Технико-экономическое обоснование выбора сырья для производства зерновых дистиллятов

ДИРЕКТОРСКИМ КЛУБ

УДК 66.663

Технико-экономическое обоснование выбора сырья

для производства зерновых дистиллятов

Л. А. Оганесянц,

д-р техн. наук, профессор,

академик РАН;

К. В. Кобелев,

канд. техн. наук;

Л. Н. Крикунова,

д-р техн. наук, доцент;

В. А. Песчанская

Всероссийский научно-

исследовательский институт

пивоваренной, безалкогольной

и винодельческой промышленности

Во многих европейских странах и южных регионах бывшего СССР под разными наименованиями производятся спиртные напитки, полученные из дистиллятов растительного происхождения. Как правило, несмотря на высокую стоимость, наибольшим спросом пользуются плодовые дистилляты [1, 2]. Однако у североевропейских народов также весьма популярны спиртные напитки, изготовленные путем дистилляции сусла, полученного при переработке зерен различных злаковых культур. Аналогичная продукция отечественного производства на нашем ранке практически отсутствует. В связи с этим организация выпуска отечественных конкурентоспособных спиртных дистиллированных напитков из злаков в настоящее время весьма перспективное производство. Известно, что конкурентность продукции в первую очередь зависит от ее себестоимости, которая определяется в основном стоимостью сырья и затратами на производство.

В целом при выборе зернового сырья для производства дистиллятов производители должны ориентироваться: на обеспеченность предприятия сырьем, т. е. его достаточное производство в стране и отсутствие острой конкуренции с потребителями других отраслей; особенности биохимического состава сырья, позволяющие достигать требуемых для продукта органолепти-ческих показателей; допустимые затраты на сырье в общей себестоимости конечной продукции, позволяющие выпускать конкурентоспособный по данному показателю товар.

В России основными зерновыми культурами являются пшеница, рожь, ячмень. Согласно нормативной доку-

ментации пшеница мягкая и твердая выпускается пяти классов, рожь — четырех, ячмень — двух классов.

Пшеница — основная продовольственная культура. Мягкая пшеница предназначена для получения хлебопекарной муки, а твердая — макаронной муки, крупы. Мягкая и твердая пшеницы отличаются друг от друга.

В основу товарной классификации пшеницы (ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия») положены показатели, характеризующие мукомольные (натура, стекловидность) и хлебопекарные свойства (сорт, количество и качество клейковины, содержание проросших и фузариозных зерен, степень обесцвеченности). Данные показатели обусловливают целевое назначение класса. К первым трем классам (высшему, первому, второму) мягкой пшеницы относят пшеницу, которую можно использовать не только самостоятельно для хлебопечения, но и в качестве улучшителя слабых пшениц. Такую пшеницу называют сильной. Пшеница третьего класса относится к ценной, так как она используется самостоятельно для хлебопечения и не требует улучшения. К четвертому классу относится пшеница, которая должна быть улучшена сильной и только после этого может быть использована для хлебопечения. Пшеницу пятого класса применяют в качестве фуражной. Она не имеет ограничений по объемам использования при разработке рецептур кормопродуктов.

Рожь в соответствии с ГОСТ Р 53049-2008 «Рожь. Технические условия» подразделяют на четыре класса: рожь 1-3-го классов относится к группе А (рожь продовольственная),

10 ПИВО и НАПИТКИ 2 • 2014

ДИРЕКТОРСКИИКЛУБ

а 4-го — к группе Б (рожь фуражная). Основной показатель, определяющий принадлежность ржи к определенному классу — число падения (с). Данный показатель для ржи 1, 2, 3 и 4-го классов соответственно составляет более 200 с; 200-141 с; 140-80 с и менее 80 с. Число падения характеризует состояние углеводно-амилазного комплекса сырья, и в первую очередь активность а-амилаз ржи.

Основной потребитель продовольственной ржи — мукомольная промышленность, использующая для выработки ржаной муки в основном рожь 1-го и 2-го классов. Продовольственная рожь 3-го класса, а также фуражная рожь 4-го класса традиционно применяется в качестве ингредиента для производства комбикормов. Однако потребности в ней данной отрасли ограничены из-за повышенного содержания так называемой сырой клетчатки, плохо усваиваемой животными. Также рожь используется при выработке кваса и другой безалкогольной продукции, в технологии пищевого этилового спирта.

Повышенная активность амилаз ржи, как известно, снижает качественные характеристики (сортность) ржаной муки. Напротив, в технологиях бродильных производств высокий уровень данного показателя выступает скорее позитивным фактором, так как позволяет при рациональных режимах переработки ржи проводить частичный гидролиз крахмала за счет собственных ферментов сырья, что особенно актуально при внедрении низкотемпературных способов получения зернового сусла.

6,5 -

6,0 -

< 5,5 -

\о

£ 5,0 "

$ 4,5 -

У 4,0 -е

¡2 3,5 -

о

3,0 -

2,5 "

2,0 "

Таблица 1

Химический состав зерна, %

Вид зерна Углеводы Белки Зола

крахмал клетчатка гемицеллюлозы

Ячмень 43-55 4,0-5,0 9,0-13,0 9,0-11,0 2,5-3,0

Пшеница 48-57 1,5-2,5 4,5-7,5 11,0-13,0 1,0-1,5

Рожь 46-53 1,5-2,5 8,0-10,0 7,5-10,0 1,0-1,5

Ячмень в зависимости от качества в соответствии с ГОСТ 28762-90 «Ячмень. Требования при заготовках и поставках» подразделяют на два класса. Заготовляемый ячмень 1-го класса предназначен для использования на продовольственные цели, 2-го класса — для выработки солода в спиртовом производстве, комбикормов и на кормовые цели. Продовольственный ячмень применяют для выработки крупы ячменной. Пивоваренный ячмень, отвечающий определенным показателям качества, используют для производства ячменного солода, служащего основным сырьем в пивоваренной отрасли. Так же как и ржи, применение ячменя из-за повышенного содержания сырой клетчатки в животноводстве ограничено.

Таким образом, среди трех зерновых культур только фуражная рожь (либо продовольственная 3-го класса) и ячмень в полном объеме обеспечивают собственный зерновой рынок России, не имеют острой конкуренции среди производителей других отраслей и могут быть рекомендованы, исходя из данных параметров, для выработки зерновых дистиллятов.

Пшеница мягкая 4-го класса

Рис. 1. Динамика средней по России цены производителей пшеницы с июля 2010 г. по июль 2012 г.

Существенное влияние на процесс производства дистиллятов оказывают особенности биохимического состава зерна. Химический состав пшеницы, ржи и ячменя, приведенный в табл. 1 [3, 4], позволяет оценить зерно с позиции выхода конечного продукта и рекомендуемых технологических параметров по стадиям переработки.

Крахмал — основной ценный компонент зерна, напрямую определяющий крепость полупродуктов бродильных производств. По данному показателю пшеница и рожь имеют близкие значения, а ячмень как пленчатая культура характеризуется более низкими показателями, поэтому по сравнению с первыми он является менее ценной культурой для производства дистиллятов. Сравнивая пшеницу и рожь, следует отметить, что в составе последней содержится больше гемицеллюлоз. В данной зерновой культуре они представлены в основном слизями и гумми-веществами, усложняющими процесс переработки ржи из-за получения вязких технологических сред. В связи с этим на стадии водно-тепловой и ферментативной обработки замесов из ржи рекомендуется использовать дополнительные ферментные препараты цитолитического спектра действия. Гемицеллюлозы, а также определенные группы белков ржи обладают экранирующим действием на крахмал сырья, снижая его ферментативную атакуемость. Для устранения указанного факта в технологии этанола дополнительно применяют ферментные препараты, содержащие эндопротеазы.

Особенности биохимического состава ржи [5] позволяют получать зерновой дистиллят с высокими органолеп-тическими показателями (ароматическими свойствами). Таким образом, сравнительная оценка биохимического состава трех основных видов сырья показывает предпочтение ржи для производства зерновых дистиллятов.

Последний и основной фактор, на который ориентируются производители зерновых дистиллятов, — стоимость сырья. Динамика средней производственной цены зерна в России

2 • 2014

ПИВО и НАПИТКИ 11

ДИРЕКТОРСКИИКПУБб

показывает, что цена на рожь ниже, чем на пшеницу и ячмень [6]. По данным 2012 г., средняя цена ржи составляла 3,3-4,0 тыс. руб./ т, а пшеницы

(4 и 5-го классов) и ячменя соответственно 4,5-6,0 и 4,2-5,5 тыс. руб. / т. Таким образом, в аспекте ценовой политики на отечественном зерновом

7,5 -г

7,0 -

6,5 -

6,0 -

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

\

Ё? ЧО ЧО ЧО ЧО

Ё? ЧО ЧО ЧО ЧО

Рожь продовольственная

Рожь фуражная

Рис. 2. Динамика средней по России цены производителей ржи с июля 2010 г. по июль 2012 г.

™ Ячмень продовольственный ™ Ячмень фуражный

Рис. 3. Динамика средней по России цены производителей ячменя с июля 2010 г. по июль 2012 г.

Таблица 2

Образец Сырье Стоимость сырья*, тыс. руб./т Стоимость ферментных препаратов, тыс. руб. на 1 т ржи Суммарные затраты,

основные дополнительные тыс. руб. на 1 т сырья

Контроль Ячменный солод 25-40 — — 25-40

Опыт 1 Рожь 100% 3,3-4,0 0,25-0,30 0,20-0,25 3,75-4,55

Опыт 2 Рожь 70%, солод ячменный 30% 9,8-14,8 0,18-0,20 0,14-0,18 10,12-15,18

Опыт 3 Рожь 80%, солод ячменный 20% 7,6-11,2 0,20-0,24 0,16-0,20 7,96-11,64

Опыт 4 Рожь 90%, солод ячменный 10% 5,5-7,0 0,22-0,27 0,18-0,22 5,90-7,49

* По ценам 2012 г.

рынке следует отдать предпочтение зерну ржи.

В соответствии с общепринятой классификацией дистилляты подразделяют на солодовые и зерновые [5]. При производстве первых процесс ферментативного гидролиза полимеров сырья, в качестве которого используют ячменный солод (реже ржаной), протекает под действием собственных ферментов сырья. Переработка несоложеного зерна требует применения эндоферментов, в первую очередь микробного происхождения. Поэтому при технико-экономическом расчете затрат на производство зерновых дистиллятов учитывают стоимость как основного сырья, так и ферментных препаратов.

Данные, приведенные в табл. 2, показывают, что выработка дистиллята из солода (ячменного либо ржаного) характеризуется существенно большими затратами на сырье, чем варианты при переработке ржи либо смеси, состоящей из ржи и солода. Причем процент снижения дорогого солода (ячменного или ржаного) в зерновой смеси, несмотря на несколько увеличенные затраты на ферментные препараты, приводит к закономерному понижению суммарных затрат. Стоимость основных ферментных препаратов амилолитического спектра действия (а-амилазы и глюкоамилазы) сопоставима с затратами на использование в технологии производства дистиллятов дополнительных ферментных препаратов (цитолитического и протеоли-тического действия). В целом затраты на основные ферментные препараты во всех опытных вариантах не превышают 10% от стоимости зернового сырья.

Таким образом, представленные в настоящей работе данные позволяют обосновать целесообразность производства зерновых дистиллятов на основе ржи. Россия, наряду с Германией и Польшей, по природно-климатическим условиям является основной страной—производителем данной зерновой культуры. Традиционно рожь как зерновая культура по сравнению с пшеницей дает более устойчивый урожай, что особенно актуально в последнее время из-за нестабильности климатических условий как в нашей стране, так и за рубежом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ресурсосберегающая технология дистиллята

из вишневой мезги/Л. А. Оганесянц [и др.]

12 ПИВО и НАПИТКИ 2 • 2014

// Пищевая промышленность. — 2013. — № 7. — С. 29-31.

2. Научные аспекты производства крепких спиртных напитков из плодового сырья/Л. А. Оганесянц [и др.] // Виноделие и виноградарство. — 2012. — № 2. — С. 14-15.

3. Козьмина, Н. П. Биохимия зерна и продуктов его переработки/Н. П. Козьмина. — М.: Колос, 1976.

4. Казаков, Е. Д. Биохимия зерна и хлебопродуктов //Е. Д. Казаков, Г. П. Карпиленко. — СПб.: ГИОРД, 2005. — 512 с.

ДИРЕКТОРСКИЙКЛУБ

5. Ли, Э. Спиртные напитки: Особенности брожения и производства/Э. Ли, Дж. Пиготт (ред); пер. с англ.; под общ. ред. А. Л. Панасюка. — СПб.: Профессия, 2006. — 552 с.

6. ййр://1пНпе-Ш.ги/Ъ1с/?р=1340 <£?

Технико-экономическое обоснование выбора сырья для производства зерновых дистиллятов

Ключевые слова

биохимический состав; зерновой дистиллят; пшеница; рожь; экономические показатели производства зерновых дистиллятов; ячмень.

Реферат

В статье приводятся данные по обеспеченности зернового рынка России пшеницей, рожью и ячменем, по биохимическому составу данных видов сырья, в аспекте достижения требуемых для продукта органолептиче-ских показателей, в затратах на сырье в общей себестоимости конечного продукта. Рекомендовано в качестве основы сырья для производства зерновых дистиллятов использовать рожь.

Авторы

Оганесянц Лев Арсенович,

д-р техн. наук, профессор, академик РАН;

Кобелев Константин Викторович, канд. техн. наук;

КрикуноваЛюдмила Николаевна, д-р техн. наук, доцент;

Песчанская Виолетта Александровна

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности, 119021, Москва, ул. Россолимо, д. 7, labcognac@mail.ru

Feasibility Study on the Selection of Raw Materials for the Production of Grain Distillate

Key words

biochemical composition; grain distillate; wheat; rye; the economic performance of grain distillates; barley.

Abstract

The article presents data on the availability of Russian grain market, wheat, rye and barley, on the biochemical composition of these raw materials, in the sense of achieving required for product organoleptic characteristics in the cost of raw materials in the total cost of the final product. Recommended as the basis of raw materials for the production of grain distillate use rye.

Authors

Oganesyants Lev Arsenovich,

Doctor of Technical Science, Professor, Academician of RAS; Kobelev Konstantin Viktorovich, Candidate of Technical Science; Krikunova Ludmila Nikolaevna, Doctor of Technical Science, Associate Professor; Peschanskaya Violetta Alexandrovna

All-Russian Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industries, 7 Rossolimo St., Moscow, 119021, Russia, labcognac@mail.ru

2 • 2014 ПИВО и НАПИТКИ 13