Актуальные решения утилизации отходов пивоваренной промышленности

Утилизация отходов — это повторное использование отходов в производстве.

Ключевые слова: пивная дробина, отходы пивоварения, кормовая добавка, пиво, пивоваренная промышленность.

Ежегодно в мире производится около 200 млрд л пива. Суммарные потери на различных стадиях производства, например, таких как изготовление различных банок и бутылок, устройств розлива, составляют приблизительно от 2,1 до 6,4 % от общего объема производимой продукции. Вся мировая промышленность в пивоварении вынуждена находить способы для снижения потерь и жидких отходов.

Вопрос об утилизации различных отходов рассматривается очень серьезно, так как количество мусора с каждым годом возрастает примерно на три процента. Разрабатываются различные методы борьбы с мусором. К примеру, предприятие занимающееся пивоварением, производит очень большое количество различных отходов, основная часть которых состоит из дробленого солода, пыли, шелухи, промывных вод, остаточных пивных дрожжей и других отходов. Основной массой отходов является пивная или солодовая дробина, которая составляет от восьмидесяти двух до восьмидесяти семи процентов. Во многих отраслях практически все производственные компании стараются соответствовать современным экологическим требования и создавать стратегии безотходного производства [1]. На всех стадиях технологического процесса образуются отходы. Эти стадии делятся на: очистку солода и ячменя, дробление солода и ячменя, приготовление затора, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, отделение сусла от хмелевой дробины, осветление и охлаждение сусла, главное брожение сусла, дображивание молодого пива, осветление пива и розлив пива. Каждые 1000 т произведенного пива составляет приблизительно от 137 до 173т твердых отходов в виде дробины, осадка, отработавших дрожжей и диатомита. Диатомит это вещество, используемое при фильтрации пива, где во время этого процесса образуется около 12 тыс. т диатомитового шлама и примерно от 5 до 6 млн т дробины [2].

Пивная дробина — гуща светло-коричневого цвета со специфическим запахом и вкусом ячменного солода. Что касается твердой части дробины (оболочка и нерастворимая часть зерна), то из 100кг перерабатываемых зернопродуктов может образоваться 125–170кг сырой пивной дробины влажностью 88 % с выходом 2,4 -2,6т на 1000 дал (1 дал = 10л) полученного пива. Фракционный состав пивной дробины зависит от количества оставшихся клейких веществ и плотности шелухи [3].

Существуют различные проблемы в пивоварении по пивной дробине: это скоропортящийся продукт, 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; используется довольно таки большое количество транспорта, так как перевозится до 80 % воды; некоторые предприятия вывозят пивную дробину на поля в качестве удобрения или полигоны бытовых и промышленных отходов (свалки); большинство свинокомплексов используют сухое кормление.

Технологический процесс по переработке пивной дробины в сухую кормовую добавку при применении разных сепараторов довольно проста. Некоторые иностранные пивоваренные предприятия либо самостоятельно осуществляют сепарирование пивной дробины, либо же имеют заключенные договора с предприятиями, которым продают пивную дробину для ее последующего использования.

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. Применение сухой дробины уменьшает расходы хозяйств на корм для животных. После завершения сепарации остается нужная энергетическая ценность кормов: 1 кг продукта содержит более 5 % протеина, 4 % клетчатки соответствует 2 кг свежего сена. Кроме переработки пивной дробины в корм для животных ее можно использовать и для приготовления муки, которую используют в приготовлении продуктов питания. Например, если добавить переработанную пивную дробину в хлебобулочные изделия, то можно заметить снижение уровня, при котором хлеб начинал черстветь. Продукт, получаемый при переработке пивной дробины, не наносит вреда для здоровья человека и животных, и ее использование позволяет снизить расход муки, а так же снизить стоимость продуктов питания. Технологии переработки жидких отходов остающихся от пивоварения и спиртового производства приносят значительную выгоду сельскому хозяйству. При чем затраты которые несет предприятие на переработку гораздо ниже тех затрат которые необходимы были бы на утилизацию отходов так как основная часть расходов уходит на вывоз [4].

Показателями пивной дробины в жидкой и сухой фазе представлены в таблице.

Таблица

Показатели пивной дробины в жидкой и сухой фазе

Применение пивной дробины после стадии сепарация, поможет держать в равновесном состоянии отечественное животноводство в период экономического кризиса, снижая при этом издержки на утилизацию отходов производства и вероятность неблагоприятного воздействия на окружающую среду [5].

Например, центробежные сепараторы BREW и сепараторы для извлечения пива BRUX, компании «Альфа Лаваль», собирают излишки дрожжей в резервуар и после чего подвергаются последующей обработке в мембранной системе, где во время фильтрации пиво отделяется от дрожжей. В конечном итоге получается фильтрованное пиво высокого качества, а отработавшие дрожжи концентрируются. Уменьшается объем излишки дрожжей на 30–50 %, а значит, точно так же увеличивается количество восстановленного пива. От объема производимого пива, излишка дрожжей составляет примерно от 2 до 4 %, и общая стоимость пива составляет около 500–700 млн евро в год. Для повышения эффективности переработки отходов и побочных продуктов с целью получить сильнее обезвоженные материалы, имеющие более высокую рыночную стоимость и оказывающих меньшее воздействие на экологию, используют декантерные центрифуги.

В основном, на каждый миллион гектолитров годового объема производства одного сорта пива может быть получено от 500 тыс. до 4 млн л сусла высокой плотности. Другим достижением является практически 50 %-ное снижение расхода воды в гидроциклонном чане, который используется для исключения осадка из сусла [2].

Студенты и сотрудники кафедры прикладной биотехнологии ЮУрГУ изучают вопросы качества продукции и потребительские предпочтения покупателей [6–12].

В настоящее время необходимо активно разрабатывать технологические процессы переработки отходов пивоваренной продукции в корма.

Литература:

1.         Третьяк Л. Н., Ребезов М. Б. Преобразования пивоваренного сырья в ходе технологического процесса. Учёные записки института сельского хозяйства и природных ресурсов НовГУ. Т. 18. Вып. 1. Великий Новгород: НовГУ, 2009. С.53–56.

2.         Маккларенс Элейн До последней капли — снижение количества отходов при производстве пива. Пиво и напитки. 2012. № 5. С. 36–38.

3.         Назаров В. И., Бичев М. А. Разработка процессов утилизации отходов с получением гранулированного продукта. Пиво и напитки. 2011. № 3. С. 32–35.

4.         Estile.ru [Эл. ресурс]. http://www.estile.ru/article15.php (дата обращения: 12.02.2014).

5.         Eco star. [Эл.ресурс]. http://www.ecostar.by/index.php?option=com_content&view =article&id=73:utilizaciya-pivnoy-drobiny&catid=1 (дата обращения: 12.02.2014).

6.         Лиходумова М. А., Прохасько Л. С. К вопросу о потребительских предпочтений слабоалкогольных напитков в г. Челябинске. Молодой ученый. 2013. № 11. С. 126–129.

7.         Кондратьева А. В., Нуштаева А. И., Лиходумова М. А., Губер Н. Б. К вопросу изучения потребительских предпочтений. Современное бизнес-пространство: актуальные проблемы и перспективы: молодежный научно-практический журнал. 2013. № 1. С. 174–176.

8.         Ребезов М. Б., Наумова Н. Л., Комаров С. А., Залилов Р. В., Зинина О. В. Анализ рынка функциональных безалкогольных продуктов (на примере города Челябинска). Пиво и напитки. 2011. № 4. С. 4–6.

9.         Кожевникова Е. Ю.; Ребезов М. Б., Кожемякина А. Е., Нагибина В. В. Разработка мероприятий по предотвращению потерь (на примере торговой сети). Молодой ученый. 2013. № 5. С. 317–321.

10.     Кожевникова Е. Ю., Солнцева А. А., Четверикова А. А., Ребезов М. Б. Контроль качества и безопасности товаров собственной торговой марки. Ғылым. Білім. Жастар, Алматы технологиялық университетінің 55-жылдығына арналған республикалық жас ғалымдар конференциясы. Алматы: АТУ, 2012. Б. 152–153.

11.     Кожевникова Е. Ю., Ребезов М. Б. Описание бизнес-процесса согласования возврата продукции с признаками производственного брака. Международный научно-исследовательский журнал. 2013. № 10–2 (17). Ч. 2. С. 45–47.

12.     Кожевникова Е. Ю., Ребезов М. Б., Кожемякина А. Е. Проблема обеспечения продовольственной безопасности на региональном уровне. Проблемы устойчивого развития производства пищевых продуктов в Центральной Азии: мат. междунар. научн.-практ. конф. Худжанд: Тадж. техн. ун. им. ак. М. Осими, 2013. С. 107–109.