Технология глубокой переработки зерна

об отрасли

Глубокая переработка зерна — это производство сотен тысяч полезных ингредиентов и биохимических компонентов.

Объемы глубокой переработки в России невелики и составляют всего около 2%.

В условиях сложившейся ситуации, с уходом с рынка европейских и американских поставщиков и нарастающем дефиците качественного биохимического сырья и пищевых добавок для российских предприятий открываются широкие возможности строительства новых современных предприятий в регионах, богатых зерновыми культурами.

стадии технологических процессов

Технологический цикл укрупненно включает три базовых производственных процесса: на первом уровне передела из зернового сырья извлекается крахмал, на втором — крахмал подвергается осахариванию и далее, полученные сахара, преобразовываются в широкий спектр полезных веществ (органические кислоты, спирты, аминокислоты, ферменты и пр.), которые служат сырьём для пищевой, кормовой, медицинской, целлюлозно-бумажной, нефтедобывающей и других отраслей.

Первый технологический процесс начинается с приёмки зерна, его доработки (очистки, сушки) и размещения в силосы хранения. Далее, зерно может направляться на мельницу, где из него получают отруби, служащие основой для производства ферментов и пентозы (альдоза и ксилоза), остатки мицелия могут использоваться в качестве кормовых белковых добавок.

Альдоза может перерабатываться в кетозу и арабинозу (из которой получают спирт арабит и арабоновую кислоту).

На базе ксилозы изготавливают ксилит (сахарозаменитель, известный как пищевая добавка Е967), ксилоновую кислоту, фурфурол.

Фурфурол используется для синтеза метилфурана, фурана, малеиновой кислоты, бензофурана, салициловой кислоты, фурановых смол, применяемых в авиации, автомобильной промышленности, при производстве стекловолокна.

На следующем технологическом этапе зерно замачивается и дробится. Полученная суспензия разделяется на глютен (белок) и нативный (базовый) крахмал.

Глютен служит основой для получения глютелина, глобулина, альбумина, зеина, глицерина, этиленгликоля и других продуктов.

Нативный крахмал, выступая как самостоятельный продукт, также может быть подвергнут модификации, улучшающей его потребительские свойства.
Для модификации крахмала применяются следующие способы воздействия: химическое (кислотный, окислительный гидролиз); биохимическое (ферментативный гидролиз) и физическое воздействие (механические, температурные, ультразвуковые и волновые).
Модифицированные крахмалы находят широкое применение в пищевой промышленности в виде разнообразных пищевых добавок, которым присвоены коды: Е1401-Е1452.

На следующем уровне передела нативный крахмал с помощью гидролиза преобразуется в сахара — мальтодекстрины, фруктозу, глюкозу.
Из мальтодекстрина получают декстрины — глюкозан, циклодекстрин (пищевая добавка Е459), икодекстрин, камеди (Е415), эмульсионные и растворимые блок-сополимеры.

Фруктоза служит промежуточным звеном при синтезе маннозы и маннита (Е421), получении полиэфиров.

Глюкоза выступает исходным продуктом для производства ферментов (альфа-, бета-, гамма-амилазы); аминокислот (триптофана, L-лизина, валина, треонина, лейцина, фенилаланина, метионина, изолейцина и др.); органических кислот — янтарной (служащей основой для получения PBS-биополимеров), молочной (сырьё для получения полилактидной кислоты и биополимеров), лимонной кислоты (используемой для получения аконитовой кислоты, глюконата кальция, изоцитриновой кислоты), итаконовой кислоты (служащей источником для производства цитраконовой кислоты, входящей в состав красок, каучуков, пластмасс, синтетических латексов и др. продуктов).

Из глюкозы, при воздействии ацетонобутиловыми бактериями, в процессе ацетонбутилового брожения, получают уксусную и масляную кислоты, из которых синтезируют органические растворители — ацетон и бутанол.

С помощью микробиологических препаратов из глюкозы также получают спирты: биополиол (Е968); сорбит (Е420); биоэтанол, отход от производства которого — сухая барда, богатая рибофлавином (Е101) — является ценным компонентом кормовых смесей для продуктивных животных.

функциональная схема

Технологическая схема

участники рынка крахмалопродуктов

Эксперты в последние годы отмечают активный рост мирового рынка крахмалопродуктов. В качестве основных источников сырья можно назвать маниоку, кукурузу, картофель и пшеницу. Значительная доля применения приходится на пищевую промышленность, а также затрагивает и другие отрасли.