Производство спирта, получение спиртов, свойства спиртов.

Производство спирта, получение спиртов, свойства спиртов.

Спиртовое производство (в части выработки этилового спирта из пищевого сырья), как и производство пива, вина, кваса, хлебопекарных и кормовых дрожжей, технологически относится к бродильному производству, основанному на использовании жизнедеятельности дрожжей. для пищевых целей спирт вырабатывается из зерна злаковых культур, картофеля, сахарного тростника, сахарной свеклы, мелассы. Лучшие виды сырья - зерно, в первую очередь пшеница и рожь, затем картофель. К редким (малоиспользуемым) видам сырья относятся ячмень, овес и гречиха, просо, рис, яблоки, цикорий, топинамбур, багат, арбуз.

Из пищевого сырья можно вырабатывать спирт этиловый сырец и спирт этиловый ректификационный: «Альфа>, «Люкс», «Экстра», «Базис», «Высшая очистка», «1-й сорт». до 1951 г. отечественные заводы вырабатывали спирт-сырец и ректификационный спирт. С 1951 г. на рынке появился спирт нормой «Высшая очистка», с 1967 г. - «Экстра», с 1985 г. - «Люкс», с 2000 г. - «Альфа». Применение технологий, позволяющих исключать из спирта сопутствующие примеси (в первую очередь метанол, 1 -пропанол, 2-пропанол и др.) привлекательно для рынка, хотя и увеличивает стоимость продукции.

Физико-химические показатели этилового спирта, приведены в табл. 127.

Масштабы производства этилового спирта из пищевого сырья определяются потребностями основных его потребителей: ликероводочной и винодельческой отраслями. Кроме того, он используется в кондитерской, парфюмерной промышленности, в ветеринарии, медицине, парфюмерии, машиностроении, военных технологиях и других отраслях.

В России переход на трехполье, происходивший в 20-30-х годах ХУ в., был важнейшим событием в создании излишков зерна (ржи), которые и были использованы в качестве сырья для винокуренного производства. Без этих излишков переход к массовому винокурению как к государственной отрасли хозяйства был бы практически невозможным. Уже к концу 70-х годов ХУ в. происходит такая консолидация русского рынка, что правительство устанавливает за ним фактический контроль, отказываясь от услуг иностранных купцов как посредников и на внутреннем, и на внешнем рынке.

К началу Первой мировой войны российская спиртовая промышленность была представлена мелкими заводами, каждый из которых в среднем вырабатывал около 22 тыс. дкл спирта в год. Большая часть спирта выпускалась в виде вина (водки). Постепенно их производство разделилось, причем спиртовые заводы остались в зоне выращивания сельскохозяйственного сырья, а водочные (именовавшиеся тогда казенными винными складами) сосредоточились в городах - местах наибольшего сбыта алкогольных напитков.

После вступления России в войну - в октябре 1914 г. царским указом казенная продажа спиртных напитков была приостановлена. После отмены в 1920 г. «сухого закона» государственная продажа алкогольной продукции выросла. В 1925-1926 гг. началось восстановление спиртовой промышленности. В это время действовало около 370 заводов с общей выработкой спирта 16 млн. дкл в год. В последующие годы производство спирта неуклонно возрастало, были реконструированы заводы и увеличены мощности действовавших предприятий. для этого времени характерны строительство и ввод в эксплуатацию новых комбинатов-гигантов (мощностью 6-12 тьгс. дкл/сут.) - Лоховицкого, Докшулыкского, Петровского, Ефремовского, Мариинского и др. В 1940 г. суммарная годовая мощность спиртовых предприятий составила 145 млн дкл.

Во время Великой Отечественной войны значительная часть спиртовых заводов оказалась на временно оккупированной территории и была разрушена. В 1946 г. было выработано всего 32,2 млн дкл спирта. С 1947 г. началось восстановление промышленности, характеризовавшееся быстрыми темпами и реализацией современных научно-технических достижений.

В 1980 г. производство спирта достигло 200 млн дкл (с учетом потребности в увеличении его расхода на крепление вин в виноделии). До середины 80-х годов ХХ в. СССР по выработке спирта-ректификата занимал 1-е место в мире. В этот период непосредственно в России действовали 187 спиртовых заводов мощностью 103,4 млн дкл и 123 ликероводочных предприятия мощностью 221,5 млн дкл. Они вырабатывали около 100 млн дкл спирта и 200 млн дкл водки в год.

Постановление о мерах борьбы с пьянством и алкоголизмом, принятое в мае 1985 г., вызвало резкое сокращение производства ликероводочной и винодельческой продукции, в результате чего потребность в спирте также резко сократилась. К концу 1987 г. было перепрофилировано, закрыто и передано другим ведомствам 75 спиртовых заводов, или 42% общего количества заводов в 1985 г.

В 1987 г. по сравнению с уровнем 1985 г. объем производства спирта-сырца из пищевого сырья снизился на 48,2%, что составило только 42,6 млн дкл. Начиная с 1988 г. производство этой продукции увеличивалось, составив в 1990 г. 75,6 млн дкл, в 1993 г. - 86,5 млн дкл. В определенной степени такому росту производства способствовало постановление Совета Министров СССР от 12 декабря 1990 г., которым разрешалось оставлять на развитие производства алкогольной продукции 5% налога с оборота от продукции, реализованной сверх госзаказа. Благодаря этому за 1991-1992 гг. были восстановлены мощности по производству З млн дкл спирта и 12 млн дкл водки.

В последующий период ежегодный объем производства спирта-сырца из пищевого сырья был ниже показателя 1993 г. Наименьшая выработка спирта отмечалась в 1996-1998 гг. В эти же годы упало производство ликероводочной продукции (табл. 128, рис. 89). С 2003 г. производство спирта и ликероводочной продукции практически вышло на уровень 1990 г.

За период рыночных преобразований существенно изменилась и региональная структура производства спирта из пищевого сырья. Как следует из данных табл. 129, в 2005 г. по сравнению с 1990 г. заметно усилилось положение Южного федерального округа как производителя этой продукции за счет резкого увеличения выработки в Республиках Кабардино-Балкария и Северная Осетия-Алания. На 9 процентных пунктов снизился удельный вес Центрального федерального округа в общероссийском производстве спирта-сырца из пищевого сырья.

В России около 50% спирта производится на заводах ФГУП «Росспиртпром», который управляет принадлежащими государству пакетами акций спиртовых и ликероводочных предприятий (всего около 200).

В настоящее время не менее 95% всего производимого в стране спирта-сырца из пищевого сырья вырабатывается из зерна, около 5% - из мелассы. Выработка спирта из картофеля сильно сокращена с середины 90-х годов прошлого века.

Спиртовая промышленность тесно связана, с одной стороны, со многими отраслями народного хозяйства, для которых спирт служит сырьем, основным или вспомогательным материалом, а с другой - с сельским хозяйством. Получая от сельского хозяйства растительное сырье и извлекая из него и из мелассы углеводы, спиртовая промышленность вырабатывает белковые витаминизированные корма.

Технология производства этилового спирта обусловлена сырьем, из которого он производится, и включает следующие основные стадии (рис. 90): подготовка сырья к переработке; подготовка зерна к развариванию; разваривание зерна или смеси зерна и картофеля; осахаривание смеси; культивирование дрожжей; сбраживание сусла; извлечение спирта из бражки; очистка спирта от примесей. Все виды зерна, поступающего в производство, очищают от пыли, земли, минеральных, металлических и других примесей. Зерно, предназначенное для приготовления солода, освобождают от щуплых и дробленых зерен, половинок и семян сорных растений. Благодаря комплексной технологии переработки зерна сокращаются удельные сырьевые и эксплуатационные затраты, снижается себестоимость получаемых продуктов. Тем самым повышается их конкурентоспособность на рынке, что обеспечивает стабильность производства.

При получении спирта из зерна основным сбраживаемым компонентом является его крахмалистая часть. При этом размер крахмальных зерен (крахмал А - 20-50 мкм), который служит основным критерием качества крахмала как готового продукта, при получении спирта не играет роли. Однако вьщеление 20-30% наиболее качественного крахмала А значительно снижает себестоимость спирта и затраты на, сырье для спиртового производства. Такой способ также может быть использован при переработке кукурузы, пшеницы и ржи на спирт. На многих спиртовых заводах внедрен способ гидродинамической обработки зернового замеса, позволяющий помимо крахмала включать в получение спирта также белки, липиды, свободные сахара, аминокислоты, ферменты, а также витамины зерна. Вовлечение в выработку спирта неуглеводных частей зерна позволяет экономить сырье, снижать себестоимость продукции, другие ресурсы, повышать мощность действующих предприятий.

Долгое время считалось, что на спиртовых заводах можно перерабатывать большое количество некондиционного зерна, которое нельзя использовать для продовольственных целей. Однако многолетний опыт работы большого цикла спиртозаводов показал, что наилучшим сырьем для выработки этилового спирта высокого качества и, как следствие, высокого качества изготавливаемых из спирта продуктов является кондиционное зерно, стандартное по всем показателям, в том числе по свежести и чистоте. Структурная схема переработки зерна в спиртовой промышленности приведена на рис. 91.

В современном производстве определяют много примесей, сопутствующих спирту (например, из зерна - более 100 примесей). Действующими стандартами такие примеси объединены в группы (непредельные органические соединения, альдегиды, сивушные масла, свободные кислоты, сложные эфиры, азотсодержащие соединения и др.). Их определяют инструментальными методами и органолептической оценкой. Технологические приемы позволяют резко снизить количество летучих примесей в зрелой бражке и обеспечить стандартные физико-химические показатели конечного продукта, его вкус и аромат. Современные технологии могут обеспечить получение спирта любого качества (любой нормы) как по объективным (инструментальным), так и по органолептическим (вкус, аромат) показателям.

В настоящее время производственная база спиртовой отрасли имеет достаточный потенциал для полного удовлетворения потребностей страны в пищевом спирте высокого качества. Однако многие заводы устарели, износ основного технологического оборудования на них достиг 50% и более, низка производительность труда. На них невозможна комплексная переработка сырья, трудно решаются проблемы по охране окружающей среды. Все это негативно влияет на себестоимость продукции, ее конкурентоспособность. Велик импорт алкогольной продукции. По этим причинам в целом по производству этилового спирта из сброженных материалов (108 крупных и средних организаций) в 2005 г. был получен убыток в сумме более 650 млн руб., в 2006 г. - 1225 млн, а в 2007 г. - 753 млн руб.

Для успешного развития спиртовой промышленности, повышения ее рентабельности и конкурентоспособности на мировом рынке необходимы постоянное внимание государства, адекватность его налоговой политики.

На многих предприятиях необходимо осуществлять совершенствование технологии и замену оборудования для снижения себестоимости, расширения ассортимента и улучшения качества получаемой продукции, сокращения расхода теплоэнергетических ресурсов, комплексного (максимального) использования отходов производства за счет побочных товаров.

Этому способствует тот факт, что за последние годы значительно расширился состав перерабатываемого на спирт зернового сырья за счет использования не только пшеницы, но и ржи, ячменя и зерносмесей из этих видов зерна.

Спиртовая отрасль - материалоемкая, в структуре себестоимости спирта на сырье приходится более 60% затрат (рис. 93).

   Эффективность использования мощности завода определяется также сбытом барды, количество которой в 12-14 раз больше количества производимого спирта (на каждые 1000 дкл спирта вырабатывается 120-140 м3 барды). При скармливании крупному рогатому скоту до 20 кг барды в сутки на 1 голову при производительности завода 1000 дкл в сутки необходимо иметь стадо в 6-7 тыс, голов. Учитывая сезонность потребления барды, целесообразно вырабатывать из нее сухие корма.

Важное значение для каждого спиртового предприятия имеет норма выхода спирта из перерабатываемого сырья. В нашей стране долгое время существовал обязательный для исполнения показатель - выход спирта из 1 т условного крахмала. Максимальная величина этого показателя составляла 71,99 дкл. Это теоретическая норма. Практический выход меньше на величину производственных потерь.

В рыночных условиях эту норму тесно связывают с качеством и себестоимостью продукции. Поэтому экономически очень важно обеспечивать глубокую переработку сырья. При такой комплексной технологии переработки зерна затраты распределяются равномерно на производство крахмала, спирта и кормопродуктов. Это помогает не только решать экологические проблемы, но и укреплять кормовую базу животноводства за счет выпуска ценных кормов. В целом такая технология позволяет снизить себестоимость спирта на 30-40%.

Как показывает опыт, переработка барды в сухие кормопродукты обеспечивает безотходность спиртового производства, частично (до 30%) компенсируя затраты на сырье. Например, в США более 95% зерновой барды уже много лет перерабатывают на сухой корм, цена которого превышает стоимость зерна на 30-50%.

Сухая барда - это отдельный экологически чистый белково-углеводный кормопродукт, используемый для лечебно-кормовых целей. Его выработка весьма перспективна, так как на спиртовых заводах ежегодно производят около 10 млрд л жидких отходов, которые в натуральном виде реализовать полностью невозможно. Это приводит к потерям кормопродуктов и загрязнению окружающей среды. Спрос на барду растет. Создан и выпускается комплект отечественного оборудования, позволяющий реализовать технологию по переработке жидкой барды в сухой весьма ценный кормопродукт.

В целях использования вторичных ресурсов на спиртозаводах функционируют специальные отделения, которые производят жидкий и твердый диоксид углерода, дрожжи, глицерин, бетаин, глютаминовую кислоту, сивушное масло и сивушный спирт. Выработка этих и других товаров и компонентов из них, имеющих платежеспособный спрос для различных целей, позволяет повысить эффективность спиртового производства.

Как и другие отрасли пищевой промышленности спиртовая и ликероводочная отрасли испытывают в нынешних рыночных отношениях большие трудности, связанные с их конкурентоспособностью.

С научной точки зрения среди наиболее актуальных и перспективных разработок являются: технологии высокоэффективного использования высокомолекулярных полимеров зернового сырья с целью экономии выхода спирта, а также способы снижения его потерь на пути хранения и реализации;

  • эффективные комплексные ресурсосберегающие технологии получения спирта с минимальными энергозатратами и максимальной экономичностью при полной утилизации отходов;
  • создание биотехнологических основ получения ферментных препаратов и биологически активных добавок функционального назначения;
  • дальнейшее усовершенствование технологии производства водок с повышением их качества на основе использования новых абсорбентов;
  • технологии биосинтеза защитного действия с использованием микроорганизмов для применения их в пищевых и лечебно-профилактических целях и др.

Важное значение для развития и функционирования спиртовой и ликероводочной отраслей является быстрейшее совершенствование системы государственного регулирования производства и оборота их продукции. В стране сложилась практика неуклонного повышения акцизных ставок на алкогольную продукцию. Необоснованный их рост ведет к снижению объемов производства продукции, к ухудшению экономического положения предприятий, к увеличению теневого оборота алкоголя. Растет самогоноварение, не выявляются должным образом и не пресекаются участники оборота нелегальной, низкокачественной и даже опасной для жизни продукции.

в связи с вступлением в 2006 Г. НОВЫХ НОРМ Федерального закона ОТ 21 июля 2005 г. М 102-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон <(О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции» ио признании утратившими силу отдельных положений Федерального закона «О внесении изменений в Федеральный закон «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции» (принят ГД ФС РФ 8 июля 2005 г.) и неготовностью участников рынка к быстрому переходу на новый порядок работы объемы их производства сократились до 55,9 млн дкл (по спирту к уровню 2000 г. почти на 11%, по сравнению с 2004 г. - на 3 0%).

В настоящее время работа спиртовой и ликероводочной отраслей промышленности стабилизировалась.

Вместе с тем с учетом того что техника и технология спиртового производства на многих отечественных предприятиях находятся на более низком уровне по сравнению с зарубежными странами, в целях повышения конкурентоспособности их продукции в порядке господдержки было бы целесообразно сформировать специальный лизинговый фонд для обеспечения современным оборудованием предприятий отрасли, а также совершенствовать систему обеспечения заводов по производству этилового спирта сырьем, главным образом зерном.