Подготовка отходов к экстракции осуществляется по двум технологическим схемам. Схема 1 включает следующие стадии:
подсушивание до влажности 8 -10% и отделение мелкой фракции частиц размером менее 1,5 мм на сепараторах, обрушивание лузги на семенорушках МНР;
отделение лузги на семеновейках;
подсушивание ядра до влажности 4 - 5% и подогрев до 105 - 115°С;
измельчение ядра до лепестка;
измельчение лузги;
смешивание измельченных ядра и лузги с целью улучшения фильтрующих свойств материала.
По схеме 2 подсушиваемые отходы тщательно измельчаются на вальцах до частиц размером 1 мм и не менее, увлажняют в шнековых смесителях до 20%, нагревают в четырехчанных жаровнях до 65 - 75 С и гранулируют в грануляторе. Гранулы подсушивают воздухом до влажности 6 - 7% и в теплом состоянии (50 С) направляют на экстракцию.
Потери жирного масла в шроте при экстракции отходов в виде гранул в два раза ниже, чем при экстракции лепестка.
Жирное масло извлекается экстракционным бензином при температуре 60 - 70Жирное масло извлекается экстракционным бензином при температуре 60 - 70°С в непрерывно действующих экстракторах: колонно-шнековом или ленточном. Мисцелла отстаивается, фильтруется, промывается раствором поваренной соли. Растворитель отгоняется из мисцеллы в три ступени. Окончательное удаление растворителя из жирного масла достигается обработкой острым водяным паром под вакуумом.
Из отходов экстракции путем отгонки растворителя “глухим” и острым перегретым паром и последующего охлаждения получают шрот.
Жирное масло - прозрачная темно-коричневая вязкая жидкость, содержит до 90% глицеридов ненасыщенных кислот, в том числе до 53% петрозелиновой и около 32% олеиновой, кристаллизуется при 13°С.
Шрот в соответствии с требованиями качества должен иметь влажность не выше 8 - 10%, содержать не более 6% сырого жира в расчете на абсолютно сухое вещество и не менее 18% сырого протеина.
6. СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ
Зерновые эфирномасличные растения обладают широким спектром вкусо-пищевого и биологического воздействия на человеческий организм. Компоненты эфирномасличных растений обладают тонизирующими, поливитаминными, антимикробными, антиоксидантными и многими другими свойствами. Это позволяет использовать зерновые эфирномасличные растения в пищевой, медицинской, парфюмерно-косметической промышленности (аптечные сборы, пряно-ароматические специи, ароматотонизирующие добавки в алкогольные и безалкогольные напитки, кондитерские изделия.
Главная и наиболее ценная составная часть кориандрового эфирного масла - терпеновый спирт линалоол (60 - 80%). Линалоол - исходный продукт для получения синтетическим путем 12 видов душистых веществ с запахом лимона, апельсина, фиалки, розы, лилии и других цветов (рис. 1.4.).
Многообразие душистых веществ получаемых из кориандрового эфирного масла, выдвигает его в ряд ценнейших сырьевых, которые широко используются в парфюмерной промышленности при изготовлении духов, одеколонов, туалетного мыла и других изделий. Кориандровое масло служит также сырьем и в ликероводочной промышленности: оно входит в состав многих сортов ликеров. В кондитерском производстве это масло применяют при изготовлении конфетных эссенций. Целые плоды кориандра используются в пищевой промышленности для придания определенных вкусовых качеств консервам, маринадам, солениям, копчениям, хлебобулочным изделиям и других.
Как пряно-ароматическая культура кориандр пользуется большим спросом у населения для приготовления продуктов питания в домашних условиях.
Рис. 1.4. Использование кориандра в народном хозяйстве[21].
Плоды и масло кориандра нашли широкое применение в медицине, где их используют для ароматизации некоторых лекарств. Эфирное масло кориандра обладает антисептическим действием и используется как лечебное средство.
После извлечения из плодов кориандра эфирного масла в них остается около 20% жирного масла. Наиболее ценная составляющая жирного масла - олеиновая кислота и ее изомер - петрозелиновая. Жирное масло используют в мыловаренной и текстильной промышленностях, а также в полиграфическом и металлургическом производствах.
Кориандровый шрот содержит жирного масла свыше 6,0%, сырой клетчаткКориандровый шрот содержит жирного масла свыше 6,0%, сырой клетчатки примерно 16%, сырого белка до 13% и эфирного масла около 0,018%. Кориандровый шрот - ценный корм для молочного скота, свиней, овец, птицы. Его используют на комбикормовых заводах в качестве составной части комбикормов. В последнее время получены хорошие результаты при использовании шрота на подкормку рыбы в прудах и водоемах.
Фенхелевое эфирное масло является источником анетола, который широко используется для получения обепина.
Рис. 1.5. Использование фенхеля в народном хозяйстве[21].
Плоды фенхеля применяются как ароматическое средство в пищевой промышленности. Фенхельное эфирное масло широко используется в парфюмерной промышленности для производства одеколонов, духов, туалетных вод и других косметических изделий (рис. 1.5.).
После отгонки эфирного масла плоды фенхеля могут служить для получения технического жирного масла. Отходы используются на корм скоту[21].
Укроп наиболее популярен среди населения. Его чаще приобретают как пряность как в свежем, так и высушенном виде. Укроп можно использовать для приготовления практически всех первых и вторых блюд, а в консервировании он не заменим.
Применение укропного эфирного масла ограничено в парфюмерной и косметической промышленности. В целом виде и в виде спиртовых растворов укропное масло применяется в различных отраслях пищевой промышленности и реализуется через розничную продажу. Из эфирного масла выделяют карвон и лимонен. Укроп и его масло используется также в медицине. Из обработанного сырья получают кормовую муку, богатую белковыми соединениями[23].
Эфирное масло зерновых эфирномасличных культур имеет действительно широкий спектр применения как в промышленном, так и бытовом применении. Это позволяет производителям эфирномасличной продукции надеяться на возрождение отрасли, не смотря на сложную и тяжелую ситуацию в отрасли.
2. ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ ЗЕРНОВЫХ ЭФИРНОМАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
Первые попытки дать научное обоснование размещения кориандра посевного принадлежат Всесоюзному институту растениеводства (1933г.). Первая оценка климата проводилась на основании установленных связей урожайности с условиями погоды, выполнена И. С. Романенко, но без выделения ареала кориандра и характеристики возможной эфирномасличности его.
Выбор регионов для выращивания зерновых эфирномасличных культур является очень сложным вопросом. Для каждого региона необходимо научное обоснование с учетом биологических требований зерновых культур к климату и почвам, опыта их выращивания.
7. АНАЛИЗ СВЯЗИ УРОЖАЙНОСТИ С МЕТЕОФАКТОРАМИ.
Выполненный предварительно корреляционный анализ связи урожайности сортов с пятнадцатью метеофакторами позволил отобрать два наиболее существенные из них - сумму осадков и среднюю температуру за период вегетации.
Теплообеспеченность вегетационного периода - основной фактор, определяющий распространение кориандра. Она выражается суммой среднесуточных температур, по накоплению которых завершаются такие фазы развития, как стеблевание, цветение, созревание плодов.
По отношению к влаге также выделены критические периоды в развитии кориандра.
Заложение генеративных органов у кориандра посевного наблюдается на 20 - 25 день после появления всходов, в фазе розетки, состоящей из 4 - 6 настоящих листьев. От условий увлажнения этого периода зависит количество заложившихся цветков в соцветиях.
В. С. Москаленко критическим по отношению к влаге считает период бутонизации, период цветения и формирования плодов, при этом он отмечает, что недостаток влаги в фазе розетки и в фазе начала стеблевания на величину урожая семян существенно не влияет.
Другие исследователи[28]выделили, как наиболее ответственные, фазы стеблевания, бутонизации и цветения: если в этот 20 - 30-дневный период растения не получают достаточного количества влаги, урожай семян кориандра резко снижается.
При избытке осадков в период бутонизации до созревания часто наблюдается заболевание бактеридом, полегание растений.
Осреднение данных об урожайности, сгруппированных по однородным метеорологическим условиям, дало возможность установить общий характер связи между урожайностью и этими условиями.
Известно, что содержание эфирного масла в плодах кориандра подчиняется определенной закономерности, связанной с географическим положением места произрастания. Содержание эфирного масла повышается при продвижении с юга на север и снижается с востока на запад.
С продвижением на север повышается содержание эфирного масла и укорачивается вегетационный период кориандра независимо от сорта.
Урожайность кориандра зависит не только от зоны выращивания, но и от природы сорта. Сорта южного происхождения с продвижением на север не уступают в урожайности сортам местной селекции, и наоборот, сорта северного происхождения с продвижением на юг значительно отстают по урожайности от сортов местной селекции.
Анализ влияния условий погоды на содержание линалоола - наиболее ценного компонента в эфирном кориандровом масле - свидетельствует, что получению лучшего парфюмерного качества эфирного масла благоприятствует сухая жаркая погода. В эфирном масле кориандра при сумме осадков менее 60 - 70 мм и температуре воздуха более 20°С в большинстве слоев создается максимальное количество линалоола - более 70%. Однако при пониженной температуре воздуха сухая погода обычно образованию линалоола не благоприятствует. То есть, условия погоды, способствующие активному синтезу эфирного масла в плодах кориандра посевного, ухудшают его качество - тормозят образование в нем линалоола.
Поэтому урожайность зерновых эфирномасличных культур в ареале их промышленного возделывания в значительной степени определяется количеством осадков за период вегетации, а также обеспеченностью теплом в ареале.
Для расчета потенциальной урожайности кориандра используются номограммы, учитывающие сумму осадков и среднюю температуру воздуха заДля расчета потенциальной урожайности кориандра используются номограммы, учитывающие сумму осадков и среднюю температуру воздуха за период вегетации.
Номограмма, изображенная на рисунке 2.1, построена по многолетним данным, сгруппированным по однородным метеоусловиям, и позволяет определить реакцию сорта на внешние условия при любом сочетании температур и влажности воздуха.
На рисунке 2.1 наглядно показаны различия норм реакции сорта на внешние условия: сорт Янтарь дает максимальную урожайность 21,6 ц/га при сумме осадков 300 - 400 мм, так как более влажные условия приводят к снижению урожайности у этого сорта до 9,4 - 13,5 ц/га вследствие более частого заболевания рамуляриозом, а в засушливых условиях возможен запал плодов и снижение их урожайности до 6 - 12 ц/га.
Урожайность рассчитанная по номограмме несколько условна. Она может зависеть от ряда факторов, и, в первую очередь, от соблюдения аграрно-технических мероприятий. Данная номограмма строилась на основе данных по опытным посевам, поэтому в реальных условиях могут быть несколько ниже определенного уровня.
Рис. 2.1. зависимость урожайности кориандра посевного (ц/га) от суммы осадков (C1, мм) и средней температуры воздуха (Х15,°С) за период вегетации. Сорт Янтарь.[17]
Урожайность кориандра, определенная по номограмме, указана в таблице 2.1. она определена на основе зависимости ее от теплообеспеченности и влажности воздуха в вегетационный период.
Зависимость урожайности кориандра посевного от метеофакторов по регионам.
Таблица 2.1
|
Регион,
область
|
Сумма осадков,
Х1, мм |
Средняя температура воздуха, Х15,°С |
Потенциальная урожайность, ц/га |
Николаевская |
179 |
17,2 |
16,3 |
Запорожская |
157,8 |
18,1 |
16,1 |
Крым |
199 |
17,1 |
16,4 |
Луганская |
186 |
16,7 |
16,8 |
Как видно из таблицы 2.1 каждый из этих регионов обладает достаточным климатическим потенциалом для выращивания высоких урожаев кориандра. Опытом выращивания кориандра доказано соответствие почв его требованиям. К тому же в связи с изменением сортовой структуры посевов за счет новых высокопродуктивных и устойчивых к засухам сортов можно рассчитывать на увеличение сбора кориандра с 1 га.
8. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ СБОР ЭФИРНОГО МАСЛА ПО РЕГИОНАМ.
Корреляционно-регрессионный анализ связи массовой доли эфирного масла в плодах кориандра с метеофакторами показал, что высокомасличный сорт Янтарь практически Корреляционно-регрессионный анализ связи массовой доли эфирного масла в плодах кориандра с метеофакторами показал, что высокомасличный сорт Янтарь практически не подвержен такому действию погодных условий, как предшествующие ему районированные сорта. Это объясняется генетической обусловленностью устойчивости его процесса маслообразования.
Средняя масличность сорта Янтарь - 2,14. Она колеблется в зависимости от погодных условий в пределах±0,3%.
9. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ ЭФИРНОМАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР.
7. КОРИАНДР.
Анализ эффективности посевов кориандра приведен для каждого региона: Николаевская область - приложение 1, Крым - приложение 2, Запорожская область - приложение 3, Луганская область - приложение 4.
При определении размера площадей под посевы кориандра ориентация была на урожайность, рассчитанную по номограмме (см. табл. 2.1). на период с 1998 по 2005 годы урожайность, определенная по регионам условно принята постоянной величиной, но за счет внедрения новых сортов, комплексной механизации и передовых приемов агротехники ее можно значительно увеличить. По данным, полученным по номограмме, более высокие урожаи, по сравнению с другими предложенными регионами, могут быть получены в Луганской области - 16,8 ц/га. В связи с этим здесь рекомендуется использовать больше посевных площадей под кориандр. Предлагается начать выращивание кориандра на 650-ти га в 1998 году с постепенным доведением этой площади до 1200 га к 2000-му году. Валовой сбор с первого урожая должен составить 1059,5 тонн зерна кориандра, себестоимость 1 центнера будет равной 23,6 гривней, в следствие чего, общая себестоимость равняется: себестоимость 1 центнера умноженная на валовой сбор:
236 грн./т. * 1059,5 т. = 250000 грн.
Наименьшая урожайность, предположительно, будет в Запорожской области - 16,1 ц/га.
Здесь предлагается начать возделывание кориандра с 550 га, и в течение восьми лет увеличить посевные площади до 1100 гектаров. Валовой сбор с 550 га будет равен 885,5 тонн кориандрового зерна, откуда общая себестоимость составит:
236 грн./т. * 885,5 т. = 209000 грн.
Для всех регионов берется одинаковое значение себестоимости 1 центнера - 23,6 гривней[22]. Хотя валовой сбор с 1 гектара при большей урожайности увеличивается, но и возрастают общие затраты (на перевозку, топливо, хранение, переработку и т.п.), поэтому затраты на 1 центнер во всех областях будут примерно одинаковы.
Структура затрат на производство зернового эфирномасличного сырья (по данным на 1996 год) приведена на рисунке 2.2.
Анализ структуры затрат на производство зерновых эфирномасличных культур (рис. 2.2.) свидетельствует , что наибольшая удельная доля их приходится на эксплуатацию изношенных и несовершенных технических средств (28%) и удобрения и гербициды (25%), что обусловлено их высокой ценой, которая не отвечает ценам на произведенную продукцию.
Рис. 2.2. Структура затрат на производство зерновых эфирномасличных культур.
1 - удобрения и гербициды (25%);
2 - затраты на механизированные работы (28%);
3 - автотранспорт (8%);
4 - семена (11%);
5 - оплата труда (9%);
6 - общехозяйственные затраты (6%);
7 - общепроизводственные затраты (2%);
8 - другие расходы (11%).
Снижению затрат на производство способствует использование совершенных технических средств, снижение цен на ресурсы производства, обеспечение их паритетности сравнительно с ценами на изготовленную продукцию.
Из собранного урожая кориандра предлагается 20% оставлять на пряности, для удовлетворения потребностей отраслей пищевой промышленности, а также для поступления зерна в розничную торговлю. В этом случае Луганская область сможет оставить 302,4 (1512,0 т * 0,2 = валовой сбор умножить на 20%) тонны зерна кориандра на пряности, Запорожская область - 177,1 тонну, Николаевской область - 211,9 тонн и Крым - 229,6 тонн. Столь резкое различие в показателях обусловлено различием в размере посевных площадей в первый год посевов. Для сравнения с площади в 900 гектаров в областях можно было бы оставить, соответственно, 302,4 тонны, 289,8 тонн, 293,4 тонны и 295,2 тонны кориандра. Эти показатели близки по значению, так как прогнозируемая урожайность в этих регионах отличается лишь на десятые доли. Общая себестоимость пряностей составит: в Луганской области - 71400 гривен, в Запорожской области - 41800 гривен, в Николаевской области - 50000 гривен и в Крыму - 54200 гривен (себестоимость 1 центнера зерна умножить на количество зерна, идущего на пряности) .
После того как определена величина кориандрового зерна на пряности, оставшийся кориандр отправляют на перегонку для получения эфирного масла. Выход эфирного масла из зерна кориандра составляет 1,6% от общей массы сырья. Из кориандра первого урожая в Луганской области можно получить 19354 килограмма эфирного масла. Расчет произведен следующим образом: из валового сбора вычитается зерно, остающееся на пряности, затем оставшуюся величину умножаем на коэффициент выхода эфирного масла (0,016, или 1,6%). В результате получим:
(1512,0 т. - 302,4 т.) * 0,016 = 19,354 т. = 19354 кг.
В Запорожской области вход кориандрового эфирного масла составит 11334, в Николаевской области - 13561 и в Крыму - 14694 килограмма.
Получив эфирное масло, отходы идут на изготовление кормового шрота. Из общей массы отходов можно получить 86% белкового шрота. Определить величину выхода шрота можно, если от валового сбора зерна кориандра отнять количество зерна, которое остается на пряности, а затем полученную величину зерна, идущего на переработку, умножить на выход шрота (0,86, или 86%).
(1512,0 т. - 302,4 т.) * 0,86 = 1014,3 т. (Луганская область)
(885,5 т. - 177,1 т.) * 0,86 = 609,2 т. (Запорожская область)
(1059,5 т. - 211,9 т.) * 0,86 = 728,9 т. (Николаевская область)
(1148,0 т. - 229,6 т.) * 0,86 = 789,8 т. (Крым).
Большой выход шрота - ценного корма для молочного скота, свиней, овец и птиц - позволит пополнить рацион дешевой добавкой с большим содержание питательных веществ.
В качестве сравнения рассмотрим данные, рассчитанные для 900 гектаров посевной площади. Из урожая, собранного в Луганской областВ качестве сравнения рассмотрим данные, рассчитанные для 900 гектаров посевной площади. Из урожая, собранного в Луганской области можно произвести 19354 килограмма эфирного масла и 1040,3 тонны кормового шрота, в Запорожской области, соответственно, - 18547 и 996,9, в Николаевской области - 18784 и 1009,3 и в Крыму - 18893 и 1015,5. Как видно из этих цифр, объем выхода продукта зависит от урожая, собранного с одного гектара посевной площади. Чем ниже урожайность, тем меньше в итоге мы получим эфирного масла и кормового шрота. Поэтому наибольший выход продуктов переработки кориандрового сырья предполагается в Луганской области, а наименьший - в Запорожской.
По плану за первый год реализация в сумме в Луганской области должна составить 1461200 гривен, из них 208100 гривен от реализации шрота, в Запорожской, соответственно, - 855700 и 121800, в Николаевской - 1023900 и 145800, в Крыму - 1109400 и 158000.
Теперь можно определить ту прибыль, которую бы получило хозяйство, начни оно заниматься выращиванием зерновых эфирномасличных культур, в частности, кориандром.
За первый год прибыль в регионах, выбранных под посев кориандра составит:
Луганская область - 1104,3 тысяч гривен;
Запорожская область - 646,7 тысяч гривен;
Николаевская область - 773,8 тысяч гривен;
Крым - 837,5 тысяч гривен.
Основную прибыль должна давать реализация эфирного масла, подвергшегося повторной перегонке и очистке с водяным паром.
Если сравнивать данные по прибыли из приложений 2.2 - 2,5 можно отметить, что наивысшая прибыль с одного гектара может быть получена в Луганской области (1227 гривен). В других регионах она колеблется в пределах от 1175,8 гривен (в Запорожской области) до 1196,4 гривен (в Крыму). Незначительное различие в цифрах полностью зависит от предполагаемой урожайности в регионах, то есть прибыль получаемая с одного гектара прямо пропорциональна урожайности.
Данные по урожайности рассчитаны по опытным данным, а в реальных условиях хозяйств могут быть несколько ниже. Это связано, в первую очередь, с несоблюдением агротехнических мероприятий по выращиванию зерновых эфирномасличных культур. Уже выведены новые высокопродуктивные сорта кориандра, которые в случае районирования их в этих регионах, позволят повысить сбор урожая с одного гектара, что в свою очередь приведет к повышению прибыльности этого направления растениеводства.
Уровень рентабельности в эфирномасличной отрасли находится в прямой связи с выходом эфирного масла или, что то же самое, расходом сырья на единицу масла.
Рассчитать уровень рентабельности можно по формуле (1):
УР = (П / С) * 100% (1)
где П - чистая прибыль;
С - себестоимость, всего.
По Крыму рентабельность составила 308%, по остальным областям - 309%.
Путями повышения уровня рентабельности производства эфирномасличной продукции являются:
1. по сырью - комплексная механизация работ по уходу за посевами, внедрение новых сортов и передовых приемов агротехники;
2. по маслу - обеспечение максимального выхода масла; снижение потерь масла; сокращение расхода топлива, электроэнергии и других материалов при переработке сырья.
Не смотря на различия в урожайности рентабельность зернового эфирномасличного производства практически одинакНе смотря на различия в урожайности рентабельность зернового эфирномасличного производства практически одинакова по всем регионам.
Табличные данные доказывают, что эфирномасличная отрасль может давать прибыль и занять ведущее положение в пополнении местных бюджетов, так как производство этих культур рентабельнее, чем производство основных продовольственных культур, особенно в Крыму. Производство зерновых эфирномасличных культур на юге Украины и в Крыму окупится в течение одного года, а, к примеру, роза имеет срок окупаемости 11 лет, причем в первые три года она дает убытки. Это сравнение наглядно демонстрирует преимущество зерновых эфирномасличных культур перед другими.
Изучение генофонда, создание сортов и агротехники возделывания других ценных культур: фенхеля и укропа начаты сравнительно недавно. Для расчета их потенциальной продуктивности исходных данных и методов еще недостаточно. Поэтому оценка перспектив дана в основном для Крыма, что не исключает рекомендации для юга Украины.
8. фенхель.
В первый год под посевы фенхеля предполагается выделить 400 гектаров и в течение последующих семи лет ее можно постепенно увеличить до 1500 гектаров. Ориентировочная урожайность будет равной 20 центнеров с гектара. Валовое производство будет увеличиваться пропорционально росту посевных площадей. В первый год оно составит:
400 га * 20 ц/га = 8000 ц. = 800 т.
Стоимость одного центнера составит 13,9 гривен, в следствие чего общая стоимость будет равной:
13,9 грн. * 800 т. = 110800 грн. = 110,8 тыс. грн.
Из одной тонны зерна фенхеля можно получить 43 килограмма эфирного масла, с 400 гектаров при урожайности 20 ц/га будет выработано 34400 килограмм фенхельного масла. Себестоимость одного килограмма масла не высока и будет равной 3,3 гривны при цене реализации 15,8 гривен за килограмм. Прибыль с одного килограмма фенхельного эфирного масла составит:
15,8 грн. - 3,3 грн. = 12,5 грн.
