Инновационная технология консервации сельхозпродукции
Проблема обеспечения населения высококачественными продуктами питания остро стоит во всём мире. В настоящий момент, стоит задача не просто снабжения населения земного шара пищевым ассортиментом, а продуктами, сбалансированными по своему биохимическому составу, высокой пищевой и биологической ценности для различных групп населения в зависимости от возраста, заболеваний людей, условий их проживания, работы и т.п.
If a building becomes architecture, then it is art
Во многих странах ЕС, СНГ существует перепроизводство ряда пищевых продуктов, но при этом по данным официальной статистики, и много продукции теряется. Из-за отсутствия современной технической базы, эффективных технологий по обеспечению сохранности выращенного урожая, по данным ФАО, в мире эти потери превышают 30-40%. Одновременно идёт потребление продуктов питания, которые через короткое
время теряют свои потребительские свойства, или не сбалансированы по своему биохимическому составу и пищевой ценности. Это приводит к множеству трудноизлечимых заболеваний и серьезным патологиям, оказывающих свое негативное влияние на здоровье последующих поколений людей. Число людей, страдающих от ожирения, сегодня по данным The Lancet превышает 1 млрд человек. В общей структуре заболеваемости жителей РФ, ряда стран СНГ до 30...50% составляют алиментарно-зависимые, 28,5% смертей в РФ вызваны алиментарно-зависимыми заболеваниями, которые обусловлены дефицитом в пище витаминов, антиоксидантов и других фито нутриентов.

Рост объёмов производства сельхозпродукции во многих регионах сдерживается из-за ограниченных мощностей перерабатывающих предприятий, отсутствие эффективных технологий переработки и консервации продукции традиционного ассортимента, в том числе в связи с выявленными проблемами по качеству. В последнее время для устранения такого перекоса стали строить больше теплиц, холодильных и морозильных помещений, однако данное направление с экономической стороны, довольно дорогостоящее,
хотя и вынужденное мероприятие. Темпы строительства низкие, поэтому на сегодня, в странах СНГ имеется возможность хранить не более 15-20% выращенного урожая.

В стратегиях научно-технологического развития большинства стран определяется в качестве приоритетных направлений создание и внедрение современных технологий производства для переработки и хранения сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия. Во всех научных трудах учёных констатируется, что для решения вопросов по сохранности продовольственной группы товаров для населения и обеспечения
нужного качества, наиболее эффективным методом является технология сушки, так как только при таких условиях получается более высокая эффективность сохранности в нативном виде, наиболее ценной составляющей фруктов, овощей, - это витаминов антиоксидантов, ферментов и других БАВ.
Практика показывает, что высокий уровень качества в процессе сушки плодоовощного сырья можно получать на распылительных, кольцевых сушилках и с помощью лиофилизации, которую принято считать образцом по уровню качества.
Однако технологии консервации с помощью этих методов слишком затратные.
Применяемое оборудование дорогостоящее, занимает много производственных площадей, предполагает наличия больших первоначальных капиталовложений. По этим причинам, получаемая продукция имеет высокую себестоимость, низкий уровень конкурентоспособности, реализуется в основном по категории премиум-класса или как пищевые добавки, и поэтому производится мало и по очень высоким ценам.

Предлагаемая сегодня на мировом рынке сушеная продукция из фруктов ягод и овощей, на 85% получена в туннельных сушилках, конвективным способом и в большей своей части, прошла жёсткие условия, а также длительное воздействие высоких температур (как правило, не менее 1,5 – 2 часа и более). В результате чего реальное содержание витаминов и биологически активных субстанций находится в пределах 30% от их
состава в свежесобранном виде. Нативные свойства сведены к нулю из-за денатурации и окисления важных термолабильных биокомпонентов перерабатываемого сырья.

Учитывая актуальность данного направления, мы предлагаем к внедрению новые биотехнологические разработки, связанные с комплексной и глубокой переработкой различных видов сельхоз продукции, консервированию кормовых культур при кормозаготовке, утилизации побочных продуктов животноводства.
Реализация предлагаемого высокорентабельного и перспективного направления предусматривает выпуск различной биопродукции, в гранулированной, брикетированной или порошковой форме из овощей и фруктов, мяса, рыбы, молочных видов продукции, грибов, ягод и другого сельхоз сырья. При этом технология предусматривает получение продукции в нативном виде, без потери витаминов и биологически активных
веществ (БАВ). Сегодня эти разработки легли в основу разработанной нами программы по реорганизации кормовой базы и интенсификации отрасли животноводства, основанной на инновационной технологии консервации кормовых культур и полной замене неэффективных технологий заготовки кормов, таких как сено, сенаж и силос.

Базовый параметр инновационной биотехнологии сушки пищевых продуктов это максимальная сохранность всего комплекса витаминов и биологически активных субстанций, при переработке сельхозпродукции. Универсальный характер нашего сушильного комплекса позволяет принципиально изменять многие технологические процессы, которые используют дегидратацию сырья или испарение
различного рода растворителей в ходе экстракции масла из шротов и т.д.
Инвестиционные затраты на производство продукта по нашей технологии, - более чем в 10 раз меньше, чем при строительстве холодильников. Стоимость свежей продукции из холодильных помещений в несколько раз (!) дороже. При этом она увеличивается по мере хранения и реализации, в то время как у нашего продукта, цены реализации стабильны практически до нового урожая.
Вариант с холодильниками не позволит до конца решить проблемы с сохранностью продукции, так как со временем, главные параметры по качеству, и в первую очередь активность витаминов и других биологически активных веществ (БАВ) к концу
зимы и началу весны резко падают, даже в холодильных хранилищах с регулируемой атмосферой.

В весенний период и когда в меню людей наблюдается наибольший недостаток витаминов, антиоксидантов, БАВ, населению предлагается продукция с заниженным биологическим и физиологическим качественным составом, острым дефицитом этих ценных нутриентов, а покупатель платит за неё в несколько раз дороже, чем она была в свежем виде. Серьёзным недостатком данной схемы хранения является также условие сбора
плодов, при котором они не должны достигать зрелой стадии, а собираться недозрелыми.
В этот период в плодах ещё не достигнут тот уровень витаминной концентрации, которым характеризуются спелые плоды. Для производства нашего продукта, уборка урожая должна проходить в период максимального содержания витаминов, когда наступила пора полной спелости, но не перезревшим.

На основе глубокого научного поиска имеющихся на данном направлении технологических решений и технического обеспечения производственных процессов, мы можем сделать объективный вывод, что по всем параметрам и характеристикам этих технологий и оборудования наша инновационная технология и техническое обеспечение, является наиболее конкурентоспособной, благодаря множеству нововведений и в особенности аэродинамических. Вопросы пневмо-вихревых движений теплоносителей освящены в свыше 3-х тысячах научных работах, которые активно изучались в период с 60-х по 90-е годы, в последствии их число резко сократилось, исследования затрагивали в основном теоретические аспекты и в меньшей степени увязывались с производственными процессами для переработки сельхозпродукции.

Патентный поиск, проведённый нами показал, что там затрагиваются проблемы академического характера, вопросы математического моделирования процессов и лишь в пределах сотни работ, посвящено практическим результатам внедрения. При детальном изучении предлагаемых усовершенствований видно, что они в большей части касаются улучшения одного или двух параметров и не учитывают другие взаимосвязанные и очень важные параметры в комплексе. По этой причине с помощью такой сушилки невозможно достичь требуемых условий сушки, а следовательно, выполнить программу по качеству в едином процессе. Из приведённых примеров видно, что внедрённая нами схема сушки и её техническое решение не имеет аналога, поскольку пневмо-вихревые эффекты должны решаться не только технологически, но и конструктивно, в тесной взаимосвязи с условиями сушки и многими другими техническими решениями.
Уровень инновационности технологии
Принципиальная новизна производства консервированных продуктов получаемых на технологической линии сушки является комплексной и касается в первую очередь технической части усовершенствований на условиях технологических требований, внедрённых на сушильной установке 3-го поколения (первая сушилка
произведена в 1995 году), и состоят они в следующем:

Предлагаемая технология по степени новизны инновации - патентоспособная, основана на усовершенствованном способе переработки сельскохозяйственной продукции с целью обеспечения повышенной сохранности и качества получаемого продукта. Применяемая новая схема для высушивания продукции, отличается от близких к ней аналогов - по направленности и скорости пневмо-вихревых потоков за счёт принципиально новых конструктивных и технических решений, обеспечения значительно меньших размеров и стоимости самой линии по сравнению с аналогичными ведущих западно-европейских фирм.

На ней внедрена новая схема классификации продуктовых частиц в процессе сушки по однородности. Создан новый технический узел, который обеспечивает автоматический отбор и своевременный вывод крупных не досушенных частиц продукта от влияния длительного температурного воздействия, не допуская локальных перегревов продукта (в первую очередь, его поверхностных слоев), денатурации витаминов и БАВ. Следует отметить, что данное условие сушки, реализовано далеко не всеми авторами нововведений от чего эффективность по другим параметрам сушилки практически сводятся к нулю. Такой принцип имеется и на кольцевых сушилках многих западных фирм, однако схема и техническое решение данной проблемы отличается не только размерами, но и обходится слишком дорого как по стоимости устройства, так и по энергозатратам, которые формируются во время эксплуатации. В зависимости от производительности
сушилки на эти цели (сепарация частиц и их возврат) у них расходуется в пределах 100 кВт электроэнергии, в то время как у нас эти задачи решаются без применения электричества и затрат.
Улучшение многих параметров сушки достигается за счёт работы установки под разрежением, и использованием .... завихрения, при котором резко снижается сопротивление высушиваемой массы, в отличие от других сушилок, где используется эффект повышенного сопротивления высушиваемых частиц, за счёт фонтанирующих и встречающихся потоков. Причём авторы таких новшеств даже утверждают о том, что
это является приоритетным преимуществом несмотря на то, что при таком техническом решении идут дополнительные и неэффективные затраты. Принципиально значимым параметром является, например, температурный режим, по мере продвижения сырья по тракту нашей сушилки, он находится в динамике резкого уменьшения температур теплоносителя (170°-150°-90°-60°-45°С...). Такого режима по времени сушки
и уровня падения температур не обеспечивает ни одна современная установка. Так высушиваемый продукт на распылительных сушилках постоянно находится под воздействием температуры 150°С в течении нескольких минут. Значит продукт за это время уже нагрелся и его температура превышает 100°С. Если исходную температуру теплоносителя уменьшить до 50°С, то для завершения сушки без потери мощности, потребуется высота установки свыше 60-80 метров и диаметр 10-12 метров. Высота в нашем варианте – 8-11метров.

Конструктивная особенность нашей сушильной установки носит уникальный характер и не имеет близких аналогов, так как внедрённые новшества по упрощению конструкции, уменьшения металлоёмкости, интенсификации движения теплоносителя (40-60 м/сек), обеспечивают более высокую производительность при значительно меньших габаритных размерах и занимаемой площади, чем все аналогичные сушильные аппараты подобного типа. Все процессы автоматизированы, процесс сушки проводится без применения
ручного труда и управляются одним оператором. Участие оператора необходимо только в случае изменения параметров или программы работы, но имеется возможность вывести управление через диспетчерскую, упразднив при этом оператора.

По качеству получаемых продуктов, лишь несколько ведущих западноевропейских фирм имеют сходные характеристики. Однако по ценам оборудования, которое западноевропейские фирмы предлагают к реализации, по себестоимости получаемой продукции и окупаемости вложенных финансовых средств, - наше технологическое решение имеет неоспоримое преимущество. Это достигается благодаря учёту и внедрению требований и законов термодинамики, биохимии, физиологии, аэродинамики, микробиологии, теплотехники и др. научных положений.

Предлагаемая нами продукция выпускается при более мягких условиях. Например, такой главный параметр, как время основной сушки, в условиях новой технологии, составляет лишь 2-3 секунды. За такой короткий период, окислительные процессы практически сведены к минимуму и разрушения биологических структур не происходит. Эффективность нашей технологии сушки достигнута за счёт внедрения новых технологических и
конструкторско-технических решений. Новые подходы позволили существенно снизить металлоёмкость конструкций, уменьшить габаритные размеры в несколько раз по сравнению с зарубежными образцами, значительно упростить эксплуатацию установки, заменить дорогие узлы и агрегаты на принципиально новые конструкции.

Инновационная технология консервации стала финансово доступной для внедрения, поэтому имеет большое значение в связи с важностью развития перерабатывающей отрасли агропромышленного сектора, поддержкой сельхозпроизводителя в надёжном сохранении и гарантированной реализации выращенного урожая. При этом авторская сушилка обеспечивает сохранность на новом потребительском уровне по вопросам качества и сроков сохранности. Большую заинтересованность для инвесторов может представлять быстрая окупаемость вкладываемых финансовых средств и стабильная рентабельность производства, высокая востребованность получаемых продуктов практически всеми отраслями пищевой промышленности.
Made on
Tilda