طرح توجیهی توليد پكتين از ضايعات و پوست مركبات (سال 1400)

محصول موردنظر طرح، پكتين است ، که يک پليمر اشتقاقی قندی – اسيدی است كه از ساختارهای ژلاتينی گياهی موجود در ميوه جات و سبزيجات توليد و استحصال می شود. اهميت اقتصادی اين محصول به توانايی آن در تشكيل ژل در تركيب با شكر (قند) و اسيد برمی گردد. ميزان اين ماده در هر نوع سبزی و يا ميوه با توجه به وزن كل آن از 0/1 تا 4 درصد متفاوت مي باشد.

سيب و مركبات عمده ترين منابع غنی از پكتين می باشند. موقعيت اقتصادی اين دو محصول نيز به كشت وفور آنها در مناطق مختلف برمی گردد. ضايعات خشک سيب و هم چنين پوست مركبات (خشک و يا تر) به عنوان يكی از محصولات جانبی كارخانجات توليد آبميوه و آبليمو بوده و به وفور نيز يافت می شود.

ساختارهای ژلاتينی در سولهای ديواره ای و لايه های درون سلولی ميوه جات موجود می باشد. آجرهای به كار رفته در ساخت ديوار را می توان نمادی از آرايش قرار گرفتن پكتين در ديواره ميوه و سبزی در نظر گرفت.

حداكثر پكتين موجود در ميوه های نارس يافت می شود كه پس از فرا رسيدن مرحله رسيدن ميزان و حتی كيفيت پكتين استحصال شده كاهش می يابند. اسيد گالاكترونيک اصلی ترين بلوک سازنده شيميايی پكتين موجود در ميوه و سبزی می باشد كه خود جزو گروه پليمرهای اسيد انهيدرو گالاكترونيک می باشد.

اسيدهای موجود در پليمر ممكن است به صورت اسيدهای متيل شده دربيايند و يا به شكل اسيدهای آزاد مثل پروتوپكتين، اسيد ژلاتينی، اسيد پكتينی و پكتين در بيايد. پكتينها با توجه به ميزان متيل آنها طبقه بندی می شوند. این محصول با درجه متيل بالا جهت ژلاتينی شدن به شكر نياز دارد. اما با درجه متيل پائين برای ژلاتينی شدن نيازی به شكر ندارند.

بلكه اين نوع پكتبنها با يونهای فلزی به ويژه كلسيم تركيب شده و حالت ژله اب به خود می گيرند. اختلاف بين دو پكتين با متيل بالا و پائين در حدود 25 واحد استرمب باشد . پكتين ها در حالت تركيب با بعضب قندها نظير آرابينوز گالاكتوز، رامنوز و گسيلوز می باشد.

ميزان اين قندها در پكتين تجاری در حدود 10 الي 15 درصد بوده و تحت عنوان مواد تركيبی و يا قندهای خنثی ناميده می شوند. پكتينهای دارای اسيدهای كربوكسيل خنثی در مقايسه با نوع ژله ای كه كاملاً فاقد هرگونه اسيد می باشند ناميده می شوند.

پكتين از اوايل قرن بيستم به صورت صنعتی توليد شد اما مدتها قبل از آن استحصال این محصول توسط خانمهای خانه دار برای ژلاتينی كردن مرباها مورد استفاده انجام می گرفت. چه در صنعت و چه در مصارف خانگی پكتين با ويژگی ژلاتينی , تغليظ كننده و نگهدارنده شناخته شده است. امروزه نيز در صنايع متنوعی نظير تهيه ماست، شيرينی و نوشيدنی های اسيدی شيری مورد استفاده قرار می گيرد.

اين محصول در نظر عموم محصولی طبيعی بوده و از ويژگيهای مثبت خوراكی برخوردار می باشد. به دليل اين ويژگيهاست كه روز به روز به كاربردهای پكتين به ويژه در صنايع غذايی، دارويی، آرايشی اضافه می شود. علاوه بر اينها به دليل دارا بودن ساختار فيبری و پلی ساكاريدی مستقيماً به عنوان كپسول ديجستو مورد استفاده قرار می گيرد.

امروزه نه تنها دانشمندان به رابطه مستقيم تغذيه و سلامت پی برده اند بلكه مصرف كنندگان نيز به اهميت تركيبات غذايی پی برده اند. پكتين نيز امروزه به عنوان يكی از افزودنيهای غذايی عمومی محسوب می شود. دانشمندان علاوه بر اينكه از آن به عنوان كپسول ديجستو استفاده می كنند بلكه طی تحقيقات مختلف نقش آن را در كاهش كلسترول خون نيز به اثبات رسانده اند.

کد ISIC محصول

مطابق طبقه بندی وزارت صنايع و معادن محصولات مورد مطالعه دارای كد آيسيک بصورت زير می باشد :

• پكتين از پوست ليمو: 15491611
• پكتين از پوست مركبات: 15491610

شماره تعرفه گمركی

با مراجعه به كتاب مقررات صادرات و واردات وزارت بازرگانی نتيجه گيری شده است كه شماره تعرفه خاصی برای پكتين وجود نداشته و اين كالا در زمره ساير فرآورده های غذایی مشتق شده از میوه ها طبقه بندی می گردد و با عنايت بر كثرت و تنوع گروه فوق ، امكان اظهار نظر مستند در این مورد وجود ندارد.

موارد مصرف و كاربرد

همانطوريكه در قسمت معرفی محصول مورد مطالعه نيز ذكر شد ، پكتين بعنوان يک ماده ژله كننده گياهی در صنايع مختلف غذایی، دارویی ، آرايشی و بهداشتی دارای كاربرد است كه در ادامه به موارد مهم آن اشاره شده است.

1- صنعت غذا: مصرف پكتين در توليد محصولات زير دارای كاربرد است:

• مصرف در تهيه مرباها       4 -1 درصد وزنی مربا.
• مصرف در تهيه ژله ها       8-5 درصد وزنی ژله.
• مصرف در تهيه آشاميدنی های ژله ای      2-1 درصد وزنی آشاميدنی.
• مصرف در تهيه غذای كودک        با توجه بر نوع غذا متفاوت است.
• مصرف در فرمولاسيون ساخت مشروبات الكلی

2- صنايع دارویی: از پكتين در تهيه قطره های خوراكی ضد سرفه و داروهای مشابه آن استفاده می شود. چون این ماده قسمت بالايی نای را می پوشاند و مانع گرفتگی هایی می شود كه سبب تحريک سرفه می شوند.

3- صنايع آرايشی و بهداشتی: پكتين عامل ژله كننده در محصولات بهداشتی و آرايشی كه از پايه گياهی در فرمولاسيون ساخت خود استفاده می نمايند ، كاربرد دارد.

4- ساير مصارف پكتين: همانطوريكه پيشتر نيز ذكر شد ، پكتين يک ماده ژله كننده گیاهی می باشد. از طرف ديگر ژله كنندهای ديگری نيز در صنعت وجود دارند كه برخی از آنها مانند ژلاتين دارای پا يه حیوانی و صنعتی.داشته و برخی ديگر مانند CMC (كربوكسی متيل سلولز) كاملا صنعتی محسوب می گردند. لذا پكتين در برخی موارد خاص ، بصورت جايگزين با محصولات فوق نيز مورد استفاده قرار می گيرد.

بررسی كالاهای جايگزين

در صنعت غذا هر چند كه در شرايط خاص و در صورت عدم دسترسی به ماده غذایی موردنظر ، تا حدودی امكان جايگزينی برخی ديگر از موارد غذایی وجود دارد ، ليكن اين جايگزينی آنچنان از مطلوبيت مصرف برخوردار نبوده و به جرأت می توان گفت كه هر ماده غذای مصرف خاص خود را داشته و مصرف كننده علاقه ای برای جايگزينی آن با ساير مواد غذایی را ندارند.

محصول مورد مطالعه نيز از وضعيت مشابه برخوردار هستند و حوزه های مصرف مخصوص بخود را دارا بوده و بازار طالب آن می باشد. ليكن از نگاه ديگر برخی مواد ژله كننده ديگر مانند ژلاتين و CMC در شرايط كاملا خاص می توانند بعنوان كالای جايگزين پكتين معرفی گردند ، ليكن از نقطه نظر صنعتی می توان گفت كه قدرت جايگزينی محصولات فوق برای پكتين بخصوص در صنعت غذا بسيار محدود می باشد.

اين موضوع زمانی از اهميت مضاعف برخوردار می شود كه عنوان نمایيم كه امروزه در صنايع غذایی ، دارویی ، بهداشتی و آرايشی استفاده از مواد طبيعی با منشاء گياهی از اهميت و بازار پسندی بسيار بالایی برخوردار می باشد و پكتين با برخورداری از مزيت فوق ، حتی می تواند بدون جايگزينی در صنعت مطرح و مورد استفاده قرار گيرد.

اهميت استراتژيكی توليد پكتين

محصول موردنظر طرح حاضر ، هر چند بعنوان ماده اولیه در توليد بسياری از محصولات غذایی دارای كاربرد است ، ولی از نگاه كلان میتوان گفت كه اين محصولات اهميت استراتژيک خاصی در داخل كشور و بازارهای جهانی ندارند و تنها از نگاه يک ماده اوليه مصرفی صنعت غذا می توان اين محصولات را مورد مطالعه و بررسی قرار داد.

كشور های عمده توليد كننده و مصرف كننده

از نقطه نظر مصرف می توان گفت كه با توجه بر كاربرد غذایی محصولات مورد مطالعه ، كليه كشورهای صنعتی جهان كه در تولید انواع مرباها ، ژله ها ، مارمالادها ، آشاميدنی ها ، مواد بهداشتی و آرايشی فعاليت دارند ، می توانند بعنوان كشورهای مصرف كننده اين محصولات محسوب گردند.

کشورهاییكه از نظر توليد كشاورزی مركبات در جهان مطرح می باشند، می توانند بعنوان كشورهای عمده توليدكننده پكتين نيز عنوان گردند. ذيلا ده كشور عمده توليدكننده مركبات در سطح جهان كه انتظار می رود تولیدكننده عمده پكتين نيز باشند ، فهرست شده است.

شرايط صادرات

از نقطه نظر مقررات وزارت بازرگانی، برای صادرات محصولات تولیدی طرح هيچگونه شرایط و محدوديتی وجود ندارد.

تكنولوژی و روش های توليد و عرضه محصول

الف) نگاهی به روش توليد پكتين :

در صنعت غذا ، فرايند توليد امری نسبتا از پيش تعريف شده بوده و توليدكننده نقش خاصی در اتنخاب آن ندارد و لذا نقش آن ايجاد شرايطی برای دقت عمل در اجرای صحيح فرايند می باشد.

از طرف ديگر اداره نظارت بر مواد غذایی وزارت بهداشت و همچنين موسسه استاندارد ، نظارت های مستقيم و مستمر برای واحدهای توليدكننده مواد غذایی اعمال كرده و رعايت دقيق كيفيت مواد اوليه مصرفی و محصول را به همراه دقت در رعايت فرايندهای توليد تحت نظارت و كنترل دارند.

بنابراين توليدكننده موظف به اجرای فرايند تعريف شده می باشد عملیات مختلفی در فرايند توليد انجام می گيرد كه ذيلا اشاره كوتاه بر آن شده است:

سورت پوست ميوه رسيده
پوست مركبات و همچنين ضايعات ميوه تازه بعنوان ماده اوليه توليد پكتين ، از كارخانجات تولیدکننده آبميوه يا آبليمو تهيه خواهد شد. اين ضايعات به همراه خود دارای ناخالصی های ديگر و موارد ناخواسته می باشند كه لازم است قبل از وارد سازی آن به خط تولیدی از مواد اوليه جدا گردد.

كه اينكار از طريق برداشت دستی بوسيله كارگران صورت میگیرد كه در صنعت غذا تحت عنوان سورت معروف می باشد. در عمليات سورت ، مواد اوليه روی كانواير قرار داده شده و در حال حركت بسوی ايستگاه بعدی ، اجسام ناخواسته از آن جدا شده و شستشوی مقدماتی نيز انجام می گيرد.

شستشوی مواد
مواد اوليه سورت شده ، برای زدودن بقايای اجرام خارجی مانده از مزرعه مانند بقايای سموم استفاده شده ، حشرات ، خاک و غيره شستشو و تميز می گردند كه اين امر بوسيله آب انجام می گيرد.

جدا سازی مكانيكی پوسته سفيد
بخش عمده پكتين در پوست مركبات است از اينرو معمولا از آن ها جهت استخراج این ماده استفاده می گردد. از طرف ديگر اصلیترين قسمتی از پوست كه پكتين در آن حضور دارد لايه سفيد رنگی در قسمت داخلی پوست است. از اينرو معمولا در فرايند توليد پكتين اين قسمت پوست بصورت مكانيكی جدا شده و جهت استخراج آن به قسمت بعدی منتقل می شود.

خرد كردن پوست سفيد
لايه سفيد رنگ جدا شده پوست ، به منظور ايجاد قابليت جذب اسيد بهتر ، به قطعات ريزتر برش داده می شود.

استخراج پكتين از طريق رقيق كردن اسيد
پكتين موجود در قطعات ريز شده پوست ، بوسيله رقيق كردن اسيد كه از پوست پرتقال ترشح می شود استخراج و بصورت محلول با برخی مواد ديگر و از جمله اسيد استفاده شده ، در تانک های مخصوص ذخيره می شود.

بخار دهی
محلول پكتين استخراج شده كه در تانک نگهداری می شود به منظور آماده سازی آن برای جدا سازی نهایی ، بخار دهی می گردد.

الكل دهی
به منظور خنثی سازی و در نهايت جدا سازی اسيد و ديگر مواد محلول در مخلوط پكتين ، از الكل يا استن استفاده می گردد. اين عمل سبب ته نشين شدن پكتين در محلول آن می گردد.

جدا كردن پكتين
پكتين ته نشين شده ، از طريق دكانتينگ جدا و به مخازن مربوطه منتقل می شود . پكتين جدا شده در اين مرحله بصورت خمير آن می باشد.

خشک كردن پكتين
در بند بالا اشاره گرديد كه پكتين پس از دكانتينگ، بصورت خمير در تانکها نگهداری می گردد از اينرو لازم است اين خمير خشک شده و آماده ارسال به بازار گردد كه اين امر در این مرحله صورت می گيرد.

بسته بندی
آخرين مرحله در تولید پكتين ، بسته بندی آن است كه برای اين منظور از دو نوع بسته استفاده می گردد. در شكل اول كه هدف عرضه محصول در بازار مصارف خانگی می باشد با استفاده از ماشين بسته بندی سلفان متالايز ، بسته بندی در اوزان 10-20-50-100 گرمی بسته بندی و عرضه می گردد.

در شكل دوم كه بسته بندی برای مصارف صنعتی و كارخانجات تولید مواد غذایی مورد استفاده دارد ، بسته بندی در کيسه های پلاستيک 25 كيلو گرمی انجام میگيرد. هر كدام از انواع بسته بندی ماشين آلات مخصوص به خود را دارند.

قرنطينه محصول به مدت معين
محصولات غذایی پس از توليد لازم است به مدت معينی در انبار محصول قرنطينه شده و در صورت عدم مشاهده هرگونه آلودگی ميكروبی، راهی بازار مصرف گردند. وجود آلودگی های ميكروبی در بسته ها بصورت باد كردگی بسته ها ، سوراخ بودن آنها و موارد ديگر قابل مشاهده و كشف است. در مورد محصول مورد مطالعه زمان قرنطينه حدود دو هفته می باشد.

ارسال محصول آماده فروش به انبار محصول
پس از پايان دوران قرنطينه ، محصول برای فروش به انبار محصول تحويل می شود.

مقايسه روش توليد معمول كشورمان با ديگر كشورهای جهان

روش توليد محصول مورد مطالعه در بند قبل شرح داده شد بنابراين در صورتی كه اين روش توليد با روش های توليد مورد استفاده در ساير كشورها مورد مقايسه قرار گيرد نتايج زير حاصل خواهد شد:

تكنولوژی و روش توليد پكتين در ساير كشورهای جهان را می توان به دو مورد كلان طبقه بندی كرد :

تكنولوژی معمول

اين تكنولوژی مشابه روش توليد ذكر شده در اين طرح است و لذا اختلاف خاصی بين تكنولوژی فوق و تكنولوژی معمول كشور وجود ندارد و تنها اختلاف را می توان به صورت زير عنوان كرد :

1. كيفيت و دقت عمل ماشين آلات مورد استفاده در فرايند ساخت.
2. كيفيت مواد اوليه مصرفی (ضايعات مركبات).
3. رعايت بهداشت در كليه فرايندهای آماده سازی توليد ، بسته بندی و نگهداری.
4. دقت عمل در كنترل فعاليت های مختلف ساخت.

عوامل فوق الذكر تعيين كننده كيفيت محصول توليدی خواهند بود.

استفاده از روش بيو تكنولوژی

روش بيوتكنولوژی روش جدید در توليد پكتين است كه در كشورهای صنعتی در حال اجرا می باشد. محصول توليدی اين تكنولوژی از كيفيت بالاتری به نسبت تكنولوژی معمول برخوردار می باشد.

البته هزينه تامين ماشین آلات و همچنين سطح تخصص و تكنولوژی در اين حالت بالا بوده و نیاز به افراد بسيار متخصص در راهبری واحد صنعتی می باشد. از طرف ديگر با در نظر گرفتن هزينه های بالای اين تكنولوژی، بايد گفت كه اين روش ساخت در ظرفیت های بالا از توجيه اقتصادی قابل قبول برخوردار می باشد.

تعيين نقاط قوت و ضعف

با توجه به شرح ارائه شده در مورد تكنولوژی های موجود در توليد پكتين ، در جدول زیر نقاط قوت و ضعف تكنولوژیهای فوق ارائه شده است.

ماشين آلات

با توجه به فرايند توليد تعريف شده ماشين آلات زیر برای يک واحد صنعتی توليدی پكتين مورد نیاز می باشد.

تجهيزات آزمايشگاهی و كارگاهی

در صنعت غذا، وجود آزمايشگاه مجهز كنترل كيفيت امری اجباری می باشد كه بدون تجهيز آن، واحد توليدی اجازه فعاليت ندارد. اين تجهيزات شامل موارد زير خواهد بود:

• اتوكلاو آزمايشگاهی
• آون
• دستگاه G.C (دستگاه كروماتوگراف گازی)
• ترازوی آزمايشگاهی با دقت 0.01 گرم
• بريكس سنج
• PH متر دیجیتال
• ميكروسكوپ
• كلنی كانتر
• يخچال
• محيطهای كشت مختلف
• ميزهای كار
• قفسه ها
• دستگاه استريل كننده شيشه ای
• دستگاه توليد آب مقطر
• سيستم معرف تانن
• سيستم معرف قند و هيدروكربورهای ديگر
• دستگاه سوكسله
• و …

مواد اوليه عمده مورد نياز

مواد اوليه مصرفی طرح، پوست انواع مركبات مانند ليمو و پرتقال خواهد بود. این مواد از كارخانجات توليد آبميوه، آبليمو تهيه شده و يا از ضايعات اين ميوه ها كه از باغداران و غيره تامين می گردد، استفاده خواهد شد.

محل های مناسب جهت اجرای طرح