Технологии

Оптимизация производственных процессов на предприятиях отраслей легкой и пищевой промышленностей, а также сельского хозяйства за счет внедрения инновационных экологически чистых технологий

Производственные предприятия легкой промышленности и объекты агропромышленного комплекса требуют перехода на принципиально новую «чистую» технологию, учитывая растущую с каждым днем экологическую нагрузку на окружающую среду.

Все разрабатываемые и предлагаемые к реализации технологии основаны на применении ассоциаций микробных культур и их метаболитов, ферментных препаратов и продуктов жизнедеятельности биологических объектов.

Уникальность технологий заключается в сокращении использования агрессивных химических реагентов и процессов, требующих высокотемпературных режимов и избыточного давления, что в целом позволит получать уникальные продукты с заданными характеристиками. При этом значительно облегчится нагрузка на окружающую среду в районе расположения производств, повысится интенсивность технологических процессов и, что не менее важно, создастся экономически выгодное производство, полностью отвечающее требованиям законодательства по охране окружающей среде.

Сотрудничество
Сотрудничество с предприятиями легкой промышленности Республики Беларусь, Российской Федерации, Украины, Республики Узбекистан и др.



Применение ферментных препаратов является перспективным методом оптимизации технологических процессов кожевенного производства.

Ферментные технологии ООО «Фермент» в кожевенном производстве позволяют интенсифицировать отмочно-зольные процессы, уменьшить внесение химических материалов, повысить производительность труда и увеличить выход площади полуфабриката, а также снизить затраты на обеззараживание отработанных вод, что в совокупности дает значительный экономический эффект.

Отмочные процессы

Процесс отмоки — долговременный процесс, требующий внесения большого количества химических вспомогательных агентов.

Применение ферментных препаратов в отмочных процессах позволяет значительно ускорить расконсервирование кожевенного сырья и подготовить его к дальнейшим технологическим стадиям кожевенного производства. Из дермы удаляются межволоконные вещества и белково-углеводные комплексы, являющиеся основными компонентами подкожной клетчатки. В результате обводнения и вымывания растворимых белков в процессе отмоки происходит увеличение внутренней поверхности структурных элементов дермы и изменение ее физико-химических свойств.

Правильно обводненная шкура становится мягкой, гибкой, способной хорошо взаимодействовать с химическими веществами в процессе дальнейшей обработки.

Ферментативное обезволашивание / золение

Отмочно-зольные процессы кожевенного производства являются наиболее тяжелыми с точки зрения нагрузки на очистные сооружения и экологическую обстановку в районе размещения кожевенных предприятий.

Внедрение ферментативных технологий для обезволашивания / золения кожевенного сырья позволяет:

  • Сократить более чем на 70% применяемую на стадиях обезволашивания и золения «классическую химию» (сульфида натрия и гидроксида кальция)
  • Снизить потери коллагена в кожевенном полотне при отмочно-зольных процессах
  • Обеспечить высокую чистоту голья без «подседа»
  • Увеличить прочность на разрыв готовой кожи
  • Сократить расходы на очистку сточных вод, а также улучшить экологическую обстановку на предприятии в целом.
Обработка экзотических видов кожевенного сырья

Разрабатываются новые специализированные ферментные комплексы и технологии их применения для обработки таких экзотических видов кожевенного сырья, как:

  • страус,
  • крокодил,
  • скат и т.д.

Применение ферментов в текстильной промышленности охватывает практически все технологические стадии. Амилазы используются для удаления крахмальной шлихты с нитей основы. Целлюлазы активно применяются для обработки текстильных изделий и материалов: создание колористических эффектов и стирка джинсов («биостоунинг»), биополировка трикотажа и изделий на основе хлопчатобумажных и смесовых тканей.

Расшлихтовка

Главной задачей расшлихтовки является удаление из ткани шлихты, которую специально наносят на нить основы для придания ей прочности перед ткачеством. Традиционно для этой цели используют кислоты и окислители, которые гидролизуют крахмал и снижают степень его полимеризации. Однако применение указанных веществ связано с определенным риском, так как не исключено их деструктирующее воздействие на целлюлозное волокно.

Применение ферментных средств ЭНЗИТЕКС позволяет избежать этих проблем, поскольку их основное преимущество заключено в высокой эффективности и избирательном действии на крахмал без повреждения волокна.

Биоотварка

Назначение этой стадии заключается в удалении природных примесей целлюлозы, а также примесей, нанесенных на волокно в прядении и ткачестве.

Ферментативная обработка хлопчатобумажных тканей с использованием кислой или щелочной пектиназы позволяет удалить более 70 % пектиновых веществ и, как следствие, обеспечить капиллярность хлопчатобумажных тканей на уровне выше 100 мм/ч. В процессе биоотварки льняных и полульняных тканей обеспечивается частичное удаление нецеллюлозных примесей (пектинов и гемицеллюлоз) и делигнификация.

Биополировка и заключительная отделка

Потребительские свойства трикотажа и изделий из природных и искусственных целлюлозных волокон могут быть улучшены путем их обработки препаратом ЭНЗИТЕКС.

Биостоунинг и колористические эффекты

Джинсы являются одной из наиболее популярных видов одежды в мире. Большинство изделий из джинсовой ткани подвергают специальной обработке, чтобы придать им модный, слегка поношенный вид. Традиционно для решения этой задачи использовалась стирка с камнями (пемзой), благодаря абразивному действию которых с поверхности одежды удалялась часть красителя.

Сегодня взамен традиционной экологически «грязной» стирке с камнями используется ферментная обработка джинсовых изделий ЭНЗИТЕКС, в результате чего изделия приобретают внешний вид «вареных джинсов».

Применение ферментных препаратов в целлюлозно-бумажной промышленности открывает большие перспективы как в модернизации традиционных технологий, так и в модификации самих целлюлозных волокон в производстве целлюлозы и бумаги.

В настоящий момент ведутся разработки по созданию комплексного экологически чистого подхода по модернизации целлюлозно-бумажного производства, а также утилизации отходов и загрязнения окружающей среды.

Производство ферментированных растительных кормов

Разрабатываемые технологии позволяют получать продукты кормового назначения с приближенным к идеальному питательным профилем.

Технологии производства белковых продуктов кормового назначения с улучшенными питательными свойствами, получаемых путем ферментации высокобелковых растительных культур.

В настоящее время во всем мире наблюдается дефицит кормового белка.

Эта проблема решается путем увеличения площадей под культивирование сои и прочих зернобобовых культур. Однако сложившаяся ситуация с дефицитом кормового белка повлияла на развитие технологий рационального использования имеющегося растительного белкового сырья, посредством применения современных инновационных биотехнологических методов.

Существует практически прямо пропорциональная зависимость стоимости белкового кормового продукта от доли содержания белка в нем.

Сегодня на рынке представлено большое количество источников белков как растительного, так и животного происхождения. Все они разнятся своей питательной ценностью, сбалансированностью аминокислотного профиля, усвояемостью и возможностью вводить в рацион сельскохозяйственным животным.

Несмотря на то, что корма животного происхождения являются наиболее ценными по аминокислотному профилю источниками белка, на сегодняшний день во всех развитых странах растет тенденция к лимитированию ввода в рацион таких продуктов. Поэтому все больше и больше внимания уделяется растительным источникам белка и новым биотехнологическим методам его обработки.

При выборе источника кормового белка растительного происхождения особое внимание уделяется аминокислотному профилю белка, его усвояемость, а также наличию антипитательных факторов, которые тормозят здоровое развитие организма животного и ведут к болезням и его гибели.

Именно эти показатели вкупе способны дать адекватную оценку питательной стоимости единицы белкового продукта.

Несмотря на неоспоримую ценность сои — как основного источника растительного белка в рационе продуктивных животных — использование ее строго лимитируется из-за значительного количества антипитательных факторов. А именно:

  • Биологически активные белки, известные как ингибиторы трипсина.

    Эти белки не подвергаются расщеплению пепсином желудка и поступают в активной форме в двенадцатиперстную кишку. Там они связываются с ферментом поджелудочной железы трипсином, инактивируя его действие на кормовой субстрат на 90–95%. В результате переваривание белков соевого шрота прекращается на стадии полипептидов, которые не подвергаются всасыванию в кишечнике. Вместе с тем останавливается и дальнейшее переваривание всех других белков не соевого происхождения, присутствующих в рационе. Полипептиды являются хорошей питательной средой для условно-патогенной и патогенной микрофлоры, что в совокупности с потерями питательных веществ приводит к острым расстройствам пищеварения у животных.

  • Высокая уреазная активность.

    Фермент уреаза превращает мочевину в аммиак, и при избыточном поступлении этого фермента с кормом наступает аммиачное отравление организма.

  • Наличие антигенов белковой природы, из которых самые важные — глицинин и β-конглицинин.

    Эти высокомолекулярные белки, составляющие почти 50% от общей доли протеина в сое, сложно гидролизуются в ЖКТ животного и являются причиной серьезных аллергических реакций, в частности у молодых млекопитающих, у которых пищеварительный тракт еще не полностью сформировался.

  • Некрахмалистые водорастворимые олигосахориды, в частности α-1,6-галактозиды (стахиозы, раффинозы, вербаксозы и т. д.)

    Растворимые углеводы стахиоза, раффиноза и вербаксоза вследствие наличия альфа-галактазидных связей практически не усваиваются организмом, переходят к толстому отделу кишечника, где служат питательной средой для бактерий, вызывая воспалительные процессы, диарею, аллергические реакции. В дальнейшем это ведет к снижению усвояемости протеина и других питательных веществ, уменьшению прироста живой массы и увеличению конверсии комбикормов.

  • Cоевые бобы отличаются высоким содержанием фитиновой кислоты, которая блокирует поглощение в ЖКТ необходимых минералов — кальция, магния, меди, железа и особенно цинка.
  • Cоединения, придающие «бобовый привкус» и снижающие фактор поедаемости корма продуктивными животными и птицей: 1-пентанол, 1-гексанол и 1-октен-3-ол.
Задачей разработки технологии ферментации соевого шрота для научной группы ООО «Фермент» было получение высокобелкового растительного кормового продукта с улучшенными питательными свойствами.

Мы преследовали достижение решения сразу трех основных задач:

  1. Поднять естественным путем долю сырого протеина в конечном продукте. Это достигается направленным воздействием специально подобранной ассоциацией микроорганизмов и коммерческих форм ферментных препаратов собственного производства посредством снижения количества сырой клетчатки и не усваиваемых углеводов в продукте.
  2. Трансформировать имеющийся белковый потенциал соевого шрота в доступные для усваивания однокамерными животными белковые фракции — пептиды и свободные аминокислоты; олигосахара и жиры — в легкоусвояемые соединения: «детское питание».
  3. Освободить кормовой продукт от пагубного влияния антипитательных факторов, присущих сое. И тем самым поднять питательные свойства кормового продукта.

Результатом научно-практической деятельности стала разработка технологии опытно-промышленного производства ферментированного высокобелкового продукта кормового назначения со следующими показателями:

Качественные показатели (образец пилотный):
Сырой протеин, % 57,7
Высокая усвояемость протеина 95-96%
Сырая клетчатка, % 4,5
Аминокислоты, г/100 г
Аспарагиновая кислота 6,33±0,007
Треонин 2,46±0,025
Серин 2,96±0,004
Глутаминовая кислота 9,3±0,0001
Глицин 2,19±0,040
Аланин 2,71±0,003
Цистеин 1,56±0,012
Валин 2,42±0,001
Метионин 0,64±0,007
Изолейцин 1,86±0,015
Лейцин 4,6±0,044
Тирозин 1,91±0,004
Фенилаланин 2,35±0,067
истидин 2,51±0,068
Лизин 3,38±0,009
Аргинин 4,49±0,010
Пролин 4,09±0,012
Триптофан 0,58±0,033
Сумма аминокислот, г 56,34
Анти-питательные факторы
Уреаза, активность ед. рН ˂ 0,05
Ингибиторы-трипсина, мг/г сухого вещества ˂ 0,25
Глицинин, мг/г сухого вещества ˂ 3
β-конглицинин, мг/г сухого вещества ˂ 2
Лектины, мкг/г сухого вещества ˂ 1
Рафиноза, % н.о.
Стахиоза, % н.о.

Технология производства новой белковой кормовой добавки предусматривает бережные режимы сушки готового продукта, что позволяет полностью сохранить ценный аминокислотный потенциал продукта, в том числе сохранить наиболее термолабильные серосодержащие аминокислоты, такие как цистин и метионин.

Высокий протеин — наиболее ценная часть рациона. Это единственный и незаменимый источник аминокислот для синтеза белка животного происхождения. Дефицит протеина приводит к снижению молочной, мясной, шерстной и яичной продуктивности. А недостаток общей энергии в рационе снижает темпы роста молодняка и продуктивность взрослых животных.

Специально подобранная ассоциация эффективных пробиотических микроорганизмов, обладающая антибактериальным действием, расщепляет олигосахариды (в том числе недоступные для ЖКТ животного) и понижает рН в желудке, увеличивая активность ферментов пищеварения.

Обогащение корма живыми формами полезных микробов — йогурт для животных. Легкоусвояемые растительные пептиды — это то, что нужно для мощного роста и развития поросят и молодняка птицы.

Специально разработанный мультиэнзимный комплекс для изготовления высокопитательного растительного корма с высокой долей редуцирующих сахаров.

В зависимости от нужд хозяйства рекомендуется одна из двух технологий производства зерновой патоки:

  • 1-я предполагает применение установок кавитационного типа при суточной потребности более 2-х тонн патоки. Длительность процесса составляет 1,5 часа, что позволяет провести до 4-х варок (4 тонны).
  • 2-я включает смеситель с теплоизоляцией для производства 2 тонн/сутки патоки. Продолжительность технологического процесса — до 8 часов, но без использования дополнительных источников энергии на поддержание температурного режима.

Особенно остро стоит проблема создания сбалансированного рациона по сахаропротеиновому отношению. Дефицит сахаров снижает перевариваемость и усвояемость питательных веществ, а применение концентратов малоэффективно.

Однако высоко концентратные рационы наносят еще больше вреда отрасли из-за низкой экономической отдачи и высокого непроизводительного выбытия животных, а также возникновения яловости скота и повышения соматики молока.

Особо актуально присутствие высоких доз сахаров не только для молочного животноводства, но и для развития перерабатывающей отрасли.

Молоко обладает высокими показателями качества (в том числе по лактозе) только тогда, когда корова получает все необходимые ингредиенты из корма.

Традиционными источниками углеводов в рационах животных являются:

  • меласса — продукт переработки сахарной свеклы, которая содержит 45–60% простых сахаров. Однако существуют ограничения:
    1. неконтролируемое введение в рацион (более 20%) неизбежно приводит к ацидозу;
    2. допускается введение в рацион телят только при нормальном функционировании рубца;
    3. высокое содержание нитратов, что отрицательно сказывается на здоровье животных;
    4. сезонность — в достаточном количестве 3 месяца из 12-ти.
  • свекла кормовая — в настоящее время не является широко распространённым ингредиентом корма.
  • сахар, глицерин, жир и пропиленгликоль отличаются высокой дороговизной.
  • жидкие полисахариды — продукт переработки зерна и крахмала. Применение ограничено из-за высокого риска брожения, требуется применение консерванта.

Мы предлагаем альтернативный эффективный вариант — собственное производство (на предприятии заказчика) жидкого растительного корма по технологии «Мальтозим». Это ферментированная водно-зерновая суспензия, в которой крахмал расщеплен до моно- и олигосахаридов (глюкозы и мальтозы), белок — до пептидов и аминокислот, а также снижено содержание пектинов и ксиланов, препятствующих усвоению питательных веществ.

Все биологически активные компоненты зерна частично либо полностью переведены в легкоусвояемые вещества, что особенно полезно для молодняка всех видов животных, у которых не развита ферментативная система.

Полученный ферментированный корм обладает приятным ароматом и сладостью, что способствует повышению поедаемости и усвоению грубых кормов молодняком (атрактант), и, как следствие, положительно отражается на привесах.

При введении зерновой патоки происходит постепенное всасывание сахаров в кровь, что и помогает сохранению кислотного баланса в рубце в пределах физиологической нормы. Это способствует высокой молочной продуктивности дойного стада, хорошему воспроизводству и длительному жизненному циклу.

Технология мальтозим позволяет получить высокопитательный растительный корм с приятным ароматом и сладостью, который способствует:

  • усвоению грубых кормов молодняком (атрактант);
  • компенсации дефицита пищеварительных ферментов. Особенно полезно для молодняка всех видов животных, у которых не развита ферментативная система;
  • созданию оптимальной среды для развития продуктивной микробиоты;
  • нормализации содержания глюкозы в крови;
  • поддержанию кислотного баланса в рубце в пределах физиологической нормы.
Зерновая патока по технологии Мальтозим — это:
  • доступность сырья;
  • легкоусвояемый белок;
  • медленное усвоение простых сахаров.
Доказанный эффект от применения:
  • увеличение среднесуточных привесов молодняка КРС до 7%;
  • увеличение среднесуточных надоев до 8%.

Комплексная технология по переработке сложнодоступных высокобелковых отходов убоя птицы.

Промышленное птицеводство — наиболее динамично развивающаяся и наукоёмкая отрасль сельского хозяйства, для успешного развития которой важным фактором является создание кормовой базы с высокопитательными белковыми ингредиентами. Корма животного происхождения богаты протеином, минеральными веществами и витаминами. А высокий уровень развития технологий дает возможность рационально использовать даже кератинсодержащие перо-пуховые отходы убоя птицы.

Привлекательность таких отходов заключается в высоком содержании белка — около 85%, включающего все необходимые аминокислоты (+серосодержащие). Но особенность данного белка заключается в сложной структуре с большим количеством дисульфидных связей аминокислотных остатков метионина и цистеина между пептидными цепочками белка, что делает его практически недоступным для переваривания в пищеварительном тракте птицы и животных.

Классический способ получения мясокостной муки из отходов убоя птицы в горизонтальных вакуумных котлах требует значительных энергозатрат на поддержание высокого температурного режима, а также создания избыточного давления, при этом получается кормовой продукт не самого высокого качества (несмотря на высокие показатели в протоколах по переваримости протеина in vitro).

При термической обработке происходит потеря белковых веществ и целого ряда важнейших аминокислот, в том числе незаменимых. Практически полностью разрушаются серосодержащие — цистиин и метиони, являющиеся основными лимитирующими кислотами для развития птицы.

Выгодной альтернативой традиционным методам получения кормовой муки животного происхождения является низкотемпературный ферментативный гидролиз отходов убоя птицы с применением разрабатываемой нами комплексной технологии КЕРАТАЗИМ ®.

Кератазим — это совокупность новых инженерно-аппаратных и биохимических методов обработки сырья.

Данная технология позволяет получить высококачественный белковый продукт, сбалансированный по аминокислотному составу.

В результате внедрения новой технологии получаем:

  • Ценный высокоусвояемый белковый продукт (in vivo), с увеличенным содержанием серосодержащих аминокислот метионин + цистин, а также таких незаменимых аминокислот как лизин и треонин;
  • Возможность производить продукт с увеличенной на 3–5% долей сырого протеина за счет гидролиза и вывода из системы некоторых естественных компонентов сырья (например, сырой жир). Что, продлевает срок хранения готового продукта;
  • Снижение затрат на энергоресурсы для поддержания высокой температуры и избыточного давления в ходе гидролиза;
  • Переориентированность производства на экологически чистые технологии, что является несомненным трендом в настоящее время.