого и кормового назначения. Новая технология по сравнению с существующими аналогами позволяет получать дополнительные кормовые продукты и растительные масла для животноводства и птицеводства из отходов производства, вывозимые в настоящее время на полигоны ТБО, повысить энергоэффективность предприятий, перерабатывающих семена сои, получить предприятиям дополнительную прибыль и увеличить отчисления в бюджет, улучшить экологическую обстановку путём снижения нагрузки на полигоны ТБО. Новая производственная линия из оборудования Российского производства позволит решить актуальную в настоящее время для нашей страны задачу импортозамещения в области переработки семян сои.
ООО «Гиагинский МПК» провело производственные испытания данной техники и технологии и документально подтвердило её эффективность. По результатам производственных испытаний. В конструкцию серийно выпускаемого оборудования внесены изменения для повышения эксплуатационных показателей линии и качества получаемых продуктов, которые в настоящее время патентуются. А также разработана конструкция пневмосепаратора. В настоящее время на данном предприятии из отходов очистки семян сои получают соевое масло, которое перерабатываются в жирные кислоты и кормовые продукты по разработанным ТУ и высокопротеиновые соевые жмыхи, на которые тоже разработаны Технические Условия. Компания ООО «Регион Продукт», в которое входит предприятие «Гиагинский МПК», документально подтвердило своё согласие на расширение внедрения технологии и производственной линии переработки отходов очистки масличных семян в г. Новокубанске. В настоящее время ведутся переговоры по расширению внедрения технологии и производственной линии по переработке семян сои на других масложировых предприятиях.
В результате проведённых исследований была разработана технология переработки отходов очистки семян сои и получен Евразийский патент на изобретение №023098: «Способ получения кормового продукта из вторичного масличного сырья», территорией действия которой является Евразийский Союз.
В настоящее время разработана конструкция пневмосепаратора для пневмосепарирования дроблёной сои и соевой оболочки с мелким ядром и на нее получен патет на изобретение №2584030, а также подана заявка на изобретение «Способ отделения оболочки от семян сои», на которую получено положительное решение о выдаче патента. Пневмосепаратор изготовлен и смонтирован на ООО «Гиагинский МПК»
Белково-липидные кормовые продукты и растительное масло были представлены на V фестивале науки Юга России в г. Ростов-на-Дону.
Нами представлен доклад на XIV международной конференции «Масложировая индустрия–2014», «Масложировая индустрия–2015», «Масложировая индустрия–2016», проводимой Всероссийским научно-исследовательским институтом жиров, с целью предложения их внедрения на масложировых предприятиях других регионов Российской Федерации.
Высокопротеиновые соевые жмыхи представлялись на выставках «ЮГАГРО», «Кубанская Нива» и «Кубанская ярмарка».
Дальнейшее развитие проекта
Дальнейшая реализация проекта будет осуществляться следующим образом: продвижение проекта на другие предприятия, перерабатывающие сою, реклама проекта, публикация в отраслевых и рекламных журналах, выступления в СМИ, выступление на отраслевых конференциях и продолжения процедуры патентования. В связи с полной реализацией научно-технической части проекта, необходимо его внедрение на других предприятиях, перерабатывающих сою. Для этого необходимо публикация сведений о проекте и выступлений в СМИ и непосредственный контакт с переработчиками сои, для расширения внедрения технологии и производственной линии на все регионы Российской Федерации.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ

E-mail: info@konkurs-nttm.ru