Переработка отходов животного сырья

Введение

Переработка отходов животной ткани

Рендеринг – это процесс, который превращает отходы животной ткани в стабильные, пригодные для использования материалы. Рендеринг может относиться к любой переработке продуктов животного происхождения в более полезные материалы, или, в более узком смысле, к переработке всей жировой ткани животного в очищенные жиры, такие как смалец или говяжий жир. Рендеринг может осуществляться в промышленных, фермерских или кухонных масштабах. Он также может применяться к неживотным продуктам, которые перерабатываются в пульпу. Процесс рендеринга одновременно сушит материал и отделяет жир от костей и белка, в результате чего получается жировое сырье и белковая мука.

Источники ввода

В продуктах животного происхождения большая часть перерабатываемых тканей поступает из скотобоен, но также включает жир из ресторанов, обрезки из мясных лавок и просроченное мясо из продуктовых магазинов. Этот материал может включать жировую ткань, кости и субпродукты, а также целые туши животных, признанных непригодными для убоя на скотобойнях, и животных, умерших на фермах, при транспортировке и т.п. Наиболее распространенными источниками являются говядина, свинина, баранина и птица.

Процессы рендеринга пищевых продуктов

Процессы вытапливания пищевых жиров по сути являются операциями по переработке мяса и производят смалец или пищевой говяжий жир для использования в пищевых продуктах. Вытапливание пищевых жиров обычно осуществляется в непрерывном процессе при низкой температуре (ниже температуры кипения воды). Процесс обычно включает в себя измельчение пищевых жировых материалов (как правило, жировых обрезков от мясных кусков), нагревание их с добавлением или без добавления пара, а затем проведение двух или более стадий центрифугирования для разделения. На первой стадии жидкая смесь воды и жира отделяется от твердых веществ. На второй стадии жир дополнительно отделяется от воды. Твердые вещества могут использоваться в пищевых продуктах, кормах для животных и т.д., в зависимости от исходного сырья. Отделенный жир может использоваться в пищевых продуктах, а при избытке – направляться на производство мыла. Большинство операций по вытапливанию пищевых жиров осуществляется мясоперерабатывающими или мясокомбинатами.

Процессы рендеринга несъедобных продуктов

Материалы, непригодные для употребления в пищу по эстетическим или санитарным соображениям, служат сырьем для процессов переработки несъедобных отходов. Большая часть несъедобного сырья перерабатывается "сухим" способом. Это может быть периодический или непрерывный процесс, при котором материал нагревается в аппарате с паровой рубашкой для удаления влаги и одновременного высвобождения жира из жировых клеток. Сначала материал измельчают, затем нагревают для высвобождения жира и удаления влаги, подвергают перколяции для отделения свободного жира, а затем из твердой фракции отжимают дополнительный жир, который на этой стадии называется "шкварками" или "сухим танкежем". Из шкварок производят мясокостную муку. Вариант сухого процесса включает в себя тонкую нарезку материала, его флюидизацию горячим жиром и последующее выпаривание смеси в одной или нескольких ступенях испарения. Часть несъедобных отходов перерабатывается "влажным" способом, который обычно представляет собой непрерывный процесс, в некоторой степени схожий с используемым для переработки пищевых материалов. Материал нагревается с добавлением пара, а затем прессуется для отделения смеси воды и жира, которая затем разделяется на жир, воду и мелкую твердую фракцию посредством ступенчатого центрифугирования и/или выпаривания. Твердый остаток после прессования высушивается и затем измельчается в мясокостную муку. Большинство независимых переработчиков занимаются только переработкой несъедобных отходов.

Кухонный рендеринг

Вытапливание жиров также производится поварами и домашними кулинарами в домашних условиях. На кухне вытапливание используется для превращения сливочного масла в топленое, говяжьего сырого жира в смалец, свиного жира в сало, а куриного жира в шмальц.

История

Развитие процесса переработки животного сырья в значительной степени способствовало прибыльному использованию побочных продуктов мясной промышленности, что, в свою очередь, позволило создать масштабную индустриальную мясную промышленность и сделать продукты питания более доступными для потребителей. Переработка животного сырья осуществляется на протяжении многих веков, в основном для производства мыла и свечей. Первоначально переработка осуществлялась в котле на открытом огне. Этот способ до сих пор применяется на фермах для получения смальца (свиного жира) в пищевых целях. С развитием паровых котлов стало возможным использовать котлы с паровой рубашкой для получения продукта более высокого качества и снижения пожароопасности. По крайней мере, с 1896 года «желтый жир» обозначает жир более низкого качества (говяжий или баранье) из предприятий по переработке животных. Дальнейшее развитие произошло в XIX веке с использованием паровых дигестеров: резервуара, используемого в качестве скороварки, куда пар впрыскивался в перерабатываемое сырье. Этот процесс является влажным способом переработки, называемым «танкированием», и применялся для получения как съедобных, так и несъедобных продуктов, хотя продукты высшего качества производились методом переработки в открытом котле. После «танкирования» свободный жир сливается, оставшаяся вода («танковая вода») поступает в отдельную емкость, а твердые остатки удаляются и высушиваются путем прессования и сушки паром в аппарате с рубашкой. «Танковая вода» либо сбрасывалась в канализацию, либо испарялась для получения клея или белкового концентрата, добавляемого в удобрения. Твердые остатки использовались в качестве удобрений. Давление в резервуаре позволило развить чикагскую мясную промышленность в Соединенных Штатах, с ее концентрацией в одном географическом районе, поскольку это обеспечило экономически выгодную утилизацию побочных продуктов, которые в противном случае могли бы нанести непоправимый вред окружающей среде. Первоначально переработкой занимались небольшие компании, возникшие рядом с мясокомбинатами. Позже сами мясокомбинаты вошли в сферу переработки. Густав Свифт, Нельсон Моррис и Луциус Дарлинг были одними из первых пионеров индустрии переработки в США, оказывая личную поддержку и/или непосредственно участвуя в ней. Аптон Синклер написал «Джунгли» (1906) – разоблачение чикагской мясоперерабатывающей промышленности, вызвавшее широкий общественный резонанс. Его работа способствовала принятию Закона о чистых продуктах и лекарствах 1907 года, который заложил основу для создания FDA. В 2012 году профессия переработчика попала в список «самых грязных профессий». В XX веке инновации происходили стремительно. Некоторые из них касались применения переработанных продуктов, а другие – методов переработки. В 1920-х годах был изобретен периодический процесс сухой переработки: сырье готовилось в горизонтальных цилиндрах с паровой рубашкой (аналогичных сушилкам для удобрений того времени). Преимуществами сухого процесса назывались экономия энергии, более высокий выход белка, более быстрая обработка и меньшее количество неприятных запахов. Со временем влажный процесс «танкирования» был заменен сухим. К концу Второй мировой войны большинство предприятий по переработке использовали сухой процесс. В 1960-х годах были внедрены непрерывные сухие процессы, один из которых представлял собой модификацию традиционной сушилки, а другой использовал процесс измельчения и выпаривания для сушки сырья и получения жира. В 1980-х годах высокие затраты на энергию способствовали популяризации различных непрерывных «влажных» процессов. Эти процессы были более энергоэффективными и позволяли повторно использовать пары процесса для предварительного нагрева или сушки материалов в процессе. После Второй мировой войны появились синтетические моющие средства, которые вытеснили мыло в быту и промышленности. В начале 1950-х годов более половины рынка несъедобных жиров исчезло. Вскоре потерянный рынок мыла был компенсирован использованием этих материалов в качестве кормов для животных, которые в конечном итоге стали основным направлением использования несъедобных жиров. Широкое распространение «розничной говядины», когда говядина нарезалась на потребительские порции на мясокомбинатах, а не в местных мясных лавках и на рынках, означало, что жир и мясные отходы для переработчиков оставались на мясокомбинатах и перерабатывались там переработчиками мясокомбинатов, а не независимыми перерабатывающими компаниями. Отказ потребителей, заботящихся о своем здоровье, от животных жиров привел к избытку съедобных жиров и, как следствие, к их перенаправлению на производство мыла и олеохимикатов, вытеснению несъедобных жиров и усилению волатильности рынка этого сырья.

The development of rendering was primarily responsible for the profitable utilization of meat industry by products, which in turn allowed the development of a massive industrial scale meat industry that made food more economical for the consumer. Rendering has been carried out for many centuries, primarily for soap and candle making. The earliest rendering was done in a kettle over an open fire. This type of rendering is still done on farms to make lard (pork fat) for food purposes. With the development of steam boilers, it was possible to use steam jacketed kettles to make a higher grade product, and reduce fire danger. From at least 1896, yellow grease has referred to lower quality grades of tallow (cow or sheep fat) from animal rendering plants. A further development came in the 19th century with the use of steam digesters: a tank used as a pressure cooker where steam was injected into the material being rendered. This process is a wet rendering process called "tanking" and was used for edible and inedible products, although better grades of edible products were made using the open kettle process. After the material is tanked, the free fat is run off, the remaining water ("tank water") run into a separate vat, and the solids removed and dried by pressing and steam drying in a jacketed vessel. The tank water was either run into a sewer or it was evaporated to make glue or protein concentrate to add to fertilizer. The solids were used for fertilizer. The pressure tank made possible the development of the Chicago meat industry in the United States—with its concentration in one geographic area—because it allowed the economic disposal of byproducts which would otherwise overwhelm the environment in that area. At first, small companies that sprang up near the packers did the rendering. Later the packers entered the rendering industry. Gustavus Swift, Nelson Morris, and Lucius Darling were among the early pioneers of the U. S. rendering industry, with their personal backing and/or direct participation in the rendering industry. Upton Sinclair wrote The Jungle (1906), an exposé on the Chicago meat processing industry which created public outrage. His work helped the passage of the Pure Food and Drug Act of 1907 which paved the way for the creation of the FDA. In 2012, the occupation of renderer appear in a list of "dirtiest jobs". Innovations came rapidly in the 20th century. Some of these were the uses for rendered products, and others were the rendering methods. In the 1920s, a batch dry rendering process was invented; the material was cooked in horizontal steam jacketed cylinders (similar to the fertilizer dryers of the day). Advantages claimed for the dry process were economy of energy, better protein yield, faster processing, and fewer noxious odors. Over the years, the wet "tanking" process was replaced with the dry process. By the end of World War II, most rendering installations used the dry process. In the 1960s, continuous dry processes were introduced, one using a variation of the conventional dry cooker and the other making use of a mincing and evaporation process to dry the material and yield the fat. In the 1980s, high energy costs popularized the various "wet" continuous processes. These processes were more energy efficient and allowed the re use of process vapours to pre heat or dry the materials during the process. After WWII, synthetic detergents arrived, which displaced soaps in domestic and industrial washing. In the early 1950s, over half of the inedible fat market vanished. Diversion in these materials into animal feeds soon replaced the lost soap market and eventually became the single largest use for inedible fats. The widespread use of "boxed beef", where the beef was cut into consumer portions at packing plants rather than local butcher shops and markets, meant that fat and meat scraps for renderers stayed at the packing plants and were rendered there by packer renderers, rather than by the independent rendering companies. The rejection of animal fats by diet conscious consumers led to a surplus of edible fats, and the resultant diversion into soapmaking and oleochemicals, displacing inedible fats and contributing to the market volatility of this commodity.

Преимущества и недостатки

Промышленность переработки является одной из старейших отраслей переработки отходов и способствовала развитию крупной пищевой промышленности. Эта отрасль использует материалы, которые в противном случае стали бы отходами, и превращает их в полезные продукты, такие как топливо, мыло, резина, пластмассы и т.д. Одновременно с этим, переработка снижает проблему утилизации отходов. Например, в Соединенных Штатах ежегодно перерабатывается более 21 миллиона метрических тонн быстро портящихся и неприятно пахнущих органических веществ. В 2004 году промышленность США произвела более 8 миллионов метрических тонн продукции, из которых 1,6 миллиона метрических тонн было экспортировано. Обычно материалы, используемые в качестве сырья в процессе переработки, подвержены порче. Однако после переработки материалы становятся гораздо более устойчивыми к порче благодаря воздействию тепла – либо в процессе варки при влажной переработке, либо в процессе извлечения жидкости при сухой переработке. Полученный жир может использоваться в качестве недорогого сырья для производства смазочных материалов, кормов для животных, мыла, свечей, биодизельного топлива, а также в качестве сырья для химической промышленности. Тол, получаемый из отходов говядины, является важным сырьем в производстве стального проката, обеспечивая смазку при прессовании стальных листов. Использование мясокостной муки в кормах для животных в конце 20-го века стало одним из путей распространения губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (коровьего бешенства, БСЭ), которая также смертельна для человека. В начале 21-го века большинство стран ужесточили правила, чтобы предотвратить это.

Общие ссылки

Лайман, Говард Ф. (1998). Безумный ковбой. Simon & Schuster, Нью-Йорк. Журнал Render (апрель 2005), Национальная ассоциация производителей вторичного сырья из отходов животноводства. Микер, Дэвид Л. Основы производства вторичного сырья: все о промышленности переработки животноводческих отходов. Национальная ассоциация производителей вторичного сырья из отходов животноводства. Бернхэм, Фрэнк. Производство вторичного сырья в Северной Америке: источник важнейших высококачественных продуктов. Национальная ассоциация производителей вторичного сырья из отходов животноводства. Клемен, Рудольф (1978). Производство вторичного сырья, невидимая индустрия. Издательство Aero Publishers. Янг, Х. Х. (1927). Вторичные продукты мясной промышленности. Издательство Чикагского университета. Франко, Дон и Свонсон, Винфилд (1996). Первые переработчики. APPI, FPRF и NRA.