Эффективные решения компании Farmet в переработке семян рапса

Автор: Петр Пугачев, к. т. н., гендиректор ООО «Фармет»

Традиционно семена рапса перерабатываются на масло, жмых или шрот без обрушивания семенной оболочки. С учетом увеличивающейся потребности в использовании продуктов переработки рапса на кормовые цели, возрастают и требования к его качеству, главным образом, к содержанию в них протеина и клетчатки. Чтобы повысить содержание сырого протеина в жмыхе рекомендуется удалить из семян сорные примеси и снизить содержание клетчатки. Это обычно осуществляется путем дополнительной очистки семян и обрушивания семенной оболочки рапса.

В публикуемой статье дается описание разработанных компанией Farmet перспективных технологий переработки семян рапса двукратным и однократным прессованием с экструзией (EP2, ЕР1), включающих калибровку, частичное обрушивание и фракционирование семян, с получением на выходе масла холодного и горячего отжима, а также экструдированного рапсового жмыха с разным уровнем содержания протеина, жира и клетчатки.

В основу разработки и реализации данного способа и оптимальных технологий повышения качества продуктов переработки рапса, были положены исследования состава, физико-механических и химических свойств семян рапса. Проведенный анализ семян рапса показал, что на долю ядра в среднем приходится 82%, а семенная оболочка составляет 18% от массы семян. Причем, в основном масло и протеин находятся в ядре, а семенную оболочку главным образом составляет клетчатка (33%), некоторые химические вещества и пигменты. Поэтому, для получения рапсового жмыха с высокими кормовыми показателями, из семян рапса дополнительно удаляются сорные примеси, а содержание клетчатки снижается путем частичного обрушивания и удаления семенной оболочки на рушально-веечном оборудовании (РВО). Обычно РВО используется для удаления лузги перед прессованием в технологических линиях переработки семян подсолнечника на масло и жмых. Если сравнивать обрушивание семян подсолнечника и рапса, то основное различие между их обрушиванием заключается в том, что у подсолнечника обрушивается примерно 65% лузги, которая затем удаляется из технологии переработки как побочный продукт. Семена рапса на рушке разбиваются на ядро и семенную оболочку, но при этом семенная оболочка не удаляется из технологии переработки как побочный продукт. Обрушивание семян рапса производится на специальной центробежной рушке (запатентованная конструкция Farmet), позволяющей осуществлять обрушивание только некоторой части семенной оболочки из мелких шарообразных семян. В результате обрушивания семян повышается масличность рушанки, а в полученном жмыхе из-за снижения содержания сырой клетчатки возрастает содержание сырого протеина.

Полученная рушанка в процессе последующей сепарации и аспирации разделяется на две фракции — в одной находятся преимущественно целые ядра и незначительное количество необрушенных семян, а другая отделяемая фракция содержит мелкие семена рапса, некоторую часть необрушенных семян, дробленое ядро и семенную оболочку.

Такое совершенствование процесса подготовки семян рапса путем их частичного обрушивания и фракционирования позволяет не только увеличить выход и качество масла холодного отжима, но самое главное — расширить функциональные возможности использования рапсового жмыха, получаемого на разных этапах переработки, для кормления различных видов сельскохозяйственных животных.

Следует отметить, что в результате обрушивания и удаления семенной оболочки возрастает выход и улучшается качество рапсового масла холодного отжима, повышается производительность оборудования и увеличивается срок его службы.

При разработке данных технологий переработки рапса нами учитывался усредненный структурный состав частей семян рапса, который был принят в модели обрушивания семян рапса. Полученные результаты исследований позволили дать обоснование оптимального содержания семенной оболочки (степень разделения) в ядровой фракции семян рапса.

На рисунке показана схема разработанных компанией Farmet технологий переработки семян рапса с указанием изменения соотношения протеина, жира и клетчатки при переработке каждой из полученных фракций рапса. Технологический процесс переработки начинается с частичного обрушивания семенной оболочки и разделения смеси на рушально-веечном оборудовании на две фракции:

— высокопротеиновая фракция (Фракция 1) состоящая практически из чистых ядер рапса с масличностью выше, чем у семян рапса. Данная фракция затем перерабатывается по технологии двукратного прессования с экструзией (EP2) с получением на выходе высокопротеинового экструдированного жмыха с параметрами соответствующими для кормления птицы или свиней;

— низкопротеиновая фракция (Фракция 2) состоящая из некоторого количества дробленых, мелких, необрушенных семян и ядер, а также семенной оболочки. Поскольку фракция имеет масличность примерно 20%, то она перерабатывается по технологии однократного прессования с экструзией (EP1). На выходе после переработки получается экструдированный жмых с байпас протеином, который в большей степени подходит для кормления КРС.

Как видно из данной схемы, из исходной модельной массы семян рапса, состоящая из 82% ядра и 18% оболочки, имеющей исходное содержание протеина 23,7%, жира 43% и клетчатки 10%, после дополнительной очистки (удалили 1% сорных примесей) и последующей обрушки семян, были получены две фракции в следующем примерном соотношении: первая фракция — 76% и вторая фракция — 23%.

Первая высокопротеиновая фракция содержала протеина 24,3%, жира 47,8% и клетчатки 5%. Вторая низкопротеиновая фракция состояла из 20% ядра, 10% семенной оболочки и содержала протеина 18,3%, жира 27,0% и клетчатки 21,5%.

Каждая фракции затем раздельно перерабатывалась в соответствии с рекомендуемыми Farmet технологиями переработки. На форпрессе (I ступень) из первой фракции, состоящей из практически чистых ядер рапса, отжимается высококачественное масло холодного отжима с уникальным вкусом и запахом, причем в масло не переходит специфический рапсовый привкус. В полученном форпрессовом жмыхе при снижении содержания жира в нем до 20,0%, содержание протеина существенно больше — 37,2%, а содержание клетчатки незначительно возросло — до 7,7%.

Последующее экструдирование форпрессового жмыха производится при более низкой температуре экструзии с получением рапсового жмыха содержащего 37,2% протеина, 20,0% жира и 6,1% клетчатки. Такой жмых с низким содержанием клетчатки и повышенным содержанием жира мы рекомендуем использовать в качестве энергопротеинового корма для моногастров — бройлеров и свиней. Данный кормовой компонент по содержанию протеина и жира близок к параметрам полножирной сои и может ее с успехом заменить. Причем по сравнению с полножирной соей в таком жмыхе имеется более низкое содержание антипитательных веществ.

После проведения окончательного отжима на прессе (II ступень прессования) из экструдата извлекается еще некоторая часть масла горячего отжима, при этом экструдированный жмых содержит протеин на уровне 47,2%, жир — 8,4% и клетчатки 13,0%. Данный жмых пригоден для кормления всех моногастричных животных, т. к. имеет достаточно высокий уровень протеина, приемлемое содержание жира и низкое содержание клетчатки.

Низкопротеиновая фракция экструдируется при более высокой температуре экструзии и на выходе получается экструдат с содержанием протеина 18,3%, жира 27,0% и клетчатки 21,5%. Затем на прессе окончательного отжима из него извлекается масло горячего отжима с получением экструдированного жмыха, имеющего содержание протеина 26,0%, жира 9,0% и клетчатки 28,0%. Данный экструдированный низкопротеиновый жмых может использоваться в качестве корма для КРС, поскольку он содержит байпас протеин, имеет достаточное количество связанного жира и более растворимую клетчатку.

Проект переработки двух фракций частично обрушенных семян рапса производительностью 5,4 т/ч нами был успешно реализован на предприятии «Сибирская олива» в Томской области.

Таким образом, предлагаемые компанией Farmet эффективные решения и технологии комплексной переработки частично обрушенных и разделенных на две фракции семян рапса позволили получать высококачественное масло холодного отжима, масло горячего отжима и два новых кормовых компонента — жмыхи с разным уровнем содержания протеина, жира и клетчатки, предназначенные для кормления различных групп сельскохозяйственных животных и птицы.

В процессе дальнейших испытаний технологии переработки рапса было установлено, что при проведении предварительной калибровки семян с разделением их на крупную и мелкую фракцию, в крупной фракции семян существенно возрастало содержание не только масла, но и протеина. При этом откалиброванные по размеру семена более качественно обрушивались на семенорушке. Включение в технологический процесс операции калибровки семян позволили компании разработать принципиально новые технологические схемы переработки семян рапса с их предварительной калибровкой и обрушкой, осуществляются следующим образом. Исходная масса семян рапса после калибровки разделяется на две фракции в следующем примерном соотношении — крупная 80%, мелкая 20%. Затем после обрушки крупной фракции получаются также две фракции: первая высокопротеиновая фракция с низким содержанием клетчатки — 75%, вторая низкопротеиновая фракция с высоким содержанием клетчатки — 22%. Остальные 3% — это отходы, включающие удаленную рапсовую оболочку и сорную примесь от очистки фракций семян. Дальнейшая раздельная их переработка позволили получить уже не два, а три вида рапсового жмыха:

• первый вид жмыха со средним содержанием протеина на уровне 44%, получен после калибровки семян рапса на крупную и мелкую фракцию, с обрушкой крупной фракции и ее переработкой по технологии ЕР2;
• второй вид жмыха с содержанием протеина на уровне 37%, получается по базовой переработке рапса по технологии ЕР2 с добавлением 20% мелких семян, полученных после калибровки семян;
• третий вид жмыха с содержанием протеина примерно 25-27%, полученный из низкопротеиновой фракции с удаленной из нее рапсовой оболочки при переработке по схеме пресс + экструдер.

Таким образом, многовариантность предлагаемых компанией Farmet технологий переработки семян рапса позволяет заказчику формировать техническое задание на требуемый состав технологического оборудования, базируясь не только на ресурсных возможностях по семенам рапса и производительности оборудования, но и с учетом требуемых для хозяйства видов кормов и масла.