Сфера применения данного вещества довольно обширна: начиная с пищевых изготовлений и заканчивая промышленным производством клея, фотопленки и текстиля. Производство желатина – процесс долгосрочный и трудоемкий, предусматривающий определенные требования к сырью и технологиям.
Подготовка сырья
Первым делом для производства качественного желатина следует обратить внимание на сырье. Основное требование к качеству – его хорошая клейкость в разбавленном состоянии. Для получения такого вещества необходимо, чтобы сырье было с высоким содержанием коллагена. В изготовлении используют кости животных, сухожилия, связки, хрящи, обрезки шкур.
Реже применяют рыбное сырье и кости птицы. Материал проходит различную обработку перед тем, как поступить в производство. Первым делом происходит ручная сортировка на ленточном транспортере, вследствие чего кости перебираются по принадлежности, размеру и состоянию (сырые либо вываренные). Мягкое сырье сортируется аналогично на засоленное или свежее, по размеру фрагментов.
Кости проходят процесс обезжиривания, для чего их заливают горячей водой (90-98оС) на 10-15 сантиметров выше уровня продукта. После этого они попадают в костедробильную машину, где измельчаются. При измельчении фрагменты могут быть различных фракций. Крупные и средние отбирают и повторно пропускают через дробилку.
Дробление костей проводится с целью максимального увеличения площади поверхности обрабатываемого материала. Мягкое сырье после отборки и калибровки промывается, очищается от грязи и посторонних примесей. Замороженное - размораживают на воздухе либо под проточной водой комнатной температуры, засоленное тщательно промывается водой, сухое замачивается в известковом молоке. После промывки все мягкое сырье измельчается в мездрорезке.
Технология производства
Далее производство желатина из всех видов сырья происходит по единой схеме. Подготовленный измельченный материал проходит процесс обеззоливания, который предусматривает удаление всех белков из продукта, кроме коллагена. Для этого сырье помещается в специальные емкости, где оно заливается раствором известкового молока на 25-45 суток. В течение этого времени жидкость меняют для снижения уровня рН с 12 до 9.
Готовность сырья устанавливается по структуре. Она должна быть однородной, прозрачной и стекловидной. Когда эти параметры достигнуты, проводят обеззоливание: промывают полученную массу водой (12-17 часов), затем для нейтрализации - соляной кислотой (4-5 часов) и снова водой - на протяжении 3-3,5 часов.
Следующий этап – варка желатина, которая производится при невысоких температурах (50-60 оС) с постепенным повышением до 95-100 оС. Готовый бульон консервируется серной кислотой, фильтруется через целлюлозные фильтр-прессы, выпаривается под вакуумом и снова обрабатывается серной кислотой. Завершающим этапом в производстве является его застуденевание (желатинизация).
Для этого сваренный и обработанный бульон загружают в желатинизатор, где он превращается в листы либо желатиновую ленту, которая сушится в сушильных машинах тоннельного типа. Температура сушки в начале процесса должна быть около 25 оС, в конце может достигать 50 оС. Производство пищевого желатина предусматривает сушку продолжительностью в 12-15 часов, технического – около 20-25 часов.
Расчет затрат
Затраты на запуск производства подразделяются на единовременные и постоянные. Первые подразумевают капитальные вложения, производимые перед открытием организации. Постоянные затраты, как правило, колеблются в узком диапазоне, возникают через равные промежутки времени на протяжении всего периода работы. Одна из основных единовременных затрат - на оборудование для производства желатина.
В зависимости от качества приобретаемых аппаратов, срок их эксплуатации может составлять от года до 10 лет. Далее следуют затраты на помещение - покупку или аренду необходимых квадратных метров. Они разнятся в зависимости от региона, где будет размещено производство. Для сокращения затрат лучше присмотреть здание где-нибудь за городом. Постоянные расходы включают в себя оплату энергоносителей, воды, закупку сырья, траты на зарплату сотрудников и прочее. Их можно посчитать, исходя из средних рыночных цен.
Расчет заработной платы
Если взять за основу, что предприятие осуществляет производство желатина в объеме 2000 тонн в год, то при трехсменном графике понадобится около 120 сотрудников. Средняя заработная плата составляет 18 тысяч рублей.
Исходя из этого, 18*12*120 = 25920 тысяч рублей в год составит расход на оплату труда. При этом необходимо помнить, что из этой суммы работодатель должен отчислять в различные фонды в сумме 30,2%. Получается 25 920 тыс.* 30.2 % = 7 827,84 тыс. руб. В итоге ежегодные затраты на оплату работников составят 7 827,84 + 25920 = 33 747,84 тысячи рублей.
Расчет сырья
В зависимости от того, из чего изготовлен желатин, будет подбираться сырье для его производства. Стоимость костей: куриные – 20 руб./кг, свиные – 40-50 руб./кг. Стоимость мягкого сырья: шкуры – 25 руб./кг, мездра – 8 руб./кг, хрящи, сухожилия – 30 руб./кг. Известковое молоко стоит около 1000 рублей за кубометр, соляная кислота - около 50 руб./литр. Свойства желатина на выходе зависят от используемого сырья. Наиболее клейким он получается из хрящей и сухожилий.
Расчет оборудования
Линия по изготовлению включает в себя несколько частей: приемный модуль, подготовительный, конечный и дополнительное оборудование. Приемный модуль включает в себя: транспортер – 5 штук, реактор для приемки – 5 штук, модуль сортировки и измельчения, модуль для обезжиривания.
Подготовительный состоит из реактора для подготовки сырья – 4 шт., 10 буферных емкостей, гомогенизатора – 3 шт., экстрактора – 2 шт. В состав конечного модуля входят: колонны сгущения – 2 штуки, вакуум-выпарная башня – 2 штуки, барометрический конденсатор – 2 штуки, эжекторы, циклоны, ловушки, отделители, флемы – по 2 шт., сушки – 2 шт. В качестве дополнительного оборудования используются: молочные насосы – 18 шт., насосы для густых масс – 5 шт., обвязка – 1 шт., пульты, автоматика, датчики – 1 шт., гранулятор – 1 шт.
В затраты на открытие бизнеса по производству желатина входят: зарплата, стоимость сырья и оборудования, коммунальные платежи и аренда, иные расходы.
Рассмотрим приблизительный расчет затрат на оборудование:
- барабаны непрерывного действия (140 тыс. руб.);
- ленточный конвейер (около 200-210 тыс. руб.);
- ёмкости (100-200 тыс. руб.)
- дробильная машина (120 тыс. руб.);
- аппарат для варки желатина;
- желатинизатор;
- фильтропрессы (от 150 тыс. руб.);
- аппарат для обезжиривания костей;
- сушильная машина (60-500 тыс. руб.);
- вакуум-выпарочный аппарат (250 тыс. руб.);
- линия упаковки и расфасовки (от 250 тыс. до 2 млн. руб.)
- приборы для контроля радиационной чистоты готовой продукции и сырья, а также для контроля качества.
При трёхсменном графике работы непрерывно линия может выпустить до 2000 т продукции за один год. Чтобы обслужить такое производство, необходимо нанять до 120 человек.
Теперь рассмотрим приблизительный расчет затрат на сырье и сделаем вывод:
- кости: говяжьи – 10 руб./кг; куриные – 2-20 руб./кг;
- мездра – 7,5 руб./кг;
- свиная шкура – 20 руб./кг;
- соляная кислота – 42 руб./л.
- известковое молоко – 1000 руб./ куб. м.
Из кости выход желатина может составить 10%, следовательно, из 10 тонн костного сырья получится 1 тонна желатина. Поэтому затраты сырья на 160 тонн конечного продукта будут составлять приблизительно 20 млн. руб. А общие затраты будут колебаться в районе около 29 млн. руб. Оптом килограмм желатина будет стоить около 180-250 руб. Исходя из предыдущих расчетов, можно сделать вывод, что за два месяца при выпуске 160 тонн желатина доход будет составлять приблизительно 28 млн. руб.
Требования СЭС
СЭС предъявляет довольно строгое требование к качеству желатина, так как это компонент, употребляемый в пищу. Его производство должно осуществляться в соответствии с санитарными нормами. Все работники, задействованные непосредственно в изготовлении, должны иметь действующие медицинские книжки со всеми отметками о пройденных обследованиях и прививках. Не допускается нахождение сотрудника на производстве в уличной одежде.
Каждый работник в цехе должен иметь сменную санитарную одежду и обувь, а также головной убор, полностью закрывающий волосы. Сотрудники не должны быть больны инфекционными заболеваниями. Не допускаются в цех работники с поражениями кожных покровов сыпью либо с гноящимися ранами и порезами. Все сотрудники цеха ежегодно должны проходить медицинский осмотр на предмет выявления инфекций.
Требования к готовому желатину
Основная характеристика желатина в пищевом производстве – его безопасность. В разбавленном виде желатин представляет собой студень. Чем выше процент влажности этого студня, тем строже требования к его хранению. В студнеобразном виде желатин является хорошей средой для развития болезнетворных бактерий и плесневых грибов.
Для предотвращения заражения помещения, где изготавливается и хранится вещество, должны постоянно проветриваться и обеззараживаться бактерицидными лампами. Раствор не должен долго храниться, так как данный срок влияет на его свойства. Чем дольше время хранения, тем хуже свойства желатина и тем менее студенистым будет продукт, приготовленный из него.
Подготовка желатина к производству
В пищевом производстве желатин применяется для кондитерских изделий, для студней и заливных. Подготовка включает в себя замачивание в холодной воде в пропорции 1:8 на 30-40 минут, после чего он размешивается и тонкой струйкой вливается в горячий бульон либо компот. Далее продукт, куда добавлен желатин, проваривают несколько минут, не допуская кипения. Остужается он сначала на воздухе, затем в холодильнике. Производство желатина на этом этапе заканчивается.
Свойства
Желатин – это не только носитель светочувствительных кристаллов. Его роль является настолько разнообразной и важной, что только около 25 процентов этого вещества можно заменить другими материалами. Он имеет следующие главные качества:
- коллоидный раствор желатина предупреждает "слипание" некоторых кристаллов галогенида серебра в готовой фотоэмульсии и в процессе производства; именно благодаря этому свойству данного вещества кристаллы могут равномерно распределяться в эмульсионном слое;
- при обработке фотоматериалов облегчает диффузию растворов;
- кристаллы становятся более чувствительными к свету благодаря высокой концентрации желатина в растворе;
- желатин, затвердевая, может обеспечить прочность фотоэмульсии;
- обладает способностью к образованию коллоидного раствора в воде; раствор затвердевает при охлаждении, а при нагревании опять станет жидким; это свойство очень важно для производства фотоэмульсии, потому что технологический цикл состоит из стадии расплавления полуфабриката и замораживания.
Желатин прямо влияет на фотографический процесс. Микропримеси, находящиеся в нем, могут тормозить или ускорять физическое и химическое созревание кристаллов. К первым относятся кальций и нуклеиновые кислоты, а ко вторым – серосодержащие соединения.
Состав
В желатине есть очень полезная и важная для организма аминокислота, называемая глицином. Именно она в ответе за энергетический баланс, который нужен для хорошей жизнедеятельности, а также влияет на работу мозга. Кроме этого, в состав вещества входят такие микроэлементы, как магний, кальций и фосфор. Также пользу хрящам и соединительным тканям организма приносят гидроксиппролин и пролин. Тем, кто страдает из-за ломких костей, нужно принимать желатин ежедневно.