Искаков, Р. М. Акцентирование яичной скорлупы как ценного источника в кормоприготовлении и лечебно-профилактических мероприятиях / Р. М. Искаков, Индира Турсынбекова, А. М. Искакова. — Текст : непосредственный // Технические науки в России и за рубежом : материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2017 г.). — Москва : Буки-Веди, 2017. — С. 135-138. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/13115/ (дата обращения: 22.05.2023).
Как известно, особое место в современном балансе кормов, предназначенных для сельскохозяйственных животных и птиц, занимают сухие корма животного происхождения. Одним из видов сухих животных кормов является костная мука. В качестве добавки к рациону костная кормовая мука восполняет недостаток белковых веществ в растительных кормах и увеличивает их усвояемость.
В данный момент неполноценное использование отходов птицеперерабатывающих производств является распространенной проблемой [1]. При этом источником отходного костного сырья может служить и яичная скорлупа, являющаяся источником природного кальция [2–4].
Яичная скорлупа — это твердая известковая пористая оболочка, ее толщина для куриного яйца 0,28–0,41мм. Скорлупа обычно соответствует размерам яйца, но зависит от возраста птицы, сезона года,условий содержания, обеспеченности рациона минеральными веществами и витаминами (особенно витамином D). По толщине скорлупы можно судить об уровне кальциевого обмена в организме птицы. При недостатке в рационе минеральных веществ птица может нести яйца с очень тонкой скорлупой или без нее.
На поверхности скорлупы имеются поры — овальные или круглые отверстия различной величины (примерно 0,038–0,054 мм). Среднее количество пор в скорлупе куриного яйцапревышает 7000. Наиболее плотно поры расположены на тупом конце яйца, на остром — наименьшая плотность. Вследствие пористости яичная скорлупа проницаема для газов, паров и воды.
Азотистые вещества скорлупы в основном представлены белком типа коллагена. Пигментация скорлупы зависит от присутствия в ее составе овопорфирина, по химическому строению напоминающего гематопорфирин.
Скорлупа свежеснесенного яйца снаружи покрыта тонкой надскорлупной пленкой толщиной около 0,005–0,01 мм. Пленка имеет пористую структуру и поэтому проницаема для газов и паров. Надскорлупная пленка предохраняет яйцо от проникновения микроорганизмов, поэтому при аккуратном сборе и благоприятных условиях хранения 90 % яиц сохраняют стерильность до 6 мес. При механическом воздействии пленка легко стирается. Надскорлупная пленка содержит белок, сходный с муцином.
Непосредственно к внутренней поверхности скорлупы примыкает наружная (подскорлупная) оболочка, волокна которой глубоко проникают в глубь скорлупы. Внутренняя поверхность подскорлупной оболочки, исключая участок, где расположена воздушная камера, прилегает к наружной поверхности внутренней (яичной) оболочки. Последняя связана с наружным жидким слоем белка.
Общая толщина оболочек составляет примерно 0,057–0,069 мм. Обе оболочки обладают большой прочностью. Они содержат небольшое количество воды (меньше 1 %) и незначительное количество минеральных веществ. Белковые вещества наружной и внутренней оболочек сходны с кератином и муцином.
Между наружной (подскорлупной) и внутренней (яичной) оболочками обычно на тупом конце яйца расположена воздушная камера (пуга). Она образуется вскоре после снесения яйца. Время образования воздушной камеры куриных яиц колеблется от 6 до 60 мин. Вследствие обезвоживания яйца она постепенно увеличивается в объеме. По состоянию и размеру воздушной камеры судят о качестве куриного яйца.
На птицеперерабатывающих предприятиях скорлупу используют для производства кормовой муки. Скорлупа является одним из видов отходного костного сырья, состоящая из сосочковых и палисадных (губчатых) слоев (соответственно 30–35 и 65–70 % толщины скорлупы). Над палисадным слоем расположен тонкий поверхностный слой мелкокристаллического кальция.
Скорлупа на 97 % состоит из неорганического вещества — солей карбоната кальция. Скорлупа является одним из наиболее важных показателей качества яиц, особенно инкубаторских. В основной химический состав целого яйца, включая скорлупу, входят вода, белок, жир, углеводы, неорганические или минеральные вещества, витамины, пигменты. Белки скорлупы, которые образуют ее каркас, имеют строение, близкое к коллагену [5].
Японские ихтиологи доказали, что кости рыбы и яичная скорлупа на 80 % состоят из карбоната кальция. Существует опыт использования молотой яичной скорлупы в качестве добавки в корм рыбе.
Яичная скорлупа содержит 27 нужнейших для организма рыбы микроэлементов: медь, кремний, фосфор, железо, марганец, молибден — наличие которых укрепляет иммунитет рыбы, улучшает ее выживаемость в условиях всё загрязняющихся водоёмов, кислотных дождей, повышает стойкость к радиации. Молотая яичная скорлупа в составе рыбного корма укрепляет кости, чистит кровь, ускоряет обмен веществ, ускоряет развитие и прирост массы рыбы.
Попадая вместе с кормом в водоём, яичная скорлупа умягчает воду. Кормовая добавка в виде смеси молотой яичной скорлупы, яичной пленки и сублимированного яичного белка поставляется в фракции муки грубого помола (0,01–0,1 мм) и не требует дополнительного перемалывания перед дозированием в кормосмесь. Молотая яичная скорлупа хорошо зарекомендовала себя в качестве универсального улучшителя для различных рыбных прикормок. Находящийся в молотой яичной скорлупе сушёный сублимированный протеиносодержащий яичный белок и сухая перемолотая яичная пленка создают вкус, привлекающий рыбу к прикормке [6], также кормовая мука из яичной скорлупы предназначается для кормления птиц.
Избыток кальция в скорлупе зачастую вызван тем, что процесс формирования яйца в яйцеводе птицы занимает более долгий период, чем требуется. Наслоения на поверхности скорлупы обычно образуются, если яйцо разбивается внутри яйцевода, что негативно влияет на выводимость яиц у птицы родительского стада и снижает стоимость товарного яйца. Неровной скорлупа получается, если в яйцеводе одновременно находилось несколько яиц.
Кальций — основной «строительный материал» яичной скорлупы, который используется из плазмы крови при конечном формировании яйца в матке птицы. Его всасыванию в пищеварительном тракте способствует витамин D, поэтому нарушение метаболизма этого витамина приводит к дефициту кальция.
Высокопродуктивная птица за год использует в 24 раза больше кальция, чем содержится в ее костях; на формирование скорлупы несушка затрачивает 25 мг кальция каждые 15 мин. Очевидно, что для получения яйца хорошего качества необходим полноценный рацион, позволяющий максимально использовать кальций, поступающий в организм птицы с кормом.
В формировании скорлупы участвуют также ионы карбоната. Главным источником карбоната является углекислый газ, который присутствует в маточной трубе птицы как общий продукт метаболизма. Образование карбоната из воды и углекислого газа происходит под действием фермента, которому, в свою очередь, необходимы ионы цинка как катализатора реакции.
В критических ситуациях, например, при температуре окружающего воздуха свыше 32°С, ввод в рацион птицы бикарбоната натрия улучшает качество скорлупы за счет поступления дополнительного количества ионов карбоната для формирования карбоната кальция. Марганец влияет на реактивность щелочной фосфатазы, что объясняет важность этого элемента для формирования костей и скорлупы. В ряде экспериментов, которые проводились в мире, было показано, что марганец не влияет на яичную продуктивность, но существенно улучшает качество скорлупы. Он как кофермент участвует в синтезе мукополисахаридов, а полисахарид депонирует кальций в скорлупу. Медь тесно связана с метаболизмом железа, входит в состав фермента, формирующего коллаген птицы.
Содержание хлорида натрия в воде сверх нормы (не более 250 мг/л) негативно влияет на качество скорлупы — снижает ее толщину, сокращает всасывание кальция. Однако хлорид натрия, получаемый птицей через воду, значительно уменьшает уровень ионизированного кальция в крови по сравнению с тем же его количеством, поступающим в организм с кормом.
В зависимости от возраста физиологические особенности птицы различаются, соответственно, различается и качество скорлупы. Молодняк птицы может использовать кальций, требуемый для формирования скорлупы из медуллярной костной ткани, который потом быстро восстанавливается. По мере старения птицы ее возможность использовать кальций из резервов организма уменьшается, что сказывается на качестве скорлупы.
Соблюдение светового режима также важно для птицы в период формирования яйца. Окончательное отвердение скорлупы у 80 % птицы происходит в темное время суток (через 2–3 ч после отключения света), когда скорлуповая железа наиболее активна. Но всасывание кальция и наибольшее его накопление в плазме крови происходит в светлое время суток, сразу после кормления. Правильное кормление несушек в соответствии с их физиологическими особенностями, соблюдение светового режима (включение света в середине ночи) позволят значительно уменьшить миграцию кальция из костей и улучшить качество скорлупы.
Как известно яичную скорлупу после отделения содержимого собирают в приемный бак или транспортером, на который скорлупа попадает непосредственно из агрегата переработки яиц. Часто на производстве скорлупу направляют в установку РЗ-ФОБ для отделения и сбора остатков яичной массы. Яичную массу отделяют на установке Я6-ФЯА/5, направляют на производство кормовой муки, яичную скорлупу — на производство крупки.
При выработке мясокостной муки с использованием яичной скорлупы в рецептуре часть кости заменяют яичной скорлупой и техническими отходами яиц. При этом режимы изготовления мясокостной муки не меняют.
Срок хранения крупки из яичной скорлупы при температуре 20±5°С и относительной влажности воздуха 75±5 % не более 4 мес. [7].
Известно изобретение, которое относится к способам переработки яичной скорлупы в муку и может найти применение в качестве кормовой добавки в комбикорме, в медицине для получения зубных порошков, паст и в пищевой промышленности для изготовления жевательных резинок. Цель изобретения — повышение качества конечного продукта. Яичную скорлупу моют, стерилизуют, сушат и измельчают.
Причем измельчение проводят в два этапа. На первом этапе проводят грубый помол до размера частиц 2–4 мм с последующим отделением органической пленки при влажности 5–7 %, а на втором этапе размалывают массу до размера частиц 20–30 мкм и дополнительно подвергают ее сушке до содержания влаги 1–2 % с образованием мелкодисперского порошка в виде муки. Использование этого порошка в пастах или в жевательной резине обуславливает лечебно-профилактический эффект, предупреждает кариес зубов [8].
В странах дальнего зарубежья имеется ряд эффективных высокопроизводительных автоматизированных линий и установок для производства кормовой муки из яичной скорлупы, продолжается их разработка и совершенствование [9–10].
Таким образом ведущие фирмы и предприятия стремятся использовать яичную скорлупу в качестве высокополезного сырья, а также разрабатывать и применять непрерывно-действующие, энергосберегающие и универсальные технологические схемы и технологии, позволяющие интенсифицировать процессы переработки яичной скорлупы в полезную кормовую продукцию, экономить топливно-энергетические ресурсы и предотвращать загрязнение окружающей среды.
Авторы статьи всегда помнят и чтят ценные советы выдающегося ученого, отличника образования Республики Казахстан, отличника ветеринарной медицины, серебряного лауреата ВДНХ СССР, двухкратного обладателя званий «Лучший преподаватель ВУЗа Республики Казахстан за 2005 г. и за 2010 г»., «Лучший автор ассоциации ВУЗов Республики Казахстан», «Лучший заведующий Семипалатинского государственного университета имени Шакарима», «Лучший ученый Восточно-Казахстанской области»; дипломанта Республиканского конкурса изобретений «Шапағат» и международной выставки изобретений (КНР); обладателя грамот, сертификатов и дипломов СССР, Российской Федерации, США, Чехии, Турции, Франции, КНР, Узбекистана; стипендиата государственной научной стипендии Республики Казахстан для выдающихся ученых; научного руководителя научно-исследовательских проектов по заказам Министерств образования и науки, сельского хозяйства, фермерских хозяйств, а также докторских, кандидатских и магистерских диссертаций; победителя научных и спортивных конкурсов, писателя, рационализатора, автора и изобретателя множества внедренных научных открытий и изобретений, эксперта, доктора ветеринарных наук, профессора, академика Казахстанской национальной и международной академий наук Искакова Маратбека Мухабековича.
- http://www.scienceforum.ru/2013/181/2046.
- Искаков М. М., Искаков Р. М. Ветеринарные конфискаты и их переработка. — Алматы: Международное агентство подписки, 2011. — 216 с.
- http://kiev.ko.slando.ua/obyavlenie/yaichnaya-skorlupa-dobavka-v-korm-rybe-uluchshitel-rybnyh-prikormok-ID56hxb.html.
- Искаков Р. М. Масса алмасу үрдістері. — Астана: Издательство Казахского агротехнического университета имени С.Сейфуллина, 2013 г.-174 с.
- http://studentbank.ru/view.php?id=41803https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/13115/» target=»_blank»]moluch.ru[/mask_link]
Глубокие сомнения
По производству яйца Россия сейчас занимает шестое место в мире. Из всего объема произведенных яиц 72% составляют товарные (или яйца в скорлупе), 15% — товарные с добавленными компонентами (например, лечебно-профилактические, обогащенные селеном, йодом, полинасыщенными жирными кислотами Омега-3 и пр.) и по 6,5% — яйца, которые идут на производство сухих и жидких яичных продуктов, рассказывает президент Росптицесоюза Владимир Фисинин. Эксперт отмечает рост производства продуктов глубокой переработки (в 1990 году на это направление уходило всего лишь 4% всех производимых яиц). Тем не менее, несмотря на огромные объемы производства яйца, Россия в сфере глубокой переработки сильно отстает от США, где перерабатывают около 40% яиц, Европы (35-38%), Японии (более 50%), сожалеет Сергей Черепанов, представитель группы, менеджер по маркетингу Sanovo Technology Group (Дания, производство оборудования для глубокой переработки яйца). Специалист полагает, что в нашей стране необходимо увеличение объемов перерабатываемого яйца с 12-13% до 22-25%.
Способов глубокой переработки много, но принцип примерно один и тот же, говорит Сергей Карабанов, генеральный директор производственно-консалтинговой компании «Баси» (Саратов). Черепанов отмечает, что перед переработкой рекомендуется выдержать яйца 7-10 дней, совсем свежие яйца «из-под курицы» не рекомендуется перерабатывать, так как у них хуже происходит отделение компонентов (особенно белка от скорлупы).
Сначала нужно вымыть скорлупу яиц (даже если она визуально чистая), затем разбить ее, отделить белок от желтка (или не отделять в зависимости от задачи), полученную массу гомогенизировать (размешать), пастеризовать (если готовится жидкий продукт) или высушить до порошкообразного состояния, а затем поместить в удобную для использования упаковку, рассказывает специалист. Также возможна выдержка сухого белка в температурных камерах для улучшения его функциональных свойств, добавляет Виктор Гущин, директор ВНИИ птицеперерабатывающей промышленности.
В чем выгода?
Основная причина применения технологии глубокой переработки яйца — необходимость сглаживания сезонных колебаний. После пасхи, с конца апреля — начала мая, спрос на товарные яйца резко падает, констатирует Черепанов. Предприятия же, которые используют эту технологию, имеют возможность производить из избытков яйца, например, порошковый меланж, занимая тем самым новые ниши рынка и получая прибыль от продажи продуктов глубокой переработки.
Гущин выделяет два основных направления реализации таких продуктов. Первое — для производственных нужд (в основном в масло-жировой и кондитерской промышленности, а также в фармацевтической, текстильной и пр., где требуется использование компонентов яйца). Второе — для населения, то есть для розничной торговли (например, жидкое яйцо в удобной упаковке, сухие яичные смеси для приготовления омлета, яичный порошок и пр.).
Продукты глубокой переработки поступают в розничную продажу, но их доля значительно меньше доли непереработанной продукции. Это обусловлено традициями страны и стереотипом мышления потенциальных покупателей, замечает Карабанов. Черепанов добавляет, что эти продукты традиционно используются «пищевыми предприятиями» при производстве майонеза, кондитерских изделий, мороженого, диетического и детского питания и пр.
Но есть и еще одно направление реализации — экспорт продукции глубокой переработки. Поскольку российское птицеводство может вывозить лишь незначительный набор продуктов (филе грудки и порошковые яйцепродукты), развивать эти направления крайне важно, убежден Черепанов.
Яйца очень сложно экспортировать из-за ограничений ветеринарного характера, поясняет он. К тому же в Западной Европе с января 2012 года запрещено использование традиционных клеточных батарей и идет распространение яиц, полученных при напольном или выгульном содержании. Поэтому и импорт яиц, полученных в обычных клетках (а в России практически все яйца производятся именно так), будет крайне затруднен. Яйцепродукты же почти на 100% порошковые, и импортировать их легче. Но для этого нужно получить соответствующие сертификаты и допуски, уточняет специалист.
Самым распространенным продуктом глубокой переработки остается яичный порошок. Впрочем, ассортимент выпускаемой продукции может меняться в зависимости от потребностей пищевого производства. Так, для кондитерских нужд необходим сухой белок с «повышенной взбиваемостью», желток с добавлением соли и сахара, мороженый желток, а также сухой яичный белок «повышенной гелевой силы», приводит пример Фисинин.
Как правило, яйца, поступающие на глубокую переработку, по качеству могут быть хуже, чем товарные. Конечно, при отборе допустимы яйца с насечками, загрязненные и не подходящие по размеру ни под одну категорию, не отрицает Гущин. И все же чем лучше исходное яйцо, тем выше качество получаемой продукции. Поэтому переработчики предъявляют к яйцам для глубокой переработки те же требования, что и к товарным, добавляет Черепанов.
Доля загрязненного пищевого яйца может колебаться от 1 до 20% от общего количества поступающих на переработку яиц. Такой большой процентный разброс обусловлен качеством клеточного оборудования, его исправностью, здоровьем птицы, дисбалансом в кормлении поголовья, а также технологической культурой складирования, хранения и транспортировки яиц, объясняет Карабанов.
Безусловно, правильный подход к производству — максимальное сокращение количества загрязненных яиц, продолжает специалист. Но полностью избавиться от них невозможно. Даже яйцемоечные машины не могут решить эту проблему: они всего лишь позволяют уменьшить число загрязненного яйца. К тому же у таких машин есть минус: их использование порой приводит к быстрой порче яиц при хранении, в результате чего существенно снижается стоимость яйца и доходность его производства, отмечает Карабанов. «Я не думаю, что большой процент грязного яйца «совершит революцию» в переработке, — иронизирует он. — Проще и дешевле не производить грязное яйцо, чем потом с этой проблемой бороться. Но, к счастью, при принятии решения о приобретении оборудования вопрос о переработке грязного яйца занимает не последнее место».
Плюсы переработки
Эксперты и производители сходятся во мнении, что у технологии глубокой переработки есть множество преимуществ.
Среди основных достоинств этого метода Карабанов выделяет то, что у производителя появляется возможность увеличения срока хранения яиц. Так, после глубокой переработки продукция может храниться 3-5 месяцев, тогда как свежее яйцо лучше реализовать за 10-14 дней, уточняет Фисинин.
Другой неоспоримый плюс — удобная для потребителя упаковка. Производители могут расфасовывать жидкую яичную массу в емкости разных размеров (от 0,5 кг до нескольких сотен кг).
Еще одно немаловажное преимущество — возможность управления вкусом, цветом и консистенцией переработанного продукта в зависимости от пожеланий потребителя. Например, в белок, поставляемый для кондитерских нужд, могут добавлять сахар, а в желток для производства майонеза — соль, рассказывает Карабанов. Есть и такие плюсы, как возможность изменять состав продукта (путем отделения желтка от белка) или обогащать его какими-то компонентами или веществами (витамины, сахар, красители, аминокислоты и др.).
Фисинин добавляет к этому списку гигиеничность и вероятность перевоза полученной продукции на дальние расстояния. Для России это чрезвычайно важно, подчеркивает эксперт, так как в отдаленные части нашей страны доставить свежее яйцо в скорлупе практически невозможно.
На практике
Назвать точное число птицефабрик, занимающихся глубокой переработкой яйца, сложно, говорит Черепанов. Это связано с использованием на некоторых предприятиях примитивного оборудования или даже ручного труда. К тому же директор «Леноблптицепрома» Юрий Трусов уверен, что нет смысла внедрять глубокую переработку на предприятиях, производительность которых меньше 500 млн яиц в год. Поэтому чаще всего эта технология «процветает» лишь на крупных птицефабриках.
Например, на птицефабрике « Роскар » (Ленинградская область, 740 млн яиц в год) завод по переработке яйца был запущен в 2000 году. «Решением к строительству завода на тот момент послужило появление в России иностранных компаний с новыми технологиями, — рассказывает главный технолог Николай Мирошниченко. — Им требовались высококачественные жидкие и сухие яичные продукты, которые мы не могли тогда предоставить».
В итоге за десятилетие « Роскар » наладил производство основных видов яичных продуктов: жидкий желток, жидкий белок, меланж, сухой белок, сухой желток и яичный порошок. На сегодняшний день предприятие перерабатывает около 1 млн яиц в сутки, полностью выполняя заказы своих партнеров, говорит Мирошниченко. По мнению специалиста, для успешной работы завод должен перерабатывать не менее 2 млн яиц в сутки и иметь конкурентные цены на свой продукт.
Кстати, для достижения столь высокого уровня необходимы не только знания, но и дорогостоящее оборудование и специалисты, которые будут его обслуживать, а все это немалые расходы, замечает главный технолог. Да и само по себе оборудование — это еще не все. Надо также быть готовым к ежегодному увеличению затрат на запасные части и компоненты для бесперебойной работы механизмов, говорит специалист. По его словам, на сегодняшний день рентабельность производства очень маленькая, а в некоторые месяцы вообще минусовая.
Считается, что переработка позволяет минимизировать убытки производства путем реализации некондиционных яиц (с насечками, грязью ), говорит Мирошниченко, однако это не так. Высококачественный продукт не получается из плохого сырья, да и применение дорогостоящего оборудования не позволит снизить себестоимость сезонных продуктов и перерабатывать некондиционные яйца. К тому же отсутствие постоянного спроса и увеличивающийся рост поступления яичных продуктов из-за рубежа вынуждают сокращать их выпуск, а иногда и останавливать его, сетует специалист.
Эксперты отмечают, что в России есть заводы, умеющие выпускать качественные яичные продукты, не уступающие по уровню европейским. Среди наиболее преуспевающих Фисинин называет птицефабрики « Роскар » (Ленинградская область), «Боровская» (Тюменская область), «Волжанин» (Ярославская область), «Авангард» (Мордовия), компанию «РусАгроГрупп» (Нижний Новгород). По мнению эксперта, на сегодняшний день они способны закрыть потребность рынка. Но из-за медленного развития производств, где применяются продукты переработки яйца, и активного использования заменителей яичных сухих порошков (компаундов), поставляемых из-за рубежа, переработчики вынуждены продавать свою продукцию в убыток или в лучшем случае работать «на склад», сожалеет Мирошниченко. Эти и ряд других причин не дают возможность развивать новые технологии и получать хорошую рентабельность от продаж яичных продуктов.
Цена вопроса
Оборудование для глубокой переработки — дорогое удовольствие, не отрицает Черепанов. Как правило, для этих целей используются агрегаты западных производителей. Российские компании производят лишь отдельные машины, а комплексных технологических систем «под ключ» отечественного производства нет, замечает специалист. Например, в компании «РусАгроГрупп» применяют оборудование Avitec (Италия). Также на предприятиях пользуются оборудованием датской фирмы Sanovo-Staalkat, Actini (Франция) и пр.
Капиталовложения, как правило, окупаются за 2-5 лет, утверждает Черепанов. По его словам, затраты на обслуживание окупаются за счет сглаживания сезонных колебаний производства яйца в скорлупе и благодаря новым открывающимся возможностям реализации переработанной продукции, в том числе экспорта.
Несмотря на мнение производителей, которые жалуются на низкую рентабельность, Черепанов утверждает, что при хорошем знании рынка, внедрении современных технологий и оборудования глубокая обработка выгодна. Более того, для крупных птицефабрик (от 500 тыс. несушек и выше) она просто необходима. Ведь помимо собственно прибыли от реализации яйцепродуктов она позволяет эффективно использовать все некондиционное яйцо.
Для более эффективного внедрения глубокой переработки нужно изучить особенности рынка, провести маркетинговые исследования, чтобы выяснить, на какие предприятия будет ориентировано производство и что будет пользоваться спросом, советует Черепанов. Например, производство порошкового белка самое затратное, поэтому нужно быть уверенным, что он станет пользоваться спросом, предупреждает специалист. По его словам, для производства порошкового белка нужна отдельная сушильная установка (белок нельзя сушить на той же самой сушильной установке, что и меланж и желток), а также специальное оборудование для его подготовки белка к сушке (удаления из него сахароподобных веществ). А вот порошковый меланж делать технологически проще, это не требует такого количества оборудования.
Еще легче производить жидкие белки, желтки, меланж, считает специалист. Но эти виды продукции можно реализовать только на рынках, находящихся относительно недалеко, что связано с проблемами перевозки и соблюдения условий хранения.
Единственное, в чем солидарны и эксперты, и специалисты, и производители, — это необходимость маркетинговых исследований и грамотного внедрения технологии глубокой переработки.
Мария Арсеньева, Юлия Смиренская
Источник: www.agroinvestor.ru
Применение отходов яичной скорлупы в качестве полезных и пригодных для использования продуктов: обзор
Фермерство генерирует различные виды отходов. Снижение экологических проблем, связанных с безответственной утилизацией отходов, зависит от достаточного использования отходов сельского хозяйства.
В глобальном масштабе управление сельскохозяйственными отходами является важной и решающей стратегией, поскольку это становится решающим фактором для людей, животных и растительности. Характер, количество и тип отходов различаются в разных странах. Помощь в защиту качества окружающей среды и здоровья требует поиска эффективного способа для надлежащего управления сельскохозяйственными отходами. Для этих целей отходы должны быть переработаны, повторно использованы и направлены к ценному и пригодному для использования продукту. В настоящее время использование отходов является приоритетной задачей для достижения устойчивого развития.
Сельскохозяйственные отходы могут быть классифицированы на биологические, твердые, опасные и отработанное масло, а затем регулируются в соответствии с тем, как они могут быть утилизированы. Твердые бытовые отходы включают в себя любой вид мусора, оставленный сельскохозяйственным предприятием, шлам из очистных сооружений и любые отходы, создаваемые в ходе сельскохозяйственной деятельности.
Опасные отходы, которые также состоят из химических веществ, могут быть взрывчатыми, едкими или легковоспламеняющимися и, конечно, опасны для человека, животных и окружающей среды. Сельскохозяйственная техника часто производит масла, которые используются многократно и собирают другие материалы, такие как вода, химические вещества или грязь. Масла должны быть заменены при снижении производительности. Сельскохозяйственное предприятие производит большое количество отработанного масла, и требуется хранить его в резервуарах для предотвращения утечки масла в окружающую среду.
Ожидается, что масла можно использовать в медицинских науках, это является новой практикой. Большинство исследований сельскохозяйственных отходов в основном сосредотачивается на их энергетическом потенциале или в качестве возобновляемого сырья за счет их численности, дешевизны и возобновляемости.
Микроорганизмы или их компоненты осуществляют превращение в ценные продукты или источники энергии. Полезные продукты производятся из многих сельскохозяйственных отходов, используемых в качестве эффективного сырья и как хорошая альтернатива в качестве биоматериалов в терапии, которая замещает кости для роста из остеобластов. Развитие биоматериалов осуществляется в связи с ростом числа больных, которые нуждаются в костных заменителях. Очень важно, что биоматериалы являются биосовместимыми с достаточной механической прочностью, чтобы выдержать вес человеческого тела перед использованием в качестве костных имплантатов.
Яичная скорлупа является одним из широко используемых в пищевой промышленности и заводами-изготовителями побочных продуктов. Яйца представляют собой важный компонент в большом разнообразии продуктов, таких как торты, салатные заправки и фаст-фуды, что выливается в результате в несколько тонн отходов яичной скорлупы ежедневно и несет значительные издержки по утилизации в мире. Около 250 тысяч тонн отходов яичной скорлупы производится ежегодно во всем мире.
Большая часть отходов яичной скорлупы в настоящее время накоплена на местах без какой-либо предварительной обработки. Кроме того, с точки зрения охраны окружающей среды управление отходами – неприятная функция из-за запаха биодеградации.
В последние годы большие усилия были приложены для преобразования отходов яичной скорлупы в ценный продукт. Эти основные приложения включают возможный заменитель кости (Dupoirieux и соавт., 1995), в качестве исходного материала для приготовления фосфата кальция биокерамики, такой как гидроксиапатит (НАР) (Balázsi и др., 2007), минерализацию костей и рост, недорогой адсорбент для удаления ионных загрязняющих веществ из водного раствора (Tsai и др., 2008), или катализатор биодизельного топлива.
Куриная яичная скорлупа является одним из сельскохозяйственных отходов, которые заслужили внимание сегодня и имеют потенциал использования в медицинской и стоматологической терапии. Скорлупа имеет в качестве важной составляющей чистый CaCO3 и немного развитой пористости. Ее состав был отмечен химически (по массе) следующим образом: карбонат кальция (94%), карбонат магния (1%), фосфат кальция (1%) и органические вещества (4%).
Другое применение отходов яичной скорлупы было упомянуто ранее в качестве катализатора биодизельного топлива. Биодизель, состоящий из греческого слова «био» и «дизель» от Рудольфа Дизеля, относится к возобновляемой альтернативе нефтяного дизельного топлива из моноалкильных сложных эфиров жирных кислот, аналогичен нефтяному дизельному топливу с точки зрения физических свойств, за исключением несравненных преимуществ как возобновляемый, биоразлагаемый, не токсичный и с низкими выбросами.
Как правило, он может быть изготовлен из переработанных органических масел и жиров, таких как соевые бобы, рапс, подсолнечник, кокосовый орех, кукуруза, семена хлопчатника, горчица, пальмовое масло, арахисовое, животные жиры, отходы растительного масла и водорослей путем переэтерификации из них в присутствии катализаторов, таких как NaOH, KOH или NaOCH3, которые добавляются в переэтерификацию из-за скорости реакции, которую они вызывают. Цена на биодизель может быть снижена с использованием отработанных масел и непищевых масел.
Другим важным вопросом в выходе биодизеля является выбор катализатора. Оба типа катализаторов, гомогенные и гетерогенные, могут катализировать переэтерификацию. Гомогенные базовые катализаторы, такие как NaOH и KOH, обладают высокой каталитической активностью, но их разделение и повторное использование после реакции затруднительно. Другие гомогенные типы, такие как гидроксиды и алкоголяты щелочных металлов, и гомогенные кислоты, такие как H2SO4, являются в основном едкими и также вступают в реакцию со свободной жирной кислотой с образованием нежелательных побочных продуктов мыла, которые требуют дорогостоящего разделения. Рециркуляция гомогенных кислотных катализаторов затруднена, потому что процесс требует высокой температуры и иногда вызывает серьезные проблемы с окружающей средой и коррозией.
Гетерогенные катализаторы получили заметное внимание для решения проблем гомогенных катализаторов, так как они не вызывают коррозии, пригодны для повторного использования и эффективны и могут упростить этапы разделения и очистки. Было изучено много гетерогенных катализаторов переэтерификации масел, таких как яичная скорлупа из-за ее внутренней структуры пор в кальцинированной яичной скорлупе, высокого содержания CaCO3 и большого количества. Из яичной скорлупы можно приготовить активный гетерогенный катализатор.
Другим глобальным кризисом является загрязнение воды и очистка сточных вод, особенно промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами, которые обычно образуются в результате многих видов промышленных процессов. Следовательно, сточные воды без какой-либо обработки подходящим процессом могут вызвать серьезные экологические проблемы в естественной экосистеме, и накопление ионов металлов будет происходить либо через прямое потребление, либо через пищевые цепи.
Соответственно, следует предотвратить попадание тяжелых металлов в экосистему из-за их токсичности. Для этой цели было предложено и исследовано несколько подходов, включая химическое осаждение, коагуляцию, ионный обмен, экстракцию растворителем, фильтрацию, выпаривание и мембранные методы.
Некоторые из этих подходов очень дороги и менее эффективны с некоторыми ограничениями, такими как необходимость нескольких предварительных обработок, а также дополнительных обработок. Из-за этих ограничений многие исследователи выбрали регенерацию природных отходов для обработки тяжелых металлов из водных растворов.
Была изучена и оценена адсорбционная способность тяжелых металлов с рисовой шелухой и зелеными водорослями. Другие исследователи сообщали о результатах адсорбции тяжелых металлов на раковине краба и оболочках креветок. Потенциальная возможность регенерированных отходов в качестве адсорбентов была предложена для удаления свинца оболочкой краба. Кроме того, были изучены другие отходы с точки зрения применимости, такие как вулканический шлак, летучая зола, цеолит, хитозан, опилки и уголь. В соответствии с важными вопросами в производственном процессе, такими как минимизация отходов, максимальная регенерация отходов и энергии и извлечение драгоценного материала, разработка различных экологически чистых и экономичных материалов после очистки сточных вод была проведена несколькими исследователями.
Об использовании активированного угля из опилок в качестве очистителя сточных вод сообщалось у Malik, 2004. Другой рекомендацией для текстильной краски из сточных вод были апельсиновые корки, заявленные Haddadian и др. в 2013 г., что было весьма примечательно для обработки. Раковина устрицы была довольно впечатляющей, чтобы адсорбировать сероводород из поровой воды.
Нет достаточного внимания относительно преобразования отходов в полезные материалы, несмотря на полезные свойства. В этом контексте различные применения отходов яичной скорлупы были использованы, чтобы предложить рекомендации для любого обработчика яиц, заявителя и потребителя, путем анализа информации о технологических возможностях свойств яичной скорлупы. В связи с этим претендентами являются приоритетными те, которые экономически целесообразны, и выгоды, доступные для отраслей промышленности для их обработки, наряду с экологическими проблемами.
В этом обзоре представлены результаты, основанные на характеристике отходов и альтернативном использовании этих материалов, которые можно использовать в качестве основы для расчета объемов, полученных на предприятии по переработке яиц. Кроме того, это исследование может продемонстрировать экономичный процесс обработки для повторного использования полезных продуктов из отходов яичной скорлупы и их применения в различных аспектах, которые делают процесс экономически эффективным и экологически безопасным, а также дают новый путь для обращения с твердыми отходами.
Применение яичной скорлупы в производстве биодизеля
Оксид кальция (CaO) является одним из наиболее перспективных оксидов щелочноземельных металлов с высокой основностью, который подходит для производства биодизеля. Раковины моллюсков, яичная скорлупа и раковины мидий могут быть прокалены, чтобы получить CaO, используемый в качестве гетерогенного катализатора в производстве биодизеля.
Биодизель уже был коммерчески произведен из возобновляемых ресурсов, таких как соевое масло, реакцией переэтерификации с использованием гомогенных сильных оснований или кислот в качестве катализаторов. Как сообщают другие исследователи, в химический состав отходов яичной скорлупы в основном входит карбонат кальция. Из-за внутренней структуры пор на поверхности яичной скорлупы и ее обилия яичная скорлупа является хорошим сырьем для приготовления тонкого порошка, который может проложить путь для его применения, такого как пористый твердый катализатор. Фактически твердые основные катализаторы, полученные из яичной скорлупы, были получены путем кальцинирования.
Возможность применения яичной скорлупы в качестве катализатора в каталитическом процессе производства биодизеля была исследована Wei и соавторами в 2009 г. Повторное использование скорлупы яиц в качестве недорогого катализатора для производства биодизеля было оценено с точки зрения переработки отходов яичной скорлупы, минимизации загрязнения, снижения себестоимости производства биодизеля и делая процесс производства биодизеля полностью экологичным.
Отходы яичной скорлупы использовались для переэтерификации отработанных кулинарных масел и давали выход биодизеля 100% с использованием 4 мас.% катализатора в течение времени реакции 5 ч (Navajas и др., 2013), тогда как Niju с соавт. в 2014 г. использовали яичную скорлупу при обработке кальцинированием-гидратацией-дегидратацией для получения катализатора CaO. Результаты переэтерификации отработанного масла для жарки (WFO) показали, что конверсия метилового эфира составляла 67,57% для коммерческого CaO и 94,52% для CaO, полученного в результате обработки кальцинированием-гидратацией-дегидратацией яичной скорлупы на катализаторе с 5 мас.% (основанного по массе масла), соотношение метанола к маслу 12:1, температура реакции 65°С и время действия 1 час. Недавно Chen и др. (2014) получили CaO-катализатор из яичной скорлупы страуса и сообщили, что максимальный выход биодизеля (92,7%) был получен из пальмового масла при следующих условиях: катализатор 8 мас.%, соотношение метанол-масло 9:1, время реакции 60 мин и мощность ультразвука 60% амплитуды. Кроме того, этот CaO-катализатор можно повторно использовать более 8 раз без значительной потери активности. Все эти исследования отходов показали, что для достижения высоких выходов биодизеля необходимы более высокий вес катализатора и более длительное время реакции.
Tan и др. (2015) показали, что применение гетерогенного основного катализатора CaO, который был получен при кальцинировании отходов яичной скорлупы в процессе переэтерификации, имеет многообещающий потенциал для использования в целях производства биодизеля (рис. 2).
Еще одно исследование было проведено Yin с соавт. в 2016 г. по производству биодизеля из дистиллята дезодоратора соевого масла (SODD) с использованием кальцинированной утиной скорлупы (DES) в качестве катализатора, который является недорогим и экологически чистым источником карбоната кальция. Была протестирована возможность повторного использования катализатора, полученного из DES, и результаты показали, что выход биодизеля был выше 80% после 5-кратного использования и ниже 60% после 8-кратного использования.
Joshi и соавт. в 2015 г. изучали переэтерификацию масел ятрофы и каранджи, используя в качестве катализатора смешанные оксиды металлов на основе яичной скорлупы. Большие площади поверхности катализаторов наблюдались, когда они были прокалены при 900°С, и, следовательно, они показали высокую каталитическую активность. Niju и др. в 2014 г. показали, что обработка кальцинированием-гидратацией-дегидратацией является достаточным методом для повышения каталитической активности отходов скорлупы.
Alba-Rubio и др. в 2010 г. сообщили, что реакция переэтерификации нефти и метанола может быть эффективно катализирована СаО с выходом биодизеля выше 90%. Это исследование также показало, что базовая сила CaO достаточна для этой реакции, которую можно получить из отработанной яичной скорлупы, чтобы не только продемонстрировать высокую потенциальную возможность использования в качестве катализаторов синтеза биодизеля, но и повысить ценность получения зеленого биодизеля из-за его экологичных характеристик и низкой стоимости.
В исследованиях, в которых изучалась переэтерификация масла пальмового олеина метанолом, катализируемого СаО, полученным из отходов раковин моллюсков, костей и яичной скорлупы (Witoon 2011; Viriya-Empikul и соавт. 2012), было установлено, что эти катализаторы активны в производстве биодизеля, что приводит к метиловому эфиру жирной кислоты (FAME) выше 90%. Среди полученных катализаторов катализатор из яичной скорлупы показал самые высокие каталитические свойства по сравнению с другими. Однако эти реакции требуют более длительного времени (> 60 мин) для достижения удовлетворительной конверсии масла в биодизель из-за ограничений по тепломассопереносу.
Авторы: Hamideh Faridi, Akbar Arabhosseini
Статья из журнала «Research in Agricultural Engineering», №64, 2018 г.
Перевод подготовила Елена Михаленко
- ← Почему в России нет производства пектина. Причины, факты, перспективы. Расследование
- Значимость очистки русел рек →
Источник: pronowosti.ru
