Комплексные подходы к увеличению рентабельности пивоваренной отрасли



Комплексные подходы кувеличению рентабельности пивоваренной отрасли

Розправкова Ольга Викторовна, кандидат технических наук, доцент;

Григорьев Максим Александрович, магистрант

Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского

Сложившаяся в настоящий момент времени экономическая и политическая ситуация вокруг России, вылившаяся в применение в отношении нашей страны экономических санкций, а также введение продуктовых ответных контрсанкций в отношении стран запада, привела необходимости принятия мер для эффективного импортозамещения. Это создает огромные предпосылки к развитию отечественной перерабатывающей пищевой промышленности и увеличению темпов развития сельского хозяйства. Начатый в последние годы в стране процесс инновации поставил перед отечественной наукой задачи по созданию современных высокопроизводительных технологий производства, позволяющих обеспечить выполнение следующих задач:

− увеличение производительности и конкурентоспособности предприятий пищевой промышленности,

− создание современных инновационных технологий производства, позволяющих полностью и комплексно перерабатывать сельскохозяйственное сырье и вторичные сырьевые ресурсы,

− повышение ответственности предприятий за экологичность выпускаемой продукции и утилизацию отходов.

Основным выходом для решения вышеуказанных задач является совершенствование методов и разработка новых технологических приемов при переработке вторичных ресурсов.

Так, основным способом повышения доходов спиртовых заводов, позволяющих в т. ч. снизить стоимость единицы продукции, является создание безотходного производства путем переработки послеспиртовой барды в обогащенные, концентрированные или сухие кормопродукты. В США более 95 % зерновой барды перерабатывается в сухой кормопродукт, превышающей стоимость зерна на 30–50 %. [3].

Применительно к алкогольной отрасли, одним из проблемных, в плане образования и накопления отходов производства, является производство пива.

Согласно данным современных исследований, на каждые 1000 тонн произведенного пива приходится от 137 до 173 тонн твердых отходов в виде дробины, осадка, отработавших дрожжей и диатомита. [2]

Основной массой таких отходов является пивная или солодовая дробина (гуща светло-коричневого цвета со специфическим запахом и вкусом ячменного солода), которая составляет от 82 до 87 %. Так, из 100 кг перерабатываемых зернопродуктов может образоваться 125–170 кг сырой пивной дробины влажностью 88 % с выходом 2,4 -2,6 т на 1000 дал полученного пива.[7]

Пивная дробина представляет собой остаток сухих веществ, не перешедших в сусло в процессе затирания и фильтрования пивных заторов.

Ее количество зависит от качества и ассортимента перерабатываемых зернопродуктов, а влажность — от способа выгрузки из фильтрчана и последующей транспортировки к сборникам дробины.

При транспортировке гидротранспортом количество пивной дробины может составлять 180–220 % к массе перерабатываемых зернопродуктов при влажности 85–88 % или 30–40 % к объему готового пива. Это вызвано тем, что при мокрой выгрузке дробины и транспортировке ее гидротранспортом в фильтрационный чан после окончания полного набора сусла и сбора промывных вод подают воду из расчета 1,2–1,5 куб. м на 1 т перерабатываемых зернопродуктов, дробину перемешивают с водой разрыхлителем при работе его на быстром ходу и через люки выгружают или перекачивают насосом в сборник дробины.

При сухой (или точнее полусухой) выгрузке дробины количество ее составляет примерно 90–120 % к массе перерабатываемых зернопродуктов при влажности 70–80 % или 15–25 % к объему готового пива.

Согласно существующим классическим технологиям, пивную дробину реализуют в нативном виде на корм скоту, или, если это предусмотрено схемой завода, подвергают сушке, или используют для приготовления корма на базе комплексного использования всех отходов. [1]

Однако, пивная дробина является скоропортящимся продуктом, где срок годности сырой дробины составляет не более 24 часов с момента выработки, а сухой продукт может сохранять свои свойства до 6 месяцев при условии соблюдения правил транспортировки и хранения.

Некоторые предприятия вывозят пивную дробину на поля в качестве удобрения или полигоны бытовых и промышленных отходов (свалки).

Более прогрессивным процессом переработки барды является получение сухой кормовой добавки путем сепарирования. Протеин, содержащийся в сухом веществе, доходит до 15 % и это в 3 раза превышает его содержание в свежем ячмене. В составе дробины есть такие составляющие как микроэлементы и витамины группы В, что делает ее отличной кормовой добавкой к рациону животных.

После завершения сепарации остается нужная энергетическая ценность кормов: 1 кг продукта содержит более 5 % протеина, 4 % клетчатки соответствует двум килограммам свежего сена. Кроме переработки пивной дробины в корм для животных ее можно использовать и для приготовления муки, которую используют в приготовлении продуктов питания. [8]

Приоритетным направлением научных исследований является создание новых ресурсосберегающих биотехнологий, обеспечивающих комплексную переработку сырья, сокращение расхода сырьевых и теплоэнергетических ресурсов, повышение качества и конкурентоспособности продукции, снижение техногенного воздействия на окружающую среду [4].

Необходимо отметить, что в настоящее время, как отечественными учеными, так и за рубежом, разработано большое количество новых технологий переработки вторичных сырьевых ресурсов. Особенно большое изучение получили технологии комплексной переработки в спиртовой отрасли. Разрабатываются сквозные технологии, на основе которых создаются высокотехнологичные комплексы замкнутого цикла по переработке зернового сырья с более эффективной выработкой целевого продукта (спирта, крахмала, белка и т. д.), производством пищевых и кормовых продуктов с различными функциональными свойствами. Реализация этих технологий способствует выполнению развитию сельского хозяйства, т. к. позволяет повысить степень переработки зернового сырья, создать кормовую базу для животноводства и птицеводства и решить экологические проблемы.

Одним из перспективных способов переработки отходов производства является выращивание кормовых дрожжей, что позволяет получать продукт с более высоким содержанием белка и увеличить его кормовую ценность. Увеличение количества усвояемого протеина происходит в процессе синтеза дрожжевых клеток в результате превращения азотистых веществ барды в протеин кормовых дрожжей. Кормовые дрожжи, вырабатываемые на спиртовых заводах, содержат 43–54 % протеина на сухое вещество, причем переваримость его достигает 83–85 % (в то время как переваримость протеина натуральной барды — 50–55 %).[5]

На основе микробной трансформации полупродуктов и вторичных сырьевых ресурсов спиртового производства с использованием Бревибактерий создана биотехнология получения кормового лизинобелкового препарата с высоким содержанием незаменимых аминокислот, белка и витаминов; применение этого препарата в свиноводстве позволяет повысить сохранность молодняка, увеличить мясную продуктивность животных, получать высококачественную мясную продукцию. [6]

Разработаны комплексные технологии переработки зерновой барды в пищевые и кормовые добавки на основе мембранных процессов. Создана технология и комплект оборудования переработки барды с производством пищевых или кормовых добавок. Основное отличие этих технологий от распространенной в мире технологии переработки барды (основанной на сушке дробины и вакуум-выпаривании фильтрата) заключается в замене вакуум-выпаривания на мембранные процессы. Впервые доказано, что барду можно и целесообразно разделять с помощью мембран на основные ценные в пищевом отношении компоненты: пищевые волокна, белки, аминокислоты и витамины.

Применительно к пивоваренной отрасли, одним из прогрессивных методов переработки пивной дробины по аналогии со спиртовой отраслью является возможность переработки пивной дробины с использованием уже хорошо зарекомендовавших себя технологий биоконверсии спиртовой барды.

Физико-химический анализ отхода пивоваренного производства — пивной дробины показывает, что она более богата сухими веществами по сравнению со спиртовой бардой. Так, пивная дробина представляет собой остаток сухих веществ, не перешедших в сусло в процессе затирания и фильтрования пивных заторов. Ее количество зависит от качества и ассортимента перерабатываемых зернопродуктов.

Так, из 100 кг помола зерна выходит около 100–130 кг дробины с влажностью 70–80 %, что составляет 21–22 кг дробины на гл. пива. Состав сухого вещества дробины представлен в таблице № 1.

Таблица 1

Распределение химического состава пивной дробины:

Показатель	%
белок	26,0 -29,0
жиры	7,5–8,5
не содержащие азот экстрактивные вещества	39,0–42,0
целлюлоза	15,0–18,0
минеральные вещества	4,5–6,0

Сотрудниками и студентами МГУТУ (ПКУ) проведены работы по исследованию возможности переработки пивоваренной дробины (основного отхода пивоваренного производства) в лизинобелковый препарат с помощью использования для синтеза лизина мутантного штамма Brevibacteriumsp.

Для конверсии крахмала, глюканов и белковых веществ использовались ферменты микробного происхождения: бактериальные α-амилазы и глюкоамилазы; целлюлазы, ксиланазы, β-глюканазы; лейцинаминопептидазы и карбоксипептидазы совместно с протеиназами.

По результатам проведенных исследований были получены следующие результаты — состав продукта представлен в таблице № 2.

Таблица 2

Биохимический состав полученного продукта

Содержание лизина, % СВ	Массовая доля истинного белка, % СВ	Витамины, мг %
		В1	В2	В12	РР
29,5±0,5	16,5±0,5	4,5	9,3	0,04	27,8

Как видно из представленной таблицы, полученный продукт наряду с лизином содержал более 16 % белка, а также комплекс витаминов.

Таким образом, предлагаемая данная технология переработки пивной дробины позволяет решить сразу несколько вопросов, а именно:

− успешно утилизировать пивную дробину,

− увеличить прибыль пивоваренного завода за счет создания дополнительного востребованного продукта,

− получать ценнейшую кормовую белково-аминокислотной добавку кормового назначения, обогащенную лизином и витаминами для нужд животноводства.

Реализация новых биотехнологических процессов комплексной переработки сырья в пищевой отрасли позволяет снизить себестоимость основного продукта и обеспечит производство высококачественных кормов, биологически полноценных пищевых добавок, а также решит экологические проблемы отрасли.

Литература:

1. «Технологическая инструкция по производству солода и пива» ТИ-18–6-47–85, Утверждённая Упрпиво Минпищепрома ССС от 06.08.85.

2. Маккларенс Элейн «До последней капли — снижение количества отходов при производстве пива». Пиво и напитки. 2012. № 5. с. 36–38.
3. В. П. Лебедев «Комплексная переработка зерна — эффективный путь повышения рентабельности спиртового производства. Состояние и перспективы развития биотехнологических процессов в пищевой промышленности». Сборник научных трудов. М. Пищепромиздат 2001. с. 62.
4. Андреев Н. Р., Захарченко II.А., Поляков В. А., Леденев В. П. «Комплексная технология переработки зерна ржи на крахмал и спирт». //Международный семинар. Спиртовая и ликероводочная промышленность — 2000. – М-2001, с. 6–10.
5. Поляков В.А. «Биотехнологические основы производства витаминных и биологически-активных добавок функционального назначения из вторичного сырья бродильных производств». // Научно-практическая конференция: Прогрессивные технологии хранения и комплексной переработки сельскохозяйственной продукции для создания продуктов питания повышенной ценности. – М. – РАСХН. – 1999, с. 319–320.
6. Поляков В. А., Римарева Л. В. «Научно-практические основы создания высокоэффективной технологии биологически-активных пищевых добавок для повышения качества белкового питания». // Международная практическая конференция: «Индустрия продуктов питания-третье тысячелетие». – М. – 1999. с. 51–53.
7. Назаров В. И., Бичев М. А. «Разработка процессов утилизации отходов с получением гранулированного продукта». Пиво и напитки. 2011. № 3. с. 32–35.
8. Доронина А. С., Лиходумова М. А., Прохасько Л. С. «Актуальные решения утилизации отходов пивоваренной промышленности», // Молодой ученый. — 2014. — № 9. — с. 133–135.