Загальна характеристика стану та основні завдання по розвитку галузі

У 2002р. виробництво етилового спирту в Україні (в тому числі технічного) складало 26 млн. дал. Крім етилового спирту підприємствами концерну "Укрспирт" в 2002р. вироблено 11903 тис. дал горілки та лікеро-горілчаних напоїв, 12,9 тис. тонн хлібопекарських дріжджів, 2,6 тис. тонн сухих кормових дріжджів, понад 500 тис. дал мінеральних вод, 237 тис. дал оцту спиртового 6-відсоткового та 76,8 млн. штук парфумерних виробів. У цілому обсяг виробництва товарної продукції в по­рівнянних цінах за 2002 рік становив 1324 млн. гривень.

Якщо річний обсяг виробництва етилового ректифікованого та етилового спир­ту технічного складає 26 млн. дал, у тому числі для потреб внутрішнього ринку -21 млн., експорту - 5 млн., то коефіцієнт завантаження потужностей спиртових заводів з виробництва етилового спирту становить лише 40 відсотків. Таким чи­ном, з удосконаленням системи управління виробничо-збутовою діяльністю під­приємств (маркетингом), наявні потужності спиртових заводів концерну "Укрспирт" дали б змогу виробляти щороку 61 млн. дал етилового спирту.

Маркетинг включає вивчення та прогнозування попиту на спирт як у межах України, так і за її межами; ціноутворення, комплексну систему організації науко­во-конструкторських робіт по створенню нових технологій і нових видів продук­ції, рекламу, координацію внутрізаводського планування і фінансування та ін.

Сьогодні з метою більш повного завантаження спиртових заводів 8 з них пере­обладнано на виробництво високооктанової кисневмісної добавки до бензинів. На 1 січня 2003р. вже вироблено 28,2 тис. тонн добавки. До кінця 2003р. планується

поступово збільшити обсяги її виробництва до 80 тис. тонн, у 2004 році - до 110 тис. тонн, у 2005 - до 170 тис., у 2006 - до 220 тис. та у 2007 - до 280 тис. тонн при використанні технічного етилового спирту як сировини для хімічних виробництв з'являється можливість забезпечити подальший розвиток хімічної галузі.

Мета та основні завдання програми розвитку спиртової промисловості харак­теризуються розширенням сфери використання етилового спирту у промисловості та інших галузях економіки, в першу чергу як відновлювальної сировини для хімі­чної промисловості, перепрофілюванням надлишкових потужностей з виробницт­ва етилового спирту, збільшенням йоїо експорту та іншої продукції спиртових за­водів, створенням сприятливих умов для розвитку лікеро-горілчаної та виноробної галузей.

До основних завдань програми відносяться:

• стабілізація роботи підприємств спиртової, лікеро-горілчаної та виноробної
галузей;

• зменшення залежності держави від імпорту енергоносіїв та сировини для хі­
мічної промисловості;

• для забезпечення стабільного збуту продукції аграрного сектору та удоскона­
лення маркетингу;

• створення внутрішнього ринку біопалива;

• нарощування експортного потенціалу України.
Механізм виконання цієї програми характеризується:

1. Значним розширенням сфери використання етилового спирту у промисло­
вості та інших галузях економіки як відновлюваної сировини для виробництва
продукції згідно з Програмою "Етанол". Цей механізм передбачається здійснити
шляхом реалізації комплексу заходів, спрямованих на зменшення вартості етило­
вого спирту, зокрема таких, як розробка і застосування нових технологій та обла­
днання для переробки зернових культур і меляси, модернізація енергетичного
обладнання.

2. Перепрофілюванням потужностей з виробництва етилового спирту. Най­
більш перспективним та економічно вигідним є перепрофілювання потужностей
спиртових заводів на виробництво високооктанової кисневмісної добавки до бен­
зинів для внутрішнього ринку та експерту. Науково обгрунтовано, що виробництво
добавки до бензинів дасть можливість зменшити обсяги імпорту енергоносіїв, по­
кращити екологічну ситуацію, зменшити емісію вуглекислого газу згідно з вимога­
ми Кіотського протоколу. Доказано, що високооктанова кисневмісна добавка до
бензинів може використовуватися і як добавка до дизельного пального.

3. Збільшенням експорту етилового спирту та іншої продукції спиртових заво­
дів, що сприятиме зменшенню їх собівартості та підвищенню якісних показників.

Активна реклама продукції з логотипом "БІО" в інших країнах світу створює передумови для зростання експортних поставок продукції, виробленої з викорис­танням технічного етилового спирту, який вітчизняними підприємствами вироб­ляється шляхом біоконверсії відновлюваної сировини. До переліку такої продук­ції відносяться: незамерзаючі мийні рідини, товари хімічної промисловості для догляду за автомобілями, розчинники (етилацетат та інші), товари побутової хімії.

Прийняття Комісіями ЄС Директив щодо обов'язкового використання біопа­лива транспортними засобами країн ЄС створює сприятливі умови для стабільного експорту високооктанової кисневмісної добавки до бензинів у ці країни.

, 4. Створенням альтернативних виробництв, сировиною для яких стане етило­вий спирт, розробленням і впровадженням ресурсо- та енергозберігаючих техноло­гій, застосуванням власної відновлюваної сировини, та стимулюванням розвитку аграрного сектору, удосконаленням нормативно-правової бази з метою збільшення надходжень до бюджету та підвищення ефективності виробництва.

В цілому виконання Програми розвитку спиртової промисловості сприяти­ме стабілізації роботи підприємств, які виробляють етиловий спирт і які його споживають, а також збереженню існуючих та створенню нових робочих місць як в переробній промисловості, так і в сільському господарстві, завдяки стабільно­му попиту па продукцію сільгосптоваровиробників, з одночасним забезпеченням їх пально-мастильними матеріалами та мінеральними добривами, безперервному функціонуванню об'єктів соціальної інфраструктури підприємств, розташованих в основному в сільській місцевості, збільшенню обсягів експорту продукції агра­рного сектору та переробної промисловості, покращенню зовнішньоторговель­ного балансу.

Заводи, які переробляють крохмалевмісну сировину, широко застосовують безперервні технологічні процеси розварювання зерна і картоплі при низьких тем­пературах, оцукрювання крохмалю з вакуум-охолодженням і застосуванням сучас­них ферментних препаратів та прогресивні способи зброджування сусла.

На жаль, ряд спиртових заводів України на розварювання замісу і переведення крохмалю в розчинну форму при температурі 150-170° С витрачають до 35 % тепло­ти від загальних витрат теплових ресурсів на виробництво ректифікованого спирту.

На рівень розвитку та ефективність роботи спиртової і лікеро-горілчаної про­мисловості впливають такі фактори:

1. Порядок оподаткування спирту та лікеро-горілчаної продукції акцизним
збором і розмір ставок акцизного збору.

2. Повнота контролю та управління спиртовим та лікеро-горілчаним вироб­
ництвом. Цс ступінь автоматизації технологічного контролю виробництва, комп'ю­
теризація управління основними і допоміжними процесами, схема своєчасного ви­
явлення неполадок технологічних процесів, єдина інформаційна система обліку
виробництва і переміщення спирту, а також рівень науково-дослідних робіт, спря­
мованих на покращання якості кінцевих продуктів і зниження їх собівартості.

Потрібно підкреслити, що актуальність розвитку спиртової промисловості характеризується не тільки розвитком лікеро-горілчаної промисловості, продукція якої може бути спрямована в різні країни світу, але і як сировиною для хімічної, нафтопереробної, парфумерної, фармацевтичної, кормової, газової, автомобільної та інших галузей народного господарства.

За останні роки поставка спирту на експорт обмежувалась, скорочувалось його споживання в Україні. Усе це вимагає пошуку нових шляхів використання існую­чих виробничих потужностей спиртових заводів. Необхідно прийняти термінові заходи для підтримки вітчизняних виробників харчового і технічного спирту та іншої продукції галузі: діоксиду вуглецю, хлібопекарських дріжджів, підвищити рівень самозабезпечення країни згаданою продукцією, розширити її експорт.

Науково-дослідними інститутами і вузами проведена велика робота з пошуку нетрадиційних шляхів використання потужностей підприємств спиртової промис­ловості. Розроблена технологія високооктанової кисневмісної добавки (ВКД) до бензинів та інших видів технічного спирту як моторного палива. Використання

таких видів спирту дасть можливість набагато зменшити залежність України від імпорту нафти та нафтопродуктів, значно поліпшити екологічний стан нашого до­вкілля, а головне, завантажити технічну базу спиртових заводів.

Крім того, етиловий спирт є перспективною сировиною при умові здешевлен­ня його ціни для виробництва бутадієну, що має базове значення для економіки нашої країни. За наявності власного бутадієну країна буде забезпечена сировиною для виробництва бутадієнового та бутадієн-стирольного каучуків, які є сировиною стратегічного значення (незамінні в шинній та гумово-технічній промисловості). У технологічному процесі поряд з бутадієном утворюються цінні мономери - етилен та пропілен, які будуть використані для виробництва полімерів (поліетилену та по-ліпропілену).

На основі етилового спирту можна одержувати дизельні палива - перспектив­не пальне майбутнього. Спирт може використовуватись як самостійне паливо з використанням присадок; у суміші з бензином і дизельним паливом і т.п.

Дуже важливо, Що етиловий спирт може бути вихідним продуктом для синте­зу ряду цінних хімічних продуктів (ацетальдегіду, ацетону, діетил-сульфату, оцто­вої кислоти, етилбензолу та інших), які застосовуються в різних галузях народного господарства. Використання спирту для цих цілей необмежені.

Україні потрібна програма нарощення потужності перспективних заводів з виробництва високооктанової кисневмісної добавки (ВКД) та етилового денатуро­ваного технічного спирту, технології яких розроблені фахівцями УкрНДІспиртбіо-прод та НУХТ.

Важливим фактором для стимулювання поставки спирту на експорт є держав­на підтримка відповідних підприємств спиртової промисловості. Це надання та­ким підприємствам пільг з оподаткування або створення за рахунок прибутку спе­ціальних фондів.

З метою стабілізації ситуації, що склалася в останні роки у спиртовій та ліке­ро-горілчаній промисловості і подальшого їх розвитку пріоритетне значення ма­ють фундаментальні та прикладні наукові дослідження, кінцевим результатом яких стали б проектно-конструкторські роботи, готові до впровадження на виробництві з значним соціально-економічним ефектом.

Сьогодні надзвичайно важливим фактором для спиртової промисловості є про­блема зниження собівартості кінцевого продукту - харчового етилового спирту, покращання його якісних показників.

Одною із форм вирішення цієї проблеми є безвідходна технологія спирту із крохмалевмісної сировини. У технологію входить безперервне оцукрювання маси в ферментаторі мембранного типу, освітлення зернового сусла і його зброджування іммобілізованими дріжджами Saccharomyces cerevisiae раси XII, відділення дріж­джів із зрілої бражки та інше.

Розроблена у Вороніжській державній технологічній академії (автор д.т.н. Вос-триков С.В.) безвітходна технологія спирту Із крохмалевмісної сировини має такі переваги перед класичною технологією: одержання кормового продукту з високим вмістом білку до 28 %, зниження витрат пари на перегонку і ректифікацію на 25...ЗО %, скорочення процесу бродіння на 10... 15 год, зменшення відбору голов­ної фракції етилового спирту на 25 % І збільшення виходу етанолу, забезпечення зниження собівартості спирту в 1,2...2,5 рази та збільшення потужності існуючих спиртзаводів на 25...ЗО %.

Шляхом культивування дріжджів при субоптимальних температурах методом клонування та спрямованого їх відбору вченими Олійничуком С.Т. та Сосницьким В.В. отримано штам дріжджів, здатний ефективно зброджувати сусло при темпера­турі 37...38° С.

Заслуговує уваги на перспективу проблема біологічного підкислення меляс­ного сусла в процесі спиртового зброджування. Вченими Олійничуком С.Т. та Тка-ченко Л.В. розроблена технологія спиртового зброджування мелясного сусла з біо­логічним підкисленням середовища, що сприяє покращанню екологічного стану навколишнього середовища.

Надзвичайно велике значення в розвитку спиртової промисловості України має зменшення дефіциту енергоносіїв шляхом розробки і впровадження у вироб­ництво ресурсе- та енергозаощаджугочих технологій нового покоління. Для цього необхідний науково-обгрунтований підхід до споживання енергії виробництвами та прогнозування шляхів їхнього подальшого удосконалення. Резервом зниження витрат енергії і сировини є максимальна утилізація вторинних енергетичних ре­сурсів, удосконалення та впровадження низькотемпературного розварювання кро-хмалевмісної сировини без тиску, використання сучасних концентрованих фермен­тних препаратів, розробка і впровадження нових способів і апаратів для розділення водно-спиртових сумішей на молекулярних фільтрах, використання нетрадиційних джерел енергії і сировини, оптимізацІя всіх технологічних процесів за допомогою математичного моделювання і комп'ютеризації.

Відомо, що в процесі розварювання крохмалевмісної сировини при високій температурі значна частина вуглеводів (біля 3,5 %) втрачається, вступаючи в хіміч­ну реакцію з амінокислотами та іншими продуктами розпаду білків зерна. Мелано-їдини, як продукти цукроамінної реакції, знижують активність амілолітичних фер­ментів, погіршуючи декстринізацію і оцукрювання крохмалю. Крім того, частина цукрів втрачається при високих температурах у результаті їх карамелізації.

Класична технологія спирту передбачає для оцукрювання крохмалю викорис­товувати як носій ферментів зерновий солод, що пов'язано з витратами значної кількості висококондиційного зерна та енергоресурсів. При цьому близько 15 % крохмалю зерна, що використовують на виробництво солоду, витрачається на біо­логічні процеси при пророщуванні. Крім того, солодове молоко із солоду є силь­ним джерелом бактеріальної інфекції, позбутися якої майже не можливо.

Ось чому актуальною проблемою для спиртових заводів є впровадження низь­котемпературного розварювання крохмалевмісної сировини і гідроферментативної її обробки з використанням для декстринізації і оцукрювання крохмалю концент­рованих високоактивних ферментних препаратів. Ця технологія розроблена фахів­цями НУХТ та УкпНДЇспиртбіопроду.

Фахівцями Національного університету харчових технологій під керівницт­вом акад. Гулого І.С. та проф. Шияна П.Л. розроблені та погоджені з зацікавленими відомствами технічні умови та технологічний регламент на виробництво технічно­го етилового спирту трьох категорій (А, Б, В) в залежності від міцності та вмісту домішок. Перехід підприємств на виробництво технічного етилового спирту суттє­во не змінює діючих схем існуючих брагоректифікаційних установок і не пов'яза­ний з використанням токсичних речовин. Розроблена технологія дає можливість заводам гнучко керувати виробництвом і в залежності від кон'юктури ринку виро­бляти або харчовий, або технічний спирт.

---------------------------------------------------- Актуальні проблеми в спиртовій промисловості —-——-

Як стабілізатор бензоспиртових палив використовується сивушне масло, що також допоможе спиртовим заводам вирішити питання раціонального його вико­ристання.

Досліди, проведені разом з Київським інститутом синтезу та Бориславським НДІ "СИНТЕЗ", показали також можливість використання технічного спирту з ви­соким вмістом домішок (категорія В) для виробництва високоякісного розчинника оцтово-етилового естеру.

В останні десятиріччя в біотехнології ферментних препаратів на рівні генної інженерії у світі пройшла справжня революція, яка зробила великий вплив на роз­виток ферментної промисловості. Генна інженерія дала можливість виробникам ферментних препаратів розробляти і випускати велику кількість практично будь-яких ферментів незалежно від їх походження.

Відомо, що генетична інформація зберігається в хромосомах у вигляді дезо­ксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), яка має двоспіральну структуру. У цій молеку­лі генетична інформація зберігається у вигляді лінійної послідовності. Наприклад, лінійний запис із 1200 букв, який міститься в індивідуальному гені, може бути пе­реведений в ланцюг із 400 амінокислот, які складають відповідний фермент -гене­тичний код розшифровки. Залишається тільки розібратися, як амінокислотний лан­цюг входить до надзвичайно складної структури активного ферменту.

Сьогодні відкриті рестрикційні (обмежені) ферменти (рестриктази), на яких базується генна біотехнологія. Рестрактази розрізують ДНК в декількох специфіч­них ділянках, що дозволяє виділити окремі гени, які в сумі складають не більше 0,1 % ДНК, що знаходяться в хромосомі.

Використовуючи ферменти-лігази (які з'єднують фрагменти ДНК), одержані за допомогою рестриктаз, один відповідний ген можна вмонтувати в мініхромосо-ми (плазмиди), а потім перенести в нову клітину, де нова комбінація ген-плазміну може прижитися як нова одержана одиниця. Так відбувається клонування (утво­рення Ідентичних нащадків-клонів шляхом безстатевого розмноження).

У результаті клонування з'являються популяції клітин або організмів з одна­ковим набором генів (генотипів).

Клонування бактерій проходить у процесі простого поділу клітин. Клонування ро­слин - у процесі вегетативного розмноження (бульбами, кореневищами, пагонами і т.п.).

Клонування використовується при вирішенні багатьох теоретичних і практич­них задач біології сільського господарства і медицини. Завдяки клонуванню вда­ється зберегти особливості сортів культурних рослин, вирощувати цілі рослини із культивованих клітин.

Актуальні проблеми у виробництві ферментних препаратів характеризуються такими напрямами:

1. Необхідно передбачити, які зміни слід провести в генетичному коді ферме­
нту, щоб покращити його каталітичну здатність. Для цього потрібно встановити,
які властивості ферменту нас цікавлять. Це його специфічність і стабільність, зале­
жність від рН середовища і температури.

2. Як тільки фермент з необхідними властивостями знайшли, мікроорганізм,
що його продукує, вводять в культуру й ідентифікують. Потім у нього викликають
мутації (зміни) за допомогою хімічних або радіологічних засобів. Це роблять для
того, щоб збільшити вихід основного продукту і досягти швидкого росту культури,

а також виключити утворення небажаних побічних продуктів. У подальшому ви­значають оптимальні умови для ферментації і перевіряють її на токсичність. На­прикінці розроблений продукт проходить інспекцію для одержання дозволу на ви­користання в промисловості.

Поява генної інженерії і проведення фундаментальних і прикладних досліджень компанією Novozyme з групами мікроорганізмів В ас ill us( бактерії), Aspergillus (гриби) і Saccharomyces (дріжджі) дали можливість значно змінити характер виробництва фер­ментних препаратів. Нові мікроорганізми швидко ромножуються і дають великий ви­хід ферментів, які мають високий ступінь чистоти І вільні від небажаних домішок.

Слід відзначити, що найближчим часом ферменти допоможуть людству захи­стити навколишнє середовище, зберегти природні ресурси, очистити стічні води підприємств харчової промисловості і тим самим збільшити термін життя людини.

Для раціонального і ефективного використання ферментних препаратів необ­хідно проводити їх іммобілізацію, тобто закріплювати на водонерозчинній основі або включати в напівпроникну мембрану за рахунок хімічних зв'язків. Це дозво­лить багаторазово використати високу активність ферментних препаратів і переве­сти технологічні процеси в харчовій промисловості на безперервні режими.