Производство и переработка рапса

В последние годы спрос на масличное сырье на мировом рынке стремительно возрастает, что обуславливает увеличение объемов производства масличных культур, и прежде всего рапса. Для России с ее почвенно-климатическими условиями рапс является одной из перспективных масличных культур, которую можно возделывать практически во всех регионах страны. Увеличение объемов производства рапса позволит расширить посевы путем вовлечения в севооборот невозделываемой пашни и пустующих земель, более полно обеспечить население растительным маслом, животноводство и птицеводство – высококачественным растительным белком. Можно с уверенностью утверждать, что в России единственным резервом наращивания объемов производства масла, а также кормового белка является рапс. Поэтому принятая государственная программа «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 гг.» предусматривает расширение посевных площадей озимого и ярового рапса в хозяйствах всех категорий за этот период с 0,8 до 2 млн га и увеличение валового сбора семян с 0,96 до 3 млн тонн. Необходимое научное обеспечение для увеличения его производства в РФ в настоящее время имеется в полном объеме. Селекцию рапса и других масличных культур ведут семь научных учреждений Россельхозакадемии. Ими созданы высокопродуктивные адаптивные сорта и гибриды для всех рапсосеющих регионов России.

За прошедшие 10 лет научными организациями подготовлены многочисленные рекомендации, разработаны и апробированы зональные ресурсосберегающие технологии производства рапса, а в хозяйствах накоплен достаточно большой опыт по его возделыванию. В текущем году по решению секции научно-технического совета Минсельхоза России для руководителей и специалистов сельскохозяйственных предприятий были изданы рекомендации по производству по зональным ресурсосберегающим технологиям возделывания, подработки и хранения ярового и озимого рапса в Центральном, Приволжском, Южном и Сибирском федеральных округах.

В России основная посевная площадь рапса приходится на яровые сорта. По данным МСХ РФ, в 2010 г. из почти 856 тыс. га, занятых рапсом, посевная площадь яровой культуры составила 638,29 тыс. га, а озимой - 217,67 тыс. га. В 2011 г. посевные площади рапса озимого и ярового значительно выросли (см. табл. 1). Общая площадь посевов достигла 919 тыс. га, причем под яровым рапсом посевные площади составили 743,2 тыс. га, а под озимым - 176,1 тыс. га. Таким образом, в 2011 г. ярового рапса было посеяно на 104,91 тыс. га больше, чем в 2010 г., а озимого посеяно меньше на 41,57 тыс. га.

Таблица 1. Посевные площади рапса в РФ под урожай 2011 г.

Как следует из таблицы, в основном посевные площади рапса были сосредоточены в сельскохозяйственных организациях и крестьянских (фермерских) хозяйствах (КФХ) страны. Причем процентная доля площадей, занятых под рапсом в сельхозорганизациях, составила 90,4%, а в КФХ - 9,6% .

Традиционно наибольшие площади яровым рапсом засеваются в Центральном, Приволжском и Сибирском федеральных округах, а основными производителями озимого рапса являются Северо-Кавказский, Южный и Северо-Западный федеральные округа.

На рисунке 1 показана гистограмма распределения посевных площадей (тыс. га) рапса озимого и ярового в 2011 г. в основных регионах страны, построенная по их убыванию в федеральных округах.

Рис. 1. Посевные площади рапса в федеральных округах страны в 2011 г., тыс. га

Как видно из рисунка, по посевным площадям лидирует Центральный, а затем с небольшой разницей Приволжский и Сибирский федеральные округа.

В 2011 г. средняя урожайность рапса составила 12,6 ц с 1 га с убранной площади. По сравнению с 2010 г. она возросла на 1,6 ц/га. Однако в 2010 г. урожайность рапса озимого была выше и составила 19,0 ц/га против 17,7 ц/га в 2011 г. Различия по урожайности ярового рапса по двум годам возделывания были существеннее. Так, в 2011 г. средняя урожайность ярового рапса была 11,2 ц/га, а в засушливом 2010 г. она составила всего лишь 6,8 ц/га. Гистограмма (рис. 2) показывает распределение средней урожайности рапса в федеральных округах, расположенных в порядке убывания, согласно рисунку 1.

Рис. 2. Средняя урожайность рапса в федеральных округах, ц/га

Как следует из приведенных данных, средняя урожайность рапса в ряде округов была значительно выше среднероссийского уровня. Причем в СЗФО, как и в предыдущие годы, урожайность была самая высокая – 22,0 ц/га. Кроме данного округа, средняя урожайность этой культуры в Южном (18,2), Северо-Кавказском (17,4) и Центральном (14,0) федеральных округах также превышает среднероссийскую величину. Здесь следует отметить, что в южных регионах и в СЗФО возделывают в основном озимый рапс, который имеет большую, чем у ярового, урожайность. Следует также отметить, что урожайность рапса в России пока значительно ниже потенциальных возможностей этой культуры. Однако при лучших агротехнических и более благоприятных климатических условиях она может быть существенно большей.

По итогам 2011 г. валовой сбор рапса по Российской Федерации составил 1054,3 тыс. тонн. Наибольший валовой сбор маслосемян рапса отмечен в ЦФО – 286,5 тыс. тонн, или 27,2% от общего валового сбора в РФ (рис. 3). В Северо-Кавказском федеральном округе было собрано 187,3 тыс. тонн рапса, или 17,6%. Примечателен рост валового сбора в Приволжском федеральном округе. Так, в 2010 г. было собрано всего 21,6 тыс. тонн, а в 2011 г. - 180,9 тыс. тонн (17,2%), то есть почти в 8,4 раза больше. Сибирский федеральный округ собрал 137,6 тыс. тонн семян ярового рапса, или 13,05%.

Рис. 3. Валовой сбор рапса в федеральных округах, тыс. тонн

Таким образом, из приведенных выше данных и планируемых показателей Госпрограммы развития сельского хозяйства на 2008-2012 гг. следует, что увеличение посевных площадей, урожайности и валового сбора рапса в хозяйствах различных организационно-правовых форм собственности происходит недостаточно быстрыми темпами, как это было заложено в Госпрограмме. Имеет место значительный резерв недоиспользования посевных площадей под яровой и озимый рапс.

С ростом производства семян рапса остро встает проблема реализации или переработки их на масло и жмых.

Переработка рапса на оборудовании «Фармет» (Чехословакия)

Компания «Фармет» (Чехия) - известный производитель маслопрессов и технологического оборудования для переработки широкого перечня семян масличных культур, растительных масел, а также оборудования для производства экструзионных кормов. Имеет двадцатилетний опыт производства прессового оборудования разной производительности и референции из десятков стран всего мира. Чтобы гарантировать высокое качество своего оборудования, компания еще на стадии разработки и конструирования использует специализированные программы, позволяющие показывать реальный вид проектируемого пресса в трехмерном графическом виде. Производится прессовое оборудование в собственных цехах по современным технологиям с использованием станков с ЧПУ, сварочных роботов-автоматов и измерительных 3D-приборов.

Предлагаемое компанией технологическое оборудование предназначено для переработки таких масличных культур, как рапс, подсолнечник, лен, соя и др.

Компания производит линейку шнековых прессов для переработки масличных семян с широким диапазоном производительности (табл. 2).

Таблица 2. Типовой ряд шнековых прессов «Фармет»

Использование производимых маслопрессов, их модификаций и разнообразных схем подключения дает много вариантов решений с учетом конкретных требований к прессованию: от малых объемов переработки маслосемян рапса с получением масла и жмыха для внутрихозяйственных нужд до крупных производственных предприятий мощностью до 1000 т/сутки (переработка маслосемян в промышленных объемах). Параллельное подключение прессов дает возможность скомплектовать линии, разные по производительности прессования, кратные производительности одного пресса. Прессы Farmet UNO, Farmet DUO, FL 200 и FS 1010 сертифицированы в РФ и имеют сертификат соответствия требованиям технического регламента о безопасности машин и оборудования. В хозяйствах, холдингах, маслоцехах и ряде заводов России успешно эксплуатируются прессы и технологические линии компании «Фармет».

Переработка масличных семян рапса на прессах может осуществляться как методом холодного, так и способом горячего прессования. Исходя из многолетнего производственного опыта, компания предлагает следующие технологические схемы переработки маслосемян рапса:

– однократное прессование холодным способом;

– двукратное прессование холодным способом;

– однократное прессование горячим способом;

– двукратное прессование горячим способом;

– двукратное прессование с экструзией.

Целью предлагаемых технологий является получение не только масла холодного или горячего отжима, которое в большинстве случаев - основной целевой продукт, но и достаточно ценного высокобелкового кормового продукта – жмыха.

На рисунке 4 показана технологическая схема переработки маслосемян рапса методом однократного холодного прессования, которое может осуществляться с использованием шнековых прессов FL 200 или FS 1010. Шнековый пресс FL 200 (рис. 5) на рапсе имеет производительность порядка 150 кг семян в час. Потребляемая мощность – 11 кВт. Масса пресса – 890 кг.

Рис. 4. Схема однократного прессования холодным способом

Рис. 5. Шнековый пресс FL 200

Особенностью данной технологии является то, что семена не подвергаются предварительному измельчению, термической обработке, и поэтому получаемое масло имеет очень высокое качество, а сама технология достаточно проста в монтаже, обслуживании и характеризуется низкими энергозатратами. В связи с этим она может быть рекомендована для создания малых маслодобывающих (малотоннажное производство) предприятий – мини-цехов по переработке масличных культур для внутрихозяйственных нужд. Фрагмент построения мини-цеха холодного отжима на базе пресса FL 200 показан на рисунке 6. Цех включает в себя следующее оборудование: промежуточный бункер, транспортер для подачи маслосемян в пресс, приемный бункер с магнитным сепаратором для выделения металлических включений, маслопресс с ванной и насосом для перекачивания масла, емкость для сырого масла, транспортер для перемещения жмыха на склад, а также электрощит с частотным преобразователем. Характерными особенностями данной технологии являются достаточно высокий выход масла (порядка 30-34%), низкое содержание в нем фосфора, небольшая занимаемая площадь, простота технологического оборудования и низкая энергоемкость технологии. В данном цехе возможна также переработка семян подсолнечника с частичным обрушиванием и удалением небольшой части лузги (не более 16% от веса семян) или без обрушивания лузги.

Рис. 6. Мини-цех холодного отжима

На рисунке 7 показана технологическая схема двукратного прессования холодным способом, которая включает в себя предварительный отжим масла на прессе FL 200 (форпрессование) и окончательный отжим на прессе FS 1010.

Рис. 7. Схема двукратного прессования холодным способом

На первом этапе отжимается лишь часть масла, а полученный жмых подается открытым транспортером (для испарения из него влаги) в пресс окончательного прессования. Благодаря нарушению структуры семян и их частичному нагреву за счет сил трения на первом этапе отжима, а также окончательному отжиму на втором этапе обеспечивается хороший выход масла. Данная технология позволяет перерабатывать до 24 тонн семян рапса в сутки, при этом удельный расход электроэнергии на 1 тонну составляет 65 кВт.

Заслуживает внимания специалистов по переработке семян масличных культур новая разработка компании - шнековый маслопресс FS 1010, в котором реализованы следующие инновационные решения:

- оптимальная конфигурация системы отжима масла из семян широкого перечня масличных культур;

- увеличенная поверхность стока масла;

- управление электроприводами с использованием частотных преобразователей;

- более эффективная система охлаждения вала шнека при горячем прессовании;

- встроенная система сепарации масла и повторный возврат жмыха в маслопресс;

- компактный редуктор с осевым расположением вала;

- сенсорное управление работой всего технологического оборудования с системой визуализации;

- оптимизационные алгоритмы управления для каждой технологической операции;

- специализированное программное обеспечение с архивацией и передачей данных;

- проведение диагностики и дистанционное управление технологическим оборудованием через Интернет.

Пресс FS 1010 идеально подходит как для холодного (производительностью 1000 кг семян в час), так и для горячего прессования (производительностью до 1800 кг семян в час).

Схема однократного прессования горячим способом показана на рисунке 8.

Рис. 8. Схема двукратного прессования горячим способом

Здесь уже в технологической схеме появились кондиционер, вальцовый станок и жаровня, которые позволяют осуществлять предварительный подогрев семян рапса, их измельчение и получение мятки, влаготепловую обработку и получение мезги с последующим ее прессованием. Технология горячего прессования подходит для переработки всех видов масличных семян с производительностью свыше 100 тонн в сутки.

Компания «Фармет» обладает уникальной технологией и соответствующим оборудованием для переработки маслосемян рапса по схеме двукратного прессования с экструзией (рис. 9). В ней фактически сочетаются три технологии.

Рис. 9. Схема двукратного прессования с экструзией

Первая - предварительное прессование холодным способом, когда семена рапса без подготовки прессуются в шнековом прессе FL 200. На данном этапе происходит выделение большей части масла высокого качества с малым содержанием примесей (фосфолипидов) - масло Extra Virgin.

Вторая - экструзия жмыха на экструдере FE 100. Жмых рапса, полученный после прессования холодным способом, имеет оптимальные параметры для экструзии: содержание масла 16-20%, влажность 8-12% и температура от +50 до +80 °C, что позволяет проводить экструзию с более низкими затратами энергии.

Третья - окончательное прессование горячим способом: температура экструдата (материал на выходе из экструдера) составляет приблизительно +100 °C, структура материала достаточно разрушена и подготовлена для окончательного прессования в шнековом прессе и получения минимального остатка масла в жмыхе (4,98-6,39%).

Технология двукратного прессования с экструзией, помимо хороших показателей по выходу масла, позволяет за счет непродолжительной (несколько секунд) термической обработки иметь жмых с высоким качеством и переваримостью. Методика весьма эффективна для хозяйств, испытывающих дефицит в комбикормах.

После отжима в шнековых прессах рапсовое масло собирается в гомогенизационные емкости, где оно перемешивается для предотвращения седиментации и тем самым подготавливается для оптимальной фильтрации. Для следующего этапа наиболее часто применяются пластинчатые напорные намывные фильтры с ручной или автоматической регенерацией. Пластинчатые напорные тканевые фильтры с ручной регенерацией рекомендуется использовать при переработке небольшого количества масла (примерно до 3000 кг в день). Для последующей фильтрации предлагается использовать рукавные фильтры, имеющие фильтрационную производительность от 20 до 250 литров масла в час. Для доочищения масла от очень мелких частиц (единицы микрон) предлагаются свечные фильтры с производительностью от 50 до 250 л/ч.

Для очистки масла от примесей, особенно фосфолипидов, посредством удаления слизи компания предлагает использовать технологию очистки degumming (дегумминг) в следующих вариантах: базовый дегумминг (содержание фосфолипидов до 60 ppm), стандартный дегумминг (до 40 ppm) и экстрадегумминг (до 20 ppm). Для проведения дегумминга имеется оборудование производительностью от 5 тыс. до 120 тыс. тонн масла в год.

Петр Пугачёв, представитель компании «Фармет» в России, к. т. н.

perfectagro.ru