СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………...
Глава 1. Литературный обзор………………………………………….
Глава
2. Характеристика предприятия ГУП «Изумруд»……………..
2.1. Юридическая
справка спиртзавода «Изумруд»…………….
2.2. Оборудование
спиртзавода…………………………………..
2.3. Основные
финансовые показатели ГУП спиртзавода
«Изумруд»……………………………………………………..
2.4. Численность и
заработная плата работников цеха по
производству
спирта на спиртовом заводе «Изумруд»……
2.5. Ассортимент
выпускаемой продукции……………………...
Глава 3. Экспериментальная
часть…………………………………….
3.1. Методика
исследований……………………………………..
3.2. Результаты
исследований……………………………………
3.3. Экономическая
эффективность производства солода……..
Глава 4. Технология производства
солода……………………………
4.1. Очистка зерна…………………………………………………
4.2. Замачивание зерна……………………………………………
4.3. Проращивание зерна………………………………………….
4.4. Приготовление
солодового молока………………………….
4.5. Проращивание
солода в лабораторных условиях………….
Глава 5. Охрана природы………………………………………………
Выводы, рекомендации и предложения……………………………….
Список использованной литературы…………………………………..
|
..3
..6
.17
.17
.19
.21
.22
.23
.25
.25
.29
.33
.37
.37
.37
.39
.41
.42
.44
.49
.50
|
ВВЕДЕНИЕ
Технология спирта – это
наука о методах и процессах переработки различных видов сырья в этиловый спирт.
По
современной номенклатуре технология спирта относится к биотехнологии. Основные
процессы получения спирта – превращение крахмала в сахар и сахара в этиловый
спирт под действием биологических катализаторов (ферментов). Так как ферменты
для гидролиза крахмала до сахаров вырабатываются плесневыми грибами и
бактериями, а для превращения сахаров в спирт – дрожжами, технология спирта
неразрывно связана с технической микробиологией.
Этиловый спирт – основной
продукт – находит широкое применение. Пищевая промышленность – его главный
потребитель: спирт используют при изготовлении ликерно-водочных изделий,
плодово-ягодных вин, для крепления виноматериалов и купажирования виноградных
вин, в производстве уксуса, пищевых ароматизаторов и парфюмерно-косметических
изделий. В микробиологической и медицинской промышленности спирт необходим для
осаждения ферментных препаратов из культуральной жидкости или экстракта из
твердофазной культуры, для получения витаминов и других препаратов и лекарств,
как дезинфицирующее средство и как вещество, предотвращающее инфицирование и
порчу лечебных экстрактов. Небольшие количества спирта расходуются в химической,
машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности, а также в
ветеринарии и фармакопеи.
Таким образом,
спиртовая промышленность тесно связана, с одной стороны, со многими отраслями
народного хозяйства, для которых спирт служит сырьем, основным и
вспомогательным материалами, с другой – с сельским хозяйством. Получая от
сельского хозяйства растительное сырьё и извлекая из него и из мелассы наименее
ценную часть – углеводы, спиртовая промышленность возвращает ему белковые
витаминизированные корма. Она является единственной отраслью промышленности,
способной превращать дефектные зерна и картофель в доброкачественные продукты.
Спиртовая промышленность
представляет собой одну из крупных технически развитых отраслей. Широко освоены
непрерывные технологические процессы разваривания зерна картофеля, осахаривания
разваренной массы и ее вакуумное охлаждение, проточное сбраживание сусла.
Внедрено также непрерывное спиртовое брожение с рециркуляцией дрожжей и его
совмещением с полной заменой солода ферментными препаратами.
Технология спирта прошла
длинный путь развития, прежде чем достигла высокого современного
научно-технического уровня, в создании и совершенствовании ее участвовали
выдающиеся ученые и инженеры многих стран, в том числе и отечественные.
В производстве спирта
глубоко изучены ферменты солода и микроорганизмов, выяснены механизмы их
действия и роль при гидролизе крахмала исследованиями Д. Н. Климовского, В. И.
Родзевича, С. А. Коновалова, Б. А. Устинникова, В. Л. Яровенко. Под руководством
А. В. Фениксовой и С. П. Колоскова созданы способ и аппаратура поверхностного
культивирования, В. В. Вяткиным, В. Л. Яровенко – глубинного культивирования
плесневых грибов – продуцентов амилолитических ферментов.
Открытие в нашей стране в
1814 году К. С. Кирхгофом осахаривания крахмала солодом дало начало научным
основам гидролиза крахмала, то есть ферментативного катализа. А. И. Ходнев
позднее на этой основе развил теорию образования промежуточных соединений
между субстратом и катализатором и особого физического состояния катализатора.
В настоящее время
развитие спиртовой промышленности должно быть обусловлено рыночными условиями
заготовки сырья и сбыта получаемого спирта. Эти условия ориентируют спиртовые
заводы на приближение к местам производства зерна и картофеля, то есть к
фермерским и кооперативным сельским хозяйствам. В первую очередь обеспечить
спиртовые заводы сырьем, выращиваемым в регионе, необходимо решить вопросы использования
барды в животноводческих хозяйствах и обработки стоков.
Основными задачами
спиртовой промышленности являются: дальнейшее совершенствование технологии и
техники непрерывных процессов и полное освоение их всеми крупными и средними
заводами; замена 10 процентного солода культурами плесневых грибов;
автоматизация технологических процессов и комплексная механизация погрузочно-разгрузочных
работ; повышение выхода и значительное улучшение качества ректификованного
спирта и хлебопекарных дрожжей; увеличение выработки кормов обогащённых
белками, витаминами и другими биостимуляторами роста и продуктивности животных;
повышение экономической эффективности работы всех спиртовых заводов.
Дальнейшая замена солода
комплексными ферментными препаратами, все непрерывные процессы, в том числе
непрерывное культивирование микроорганизмов (дрожжей, бактерий и грибов),
мембранная ультрафильтрация, адсорбция и обратный осмос в обработке воды,
спирта, разных полупродуктов и других продуктов, остаются обоснованными
ориентирами в производстве качественного спирта из всех видов перерабатываемого
сырья.
ГЛАВА
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Долгое время в качестве
основного источника ферментов для гидролиза крахмала использовали зерновой
солод. Первые глубокие исследования по составу солодовых ферментов и научному
обоснованию применения смеси солодов из ячменя, проса и овса в качестве
осахаривающих средств провели специалисты ВНИИ спиртовой промышленности В.И.
Родзевич и С.П. Сташко под руководством профессора Д.Н. Климовского. Зерновой
солод гидролизовал крахмал до сбраживаемых углеводов, служил источником
азотистого питания дрожжей и частично деструктировал клеточные стенки и
белковые вещества сырья.
Однако при применении
солода из-за ограниченной возможности создания высокой концентрации ферментов
скорость осахаривания оставалась низкой, что затрудняло интенсификацию
брожения. В связи с этим важной задачей стала эффективная замена солода
ферментами микробного происхождения.
В ряде стран Европы были
предприняты попытки применения в спиртовом производстве некоторых видов
мукоровых грибов (например, Mucor
boulard) по способу амило. При этом развитие гриба проходило на жидкой среде из
кукурузной муки при продувании воздухом в течение суток. Размноженную культуру
гриба направляли в кукурузный затор, куда заливали и дрожжи. Развитие гриба и
брожение заканчивались за 3 – 3,5 суток. (Преснякова О.П., 2002).
Технология полуфабрикатов
спиртового производства представляет собой комплекс процессов получения солода
и культивирования микроорганизмов – продуцентов ферментов.
Для осахаривания крахмала
зерно-картофельного сырья применяется смесь ячменного, просяного и овсяного
солодов, причём сумма просяного и овсяного солодов должна быть не менее 30%.
Допускается применять смесь из двух солодов: ячменного и овсяного или
просяного. Ячменный солод можно заменять ржаным (или пшеничным) полностью или
частично, а просяной – солодом из чумизы. Запрещается использовать солод из
одной культуры при производстве спирта из зерна той же культуры (Смирнов В.А.,
1981).
Основное требование,
предъявляемое к солоду, - способность как можно быстрее и полнее осахаривать
крахмал, для чего он должен накопить три фермента: α-амилазу,
β-амилазу и декстриназу. В солоде, приготовленном из зерна различных
злаков, содержатся неодинаковые количества каждого из ферментов. Исходя из
этого, все злаки делят на 4 большие группы: ячменя, проса, овса и кукурузы.
Группа ячменя,
объединяющая ячмень, рожь и пшеницу, дает солод с высокой α- и
β-амилолитической и относительно низкой декстринолитической активностью.
Группа проса, включающая
его разновидности – могар, чумизу, гаолян, пайдзе и другие, дает солод с очень
слабой β-амилолитической, средней α-амилолитической и очень сильной
декстринолитической активностью.
Группа овса, в которую
входит только этот злак, занимает промежуточное положение между предыдущими
группами.
Группа кукурузы, также
состоящая только из одного злака, дает солод, совершенно не обладающий
β-амилолитической активностью, имеющий слабую α-амилолитическую, но
значительную декстринолитическую активность (Яровенко В.Л., 1999).
Основными видами
зернового сырья, перерабатываемого на спирт, являются рожь (Secale cereale L.),
ячмень (Hordeum sativum L.), овес (Avena sativa L.), пшеница (род Triticum),
кукуруза (Zea mays L.) и просо (Panicum miliaceum L.). Иногда в небольших количествах
на заводы поступают гречиха и рис. Зерно ценных хлебных (пшеницы) и крупяных
(риса, гречихи, проса) культур поступает часто лишь дефектное, не пригодное для
использования по прямому назначению (Устинников Б.А., 1981).
Так, в Республике
Северная Осетия – Алания для приготовления солода расходуется около 2,5 – 2,8%
кондиционного высококачественного зерна к количеству картофеля, или 7 – 9% к
количеству зерна.
На наших спиртовых
заводах издавна наряду с ячменным применяли овсяные и просяные солода, получившие
за рубежом название «русские солода». В настоящее время готовят смесь, как
правило, из трех солодов – ячменного, просяного и овсяного. При необходимости
ячменный солод заменяют ржаным (Маринченко В.А., 1981).
Ячмень – самый старый и
до сих пор основной вид солодовенного сырья, что объясняется его ценными
технологическими свойствами: плотные цветочные пленки предохраняют зерно от
слеживания во время соложения; относительно крупный размер зерна обеспечивает
скважистость.
Согласно ГОСТу 7510-55,
ячмень должен быть светло-желтого или желтого цвета с запахом, свойственным
нормальному зерну; иметь влажность не выше 15,5%; содержать сорных примесей не
более 2,0%. Всхожесть, то есть число зерен, проросших за весь период
солодоращения, должна быть не менее 92%; энергия прорастания 85%, натура - не
менее 565г/л.
Овес (7757-55) – белого
или желтого цвета, с чистым зерновым запахом; натура – не менее 420г/л.
Влажность должна быть не более 16,0%, зерновой примеси – не более 3,0%,
всхожесть – не менее 92%, энергия прорастания на третьи сутки – не менее 85%.
Солод, получающийся из
проса, характеризуется очень слабой β-амилазной, средней α-амилазной
и очень низкой декстринолитической активностью. Допустимая влажность зерна
(просо) – не выше 15,0%, сорность – не более 3,0%, всхожесть на пятые сутки –
не менее 92%, энергия прорастания на третьи сутки – не менее 85% (Климовский
Д.Н., 1967).
Технология солода
складывается из следующих основных процессов: замачивание и проращивание зерна;
сушка солода и удаление ростков. На отечественных спиртовых заводах для
осахаривания используют сырцовый – несушеный солод. Этот солод не может долго
храниться, поэтому на каждом спиртовом заводе его готовят в количествах,
необходимых для текущей работы.
В спиртовой промышленности
США, Германии и некоторых других стран применяют сухой ячменный солод,
вырабатываемый специализированными солодовенными заводами (Стабников В.Н.,
1976).
При солодоращении
теряется 16 – 18% крахмала и часть крахмала солода в процессе производства остается
и, следовательно, не сбраживается. Кроме того, с солодом вносятся в сусло
посторонние микроорганизмы, вследствие чего в большей или меньшей мере
протекают и другие виды брожения, отрицательно отражающиеся на выходе спирта.
Применение смеси солодов из различных злаков с целью более полного осахаривания
крахмала усложняет работу солодовни (Грачева И.М., 1980).
При проращивании зерна
происходит накопление достаточного количества активных ферментов
амилолитического комплекса для обеспечения возможно более полного осахаривания
крахмала. Поэтому спиртовый солод должен иметь активные α- и
β-амилазы и декстриназу.
Фермент α-амилаза
расщепляет крахмал до декстринов, β-амилаза – до мальтозы и предельных
декстринов, которые могут расщепляться до сахаров только декстриназой. В
зерновых культурах различных видов при проращивании эти ферменты образуются в
различных соотношениях, поэтому применяют смесь солодов из двух или трех
культур, с тем, чтобы солод содержал достаточное количество ферментов.
При проращивании солод
перемешивают и аэрируют, температуру поддерживают в первые двое суток 19 –
20˚С, а к концу проращивания снижают до 13 – 14˚С. Длительность
проращивания ячменя, овса и пшеницы – 10-12 суток, ржи – 7-8 суток. Конечная
влажность ячменного и овсяного солода 44-45%, ржаного и пшеничного – 40-41%.
Главные условия
нормального проращивания – определенные температура, влажность зерна,
достаточные аэрация и удаление диоксида углерода. Это достигается главным
образом продуванием кондиционированного воздуха и поливанием зерна водой. Во
избежание подсушивания зерна относительная влажность воздуха должна быть не
ниже 95%. При очень низкой температуре воздуха зерно переохлаждается и
неравномерно прорастает, поэтому температуру воздуха поддерживают на 4 –
5˚С ниже заданной по режиму проращивания.
Воздух продувают 2 – 3
раза в сутки, для чего открывают клапана на воздуховоде. Чтобы снизить
температуру до заданной, обычно достаточно 20 – 30-минутного продувания. Так
как нижние слои солода охлаждаются быстрее верхних, то температуру контролируют
в верхней трети слоя. Для равномерного охлаждения очень важно, чтобы зерно
лежало на сите ровным слоем, иначе воздух пойдет по пути наименьшего сопротивления.
При проращивании корешки
соседних зерен переплетаются, образуя сплошную войлокообразную массу, которую
невозможно транспортировать. Чтобы этого не произошло прорастающее зерно 2 – 3
раза в сутки перебрасывают вручную деревянными лопатами («перелопачивают») или
механическими ворошителями, причем зерно охлаждается и аэрируется. За 30 мин до
каждого перелопачивания или ворошения зерно поливают водой (4 – 5 дал на 1 т).
За 24 часа до конца солодоращения поливку прекращают.
Для лучшего растворения
крахмала осахариваемой массы и полного извлечения амилолитических ферментов из
солода его измельчают на дробилках.
Для осахаривания крахмала
в спиртовом производстве кроме солода используют ферментные препараты
микробного происхождения, которые готовят из жидкой культуры плесневых грибов,
концентрированных и сухих препаратов.
При замене солода
ферментными препаратами микробного происхождения в производстве спирта
снижается расход высококачественного зерна на получение солода и повышается
выход спирта (Тихомиров В.Г., 1998).
Важным показателем
зерна, предназначенного для приготовления солода, является всхожесть,
выражаемая количеством зерен в процентах, проросших на пятые сутки, и
увеличение ферментативной активности в конце солодоращения. При проращивании ячменя
амилолитическая активность должна возрастать не менее чем в 2,5 раза, при проращивании
проса декстринолитическая – в 3 – 5 раз.
Крахмал непроросших зерен
при технологических процессах плохо осахаривается, составляя прямые потери, при
брожении способствует развитию бактерий, вызывающих чрезмерное нарастание
кислотности, отрицательно отражающейся на активности амилаз.
Низкая прорастаемость
может быть вызвана неблагоприятными условиями вегетации, повреждением
насекомыми, самосогреванием даже в первой стадии, высокой температурной
подсушки и другими причинами.
Пониженная всхожесть
проса иногда объясняется тем, что в метелке нижние колоски поспевают раньше
верхушечных, особенно у сортов пониклого проса. Поэтому уборку надо проводить
при созревании колосков в середине метёлки, не дожидаясь зрелости верхушки,
иначе зерна нижней части метелки осыпятся. Недозрелые верхушечные зерна не прорастут.
Низкую всхожесть имеет и
свежеубранное зерно, в котором кажущаяся невсхожесть может быть обнаружена
простыми методами, например кипячением ячменя с водой в течение 30 минут
(прорастать не будут потемневшие зерна); по поведению зерен проса при бросании
на раскаленную сковородку (не прорастут зерна, обуглившиеся и только пошевелившиеся),
(Фукс А.А., 1951).
Биохимические изменения в
зерне при проращивании происходят следующим образом: ферменты синтезируются в
вегетативных частях растения – листьях и стеблях – и уже из них мигрируют в
созревающее зерно. По исследованиям А.Н. Баха и А.И. Опарина, активность
ферментов в зерне вначале увеличивается, достигает максимума в период молочной
спелости, снижается в период восковой спелости и, наконец в вполне созревшем
зерне еле проявляется.
При проращивании зерна активность
ферментов вновь увеличивается, достигая даже значительно большей величины, чем
в период молочной спелости.
Понижение активности
амилаз при созревании зерна объясняется связыванием их с белками. В таком
зимогенном состоянии амилазы нерастворимы и потому неактивны. Активность их
восстанавливается после воздействия протеаз, освобождающих амилазы из
зимогена.
В созревающем зерне
ячменя, ржи, пшеницы и овса присутствуют α- и β-амилазы, но в зрелом
зерне обнаруживаются лишь следы β-амилазы. Заметное содержание свободной
α-амилазы найдено в зерне ржи и овса. В пророщенном зерне всех этих
культур содержание β-амилазы не превышает таковое при действии папаина на
исходное зерно, то есть β-амилаза накапливается в солоде в результате
освобождения из зимогена. Полагают, что α-амилаза накапливается таким же
путем и частично синтезируется.
К концу проращивания в
зерне накапливаются довольно активные липаза и фосфатаза (фитаза,
нуклеотидаза). Активность последней тем выше, чем ниже температура солодоращения.
По данным А.Н. Баха и
А.И. Опарина, в зерне активность ферментов дыхания – оксидазы, пероксидазы и
каталазы – выше активности гидролитических ферментов. Проращивание повышает
активность обеих групп ферментов, но соотношение их активности резко изменяется
в обратную сторону и тем сильнее, чем ниже температура. Поэтому в процессе
солодоращения накапливается значительное количество гидролитических ферментов
при сравнительно небольших тратах крахмала на дыхание.
В дореволюционной России
готовили 16-суточный ячменный солод, в настоящее время в результате повышения
температуры проращивания продолжительность сокращена до 10 суток. Этим достигается
увеличение производительности солодовен в 1,6 раза при некотором проигрыше в тратах
сбраживаемых углеводов на дыхание. Как правило, при низких температурах
солодоращения получается солод с наибольшей амилолитической активностью при
минимальных тратах сбраживаемых углеводов.
В последние годы в
спиртовой промышленности для ускорения процесса солодоращения и повышения
ферментативной активности солода нашли применение биостимуляторы,
преимущественно, гиббереллин. Расход гиббереллина составляет для ячменя, ржи и
овса 600мг, для проса – 400 мг 100-процентного препарата на 1 т солодуемого
зерна (Богданов Ю.П., 1981).
В лабораторных условиях
солод получали из следующего крахмалсодержащего сырья, характеристика которого
приводится далее.
Ячменный солод. Сорт –
Добрыня 3.
Патентообладатель:
Краснодарский НИИСХ имени П.П.Лукьяненко.
Родословная: [Циклон х
200 (1 х Джефферсон)] х [Метеор х 52 М1 (Фагельзангер гольд х НЭМ)].
Включен в Госреестр по
Северо-Кавказскому (6) региону.
Рекомендован для
возделывания в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области.
Разновидность параллелум.
Куст промежуточный. Влагалища нижних листьев без опушения. Восковой налет на
влагалище слабый. Антоциановая окраска ушек флагового листа очень слабая.
Растение среднерослое. Колос полупрямостоячий, цилиндрический, плотный, со
слабым восковым налетом. Ости зазубренные, с сильной антоциановой окраской
кончиков. Зигзагообразность расположения сегментов слабая. Зерновка полуудлиненная,
средней крупности, с неопушённой брюшной бороздкой и фронтальной лодикулой.
Масса 1000 зерен 37 – 43 г.
Средней урожайности 45,6
ц/га.
Среднеспелый,
вегетационный период 215 – 250 дней
Устойчивость к полеганию
высокая. Зимостойкость на уровне стандарта.
Зернофуражный. Содержание
белка 9,1 – 13,9%.
Сильновосприимчив к
пыльной головне, восприимчив к мучнистой росе, септориозу (Характристика…,
2001).
Кукурузный солод. Сорт –
Краснодарский 5.
Происхождение. Двойной
межлинейный гибрид Краснодарского научно-исследовательского института сельского
хозяйства. Материнская форма – простой гибрид Краснодарский 3 (линия В 155 х
линия Ж 23), отцовская форма – простой гибрид Казбек (линия WF9 х
линия Н4).
Зерно – желтое,
зубовидное, удлинённое. Вес 1000 зерен 220-300 г.
Початок крупный, весом
220 – 280 г, длиной 20 – 24 см, диаметр в средней части 50 – 55 мм. Рядов зерен на початке чаще 18 – 20. Цветочные чешуи на стержне початка красные. Выход зерна
при обмолоте початков очень высокий – до 85%.
Растение высокорослое
(220 – 280 см), некустящееся; листьев на стебле чаще 20 – 21; початки
расположены на высоте 80 – 100 см. Устойчивость к полеганию высокая.
Вегетационный период.
Гибрид сравнительно позднеспелый, вызревает только в самых теплых районах
Северного Кавказа, Закавказья и в Средней Азии.
Поражаемость болезнями.
Устойчивость к поражению пузырчатой головнёй очень высокая.
Урожайность. Гибрид
высокоурожайный в условиях теплого и длинного вегетационного периода и при
хорошем увлажнении. Районирован в Грузинской, Азербайджанской, Киргизской и
Туркменской ССР для посевов преимущественно при орошении. (Калинин М.С.,1961).
Пшеничный солод. Сорт –
Донская-Юбилейная.
Патентообладатель:
Краснодарский НИИСХ имени П.П.Лукьяненко, и Северо-Кубанский филиал
Краснодарского НИИСХ. Разновидность лютесценс.
Зерно крупное,
удлиненное, темно-красное.
Масса 1000 зерен 42 – 44 г. Средняя урожайность в регионе составила 37,9 ц/га на уровне среднего стандарта.
Среднеранний,
вегетационный период 234 – 268 дней. Зимостойкость низкая. Высота растений 60 –
78 см. Устойчивость к полеганию на уровне стандарта. Средневосприимчив к
твёрдой и пыльной головне. (Характеристика…, 2001).
Целью данной работы
являлось, получение солода, его технологическая оценка при производстве спирта.
Для этого были поставлены следующие задачи:
- определить химический
состав растительного сырья до и после замачивания;
- дать технологическую
оценку полученного солода по определению амилолитической и декстринолитической
активности;
- провести расчет
экономической эффективности производства солода.
ГЛАВА II.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ
ГУП С/З «ИЗУМРУД»
2.1. Юридическая справка спиртзавода
Государственное унитарное
предприятие Спиртовый завод «Изумруд» расположено по адресу: Республика
Северная Осетия-Алания, город Владикавказ, переулок Керамический, 4.
Государственное унитарное
предприятие Спиртовой завод «Изумруд» Комитета пищевой и перерабатывающей
промышленности Республики Северная Осетия-Алания образовано на основании Постановления
Правительства РСО-Алания № 100 от 25 мая 1998 года «О мерах по выполнению Указа
Президента РСО-Алания от 15 мая 1998 года № 77 «О комитете винно-водочной,
спиртовой и пивоваренной промышленности РСО-Алания» и № 138 от 8 июня 1998
года.
Предприятие имеет право
осуществлять свою деятельность на территории Республики Северная
Осетия-Алания, Российской Федерации, других государствах ближнего и дальнего
зарубежья в порядке, установленном законодательством РФ и законодательством
других государств, международными соглашениями.
Предприятие является
юридическим лицом и имеет:
-
самостоятельный
баланс;
-
расчетный,
валютный и иные счета в учреждениях банков;
-
печать с
изображением Государственного Герба РФ (или РСО-Алания);
-
фирменное
наименование;
-
зарегистрированный
фирменный знак;
-
штаты и бланки
со своим наименованием, а также другие реквизиты, необходимые для
осуществления его деятельности.
Предприятие
имеет Уставной фонд 15201000 (пятнадцать миллионов двести одна тысяча) рублей,
формируемый собственником имущества (уполномоченным органом), за счет
передаваемых предприятию фондов и оборотных средств.
Спиртовый завод «Изумруд»
является специализированным государственным предприятием в сфере производства и
оборота этилового спирта и алкогольной продукции.
Государственное Унитарное
Предприятие «Изумруд» имеет филиал в г. Москве. Наименование филиала –
Московский филиал Государственного унитарного предприятия спиртзавода
«Изумруд». Место нахождения его: 115201, город Москва, 2-й Котляковский проезд,
дом №1. Филиал осуществляет свою деятельность руководствуясь действующим
законодательством, Уставом Предприятия, Положением о Филиале, утвержденным
директором предприятия, решениями и приказами директора предприятия.
На
ГУП «Изумруд» имеется акцизный склад, и вся алкогольная продукция отправляется
в города, где имеются акцизные склады. Это Москва, Красноярск, Краснодар,
Пермь, Вологда, Саратов и другие города России.
Предприятие
образовано с целью:
-
обеспечения
государственной монополии в сфере производства и оборота этилового спирта,
алкогольной продукции;
-
упорядочения
поступления налогов и других обязательных платежей в бюджет;
-
удовлетворения
общественных потребностей и промышленных предприятий в его продукции;
-
расширения
производства и реализации на основе полученного дохода;
-
удовлетворения
социальных и экономических потребностей работников предприятия.
2.2. Оборудование спиртзавода
Спиртзавод
«Изумруд» оснащен всем необходимым технологическим и энергетическим оборудованием
(см. табл. 1).
Таблица 1.
Состав технологического оборудования завода
|
№
|
Технологическое оборудование
|
Кол-во
|
|
1
|
Контрольные весы
|
2
|
|
2
|
Сепаратор зерна
|
1
|
|
3
|
Сепаратор электромагнитный
|
1
|
|
4
|
Весы
|
1
|
|
5
|
Бункер
|
2
|
|
6
|
Дробилка зерна (молотковая)
|
2
|
|
7
|
Смеситель-предразварник
|
1
|
|
8
|
Насос замеса
|
2
|
|
9
|
Контактная головка вторичного пара
|
1
|
|
10
|
Буферная емкость
|
1
|
|
11
|
Плунжерный насос
|
2
|
|
12
|
Трубчатый разварник
|
1
|
|
13
|
Варочная колонна 1-й ступени
|
1
|
|
14
|
Паросепаратор
|
1
|
|
15
|
Варочная колонна 2-й ступени
|
2
|
|
16
|
Вакуум-испаритель 1-й ступени
|
1
|
|
17
|
Осахариватель
|
1
|
Продолжение таблицы 1.
|
№
|
Технологическое оборудование
|
Кол-во
|
|
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
|
Барометрический конденсатор
Барометрический сборник
Сусловый насос
Расходный сборник
Вакуум-насос
Мембранный клапан
Бродильный чан
Теплообменник
Маточник
Дрожжанка
Сборник серной кислоты
Бражной насос
Передаточный чан
Замочный чан
Ковшовый ворошитель
Промывная камера кондиционерная
Насос центробежный
Сборник солода с мешалкой
Сито
Дробилка солода
Чан солодового молока
Дозатор серной кислоты
Спиртоловушка
Сборник спиртово-водной жидкости
Пневматическая солодовня
Гидротранспортер
Вентилятор
Компрессор
Мойка бродильных чанов
|
1
1
1
2
1
2
14
3
1
5
1
4
1
3
3
1
3
1
1
2
2
2
1
1
2
1
1
1
14
|
|
|
2.3. Основные
финансовые показатели ГУП
спиртзавода «Изумруд»
Государственное унитарное
предприятие Спиртзавод «Изумруд» - является государственным предприятием и
занимается производством спирта и алкогольной продукции (водка, ликеро-водочные
изделия, вино). Согласно квоты установлено производство спирта 310 тыс. дал.
Фактически произведено 209,1 тыс. дал., то есть, выполнено на 67,5%, кроме
этого произведено эфиров 2,3 тыс. дал. Учетной политикой на 2001 год установлено:
выручка от реализации определяется по отгрузке, списывание материальных
ценностей производится по фактически полученным ценам от поставщиков. С
01.01.2002 года – переход на новый план счетов.
По итогам работы за 2001
год допущено убытков: от основной деятельности 3959631 рубль, от ликвидации
основных средств 49546 рублей и от списания материальных ценностей, пришедших в
негодность 11214 рублей и убытки по таре 22696 рублей.
Платежи в бюджет по
налогу на имущество составили 69213 рублей.
Штрафы по экологии
составили 34021 рубль, проценты по отсрочке реструктуризации 198 тыс. рублей.
Всего убытки составили
4345321 рубль.
Убытки образовались за
счет невыполнения плана по производству и реализации спирта на 32,5%. На невыполнение
плана повлияло отсутствие покупательского спроса.
За 2001 год уплачено
налогов в бюджет:
-
налог с продаж -
32862 рубля
-
НДС - 9418471
рубль
-
Акциз - 30225291
рубль
-
Внебюджетные –
857366 рублей
-
Прочие платежи в
бюджет – 335987 рублей
Дебиторская задолженность
на 01.01.2002 год составила 11664629 рублей, задолженность, за исключением
суммы ЗАО «Луч» – 1254952 рубля - реальная. По ЗАО «Луч» вопрос решается в
арбитражном суде.
Кредиторская
задолженность на 01.01.2002 год составила 15773143 рубля – реальная, подлежит
перечислению.
2.4. Численность и заработная плата работников
цеха по
производству спирта на спиртовом заводе
«Изумруд» (табл. 2)
Таблица 2.
Заработная плата работников спиртового цеха
|
Наименование должностей
|
Кол.
ед.
|
Тар.
раз.
|
Мес. должностной оклад
|
Час тар.
ставки
|
Мес. фонд заработной платы
|
Начальник цеха
|
1
|
|
2295
|
|
2295
|
|
Заместитель начальника цеха
|
1
|
|
1964
|
|
1964
|
|
Главный технолог
|
1
|
|
2295
|
|
2295
|
|
Мастер сменный
|
4
|
|
1895
|
|
7580
|
|
Мастер по приему и отпуску спирта
|
1
|
|
1895
|
|
1895
|
|
Заведующий спиртохранилища
|
1
|
|
1995
|
|
1995
|
|
Старший мастер приема и хранения зерна
|
1
|
|
1920
|
|
1920
|
.
Продолжение
таблицы 2.
|
Наименование должностей
|
Кол.
ед.
|
Тар.
раз.
|
Мес. должностной оклад
|
Час тар.
ставки
|
Мес. фонд заработной платы
|
|
Мастер зернохранилища
|
2
|
|
1760
|
|
3520
|
|
Подработчик зерна
|
4
|
5
|
|
7-23
|
5088
|
|
Мельник-дробильщик зерна
|
8
|
5
|
|
7-23
|
10176
|
|
Дробильщик солода
|
8
|
5
|
|
7-23
|
10176
|
|
Солодовщик сменный
|
12
|
5
|
|
7-23
|
15264
|
|
Солодовщик дневной
|
2
|
5
|
|
7-23
|
2544
|
|
Оператор приготовления питательной среды
|
8
|
5
|
|
7-23
|
10176
|
|
Варщик
|
8
|
5
|
|
7-23
|
10176
|
|
Оператор приготовления
чистой культуры дрожжей
|
8
|
5
|
|
7-23
|
10176
|
|
Оператор процесса брожения
|
10
|
5
|
|
7-23
|
12720
|
|
Аппаратчик брагоректификационной установки
|
4
|
5
|
|
7-23
|
5088
|
|
Ученик аппарата БРУ
|
6
|
50%
|
|
3-62
|
3822
|
2.5. Ассортимент выпускаемой продукции
Ассортимент выпускаемой
заводом продукции следующий:
-
Водка – «Вершина»
(0,5 л), «Московская» (0,5 л), «Русская» (0,5 л), «Столичная» (0,5 л; 0,28 л), «Пшеничная» (0,48 л), «Посольская» (0,48 л), «Изумруд» (0,48 л);
-
Вина – «Изумруд»,
«Ркацители», Портвейн «777» (0,7л, 18% об.), Портвейн «92» (0,7 л, 18% об.), Портвейн «72» (0,7 л, 18% об.), Портвейн «33» (0,7 л, 18% об.), Портвейн «15» (0,7 л, 18% об.), Портвейн «13» (0,7 л, 18% об.);
-
Настойка
«Горькая» (0,25 л, 30% об.);
-
Спирты –
«Люкс», «Экстра», высшей очистки.
Для достижения своих
целей Предприятие решает в ходе своей деятельности следующие задачи:
- эффективное
использование предоставляемых средств и фондов;
-
кооперация с
государственными и негосударственными предприятиями смешанных профилей на
территории республики и за ее пределами;
-
формирование
стабильных рынков сбыта спирта и алкогольной продукции путем внедрения
прогрессивных форм расчетов и других рыночных механизмов.
ГЛАВА 3.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1.
Методика проведения исследований
Исследования по
технологической оценке различных сортов солода проводились в лаборатории
технологического контроля кафедры «Технология хранения и переработки
растениеводческой продукции» и лаборатории Научно-исследовательского
института «Агроэкология» Горского Государственного Аграрного университета.
Объектом для исследования служили образцы солода следующих сортов: ячменный –
Добрыня 3; пшеничный – Донская-Юбилейная; кукурузный – Краснодарский 5, взятые
со спиртзавода «Изумруд». Характеристики сортов изучаемых культур приводились
ранее в литературном обзоре.
В исследованиях использовались
методики определения зоотехнического анализа кормов (Петухова Е.А.,
Бессарабова Р.Ф., Халенева Л.Д., Антонова О.А., 1989).
В изучаемых образцах
определялись следующие количественные показатели по содержанию: общего азота,
протеина (по Кьельдалю); крахмала (поляриметрическим методом по Эверсу);
сахаров (цианидным методом по Сабурову Н.В. и Копериной Л.В.); амилолитическую
и декстринолитическую способность солода (по инструкции завода).
Определение амилолитической
способности солода визуальным методом.
По визуальному методу амилолитическая способность
(АС – 1 показывает количество граммов солода, которое способен осахарить один
грамм крахмала за 1 час и выражается в условных малых единицах). Одна малая
единица АС обозначает, что 1 г солода в течение 1 часа осахарил 1 г крахмала.
Приготовление солодовой вытяжки.
10 г измельченного испытуемого солода
смывают дистиллированной водой в мерную колбу, на 100 мл приливают 10 мл
буферного фосфатного раствора с ph 4,7 – 4,9, доливают дистиллированной водой до метки, перемешивают и
выдерживают 30 минут в водяной бане при 30оС периодически
перемешивая. Полученную вытяжку отфильтровывают через бумажный фильтр.
Приготовление крахмального раствора.
1 г растворимого крахмала растирают равномерно
с небольшим количеством дистиллированной воды в кашицу и смывают в мерную колбу
на 100 мл. Колбу нагревают в кипящей водяной бане или на электроплите,
постоянно перемешивая до полного растворения крахмала. Затем охлаждают,
приливают 10 мл буферного раствора, доводят дистиллированной водой до метки и
перемешивают.
Ход определения. 25 мл
1%-ного крахмального раствора смешивают в мерной колбе на 50 мл с 23 мл
дистиллированной воды и 2 мл солодовой вытяжки и ставят в водяную баню при 30оС.
Через каждую минуту отбирают на белую фарфоровую пластинку каплю жидкости,
которую смешивают с каплей раствора йода.
Отмечают время, при
котором йод перестанет изменять окраску на границе соприкосновения обеих
капель. Оно должно быть в пределах 10 – 20 минут. Если время осахаривания будет
меньше 10 минут – определение нужно повторить, уменьшив вдвое количество
добавляемой солодовой вытяжки. Наоборот, если время осахаривания дольше 20
минут, то количество солодовой вытяжки соответственно надо увеличить.
Предельное увеличение
объема солодовой вытяжки 25 мл, в этом случае дистиллированная вода не
добавляется.
Величину амилолитической
способности в условных единицах вычисляют по формуле:
0,25 х 60
АС
= , где
а х b
0,25 – количество
крахмала (в г.) в 25 мл раствора;
60 – пересчет на единицу
времени – 1 час;
а – количество солода (в
г.), соответствующее прибавленному количеству солодовой вытяжки;
b – время (в мин.), за которое
произошло полное осахаривание по йоду.
Определение
декстринолитической способности.
Декстринолитическая
способность (ДС) – количество мальтозы в мг, которое образуется из
фосфодекстринов при действии 1 г солода в течение 1 часа при 30°С,
и выражается в условных малых единицах. Одна малая единица ДС обозначает, что 1 г солода в течение 1 часа превратил в мальтозу 1 мг фосфодекстринов.
Для определения
употребляют ту же солодовую вытяжку, что и в предыдущем случае, но осахаривают
не крахмальный, а фосфодекстринный раствор, который приготовляют следующим
образом: 1 г фосфодекстринов растворяют в 60 мл воды, нагревая до 40 – 50°С
(можно и до кипения), затем охлаждают, прибавляют 10 мл буферного раствора,
доводят водой до 100 мл, перемешивают и фильтруют.
В мерную колбу на 50 мл
отмеряют пипеткой 25 мл полученного раствора и прибавляют одинаковое для всех
солодов количество солодовой вытяжки – 5 мл, доводят объем дистиллированной
водой до метки, тщательно перемешивают и тотчас определяют содержание мальтозы
по Бертрану.
После отбора на
первоначальное содержание мальтозы колбочку со смесью фосфодекстринов и
солодовой вытяжкой выдерживают в водяной бане при 30оС 2 часа.
Затем раствор быстро охлаждают и в нем определяют содержание мальтозы по
Бертрану.
Определение мальтозы по методу
Бертрана
В коническую колбу на 100
или 150 мл наливают по 10 мл 1 и П растворов фелинка и 10 мл испытуемого
раствора и смесь перемешивают, затем нагревают 3 – 4 минуты на электроплитке
или спиртовке до кипения, кипятят ровно 3 минуты. Колбочку быстро снимают с
огня и в течение 1 – 2 минут дают осадку осесть и фильтруют в горячем состоянии
через фильтр Шотта под вакуумом. При фильтровании жидкость с осадка декантируют
осторожно, осадок промывают горячей водой до исчезновения щелочной реакции.
После промывания осадка
колбу для отсасывания заменяют другой или, вылив жидкость, тщательно несколько
раз ополаскивают дистиллированной водой. Промытый осадок растворяют в колбочке
20 мл раствора железоаммиачного квасца. Полученную синевато-зеленую жидкость сливают
на приемный фильтр для растворения попавших на него частичек закиси меди. Для
лучшего растворения вакуум выключают и осадок ворошат палочкой. По окончанию
растворения раствор отсасывают в чистую колбу, а коническую колбочку и фильтр
промывают горячей дистиллированной водой до исчезновения щелочной реакции.
Затем жидкость в колбе титруют раствором перманганата – 5г.л. до появления
розовой окраски. 1 мл раствора перманганата данной концентрации соответствует
10 мг меди.
Формула для метода Бертрана
следующая:
А – а) х 50 х 1 х 1
= ДC мг / г час, малых единиц
10 х С х В
Так как по принятой
методике С = 0,5 г., В = 2 часа, то после сокращения формула принимает вид:
(А – а) х 50 х 1 х 1
10 х 0,5 х 2
(А
– а) х 5 = ДС,
где А – количество
мальтозы (в мг) через 2 часа в 10 мл смеси;
а – количество
мальтозы (в мг) в 10 мл исходной смеси;
С – количество для
осахаривания солода, соответствующее количеству вытяжки, прибавленной для
осахаривания фосфодекстринов;
В –
продолжительность действия солода на декстрины, в часах
3.2. Результаты исследований
Главным показателем,
определяющим качество солода (ячменный, пшеничный, кукурузный) является
крахмал, а также сахара, белки, амилолитическая и декстринолитическая
способность, его.
Несмотря на то, что
солодоращение протекает при сравнительно низких температурах, сильно
отличающихся от оптимальных условий для действия ферментов, за время
проращивания зерна происходят изменения его химического состава.
Наибольшее преобразование
претерпевает крахмал – основной резервный углевод зерна. Как показано в
таблицах 3,4,5 наибольшее количество крахмала содержится в зерне кукурузы и ее
солоде, среднее – в зерне пшеницы и ее солоде и наименьшее – в зерне ячменя и
его солоде.
Содержание крахмала в
солоде меньше, чем в зерне. Это объясняется тем, что в процессе прорастания
зерна крахмал подвергается преобразованию. Приблизительно 20% от всего его
количества гидролизуется: из них 8 – 9% расходуется на дыхание, 3 – 4% - на
строение стебля и корней и 8-10% остается в виде сахара, придающего солоду
сладкий вкус (Яровенко В.Л., 1999).
Белковые вещества
подвергаются незначительным изменениям (таблицы 3,4,5). Содержание белка в
зерне пшеницы и ее солоде – наибольшее, среднее – в зерне ячменя и его солоде и
наименьшее – в зерне кукурузы и ее солоде. При солодоращении изменяется
состав белковых веществ: сильному гидролизу подвергается гордеин, несколько
меньшему – глютелин, количество альбулина и глобулина почти не изменяется.
Одновременно в 4 – 5 раз увеличивается содержание аминокислот.
Содержание редуцирующих
сахаров изменяется также незначительно, так как наибольшее количество сахаров,
наоборот, накапливается в процессе солодоращения и лишь некоторое их количество
подвергается гидролизу.
Таблица 3.
Показатели
химического состава зерна ячменя и его солода, %
Показатели
|
Зерно
|
Солод
|
|
Крахмал
|
51,32
|
46,06
|
|
Белки
|
15,25
|
14,69
|
|
Редуцирующие сахара
|
0,98
|
0,52
|
Таблица 4.
Показатели химического
состава зерна пшеницы и ее солода, %
Показатели
|
Зерно
|
Солод
|
|
Крахмал
|
58,26
|
53,74
|
|
Белки
|
16,02
|
15,74
|
|
Редуцирующие сахара
|
1,24
|
0,59
|
Таблица 5.
Показатели химического
состава зерна кукурузы и ее солода, %
Показатели
|
Зерно
|
Солод
|
|
Крахмал
|
60,82
|
55,02
|
|
Белки
|
8,75
|
7,62
|
|
Редуцирующие сахара
|
1,50
|
0,61
|
Главным показателем,
определяющим качество солода (ячменный, пшеничный, кукурузный) является также
его амилолитическая и декстринолитическая активность. Активность солода
определяют по наличию в нем амилолитических и декстринолитических ферментов,
расщепляющих до сбраживаемых солодов.
По методике спиртового
завода «Изумруд» ячменный солод считается отличным, если АС – выше 6, ДС –
выше 35; хорошим – АС – 4-6, ДС – 25-35 и удовлетворительным при АС – 3-4, ДС –
5-25. Пшеничный и кукурузный солод на предприятии не используют.
В результате же наших
исследований, были получены показатели солода (ячменного, пшеничного),
оценивающиеся как отличные (таблица 6), за исключением кукурузного солода,
который имеет слабую амилолитическую, но значительную декстринолитическую
активность. Для восполнения амилолитической способности кукурузного солода его
рекомендуется смешивать с солодом других культур.
Таблица 6.
Показатели технологической
оценки качества солода по
амилолитической
и декстринолитической способности
|
Солод
|
АС, ед
|
ДС,
ед
|
|
Ячменный
|
8
|
39
|
|
Пшеничный
|
7
|
36
|
|
Кукурузный
|
2
|
29
|
Потери сбраживаемых углеводов при
солодоращении.
Потери сбраживаемых
углеводов слагаются из затрат на дыхание и синтез новых вегетативных органов. С
производственной точки зрения дыхание зерна в процессе его прорастания
представляет двоякий интерес. С одной стороны, на него затрачивается сахар
(крахмал), с другой – выделяются диоксид углерода и теплота, которые для
создания нормальных условий необходимо удалить.
Количество образующегося
диоксида углерода может быть определено из балансового химического уравнения
дыхания, а количество освобождающейся теплоты – из того же уравнения с учетом
преобразования части ее в химическую энергию АТФ. По исследованиям И.Я.
Веселова количество выделяющейся теплоты пропорционально убыли сухого вещества
зерна, которое в среднем за сутки роста составляет 1%. Теплотворная
способность сухого вещества равна 17,9 х 103 кДж/кг.
Суммарные потери
сбраживаемых углеводов (%) могут быть определены по следующей формуле:
П = (1 – С х КС /З
х КЗ ) х 100,
где С и З – масса солода
и зерна, т
Кс и К
з - крахмалистость солода и зерна, доли единицы
Так, суммарные потери
сбраживаемых углеводов при ячменном солодоращении составляют:
П = (1 – 1 х 0,46/1 х
0,51) х 100 = 10%;
при пшеничном
солодоращении:
П = (1 – 1 х 0,53/1 х
0,58) х 100 = 9%;
и при кукурузном
солодоращении:
П = (1 – 1 х 0,55/1 х
0,60) х 100 = 9%
Согласно технологической
инструкции по производству спирта потери сбраживаемых углеводов не должны
превышать 16% от содержания их в исходном зерне. В результате наших расчетов
потери сбраживаемых углеводов в исследуемых нами образцах солода не превышают
10%, а значит, они пригодны для применения в спиртопроизводстве.
3.3. Экономическая
эффективность производства солода
Эффективность
производства – сложная экономическая категория. В ней отражается действие
объективных экономических законов и показывается одна из важнейших сторон
общественного производства – результативность. Она является формой выражения
цели производства.
Экономическая
эффективность показывает конечный полезный эффект от применения средств
производства и живого труда, отдачу совокупных вложений. Большой экономический
эффект дает рациональное использование основных производственных фондов.
Основными показателями,
характеризующими экономическую эффективность планируемых к внедрению
мероприятий, являются: суммарные и удельные (на единицу мощности) капительные
затраты, срок окупаемости, коэффициент экономической эффективности, общая
дополнительная прибыль (сумма от снижения себестоимости и роста объема выпускаемой
продукции), рост производительности труда, экономия материальных затрат,
народнохозяйственный экономический эффект.
Рентабельность –
важнейшая экономическая категория, которая присуща всем предприятиям,
работающим на основе хозяйственного расчета. Она означает доходность,
прибыльность предприятия. Рентабельность – один из показателей, характеризующих
экономическую эффективность производства. В нем отражаются результаты затрат не
только живого, но и прошлого труда, качество реализуемой продукции, уровень
организации производства и его управления.
Уровень рентабельности
показывает эффективность производства с точки зрения получения прибыли на
единицу материальных и трудовых затрат по производству и реализации продукции.
При определении уровня
рентабельности отношением прибыли к производственным затратам выявляется
эффективность потребления средств производства.
Сумма всех затрат,
связанных с производством и реализацией продукции, называется себестоимостью.
Себестоимость – один из
важнейших экономических показателей, характеризующих производственную деятельность
предприятия.
Завершающей стадией
производственно-хозяйственной деятельности предприятия является реализация
производственной продукции, в результате которой на расчетный счет предприятия
поступают денежные средства, называемые выручкой. Если затраты завода на
производство и реализацию продукции меньше выручки от ее реализации, то у
предприятия образуется прибыль.
Основным
технико-экономическим показателем спиртового завода является практический
выход спирта, исчисляемый из 1 т условного крахмала сырья. По этому показателю
судят о качестве работы спиртового завода, определяют степень использования
сырья.
В качестве осахаривающих материалов
мы применяли ячменный, пшеничный и кукурузный солод. Норма расхода зерна на
приготовление солода из ячменя, пшеницы и кукурузы составляет 14,9%.
1).
Так, расход условного крахмала ячменя на 100 дал спирта составит:
1000 х 100
= 1569,8 т,
63,7
где
63,7 – нормальный выход из 1 т условного крахмала ячменя при непрерывной схеме
производства, дал.
На
осахаривание крахмала будет израсходовано солодового зерна:
1569,8 х 14,9
= 233,9 кг,
100
где
14,9 – норма расхода солода по исходному сырью к массе переработанного
крахмала, %.
2).
Расход условного крахмала пшеницы на 100 дел спирта составил:
1000 х 100
= 1545,5 т,
64,7
где
64,7 – нормальный выход из 1 т условного крахмала пшеницы непрерывной схеме
производства, дал.
На осахаривание крахмала
будет израсходовано зерна:
1545,5 х 14,9
= 230,27 кг,
100
3).
Расход условного крахмала на 100 дал спирта составил:
1000 х 100
= 1538,46 т,
65,0
где
65,0 – нормальный выход из 1 т условного крахмала кукурузы при непрерывной
схеме производства, дал.
На
осахаривание крахмала будет израсходовано солодового зерна:
1538,46 х 14,9
= 229,2 кг,
100
После
определения количества сырья рассчитывается стоимость зерновой культуры. Так, стоимость
солода 1 кг – 12 рублей, тогда стоимость ячменного солода составит:
233,9 х 12 = 2806,8 рублей;
пшеничного
солода – 230,27 х 12 = 2763,24 рубля;
кукурузного
солода – 229,2 х 12 = 2750,4 рубля.
Таблица 7.
Показатели затрат солода для производства спирта
|
Показатели
|
Ячмень
|
Пшеница
|
Кукуруза
|
|
1). Норма выхода спирта, дал.
2). Количество израсходованного
солодового зерна, кг
3). Стоимость сырья
4). Стоимость количества сырья,
руб.
|
63,7
233,9
12
2806,8
|
64,7
230,27
12
2763,24
|
65,0
229,2
12
2750,4
|
Если
судить о затратах солода для производства спирта, то как видно из таблицы 5,
наименьшие затраты образуются при использовании кукурузного солода и он, таким
образом, считается наиболее эффективным для использования, но это только на
первый взгляд. Если же учитывать предыдущие результаты его исследования, то
следует, что кукурузный солод обладает слабыми свойствами в качестве солода, а
значит, неэффективен для использования.
Таким
образом, наиболее эффективно применение ячменного и пшеничного солода, так как
он соответствует требованиям к качеству, а также затраты на него не намного превышают
затраты на кукурузный солод.
ГЛАВА IV.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СОЛОДА
Технология солода
складывается из следующих основных процессов: очистки зерна, замачивания,
проращивания.
Основное требование,
предъявляемое к солоду, - способность, как можно быстрее и полнее осахаривать
крахмал, для чего он должен накопить три фермента: α-амилазу и
β-амилазу и декстриназу.
На спиртзаводе «Изумруд»
в качестве сырья для солода используют такие злаки, как ячмень и просо.
4.1. Очистка зерна
Ячмень, используемый для
приготовления солода, очищают от металлических и сорных примесей на
воздушно-ситовом сепараторе.
Просо, предназначенное
для солодоращения, пропускают, только через зерновой и магнитный сепараторы.
В очищенном солодовом зерне количество сухих примесей не должно быть выше
0,5%.
4.2. Замачивание зерна
Основная цель замачивания –
увлажнить зерно; дополнительная – отмыть от остатков пыли, удалить легкие
зерновые и незерновые примеси и подавить микроорганизмы. Замачивание ведут
воздушно-водяным способом, чередуя насыщение зерна водой и аэрацию.
По воздушно-водяному
способу замачивание ведут в открытых стальных чанах цилиндрической формы с
коническим днищем. Для предохранения от коррозии снаружи и изнутри чаны
покрывают битумным асфальтовым лаком. Угол образующей конуса около 450
обеспечивает выгрузку зерна из чана самотеком.
Товарное зерно загружают в
чан сверху, замоченное зерно выгружают снизу через коробку, в которой на одном
штоке расположены решетка, удерживающая зерно при спуске воды, и конический
клапан, закрывающий штуцер для выпуска замоченного зерна. К коробке подведены
две трубы – для подачи свежей и удаления замочной воды. В центре чана
установлена циркуляционная труба для перемещения зерна и воды, работающая по
принципу эрлифта; в нижний конец ее подается сжатый воздух по трубкам; на
верхнем конце укреплено сегнерово колесо или конусообразный отражатель.
Внутри чана имеется
несколько кольцевых барботеров для подачи воздуха во время замачивания зерна.
Грязная вода и легкие примеси («сплав») через верхний вырез цилиндрической
части чана переливаются в «карман» с решеткой. Грязная вода проходит решетку
и сбрасывается в канализацию, а сплав задерживается, собирается и реализуется
как корм.
В чанах замачивается
ячмень и просо (45% проса: 55% ячменя). Замочный чан наполняют водой на 1/2-2/3
объема, при продолжающемся поступлении воды в него равномерно и непрерывно
засыпают очищенное, отсортированное и взвешенное зерно. Для лучшего смачивания
зерна, отделения пыли и сплава (шелухи, мякины, пустых и щуплых зерен)
водно-зерновую смесь одновременно перемешивают воздухом через барботеры. Набор
воды прекращают, когда она покроет зерно слоем 10 – 15 см и 15 см до кромки чана останутся свободными.
После загрузки чана
зерно оставляют под водой на некоторое время, снимают сплав, проводят
циркуляцию в течение 15 минут и затем промывают, вытесняя грязную воду снизу
вверх до тех пор, пока сливающаяся в карман вода не будет прозрачной. Во время
промывки в барботеры подают немного воздуха, чтобы поднять зерно. По истечении
определённого времени через нижний штуцер спускают воду в канализацию, оставляя
зерно на несколько часов без воды; для удаления углекислого газа задвижку на
канализационном трубопроводе в этот период держат открытой или отсасывают
углекислый газ вентилятором.
В дальнейшем зерно
выдерживают поочередно с водой 4 часа и без воды 4 часа. Во вторую воду с
целью подавления микроорганизмов добавляют хлорную известь из расчёта 300 – 400 г на 1 тонну зерна.
Расход воды на
замачивание тем больше, чем чаще сменяют воду. На промывку 1 т зерна и первое
замачивание ее расходуется 1,8 – 2,0 м3
Воздух под избыточным
давлением 0,3 МПа продувают по 5 – 7 минут каждый час, независимо от того,
находится ли зерно под водой или нет, и перед каждым спуском воды в течение 10
– 15 минут.
Конечная влажность
замоченного зерна 38 – 40%.
Просо замачивают при
температуре 25 – 30оС. Промывку зерна ведут медленно, так как
отверстия в решётке сливного кармана больше размера зерен и возможна значительная
их потеря. Конечная влажность замоченного проса 35 – 38%.
4.3. Проращивание зерна
Солодоращение преследует
следующие цели: накопление ферментов, растворение межклеточных пластинок и
стенок клеток эндосперма, что необходимо для снабжения развивающегося зародыша
питательными веществами и перехода ферментов в сусло.
Зерно проращивают в таких
условиях, чтобы расход крахмала на дыхание и образование новых вегетативных
органов был минимальным, при возможно меньшем обсеменении микроорганизмами,
особенно кислотообразующими.
Через штуцер замоченное
зерно выгружается на грядки, где температура зерна в первые сутки – 30оС
и каждые 10 часов она снижается до 12о это температура подачи солода
из проса в производство. На грядках зерно периодически ворошат ковшовыми ворошителями.
Работает ворошитель следующим образом: для рабочего хода ворошителя один
конец конвейера опускают в крайнее нижнее положение, при котором ковши не доходят
до ситчатого дна ящика на 10 – 15 мм, приводят в движение конвейер и каретку
ворошителя. Ковши конвейера зачерпывают солод и перебрасывают его назад по
ходу каретки, которая в это время медленно движется вперед. Зачистка солода на
ситах проводится щётками и резиновыми скребками, укрепленными на цепях
конвейера или на ковшах. В конце ящика с помощью установленных на нем
выключателей каретка останавливается, а ковшовый конвейер механизмом подъема устанавливается
в верхнее положение. При поднятом конвейере каретка совершает обратный путь с
большой скоростью.
При выращивании солода на
передвижной грядке замоченное зерно 1 раз в сутки загружается на сито первых
двух секций ящика. Ворошитель вводится в действие через 12 часов и
перебрасывает солод по длине ящика в каждые сутки на одну секцию; в течение
всего периода солодоращения – соответствующее число раз. Готовый солод из последней
секции выгружается в приемный бункер. Освободившиеся первые две секции чистят и
моют, подготавливают к следующей загрузке. Во время проращивания зерна, его
продувают кондиционированным воздухом и поливают водой.
При окончании
проращивания, росток на просе должен быть в 3 раза больше самого зерна.
На заводе «Изумруд» – две
грядки для проращивания солода из ячменя. Ростки на солоде из ячменя должны
быть 0,5 – 0,7 мм. Температура подачи солода из ячменя в производство – 13оС.
На заводе «Изумруд» просо
прорастает в среднем 5 – суток, а ячмень – 7 суток.
Температура в солодовне
должна быть не больше 13оС, влажность – 90%.
4.4.
Приготовление солодового молока
Готовый солод
предварительно промывают в мойке водой с целью удаления загрязнений, а затем
обрабатывают хлорной известью или формалином. Раствор хлорной извести готовится
из расчёта расхода 400мг активного хлора на 1 л воды, 500 г хлорной извести на моечное корыто. В воде с указанной концентрацией хлора, солод
выдерживается 20 – 25 минут.
При применении формалина
взамен добавляют 250 мл 40% формалина и выдерживают солод в этом растворе 20 –
25 минут.
Смесь солода и воды
центробежным насосом подается на барабанное сито, где происходит разделение
смеси, вода по трубе стекает в канализацию, а солод – в промежуточный бункер,
из которого подается на солододробилку для измельчения.
Измельчённый солод
поступает в чанки для приготовления солодового молока, где и смешивается с
водой.
Предварительно берут 50%
от рассчитанного количества воды. В концентрированное солодовое молоко задают
40% раствор формалина в количестве 20 – 25 мл на 1 дал солодового молока
конечной концентрации.
Солодовое молоко
выдерживают с формалином 25 – 30 минут, после чего перед подачей в расходные
чанки разбавляют до конечной концентрации чистой хлорной водой. На 1 кг солода расходуется 4 – 5 л воды.
Приготовленное солодовое
молоко перекачивается в расходные чанки.
4.5.
Проращивание солода в лабораторных условиях
В качестве сырья для
проращивания солода были взяты следующие культуры:
ячмень – Добрыня 3,
пшеница –
Донская-Юбилейная,
кукуруза – Краснодарский
5.
Берут
навески по 500 г каждой культуры. Зерно очищают от примесей на ситах. Очищенное
зерно промывают водой, и удаляю всплывшие на поверхность зерна. Затем
замачивают зерно в специальной посуде с водой. Добавляют перманганат калия для
обеззараживания зерна.
Замачивание длится 2
суток, температура воды – 20оС. Затем увлажнённое зерно пересыпается
на мешок и сверху также покрывается мешком. При комнатной температуре зерно
прорастает – ячмень и пшеница за 7 - 10 суток, кукуруза – за 5 суток.
Ростки на солоде из
ячменя и пшеницы должны быть 0,5 – 0,7 мм, кукурузы – 1 мм.
Принципиальная
технологическая схема производства солода приведена на рисунке 1.
Рис.1. Принципиальная
технологическая схема производства солода
на спиртзаводе «Изумруд».
ГЛАВА V. ОХРАНА ПРИРОДЫ
Охрана окружающей среды
является одной из главных задач современности. В нашей республике
последовательно и планомерно проводится большая работа по защите окружающей
среды и засорении промышленными отходами. На строительство очистных сооружений
выделяются по мере возможностей капитальные вложения. Парламентским комитетом
по экологии Республики Северная Осетия - Алания была разработана программа «Об
усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов».
В связи с развитием всех
отраслей народного хозяйства и особенно предприятий пищевой промышленности
возникают две важные проблемы: водоснабжение предприятий и удаление с их
территории сточных вод, а также очистка и повторное использование сточных вод.
В течение длительного
времени люди привыкли рассматривать природу лишь как источник материальных
благ, как объект производственной деятельности, не придавая большого значения
тому факту, что природа является одновременно и средой жизни.
В современный период,
когда производственные силы общества достигли высокого уровня развития, а
стихийные силы природы уже не могут полностью восстанавливать естественные
условия, нарушенные человеком, люди вынуждены взять на себя ответственность за
сохранность и улучшение благоприятных условий жизни на земле.
Человек может и должен
использовать природные ресурсы, так как без этого невозможна жизнь. Но он
должен и помогать природе, полнее раскрывать жизненные силы (орошать пустыни,
осушать болота, повышать плодородие земли, улучшать флору и фауну природных
водоемов, поднимать продуктивность животноводства) в целях прогрессивного
развития человеческого общества.
Согласно Конституции РФ
земля, ее недра, воды, села являются всенародным достоянием и должны
использоваться в плановом порядке, в интересах увеличения общественного
богатства и неуклонного повышения материального и культурного уровня жизни
населения.
Для практического решения
вопросов охраны окружающей среды большое значение имеет целенаправленный
процесс формирования у работников предприятия элементов экологической
культуры, грамотного отношения к окружающей природной среде.
На спиртзаводе «Изумруд»
имеются планы природоохранных мероприятий, особенно в плане очистки сточных
вод. Для выполнения этих планов выделяются материальные средства, с целью
лучшего проведения водоочистных мероприятий.
На территории
предприятия находится лаборатория, следящая за выбросами, осуществляемых
здесь и исследуя их химический состав, определяющий насколько они вредны.
Ежемесячно на территории
завода и за его пределами в радиусе 100 м проводятся субботники по очистке и озеленению площадей.
Спиртзавод «Изумруд»
расположен в центральной части Северной Осетии и обладает всем многообразием
природно-климатических факторов, осуществляющих здесь. Предприятие, в основном,
производит алкогольную продукцию и этиловый спирт.
Спиртзавод «Изумруд»
располагает рядом помещений производственного и непроизводственного характера.
Производственные помещения по производству алкогольной продукции не причиняют
никакого вреда атмосферному воздуху.
Цеха по производству и
розливу водки, шампанского и вин осуществляют сбросы вод после мойки
стеклотары. Так как спиртзавод «Изумруд» использует лишь новую тару, применение
едких щелочей исключается. Вода почти в своем первоначальном состоянии уходит
по системе горканализации. Вода для мойки потребляется из водоканала.
Для сбора битой тары
применяются специальные контейнеры, других видов отходов в этих цехах не
существует.
Общая площадь
землепользования спиртзавода «Изумруд» составляет 12 га, в том числе под производственными сооружениями – 3 га; под непроизводственными помещениями и
хранилищами зерна – 3 га; твердые покрытия территории (дороги для автотранспорта,
автостоянки, тротуары) – 1 га; 2 га в общем составляют площади под озеленения
(клумбы, хвойные насаждения, кустарники); 1 га площадей занимают недостроенные здания; небольшую площадь занимают и железнодорожные пути, а также места под
контейнеры для отходов и бракованного материала. Свалка отсутствует.
Санитарное состояние
территории спиртзавода «Изумруд» можно оценить как отличное. Два раза в сутки
осуществляется его уборка при помощи обслуживающего персонала и спецтехники.
На заводе отсутствуют
источники загрязнения атмосферного воздуха. Котельная, расположенная на
территории предприятия, полностью очищает свои выбросы.
Для транспортирования
грузов используют специализированные электрокары, загрузка и отгрузка в
автотранспорт готовой продукции осуществляется за пределами территории.
Основными потребителями
на спиртзаводе «Изумруд» являются два спиртопроизводящих цеха. По сравнению с
ними цеха по розливу потребляют мизерное количество воды.
Источником водоснабжения
для данного предприятия является канал. Ежегодно, два спиртопроизводящих цеха
потребляют около 4320 тыс. куб. м воды. Расход воды зависит от вида
перерабатываемого сырья.
Цеха спиртового
производства могут являться источниками загрязнения природных водоемов при
сбросе в них сточных вод.
Сброс промышленных
сточных вод, не прошедших очистку и обработку на очистных сооружениях, вызывает
повышение предельно допустимой концентрации тех или иных загрязняющих веществ,
что может отрицательно отразиться на здоровье населения, нанести ущерб водной
флоре и фауне.
Спиртзавод «Изумруд»
имеет свою котельную. Вода непрерывно поступает в котельную, очищается от
взвешенных веществ и умягчается на специальных установках. Периодически, 1 – 2
раза в сутки в зависимости от качества воды производят рыхление, промывку и
регенерацию фильтров химводоочистки. Загрязненная вода периодически
сбрасывается в канализацию.
Также значительное
количество воды используется данными цехами при переработке отходов. Особенно
при переработке диоксида углерода, так как на сегодняшний день зерновая барда
не перерабатывается.
Сточные воды спиртовых
цехов спиртзавода «Изумруд» можно подразделить на две категории:
1. Теплообменные
2. После мойки технологического оборудования,
помещений, лютерная вода, хозяйственно-бытовые стоки.
3. Степень загрязненности
сточных вод определяют по физико-хими-ческим и биологическим показателям:
цветности; прозрачности; запаху; содержанию сухого остатка ph; биологическому
потреблению кислорода; химическому потреблению кислорода.
Всего данное предприятие
сбрасывает в год примерно 8000 куб. м сточных вод. Все это количество проходит
механическую и физико-химическую очистку.
Очистка
проводится так. Первым этапом очистки сточных вод, является удаление из них
взвешенных плавающих частиц механическим способом. Для этого применяют сита,
песколовушки, отстойники и жироловушки.
Далее осуществляют
физико-химический способ очистки, в основу которого положен процесс адсорбции,
дистилляции, полного обмена, электролиза и осмоса.
Для очистки стоков от
органических веществ, молекулы которых гидрофобны или слабогидратированы,
применяют активированный уголь.
Спиртовое производство
отходов в большинстве своем не имеет, а имеет лишь побочные продукты, которые
собираются, продаются, а затем используются различными отраслями народного
хозяйства.
Так, зерновая барда очень
широко применяется животноводством в качестве кормов.
Диоксид углерода – в
производстве безалкогольных напитков и в других отраслях пищевой
промышленности.
Несмотря на то, что
спиртзавод «Изумруд» ведут очень серьезную работу в плане природоохранной
деятельности, но, тем не менее, еще существует ряд недостатков, которые
необходимо устранить.
Так, еще не полностью
уничтожаются органические вещества в сточных водах, что приводит к дальнейшим
их окислениям в водоемах, которые могут снижать количество кислорода в
природной воде. В связи с этим желательно установить при их выходе бактерицидные
фильтры.
ВЫВОДЫ
1.
В результате проведенных исследований было выявлено, что наилучшим солодом для
производства спирта, является ячменный ( АС – 8 ед., ДС – 39 ед.) и пшеничный
(АС – 7 ед., ДС – 36 ед.) За счет такой высокой амилолитической и декстринолитической
способности, происходит накопление ферментов ( α-амилазы, β-амилазы
и декстриназы), что способствует быстрому и полному осахариванию крахмала.
2. Кукуруза за счет своей
слабой амилолитической способности (АС – 2 ед,), не может применяться самостоятельно
в качестве солода для производства спирта, несмотря на высокое содержание
крахмала и редуцирующих сахаров.
3. Наименьшие затраты
для производства спирта образуются при использовании кукурузного солода, но так
как он обладает слабыми свойствами в качестве солода, его использование
неэффективно.
Таким образом, наиболее
применительно использование ячменного и пшеничного солода, так как он
соответствует требованиям качества, а также затраты на его использование не
намного превышают затраты на кукурузный солод.
Рекомендации и предложения
Предприятиям спиртовой промышленности
лучше всего использовать кукурузный солод в смеси с ячменным, пшеничным или
просяным солодом, для лучшего восполнения амилолитической способности.
Для данных предприятий
рекомендуем при производстве солода накопление углекислоты в конце
проращивания. Это возможно осуществить в герметически закрытых барабанных
солодовнях. При таком способе проращивания снижаются потери крахмала.
Список использованной литературы
1. Бачурин П.Я., Устинников Б.А.
Оборудование для производства спирта и спиртопродуктов – М.: Агропромиздат,
1985. – 343 с.
2. Белов С.В. Охрана окружающей среды.
М.: 1983. – 236 с.
3. Белов С.В. Охрана окружающей среды –
М.: 1991. – 319 с.
4. Богданов Ю.П., Зотов В.Н. Справочник
по производству спирта. Оборудование, средства механизации и автоматизации. –
М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 480 с.
5. Богданов Ю.П. Справочник по
производству спирта. – М.: 1981. – 336 с.
6. Грачева И.М. Технология солода. – М.:
Пищевая промышленность, 1980. – 54 с.
7. Добрынин В.А., Беляев А.В. Экономика
сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1990. – 476 с.
8. Калинин М.С. Сорта и гибриды
кукурузы. – М.: - 1961. – 437 с.
9. Климовский Д.Н., Стабников В.Н.
Технология спирта. – М.: Пищевая промышленность, 1967. – 452 с.
10. Козьмина Н.П. Биохимия зерна и
продуктов его переработки. – М.: Колос, 1976. – 301 с.
11. Лурье Ю.Н., Рыбников А.И. Химический
анализ производственных сточных вод. – М.: Химия, 1974. – 256 с.
12. Маринченко В.А., Устинников В.А.
Технология спирта. Технология спирта. – М.: Легкая и пищевая промышленность,
1981. – 416 с.
13. Осипов Г.И. Правовая охрана
окружающей среды. – М.: 1978. – 312 с.
14. Петухова Е.А., Бессарабова Р.Ф.,
Халенева А.Д. Зоотехнический анализ кормов. – М.: Колос, 1989. – 334 с.
15. Преснякова О.П. Научно-технический и
производственный журнал. – М.: 2002. – 46 с.
16. Рудницкий П.В. Справочник работника
спиртовой промышленности. – Киев.: Техника, 1972. – 377 с.
17. Смирнов В.А. Технология спирта. – М.:
Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 416 с.
18. Стабников В.Н., Попов В.И., Кремов
И.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности. – М.:
Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 464 с.
19. Стабников В.Н., Ройтер И.М. Этиловый
спирт. – М.: Пищевая промышленность, 1976. – 271 с.
20. Терновский Н.С. Ресурсосберегательная
технология в производстве спирта. – М.: Пищевая промышленность, 1994. – 168 с.
21. Тихомиров В.Г. Технология
пивоваренного и безалкогольного производств. – М.: Колос, 1998. – 448 с.
22. Устинников Б.А., Громов С.И.
Справочник по производству спирта. – М.: 1981. – 336 с.
23. Фениксова Р.В., Шилова А.А.
Амилолитические ферменты плесневого гриба Asp awamori. ФСП, № 2 – 1965.
24. Фукс А.А. Технологи спиртового
производства. – М.: Пищепромиздат, 1951. – 325 с.
25. Характеристика сортов растений,
впервые включенных в 2001 году в Государственный реестр селекционных
достижений, допущенных к использованию. – М.: 2001.
26. Яровенко В.Л. и другие. Технология
спирта. – М.: Колос, 1999. – 464 с.
27. Яровенко В.Л. Основные закономерности
непрерывного спиртового и ацетово-бутилового брожения. – М.: Пищевая
промышленность, 1975. – 103 с.
28. Яровенко В.Л., Ровинский А.А.
Моделирование и оптимизация микробиологических процессов спиртового
производства. – М.: Пищевая промышленность, 1978. – 247 с.