Переработка отходов пищевых производств: технология и оборудование


ʦ.ʤ.ʤ̨̨̬̬̏̏








ʿʫˀʫˀʤʥʽ˃ʶʤʽ˃ˈʽʪʽʦ
ʿʰˍʫʦˏˈʿˀʽʰʯʦʽʪˁ˃ʦ
˃ʫˈʻʽʸʽʧʰ˔
ʰʽʥʽˀ˄ʪʽʦʤʻʰʫ


˄̸̨̨̨̛̖̦̖̪̭̖̍̍














ʺ̨̡̭̏̌
ʦ̨̨̣̐̔̌
«ʰ̴̦̬̌Ͳʰ̛̦̙̖̦̖̬́»
2023 


УДК 664.123.6 
ББК 36.81 
 
А21 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и техносферной безопасности 
Пензенского государственного технологического университета 
С. Ю. Ефремова; 
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинской инженерии  
Пензенского государственного технологического университета  
В. А. Чулков 
 
 
 
Авроров, В. А. 
А21  
Переработка отходов пищевых производств: технология и оборудование : учебное пособие / В. А. Авроров. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 204 с. : 
ил., табл. 
 
 
ISBN 978-5-9729-1253-7 
 
Приведено описание основных видов побочных продуктов и промышленных отходов свеклосахарной, мясной, молочной, мукомольной и крупяной, соковой, спиртовой и пивоваренной, крахмалопаточной и картофелекрахмальной отраслей промышленности, рассмотрены их характеристики и направления дальнейшей переработки. 
Дан анализ применяемой технологии и оборудования для переработки свекловичного 
жома. Отдельная тема посвящена рассмотрению вопросов переработки использованной пластиковой тары и упаковки пищевой продукции. Приведено описание характеристик и свойств пластических масс. Предложена конструктивно-технологическая 
схема установки для непрерывного силового измельчения упаковки. Рассмотрены 
возможные варианты вторичного использования измельченных пластиковых отходов 
для изготовления различных видов технических изделий.  
Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Технологические 
машины и оборудование», «Биотехнологии», а также специалистов предприятий, занимающихся переработкой различных видов органических и пластиковых отходов. 
 
УДК 664.123.6 
ББК 36.81 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1253-7 
© Авроров В. А., 2023 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2

 
 
ʽʧʸʤʦʸʫʻʰʫ
 
Предисловие 
..................................................................................................................................5 
 
Тема 1. Основные виды промышленных отходов пищевых производств  
и направления их переработки .................................................................................................8 
1.1. Характеристика побочных продуктов и отходов пищевых производств .........................8 
1.2. Основные направления переработки побочных продуктов и отходов ...........................17 
 
Тема 2. Анализ технологии и оборудования для переработки отходов  
свеклосахарного производства ...............................................................................................20 
2.1. Характеристика отходов свеклосахарного производства 
.................................................20 
2.2. Анализ технологии и оборудования для первичной обработки  
свекловичного жома 
.............................................................................................................29 
2.3. Технология и оборудование для сушки отпрессованного жома 
......................................40 
2.4. Технология и оборудование для получения готовой продукции  
из свекловичного жома ........................................................................................................46 
 
Тема 3. Разработка конструкции пресс-компактора для прессования  
свежего свекловичного жома ..................................................................................................63 
3.1. Разработка вариантов конструктивно-технологических схем пресс-компактора .........63 
3.2. Разработка параметрической схемы пресс-компактора ...................................................68 
3.3. Оценка технических параметров пресс-компактора 
.........................................................72 
 
Тема 4. Анализ процесса влагоотделения из свежего свекловичного жома  
в пресс-компакторе ...................................................................................................................76 
4.1. Исследование условий движения свекловичного жома в зоне шнекового  
движителя 
..............................................................................................................................76 
4.2. Анализ взаимодействия жома при его контакте с перфорированной вставкой  
пресс-компактора..................................................................................................................80 
4.3. Модель процесса отделения влаги из жома в межвитковом пространстве шнека ........83 
4.4. Определение размеров диафрагмы и величины прогиба ее лепестков 
...........................86 
4.5. Определение степени уплотнения жома в межвитковом пространстве шнека  
пресс-компактора..................................................................................................................87 
4.6. Оценка производительности пресс-компактора 
................................................................89 
 
Тема 5. Результаты исследований процесса прессования свежего жома  
на действующей модели пресс-компактора .........................................................................96 
5.1. Методика проведения испытаний и результаты эксперимента .......................................96 
5.2. Исследование реологических показателей свекловичного жома ....................................99 
5.3. Оценка величины адгезии свекловичного жома .............................................................103 
 
3

Тема 6. Разработка вариантов машинно-аппаратурных схем и основного 
оборудования поточных линий для получения пищевых волокон  
из свекловичного жома 
...........................................................................................................107 
6.1. Машинно-аппаратурная схема поточной линии для получения пищевых волокон  
из гранулированного жома ................................................................................................107 
6.2. Оборудование поточной линии по переработке гранулированного жома ...................113 
6.3. Варианты машинно-аппаратурных схем поточных линий для производства  
пищевых волокон ...............................................................................................................147 
 
Тема 7. Технология производства кормовых добавок из отходов растительного  
и животного происхождения .................................................................................................151 
7.1. Характеристика органических отходов и способов их обработки ................................151 
7.2. Совершенствование технологии производства кормовых добавок...............................155 
 
Тема 8. Отходы крахмалопаточного производства, их промышленная  
переработка и использование ...............................................................................................159 
8.1. Характеристика побочных продуктов и отходов производства кукурузного  
крахмала ..............................................................................................................................159 
8.2. Технология производства кормов из побочных продуктов и отходов 
крахмалопаточного производства 
.....................................................................................164 
 
Тема 9. Отходы картофелекрахмального производства, их переработка  
и использование .......................................................................................................................167 
9.1. Технология производства картофельного крахмала .......................................................167 
9.2. Характеристика, переработка и использование отходов крахмального  
производства .......................................................................................................................170 
 
Тема 10. Технология и оборудование для переработки пластиковых отходов ...........173 
10.1. Основные виды пластмасс для упаковки пищевой продукции ...................................173 
10.2. Установка для непрерывного измельчения использованной пластиковой  
упаковки ..............................................................................................................................178 
10.3. Области возможного использования пластиковых отходов и получения из них  
вторичных технических изделий ......................................................................................182 
 
 
 
4

 
 
ʿˀʫʪʰˁʸʽʦʰʫ
 
Одной из задач пищевой промышленности по обеспечению продовольственной безопасности страны является производство необходимых объемов 
и широкого ассортимента высококачественных продуктов питания из различных видов животного и растительного сырья. Эта задача связана не только 
с разработкой ресурсосберегающих технологий и созданием современного 
энергосберегающего технологического оборудования, но и с решением широкого круга вопросов: 
x по рациональной организации труда на пищевых предприятиях;  
x по разработке и освоению производства новых видов продуктов питания функционального и лечебно-профилактического назначения 
для разных возрастных групп населения; 
x по экологическим проблемам при переработке отходов и побочных 
продуктов, многие из которых являются ценными вторичными материальными ресурсами; 
x по безопасной для окружающей среды утилизации ненужных отходов. 
Технический уровень многих пищевых предприятий страны пока еще не 
отвечает современным требованиям по ресурсо- и энергосбережению, степени 
автоматизации производства, организации логистики. Некоторые модели оборудования, установленного на предприятиях, нуждаются в модернизации и замене на более современное.  
Существующие технологии переработки сырья в готовую продукцию 
в отдельных перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса характеризуются значительной долей получаемых отходов. Одним из примеров 
могут служить побочные продукты и отходы, получаемые при производстве 
сахара из свеклы. При ее переработке получаются различные виды отходов, 
основную долю которых составляет свежий свекловичный жом, содержащий 
ряд полезных веществ, микроэлементов и витаминов, и являющийся необходимым ресурсом для производства различной продукции для ряда отраслей 
промышленности1. 
В настоящее время этот вид отходов используется не в полной мере, и 
большие объемы его продолжают утилизироваться. Это обусловлено тем, что 
переработка свежего жома в готовые полуфабрикаты для дальнейшего использования требует значительных капитальных затрат свеклосахарных заводов, 
работающих в краткосрочном режиме после уборки урожая свеклы. Поставка 
потребителям свежего жома из-за его малого срока хранения нерентабельна.  

1 Савосина О. А., Крицкая Е. Б. Отходы сахарного производства // Успехи современного 
естествознания. – 2008. – № 7. – С. 68. 
5

Поэтому создание энергосберегающих способов и оборудования для переработки свекловичного жома в полуфабрикаты и готовую продукцию является актуальной проблемой не только для сахарной отрасли промышленности. 
Во многом аналогичная картина наблюдается и в других отраслях пищевой промышленности. 
В первой теме учебного пособия приводятся характеристики побочных 
продуктов и промышленных отходов, их физико-механические показатели 
и рассматриваются основные направления их дальнейшей переработки.  
Вторая тема посвящена анализу используемой технологии и оборудования для первичной обработки отходов свеклосахарного производства и получению из него готовой продукции. Рассмотрено конструктивное устройство 
и принцип действия прессового и сушильного оборудования поточных линий. 
Приведены машинно-аппаратурные схемы линий для сушки свекловичного 
жома, получения из него пектина, пектинового клея, продуктов из мелассы 
и пищевых волокон.  
В третьей теме рассматриваются варианты исполнения конструктивнотехнологических схем прессового оборудования. Дано обоснование разработанной конструктивно-технологической схемы вертикального пресс-компактора с коническим шнеком и упругой многолепестковой диафрагмой, позволяющей увеличить степень отжима влаги из свежего свекловичного жома. 
Приведена оценка технических параметров пресс-компактора и эскизные решения его основных элементов.  
Четвертая тема посвящена аналитическому исследованию условий движения свекловичного жома в рабочих зонах пресс-компактора: в межвитковом 
пространстве шнекового движителя, в зоне шнек – перфорированная вставка, 
в зоне упругой многолепестковой диафрагмы. Определена ожидаемая величина прогиба лепестков диафрагмы в зависимости от сил осевого давления, 
оказываемого выходящим из шнека жомом и определяющим степень его обезвоживания.  
В пятой теме приводятся результаты экспериментальных исследований 
действующей модели пресс-компактора при прессовании влагосодержащего 
жома. Рассмотрены реологические показатели жома при его прессовании 
в пресс-компакторе. 
Шестая тема посвящена разработке вариантов исполнений машинно-аппаратурных схем поточных линий для получения пищевых волокон из гранулированного, высушенного и свежего жома. Предложены технические решения по основному оборудованию линий, приведены расчетные параметры 
и дана характеристика серийных технических средств и устройств для оснащения линий.  
В седьмой теме рассматривается технология производства кормовых добавок из отходов растительного и животного происхождения. Дано описание 
предложенного способа получения добавок с повышенным содержанием кор- 
6

мовых единиц. Приводится описание вариантов исполнения поточной линии 
для производства кормовых добавок, содержащей энергосберегающий нагреватель-стерилизатор с направленным и регулируемым подводом инфракрасного излучения.  
В восьмой теме приводятся описание отходов крахмалопаточного производства, их промышленной переработки и областей использования. 
Девятая тема посвящена рассмотрению отходов картофелекрахмального производства. Рассмотрена промышленная технология производства картофельного крахмала, получаемые при этом отходы, их характеристика и способы переработки.  
В десятой теме рассматриваются вопросы переработки использованной 
пластиковой упаковки пищевых продуктов. Дано описание основных видов, 
характеристик и свойств пластмасс, используемых для изготовления различной упаковочной тары. Рассмотрены области возможного использования пластиковых отходов для изготовления из них вторичных технических изделий. 
Приводятся варианты линий для переработки пластиковых отходов. 
Данное учебное пособие позволит студентам повысить уровень своих 
компетенций при решении задач по совершенствованию технологических 
процессов и оборудования для переработки отходов, получаемых при производстве продукции питания различного назначения и будет способствовать 
поиску более совершенных малоотходных ресурсосберегающих способов обработки пищевого сырья.  
В результате изучения и освоения материалов тем учебного пособия студенты будут: 
x знать: 
o технологии переработки пищевого сырья и получаемых при этом 
побочных продуктов и промышленных отходов, их особенности и 
основные закономерности обработки; 
o устройство и принцип действия машин и аппаратов поточных линий для переработки отходов; 
x уметь: 
o разрабатывать меры по совершенствованию процессов в части рационального использования сырья и снижения объема получаемых побочных продуктов и отходов производства;  
o использовать полученные знания при решении профессиональных задач совершенствования технологических процессов и эксплуатации оборудования; 
x владеть: 
o методами совершенствования процессов и технических объектов. 
 
 
7



˃̖̥̌1.ʽ̵̵̨̨̨̨̨̛̭̦̦̼̖̼̪̬̥̼̹̣̖̦̦̼̯̏̏̔̔̏
̵̵̨̨̨̡̛̛̛̛̛̛̪̺̖̼̪̬̭̯̦̪̬̣̖̦̪̖̬̖̬̯̏̏̔̏̌̌̏́̌̍̚
 
1.1.ˈ̸̵̵̵̡̡̨̨̨̡̨̨̨̨̨̨̛̛̛̛̛̬̯̖̬̭̯̪̦̼̪̬̱̯̯̪̺̖̼̪̬̭̯̌̌̌̍̔̏̔̏̏̏̔̏̚
1.2.ʽ̸̵̵̨̨̡̨̨̨̡̨̨̨̨̛̛̛̭̦̦̼̖̦̪̬̣̖̦̪̖̬̖̬̯̪̦̼̪̬̱̯̯̏̌̌̏́̌̍̍̔̏̔̏
ʶ̨̨̨̨̦̯̬̣̦̼̖̪̬̭̼̽̏
 
 
1.1.ˈ̸̵̡̡̨̨̨̡̨̛̛̬̯̖̬̭̯̪̦̼̪̬̱̯̌̌̌̍̔̏
̵̵̨̨̨̨̨̛̛̛̯̪̺̖̼̪̬̭̯̔̏̏̏̔̏̚
 
Применяемые сегодня в пищевых и перерабатывающих отраслях технологии и оборудование, как бы совершенны они ни были, не могут обеспечить 
полной и безотходной переработки органического сырья, и всегда, помимо основной продукции, будут иметь место побочные продукты и отходы производства.  
Например, при переработке сахарной свеклы, подсолнечника и других видов сырья образуются ежегодно 28–36 млн т свекловичного жома, около 2 млн т 
мелассы, более 800 тыс. т жмыха и шрота, до 200 тыс. т подсолнечной лузги, 
примерно 5,5 млн дал дрожжевых осадков, 40 тыс. т яблочных и 150 тыс. т виноградных выжимок и др.  
Объемы повторной переработки получаемых отходов пока еще незначительны. Так, яблочные выжимки используются для производства пектина лишь 
на 30 %, дефекат в качестве удобрения для кислых почв всего на 15 %, последрожжевая барда на 11 %, подсолнечная лузга лишь на 25–30 % и т. д. [66]. 
Поэтому важнейшей проблемой является совершенствование существующих и разработка новых интенсивных технологий и оборудования для того, 
чтобы существенно увеличить объемы переработки получаемых в отраслях 
промышленности побочных продуктов и отходов и предупредить тем самым 
их накопление и утилизацию в отвалах и полях фильтрации.  
Отходы и побочные продукты молочной отрасли промышленности. 
К вторичным молочным продуктам относятся обезжиренное молоко, пахта и 
молочная сыворотка. Эти продукты содержат целый комплекс полезных веществ: белки, липиды (молочный жир), углеводы (лактозу), минеральные 
соли, азотистые соединения, витамины, ферменты, гормоны и органические 
кислоты. 
Обезжиренное молоко отличается от цельного молока большим содержанием сухого обезжиренного молочного осадка (СОМО) и меньшим количес- 
8

твом жира. Плотность обезжиренного молока составляет 1000 кг/м3,вязкость 
1,71–1,75ā10í3 Паāс; теплоемкость 3,978 кДж/(кгāК). 
Пахта получается после сбивания сливок или их непосредственного преобразования в сливочное масло, как побочный продукт. Вязкость пахты составляет 1,65–1,70ā10í3 Паāс; теплоемкость 3,936 кДж/(кгāК). 
Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве 
сыров, творога и казеина. В сыворотке содержатся 6–6,5 % сухих веществ 
(СВ); 0,4–0,5 % белка; 4–4,8 % молочного сахара; 0,05–0,4 % жира. Калорийность 1 кг сыворотки составляет 217–233 кал. Объем получаемой сыворотки 
при производстве сыров составляет 71–81 %.  
Основными продуктами при переработке сыворотки являются молочный 
сахар, лактоза, сгущенная сыворотка и высушенный порошок. 
Для производства сгущенной и высушенной сыворотки используются выпарные аппараты, пленочные двухвальцовые сушилки и мельницы для размола. 
При производстве комбикормов в сухую сыворотку добавляют отруби, 
свекловичный жом, барду и другие органические отходы. Для повышения питательной ценности в сыворотку добавляют также дрожжи. Сбраживание осуществляется в вакуум-котлах с последующей сушкой в вальцовой сушилке.  
Сухой порошок сыворотки содержит 39 % белка, 19 % жира, 30 % золы 
и 12 % безазотистых экстрактивных веществ. 
Отходы и побочные продукты мясной отрасли промышленности. 
Ежегодно в мясной отрасли РФ образуется около 1 млн т вторичных ресурсов, 
из которых перерабатывается примерно 20 %. 
К основным видам отходов мясопереработки относятся обрезь, кости, копыта и рога, черепа, шкуры, кровь, шквара, сычуг, ветеринарные конфискаты, 
отходы консервного и колбасного производств. На боенские отходы приходится примерно 25 % общей массы туш. 
Из отходов животного происхождения получают: 
x мясокостную муку; 
x белковый и белково-жировой концентрат; 
x сухой белково-растительный корм; 
x костный и кормовой полуфабрикат. 
Основной объем перерабатываемых отходов приходится на мясокостную 
муку (МКМ), идущую на кормовые добавки при производстве комбикормов. 
Ежегодный объем производства МКМ составляет около 500 тыс. т. 
Виды кормовой муки: 
x мясокостная;  
x костная; 
x кровяная;  
x мясная;  
x перьевая.  
9

Типовая технология получения муки включает ряд операций, основными 
из которых являются операции измельчения, жироотделения путем шнекового 
выдавливания или вибрационного воздействия, тепловая обработка, выделение твердой фракции, сушка и дробление.  
Мясокостная мука изготавливается из мясного и костного непищевого 
сырья. Она содержит протеин 30–50 % по весу и жир до 20 %. Питательность 
1 кг мясокостной муки составляет 9,5–11,5 МДж обменной энергии. В состав 
комбикормов МКМ вводится в объеме от 3 до 10 %. 
Мясная мука содержит 65 % протеина.  
Костная мука содержит 60 % золы, богатой кальцием и фосфором, 15–
20 % протеина, 10–15 % жира2. Белки в муке представлены трудно перевариваемыми коллагенами, поэтому костная мука используется преимущественно 
как минеральная добавка. 
Кровяную муку получают из крови путем обработки ее паром, прессования, высушивания и размола. Эта мука содержит 73–81 % протеина. Питательность 1 кг кровяной муки составляет 12,4–14,1 МДж. 
Муку из шквары получают из отходов вытопки жиров. Она содержит 
55 % протеина, 30–35 % жира, 8 % золы. Служит в качестве добавки в комбикорма в объеме 5–8 %. 
Сырьем для перьевой и мясоперьевой муки служит куриное перо и тушки 
выбракованной птицы. Сырье подвергают гидролизу в автоклавах при 132 °С 
в течение трех часов и давлении 0,2 МПа, сушке и размолу. Мука содержит 60–
80 % протеина. 
Жир животный кормовой получают из непищевого сырья и боенских отходов. В 1 кг жира содержится 3,3–3,5 энергетических кормовых единиц (ЭКЕ). 
Для переработки мясных отходов в отечественной промышленности применяется линия модели Я8-ФОБ-МА20 (ООО «Асконд-промоборудование», 
Москва). В состав линии входит измельчитель, шнековый пресс, насосы, вибрационный жироотделитель, транспортеры, трехсекционные сушильные блоки, 
молотковые дробилки, отстойная центрифуга, жировые сепараторы грубой и 
тонкой очистки, накопительные емкости. 
Технические данные линии: 
x производительность по сырью, кг/ч: 1000; 
x давление пара, МПа: 0,4–0,5; 
x расход пара, кг/ч на 1 т: до 700; 
x установленная мощность, кВт: 150; 
x занимаемая площадь, м2: 180. 
Для малых предприятий выпускаются минилинии моделей МЛ-А1 и МЛА16-01 производительностью 800 кг сырья в смену.  

2 Богатырев А. Н. и др. Способ извлечения жира из кости и получение кормовой муки. Патент РФ № 2063419. С11В1/14.1996.  
10