Полтава, улица Небесной Сотни, 13, офис 303-А
066-60-30-288
(0532) 508-618

Подсолнечник: продавать или перерабатывать

Подсолнечник — исключительно значимая культура для Украины, и судьба его в агробизнесе исключительная. Так вышло, что подсолнечник более трех тысяч лет радовал человека красотой цветения. И именно славяне 185 лет тому назад открыли миру масло подсолнечника — есть шанс сделать следующий, не менее значимый шаг, — дать миру белок подсолнечника. Для этого необходимо рассмотреть производство подсолнечника с разных ракурсов.

Немного истории: как начиналось производство подсолнечника

производство подсолнечника
Подсолнечник на поле

Родина – Северная Америка, одомашнивание подсолнечника североамериканскими индейцами археологи относят к 3000 году до н.э. Во многих индейских культурах подсолнечник был символом божества Солнца. Да и после того, как 500 лет тому назад испанские завоеватели завезли эту культуру в Европу и в 1510 году высадили в Мадридском ботаническом саду, название этого «цветка, поворачивающего за солнцем», на всех европейских языках отражает эту особенность.

Название растения на многих языках созвучно и имеет один корень: на Украине подсолнечник нежно называют соняшником (солнышко по-украински сонечко); в Болгарии – сълнеоглед; у сербов – солнцекрет; поляки называют его слунечником (солнце по-польски слунце); на немецком языке подсолнечник – зоненблюме (солнечный цветок), на английском – сонфлоуэр (цветок солнца).

В Россию семена подсолнечника завез из Голландии Петр I. Растение первоначально высевалось тоже как цветок. Любили наши предки красоту.

Создается впечатление, что чарующая красота этого растения сдерживала попытки человека использовать его в хозяйственных целях. Подсолнечник несколько тысяч лет огромным количеством поколений людей сохранялся как цветок. Может в благодарность за такую оценку его красоты он и наградил человечество тем даром, который в себе хранил – маслом.

Производство подсолнечника для получения масла

производство подсолнечника
Масло подсолнечника

Расхожее утверждение, которое особенно часто стало употребляться в последнее время: «Бог создал Землю, а все остальное придумали китайцы», к подсолнечнику и маслу из него отношения не имеет.

Производство подсолнечника для получения масла начал крепостной крестьянин из Алексеевки Воронежской губернии Данилой Бокаревым в 1828 году. Бокарев был знаком с производством льняного и конопляного масла, и решил применить тот же процесс для производства подсолнечного. Уже в 1833 году купец Папушин, с разрешения владельца Алексеевки графа Шереметьева и при содействии Бокарева, построил первый завод по добыче подсолнечного масла, а в 1835 году была продана первая партия масла в Европу. Так началось производство подсолнечника для масла.

Подсолнечное масло – обязательный пищевой продукт

Подсолнечное масло прочно заняло свое место в рационе питания человека. И это неудивительно, ибо в нем содержится много высококалорийных питательных веществ, оно приятное на вкус и может употребляться в пищу без каких-либо очисток и добавок.

Сегодня состав подсолнечного масла достаточно хорошо изучен.

Исследователи отмечают, что благодаря полиненасыщенным жирным кислотам «Омега-6» и «Омега-9», подсолнечное масло защищает нас от атеросклероза, улучшает деятельность основных органов (печени, почек, желчного пузыря), а наличие в масле витамина F не только препятствует «зарастанию» сосудов, но и способствует растворению уже образовавшихся атеросклеротических бляшек.

Для количественного сравнения долей ненасыщенных кислот приведем гистограмму жирно-кислотного состава различных растительных масел (рис.1).

Доля незаменимой аминокислоты (лизин), чрезвычайно важной для сбалансированного питания, в белке подсолнечника меньше, чем в белке сои, нобольше, чем в белке пшеницы (рис.2).

Почему так важно производство подсолнечника
Рис. 1 ,2

Почему так важно производство подсолнечника для получения масла

По питательности и усвояемости подсолнечное масло немного уступает сливочному, но заметно превосходит другие жиры. Оно отличается высокой калорийностью. В 100 г подсолнечного масла содержится 3870 кДж (929,1 ккал), а сливочного — 3153 кДж (780,2 ккал).

производство подсолнечника
Рис.3. Рост мирового потребления растительных масел в пищевых и промышленных целях.

Кроме того, по расчетам специалистов США, для производства 1 т растительного масла требуется лишь 1 га земли. Для получения же 1 т сливочного масла нужно выделить3,5 га, чтобы содержать 5,2 коровы с удоем молока 5200 литров и жирностью 3,7%, при этом вложить 23 тыс. долларов капитальных затрат и более 300 чел.-ч (Караджова, 1983). В наших условиях расчет будет еще более затратным.

Именно с жирами поступают в организм биологически активные вещества, без которых невозможно нормальное его функционирование. Если взять за 100% калорийность пищи, необходимой для здорового питания, то доля жиров в ней по калорийности должна составлять 30-33%, одна четверть из которых должна приходиться на растительные жиры и, прежде всего, на растительные масла. Т.е. 8-10% от общей суточной калорийности в здоровом питании должны составлять растительные масла.

Неудивительно, что доля их потребления во всем мире неизменно растет. Мне могут возразить, что растет население на планете и растет потребление растительных масел на биодизель и биоэтанол. Да, это так, но ниже приведенные данные показывают, что только за период с 2000 г. по 2015 г. потребление растительных масел в пищу увеличилось в 1,75 раза (рис.3).

Нельзя не отметить, что за это же время количество масла, перерабатываемое в промышленных целях, возросло почти что в 4 раза.

Спрос на семена увеличит производство подсолнечника

Именно этим объясняется прогноз на дальнейший рост спроса на семена подсолнечника. На рисунке 4 показан прогноз до 2050 года. Данные приведены при условии сохранения площадей под подсолнечник и сохранения доли потребления на душу населения на уровне 2015 г.

Производство подсолнечника в мире в ближайшие десятилетия вырастет на около 13 млн. тонн — это несколько больше, чем сегодня производится в Украине (11,3 млн. тонн). Точно так же, как в случае повышения производства пшеницы и кукурузы, производство подсолнечника возможно увеличить только за счет повышения урожайности.

Подсолнечник в два раза легче сои и рапса, перевозить его на дальние расстояния затратно. Это в какой-то мере предопределяет целесообразность перерабатывать подсолнечник в районе его выращивания.

В Украине так и произошло. Плюс к этому введение пошлины на экспорт семян подсолнечника, величина которой составила 22%, привело к тому, что, практически, весь подсолнечник, выращенный в Украине, перерабатывается на масло и шрот на предприятиях Украины (рис.5).

производство подсолнечника
Рис. 4, 5

Производство подсолнечника: пищевой белок из чистого ядра подсолнуха

производство подсолнечника
Ядро подсолнечника

Утверждение академика В. Пустовойта: «Подсолнечник служит источником двух жизненно важных продуктов – масла и белка» относится к семидесятым годам прошлого века. С тех пор в направлении производства белка из подсолнечника практически ничего не сделано.

Ядро подсолнечника – это созданная природой ячейка для хранения растительного масла и легкоусвояемого растительного белка.

Традиционное производство подсолнечника для переработки на масло и кормовой шрот реализует упрощенную технологию прессования семечка вместе с лузгой. Простота способа позволила создать огромное количество производств подсолнечного масла и жмыха (шрота).

Производство подсолнечника, начиная от настольного пресса и заканчивая МЭЗом- гигантом, по сути процесса мало чем отличаются, разве что МЭЗы «дожимают» выход масла за счет экстракции, т.е. обеспечивают больший процент выхода масла и относительно большую долю протеина в шроте. Дальнейшее совершенствование традиционной технологии если и возможно, то весьма незначительно.

Шрот, содержащий исключительно ценные для питания человека составляющие (прежде всего растительный легкоусвояемый белок) пригоден, из-за наличия лузги в нем, только как корм для животных.

Ядро подсолнечника

Производство подсолнечника
Рис. 6

Пищевая ценность ядра подсолнечника хорошо исследована – вот данные Американской ассоциации производителей ядра подсолнечника (рис.6).

производство подсолнечника
Рис.7. Содержание белков и жиров (%) в 100 г продукта.

Известно, что растительный белок усваивается организмом человека практически так же, как и животный, но в этом вопросе есть еще один аспект. Для продуцирования одного килограмма белка животному необходимо усвоить растительного корма в таком объеме, в котором содержится более 4 кг растительного белка. В связи с этим хотелось бы привести сравнения по содержанию жиров и белков в ядре подсолнечника и известных продуктах питания (рис.7).

В набирающей популярность технологии здорового питания все более и более заметная роль отводится орехам. В странах Востока орехи не просто популярны, а составляют заметную долю в повседневном рационе питания. Интересно сравнение состава известных орехов и ядра подсолнечника (рис.8, 9).

Из приведенных выше материалов видно, что пищевая и биологическая ценность ядра подсолнечника исключительно высока. Поэтому, непосредственное использование в питании натурального ядра позволяет, наряду с маслом и белком, потреблять биологически активные соединения. Даже в сравнении с другими ценными продуктами, такими как различные виды орехов и семян, ядро подсолнечника отличается повышенным содержанием некоторых ключевых нутриентов – фолиевой кислоты, витамина Е, селена.

По содержанию фолиевой кислоты ядро подсолнечника в разы превышает содержание ее в известных орехах (рис.9).

производство подсолнечника
Рис. 8, 9
производство подсолнечника
Рис.10. Содержание витамина Е в 100 г продукта (мг).

По содержанию витамина Е ядро подсолнечника в несколько раз превосходит известные продукты питания (рис.10).

Питательность 100 г ядра составляет примерно 570 ккал; обезжиренного ядра – 450 ккал. По этому показателю подсолнечник близок к шоколаду, но содержит меньше насыщенных жиров и больше клетчатки, железа, цинка и белка.

Таким образом, ядро подсолнечника может быть отнесено к функциональным продуктам, которые обеспечивают поступление в организм человека основных питательных веществ и могут предотвращать отдельные заболевания или способствовать улучшению состояния здоровья.

Употребление двух столовых ложек ядра подсолнечника обеспечивает организм примерно дневной нормой потребления витамина Е. Он, как антиоксидантный фактор, снижает риск возникновения онкологических и сердечных заболеваний, катаракты.

Производство подсолнечника – экономическая целесообразность

Неудивительно, что производство подсолнечника (кондитерского) в США и Китае, направлено экспортировать на международный рынок больше подсолнечного ядра, чем необрушенного кондитерского семечка. И это понятно — транспортные затраты на перевозку легковесного подсолнечника заставляют перерабатывать его на месте выращивания.

Сегодня дефицит белка в рационе питания человека по оценкам различных специалистов составляет около 50%. Во многих странах значительная доля белка в рационе питания населения приходится на белок, получаемый из сои. Однако, в силу того, что соя оказалась исключительно «удобным» объектом для генной модификации, а в обществе по этому вопросу околонаучными (чаще политическими) силами муссируются предостережения на предмет возможных негативных последствий для здоровья человека, вызванных употреблением продуктов, полученных из генетически модифицированных растений, то все это отрицательно сказалось на отношении потребителей к продуктам на основе соевого белка.

Это одна сторона вопроса, а вторая, исключительно значимая для Украины, как лидера по производству подсолнечного масла (а значит и подсолнечного шрота) – экономически нецелесообразно весь белок, получаемый при производстве масла, отправлять на корм животным (тем более за пределы Украины), не получая хотя бы часть пищевого белка для включения его в продукты питания человека.

Производство подсолнечника для внутреннего рынка: перспективы

производство подсолнечника
Рис.11. Блок-схема углубленной переработки семян подсолнечника.

В идеале, производство подсолнечника для более эффективной переработки представляется следующим образом (рис.11).

На рисунке 11 приведена блок-схема глубокой переработки подсолнечника.

Отдельным бизнесом может быть выделение из общего потока семян крупного семечка (блок II, рис.11). Крупное семечко дороже, чем масло из него. При поставке подсолнечника на маслозавод не имеет значение крупность семечка. Более того, иногда ограничивают прием крупного семечка по причине необходимости замены просевного сита на очищающих машинах на более крупный размер отверстия, а это значит, что партию крупного семечка необходимо очищать отдельно от остального.

В то же время, в общем объеме подсолнечника всегда имеется доля семечка, крупность которого (сход с щелевого сита 3,6 и масса 1000 шт. семян больше 80 г) попадает в другую, более высокую ценовую нишу.

Производство подсолнечника и особенности очистки

Экономически более выгодно выделить крупный подсолнечник из общего потока и предложить его в соответствующей нише рынка. Для выделения крупного семечка весь поток целесообразно пропускать через калибратор.

Есть одна особенность в этой операции. Поскольку с крупным семечком обязательно попадает соразмерный сор, то с целью получения полной очистки (это требование рынка) целесообразно откалиброванное семечко пофракционно пропускать через пневмовибростол для полной его очистки.

В целом, пути повышения эффективности переработки подсолнечника, предложенные в блок-схеме (рис.11) формируются так:

  1.  Выделение из общего потока семян крупного семечка с целью дальнейшего его предложения на рынке по ценам более интересным, нежели переработка на масло.
  2. Переработка крупного семечка на ядро и предложение его на рынке ядра.
  3. Переработка ядра на масло холодного прессования и жмых (белый лепесток) для продажи масла в розницу, а белый лепесток — для пищевых технологий.
  4. Экстракция белого лепестка с целью выделения масла и получения высокобелкового концентрата в качестве компонента для пищевой промышленности.

Как качественная переработка семян может повысить производство подсолнечника

Если говорить с позиций бизнеса, то эффективность переработки по предложенной схеме может повысить производство подсолнечника и рентабельность переработки крупных семян не менее чем на 50%.

Масла, полученные способом холодного прессования из чистого ядра подсолнечника, относят к натуральным маслам и считаются самыми полезными. Конечный продукт содержит все витамины, фитостеролы, токоферолы, каратиноиды, углеводы, воск, минеральные соединения и ряд веществ, которые определяют ароматические и вкусовые свойства.

Считается, что из растительных белков, белок подсолнечника меньше всего отклоняется от стандарта – белка куриного яйца.

Для получения 1 кг белков мяса необходимо израсходовать на корм, усвояемых животными растительных белков:

  • по мясу говяжьему 7,5 кг;
  • свинине – 5,0 кг;
  • баранине – 9,5 кг;
  • птице – 4,6 кг;
  • яйцам – 3,7 кг.

Получается, что производительность пищевых белков растительными организмами почти на порядок выше, чем у животных организмов, и конверсия белка при трехстадийной цепочке: растениеводство-животноводство-пищевой продукт приводит к большим потерям белка. При употреблении белков, полученных по двухстадийной цепочке: растениеводство-пищевой продукт эффективность использования посевных площадей увеличивается в 4,6-7,5 раза (рис.13).

производство подсолнечника
Рис. 12, 13

На рисунке 12 показано, какое количество растительного белка должно попасть различным животным в составе корма для продуцирования 1 кг белка в мясе.

Производство подсолнечника для экстракции белого жмыха

Прессование чистого ядра, кроме масла холодного прессования, позволяет получить белый шрот (белый лепесток) с высоким содержанием белка, не подвергшегося денатурации. Белый жмых (белый лепесток), получаемый при отжиме масла из чистого ядра, хорошо перемалывается в высокобелковую муку с содержанием оставшегося масла около 15%, что позволяет использовать его в различных пищевых технологиях (рис.14).

Следующий шаг на пути углубленной переработки подсолнечника – это экстракция белого жмыха. Обезжиренный белковый концентрат из ядра подсолнечника – новая позиция на рынке белковых концентратов (рис.15, 16).

производство подсолнечника
Рис. 14, 15, 16

Да, именно так – последний пункт глубокой переработки подсолнечника – это экстракция белого лепестка (жмыха), полученного при холодном прессовании ядра пищевыми экстрагентами (спирт, хладон), с целью извлечения оставшегося масла (~15%) и, главное, получение обезжиренного белкового концентрата из ядра подсолнечника.

Сегодня на рынке растительного белка первое место занимает белок сои, в обозримом будущем это лидерство сои будет только усиливаться.

Тому три причины:

  • спрос на растительный белок растет;
  • относительно высокий выход белка с единицы посевной площади;
  • соя неприхотлива к условиям выращивания и транспортировка ее менее затратная (тяжелее подсолнечника более чем в два раза).

Производство подсолнечника для белковых продуктов

Понятно, что ставить вопрос о полном замещении пищевого белка сои на пищевой белок подсолнечника, никаких оснований нет, и не будет. Речь может идти только о более эффективном варианте — производство подсолнечника для масла и кормового шрота.

В связи с этим, интересны сравнения белковых продуктов, полученных из сои и подсолнечника. В 2012 г в ООО «Лан 2012» Харьковской области Приходькин А.С. и Фотченко К.В. поставили производство по переработке чистого подсолнечного ядра на масло холодного прессования и на белый жмых. После экстракции был получен шрот – обезжиренный концентрат безлузгового ядра подсолнечника.

Специалисты ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии (г.Санкт-Петербург) Доморощенкова М.Л. и Крылова И.В. (2012 г.) провели сравнительные исследования соевых и подсолнечных белковых продуктов. Данные проведенных исследований приведены на рисунке 17.

производство подсолнечника
Рис.17. Характеристика химического состава и функционально-технологических свойств образцов подсолнечных концентратов и соевой муки.

Сравнение биологической ценности образцов соевых и подсолнечных белков приведены на рисунке 18.

производство подсолнечника
Рис. 18

Производство подсолнечника: выводы авторов исследования

Проведенные исследования показали, что полученные образцы подсолнечных белков имеют химический состав и функционально- технологические свойств, сравнимые с безжиренной и полуобезжиренной соевой мукой. Содержание водорастворимого протеина в обоих образцах характерно для нативных белков подсолнечника. В образцах подсолнечных белков, по сравнению с соевыми белками, отмечено повышенное содержание сырой клетчатки и более темная окраска. Оба вида подсолнечных концентратов (белковой муки) отличались хорошей ОБЦ, сопоставимой с обезжиренной соевой мукой. Подсолнечные белки перспективны для использования в мясоперерабатывающей и кондитерской промышленности. Кроме того, они имеют хороший потенциал для использования в продуктах специального лечебно-профилактического питания, в частности, для людей, страдающих целиакией. Совершенствование существующих технологий промышленной переработки семян подсолнечника и создание новых технологий и оборудования для производства пищевых белковых продуктов позволит увеличить комплексное использование отечественного сырья и повысить ресурсы продовольственного белка в России и Украине. Именно поэтому производство подсолнечника для пищевых белков из семян в настоящее время может приобрести промышленное значение.

Уважаемый читатель, вышеизложенный материал носит общеинформационный характер и показывает насколько значимым для нашей страны является производство подсолнечника. Мы конкретно могли бы предложить в общей технологии переработки подсолнечника следующее.

  1.  Повысить эффективность очистки подсолнечника от легкого сора перед закладкой его на хранение. Для этого необходимо установить зерноаспиратор Фадеева ЗАФ-100 (рис.19). Но поскольку подсолнечник легкий и его скорость витания имеет широкий диапазон (3-15 м/с), то во фракции, отнесенной воздухом, присутствует щуплое семечко, вернуть которое в общий объем подсолнечника можно на установке очищающего калибратора ОКФ- 4, установленного на сортировании отвея (относа).
    производство подсолнечника
    Рис.19. Схема очистки подсолнечника перед загрузкой на временное хранение.
  2. Поднять производительность любых семяочищающих машин путем замены сит с круглыми отверстиями на сита Фадеева с отверстиями гексагональной формы (рис.20) и замены щелевых плоских сит на решета Фадеева (рис.21).
    производство подсолнечника
    Рис. 20,21
  3.  Удалять мелкую масличную фракцию из лузги подсолнечника на очищающих калибраторах ОКФ-4 при установке на них сит Фадеева с размером гексагонального отверстия 2,0.
  4. Производство подсолнечника на ядро. Поставить технологию по переработке подсолнечника на ядро при обрушивании подсолнечника на центробежной рушке СИФ-1000 (рис.22).
    производство подсолнечника
    Рис.22. Центробежная рушка и принцип ее работы.

С уважением, к.т.н.

Фадеев Л.В.