Виробництво спирту, отримання спиртів, властивості спиртів
Виробництво спирту, отримання спиртів, властивості спиртів.
Спиртове виробництво (в частині вироблення етилового спирту з харчової сировини), як і виробництво пива, вина, квасу, хлібопекарських і кормових дріжджів, технологічно відноситься до бродильних виробництв, заснованому на використанні життєдіяльності дріжджів. для харчових цілей спирт виробляється з зерна злакових культур, картоплі, цукрового очерету, цукрового буряка, меляси. Кращі види сировини - зерно, в першу чергу пшениця і жито, потім картопля. До рідкісних (що рідко використовуються) видам сировини відносяться ячмінь, овес і гречка, просо, рис, яблука, цикорій, топінамбур, багат, кавун.
Фізико-хімічні показники етилового спирту, наведені в табл. 127.
Масштаби виробництва етилового спирту з харчової сировини визначаються потребами основних його споживачів: лікеро-горілчаної та виноробної галузями. Крім того, він використовується в кондитерській, парфумерної промисловості, в ветеринарії, медицині, парфумерії, машинобудуванні, військових технологіях та інших галузях.
ВУкаіни перехід на трипілля, що відбувався в 20-30-х роках ХУ ст. був найважливішою подією в створенні надлишків зерна (жита), які і були використані в якості сировини для винокурного виробництва. Без цих надлишків перехід до масового винокуріння як до державної галузі господарства був би практично неможливим. Вже до кінця 70-х років ХУ ст. відбувається така консолідація українського ринку, що уряд встановлює за ним фактичний контроль, відмовляючись від послуг іноземних купців як посередників і на внутрішньому, і на зовнішньому ринку.
До початку Першої світової війни українська спиртова промисловість була представлена дрібними заводами, кожен з яких в середньому виробляв близько 22 тис. Дкл спирту в рік. Велика частина спирту випускалася у вигляді вина (горілки). Поступово їх виробництво розділилося, причому спиртові заводи залишилися в зоні вирощування сільськогосподарської сировини, а горілчані (іменувалися тоді казенними винними складами) зосередилися в містах - місцях найбільшого збуту алкогольних напоїв.
Під час Великої Вітчизняної війни значна частина спиртових заводів опинилася на тимчасово окупованій території і була зруйнована. У 1946-му був вироблено всього 32,2 млн дкл спирту. З 1947 р почалося відновлення промисловості, що характеризувалося швидкими темпами і реалізацією сучасних науково-технічних досягнень.
У 1980 р виробництво спирту досягло 200 млн дкл (з урахуванням потреби в збільшенні його витрати на кріплення вин в виноробстві). До середини 80-х років ХХ ст. СРСР по виробленню спирту-ректифікату займав 1-е місце в світі. У цей період безпосередньо вУкаіни діяли 187 спиртових заводів потужністю 103,4 млн дкл і 123 лікеро-горілчаних підприємства потужністю 221,5 млн дкл. Вони виробляли близько 100 млн дкл спирту і 200 млн дкл горілки на рік.
Постанова про заходи боротьби з пияцтвом і алкоголізмом, прийняте в травні 1985 р викликало різке скорочення виробництва лікеро-горілчаної та виноробної продукції, в результаті чого потреба в спирті також різко скоротилася. До кінця 1987 року було перепрофільовано, закрито і передано іншим відомствам 75 спиртових заводів, або 42% загальної кількості заводів в 1985 р
ВУкаіни близько 50% спирту виробляється на заводахФГУП «Росспиртпром», який управляє належними державі пакетами акцій спиртових і лікеро-горілчаних підприємств (всього близько 200).
В даний час не менше 95% всього виробленого в країні спирту-сирцю з харчової сировини виробляється із зерна, близько 5% - з меляси. Вироблення спирту з картоплі сильно скорочена з середини 90-х років минулого століття.
Спиртова промисловість тісно пов'язана, з одного боку, з багатьма галузями народного господарства, для яких спирт служить сировиною, основним або допоміжним матеріалом, а з іншого - з сільським господарством. Отримуючи від сільського господарства рослинна сировина і витягуючи з нього і з меляси вуглеводи, спиртова промисловість виробляє білкові вітамінізовані корми.
Технологія виробництва етилового спирту обумовлена сировиною, з якого він виробляється, і включає наступні основні стадії (рис. 90): підготовка сировини до переробки; підготовка зерна до развариванию; разваривание зерна або суміші зерна та картоплі; осахаривание суміші; культивування дріжджів; зброджування сусла; витяг спирту з бражки; очищення спирту від домішок. Всі види зерна, що надходить у виробництво, очищають від пилу, землі, мінеральних, металевих та інших домішок. Зерно, призначене для приготування солоду, звільняють від щуплих і подрібнених зерен, половинок і насіння бур'янів. Завдяки комплексній технології переробки зерна скорочуються питомі сировинні та експлуатаційні витрати, знижується собівартість одержуваних продуктів. Тим самим підвищується їх конкурентоспроможність на ринку, що забезпечує стабільність виробництва.
При отриманні спирту із зерна основним зброжує компонентом є його крохмалиста частина. При цьому розмір крохмальних зерен (крохмаль А - 20-50 мкм), який служить основним критерієм якості крохмалю як готового продукту, при отриманні спирту не грає ролі. Однак вьщеленіе 20-30% найбільш якісного крохмалю А значно знижує собівартість спирту і витрати на, сировину для спиртового виробництва. Такий спосіб також може бути використаний при переробці кукурудзи, пшениці та жита на спирт. На багатьох спиртових заводах впроваджено спосіб гідродинамічної обробки зернового замісу, що дозволяє крім крохмалю включати в отримання спирту також білки, ліпіди, вільні цукру, амінокислоти, ферменти, а також вітаміни зерна. Залучення в вироблення спирту невуглеводних частин зерна дозволяє економити сировину, знижувати собівартість продукції, інші ресурси, підвищувати потужність діючих підприємств.
Довгий час вважалося, що на спиртових заводах можна переробляти велику кількість некондиційного зерна, яке не можна використовувати для продовольчих цілей. Однак багаторічний досвід роботи великого циклу спиртозаводів показав, що найкращою сировиною для вироблення етилового спирту високої якості і, як наслідок, високої якості виготовляються зі спирту продуктів є кондиційне зерно, стандартне за всіма показниками, в тому числі за свіжістю і чистотою. Структурна схема переробки зерна в спиртової промисловості наведена на рис. 91.
У сучасному виробництві визначають багато домішок, супутніх спирту (наприклад, з зерна - понад 100 домішок). Чинними стандартами такі домішки об'єднані в групи (ненасичені органічні сполуки, альдегіди, сивушні масла, вільні кислоти, складні ефіри, азотовмісні сполуки та ін.). Їх визначають інструментальними методами і органолептичної оцінкою. Технологічні прийоми дозволяють різко знизити кількість летючих домішок в зрілої бражці і забезпечити стандартні фізико-хімічні показники кінцевого продукту, його смак і аромат. Сучасні технології можуть забезпечити отримання спирту будь-якої якості (будь-якої норми) як з об'єктивних (інструментальним), так і за органолептичними (смак, аромат) показниками.
Для успішного розвитку спиртової промисловості. підвищення її рентабельності і конкурентоспроможності на світовому ринку необхідні постійна увага держави, адекватність його податкової політики.
На багатьох підприємствах необхідно здійснювати вдосконалення технології і заміну обладнання для зниження собівартості, розширення асортименту та поліпшення якості одержуваної продукції, скорочення витрат теплоенергетичних ресурсів, комплексного (максимального) використання відходів виробництва за рахунок побічних продуктів.
Цьому сприяє той факт, що за останні роки значно розширився склад переробляється на спирт зернової сировини за рахунок використання не тільки пшениці, але і жита, ячменю і зерносумішей з цих видів зерна.
Спиртова галузь - матеріаломістка, в структурі собівартості спирту на сировину припадає понад 60% витрат (рис. 93).
Ефективність використання потужності заводу визначається також збутом барди, кількість якої в 12-14 разів більше кількості виробленого спирту (на кожні 1000 дкл спирту виробляється 120-140 м3 барди). При згодовуванні великій рогатій худобі до 20 кг барди на добу на 1 голову при продуктивності заводу 1000 дкл на добу необхідно мати стадо в 6-7 тис, голів. З огляду на сезонність споживання барди, доцільно виробляти з неї сухі корми.
Важливе значення для кожного спиртового підприємства має норма виходу спирту з сировини, що переробляється. У нашій країні довгий час існував обов'язковий для виконання показник - вихід спирту з 1 т умовного крохмалю. Максимальна величина цього показника становила 71,99 дкл. Це теоретична норма. Практичний вихід менше на величину виробничих втрат.
В ринкових умовах цю норму тісно пов'язують з якістю і собівартістю продукції. Тому економічно дуже важливо забезпечувати глибоку переробку сировини. При такій комплексній технології переробки зерна витрати розподіляються рівномірно на виробництво крохмалю, спирту і кормопродуктов. Це допомагає не тільки вирішувати екологічні проблеми, а й зміцнювати кормову базу тваринництва за рахунок випуску цінних кормів. В цілому така технологія дозволяє знизити собівартість спирту на 30-40%.
Як показує досвід, переробка барди в сухі кормопродукти забезпечує безвідходність спиртового виробництва, частково (до 30%) компенсуючи витрати на сировину. Наприклад, в США більше 95% зернової барди вже багато років переробляють на сухий корм, ціна якого перевищує вартість зерна на 30-50%.
Суха барда - це окремий екологічно чистий білково-вуглеводний кормопродукт, який використовується для лікувально-кормових цілей. Його вироблення вельми перспективна, так як на спиртових заводах щорічно виробляють близько 10 млрд л рідких відходів, які в натуральному вигляді реалізувати повністю неможливо. Це призводить до втрат кормопродуктов і забруднення навколишнього середовища. Попит на барду зростає. Створено і випускається комплект вітчизняного обладнання, що дозволяє реалізувати технологію по переробці рідкої барди в сухій дуже цінний кормопродукт.
З метою використання вторинних ресурсів на спиртозаводах функціонують спеціальні відділення, які виробляють рідкий і твердий діоксид вуглецю, дріжджі, гліцерин, бетаїн, глютамінову кислоту, сивушні масла і сивушний спирт. Вироблення цих та інших товарів і компонентів з них, що мають платоспроможний попит для різних цілей, дозволяє підвищити ефективність спиртового виробництва.
Як і інші галузі харчової промисловості спиртова і лікеро-горілчана галузі відчувають в нинішніх ринкових відносинах великі труднощі, пов'язані з їх конкурентоспроможністю.
З наукової точки зору серед найбільш актуальних і перспективних розробок є: технології високоефективного використання полімерів зернової сировини з метою економії виходу спирту, а також способи зниження його втрат на шляху збереження і реалізації;
ефективні комплексні ресурсозберігаючі технології отримання спирту з мінімальними енерговитратами і максимальною економічністю при повній утилізації відходів;
створення біотехнологічних основ отримання ферментних препаратів і біологічно активних добавок функціонального призначення;
подальше вдосконалення технології виробництва горілок з підвищенням їх якості на основі використання нових абсорбентів;
технології біосинтезу захисної дії з використанням мікроорганізмів для застосування їх в харчових і лікувально-профілактичних цілях і ін.
Важливе значення для розвитку і функціонування спиртової та лікеро-горілчаної галузей є якнайшвидше вдосконалення системи державного регулювання виробництва і обороту їх продукції. У країні склалася практика неухильного підвищення акцизних ставок на алкогольну продукцію. Необгрунтований їх зростання веде до зниження обсягів виробництва продукції, до погіршення економічного становища підприємств, до збільшення тіньового обороту алкоголю. Зростає самогоноваріння, не виявляються належним чином і не присікаються учасники обороту нелегальної, низькоякісної і навіть небезпечною для життя продукції.
В даний час робота спиртової та лікеро-горілчаної галузей промисловості стабілізувалася.
Разом з тим з урахуванням того що техніка і технологія спиртового виробництва на багатьох вітчизняних підприємствах знаходяться на більш низькому рівні в порівнянні з зарубіжними країнами, з метою підвищення конкурентоспроможності їх продукції в порядку держпідтримки було б доцільно сформувати спеціальний лізинговий фонд для забезпечення сучасним обладнанням підприємств галузі, а також удосконалювати систему забезпечення заводів з виробництва етилового спирту сировиною, головним чином зерном.