Pivovarennaya_inzheneria_ / Введение

Липецкой (п. Тербуны), Орловской (г. Змиевка) и Тульской (г. Ефремов) областях, Белгороде, Туле, Саранске, Ярославле и Санкт Петербурге, завершается строитель ство солодовни в Курской области (п. Коренево). Все это вселяет надежду, что в самые ближайшие годы дефицит отечественного пивоваренного солода будет наконец то преодолен.

Это, безусловно, будет способствовать дальнейшему развитию пивоваренной отрасли.

2.4.Пиво завоевывает мир

Вначале XXI в. пиво продолжает уверенно завоевывать мир: оно становится в прямом смысле слова мировым напитком, а пивоварение, наряду, например, с Internet, McDonald’s

ипр., представляет собой явный признак глобализации экономики. Среди всех готовых напитков пиво имеет наибольший мировой товарооборот — более $80 млрд (2006 г.).

Пивоварение приобретает действительно планетарный характер — ведь сегодня всего лишь в около 20 странах мира не варят пиво, среди которых, например, Бруней, Вати кан, Гвинея, Объединенные Арабские Эмираты и некоторые другие.

Безусловными мировыми лидерами по объемам производства и потребления пива бессменно в течение многих лет являются Северная Америка и Европа, а среди стран — США и Германия. К началу XXI в. по объемам производства (но не потребления!) эти страны догнал и перегнал Китай, а в 2007 г. на третье место (после Китая и США) вышла Россия.

ВСША среднее годовое потребление пива на душу населения составило 82,7 л, в Европе — около 88 л, в то время как в отдельных странах, славящихся пивоваренными традициями, этот показатель превысил 100 л. Так, в Чехии среднедушевое потребление пива достигло 156,6 л, в Ирландии — 129,2 л, Германии — 118,2 л, в Австрии — 109,5 л, а в Великобритании — 98,8 л (по состоянию на 2006 г. [24]). При этом следует отметить, что в некоторых европейских странах объемы производства пива зачастую превосхо дят возможности его внутреннего потребления, например, один из самых высоких в мире показателей производства пива на душу населения в Чехии — около 160 л.

С конца XX в. мы являемся свидетелями того, как глобальная экспансия пива зат ронула и Россию. Перефразируя изрядно поднадоевший рекламный слоган, можно заметить, что значительная часть «нового поколения» россиян, «чтобы не дать себе засохнуть», давно уже выбирает не горячительные и не синтетические прохладитель ные напитки, а старое доброе пиво.

Феномен роста популярности пива в России можно объяснить, во первых, тем, что, как отмечалось выше, пиво хотя и является искусственным продуктом, но готовится исключительно из натуральных ингредиентов без применения искусственных замени телей и добавок, а во вторых, тем, что качество отечественного пива в последние годы заметно улучшилось.

Годовое потребление пива на душу каждого россиянина в последние годы неуклон но возрастает (табл. 8) и в 2001 г. перевалило за 40 л — рубеж, который, по мнению экспертов, разделяет страны мало и много потребляющие пиво. В 2007 г. удельное потребление пива в России достигло 75,5 л на одного человека [24].

При этом потребление пива в стране крайне неравномерно — в некоторых север ных регионах оно едва превышает 10 л (северяне пиву, очевидно, предпочитают

традиционный, национальный согревающий напиток), в то время как в Москве прибли жается к 110 л, а в Санкт Петербурге — пивной столице России — достигает 141,7 [24].

Тем не менее по удельному потреблению пива Россия все еще продолжает отставать от большинства цивилизованных стран мира и превосходит лишь некоторые страны Азии и Африки, в которых либо не сформировались исторические традиции потреб ления пива (например, в Индии потребление пива составляет всего навсего около 0,3 л на душу населения), либо действуют строгие религиозные запреты (как в странах, упомянутых в начале раздела), либо население которых очень велико, например,

вКитае, вышедшем, кстати, в начале XXI в. в мировые лидеры по объемам производ ства — 27,6 л (2007 г.).

Среднеевропейские и мировые показатели потребления пива на душу населения

вцивилизованных странах свидетельствуют о достаточно широких перспективах развития российского пивоварения, что должно вселять оптимизм в руководителей и специалистов пивоваренных предприятий.

* * *

Итак, несомненно, первая четверть XXI в. будет ознаменована дальнейшим разви тием пивоварения в России в направлении увеличения объемов производства, расши рения ассортимента и повышения качества пива.

3. Краткий обзор пивобезалкогольной отрасли России

Пивобезалкогольная отрасль пищевой промышленности Российской Федерации представляет собой совокупность смежных производств, имеющих самостоятельное технологическое значение, которые можно классифицировать по видам выпускае мой продукции:

Производство солода. Для производства светлых сортов пива в России изготавли вают светлый ячменный солод, а для полутемных и темных сортов — темный, карамель ный, жженый, томленый и кислый солод. Кроме того, для производства пшеничного пива выпускают пшеничный солод, а для производства хлебного кваса — ржаной солод.

Производство пива. Ассортимент темного, полутемного и светлого пива, выпуска емого в России, насчитывает несколько сотен сортов. В настоящее время пиво расфа совывают в стеклянные и металлические бутылки, металлические банки, полимерные бутыли и металлические бочки — кеги.

Производство безалкогольных напитков. К безалкогольным напиткам, выпускае мым в России, относят газированные и негазированные напитки, изготавливаемые как на основе натурального сырья (фруктово ягодных соков, цитрусовых настоев, экст рактов трав и хлебопродуктов), так и из искусственно приготовленных композиций. Кроме того, выпускают сухие шипучие и не шипучие напитки.

Производство слабоалкогольных напитков. К этим напиткам относят насыщен ные диоксидом углерода водно спиртовые растворы с добавлением красителей и аро матизаторов. Объемная доля спирта в них не превышает 9%.

Производство минеральных вод. С одной стороны, выпуск минеральных вод в Рос сии связан с добычей и промышленным фасованием природных лечебных и столовых минеральных вод, а с другой — с приготовлением и фасованием искусственно минера лизованных вод.

Производство питьевых вод. Появление этих производств было предопреде лено повышением техногенной нагрузки, приведшей к экологическим проблемам

впромышленных регионах и ухудшению качества питьевой воды. Питьевую воду получают либо из экологически чистых природных источников, либо в результате специальной технологической очистки, обеспечивающей воде требуемые питье вые кондиции.

По объемам производства пива в 2006 г. Россия занимала четвертое место в мире*, занятость в отрасли составляла около 50 тыс. человек, а с учетом рабочих мест в смеж ных отраслях экономики — около 600 тыс. человек. Пивоваренная индустрия входит

вдесятку крупнейших отраслей промышленности. По данным на 2006 г. в общем объеме промышленного производства она занимает 2,9%, а ее доля в пищевой промышленности составляет около 30% [24].

Кконцу ХХ в. в Российской Федерации насчитывалось около 700 предприятий пивобезалкогольной отрасли, включая 234 пивобезалкогольных заводов и комбина тов, 58 предприятий по производству напитков, 26 заводов по фасованию минераль ных вод и 369 производств в составе местных пищекомбинатов, не считая множества малых пивоварен и предприятий по производству напитков.

Наиболее крупными производителями пива в России в начале XXI в. являются предприятия транснациональных пивоваренных компаний: шведско английского холдинга Baltic Beverages Нolding (Санкт Петербург — 2 завода, Ярославль, Тула, Ростов на Дону, Самара, Хабаровск, Воронеж, Красноярск, Челябинск, Новоси бирск); бразильско бельгийского холдинга InBev (Клин, Омск, Новочебоксарск, Курск, Саранск, Пермь, Иваново, Волжский, Пушкин Ленинградской обл., Ангарск); голландской компании Heineken (Санкт Петербург — 2 завода, Нижний Новгород, Новосибирск, Стерлитамак, Екатеринбург, Иркутск, Новотроицк, Калининград, Хабаровск); международной компании Efes (Москва, Ростов на Дону, Казань, Но восибирск, Уфа); южноафриканской компании SAB (Калуга). Из отечественных про изводителей пива наибольший вклад в объемы производства пива в России вносят пивоваренные заводы Московского пивобезалкогольного комбината «Очаково» (Москва, Краснодар, Пенза, Тюмень).

Ведущую роль в научном и инженерном обеспечении отечественной пивобезалко гольной отрасли играют: Московский государственный университет пищевых произ водств; Воронежская государственная технологическая академия; Кемеровский техно логический институт пищевой промышленности; Санкт Петербургский государствен ный университет низкотемпературных и пищевых технологий; ВНИИ пивоваренной,

* В 2007 г. Россия переместилась на 3 е место в мире.

безалкогольной и винодельческой промышленности; Гипропищепром 2 и ВНИИ пище вой биотехнологии.

4. Пивоварение как тонкая пищевая биотехнология

Производство пива занимает одно из ведущих мест в пищевой биотехнологии. Биотехнология — одно из современных и весьма перспективных направлений на

учно технического прогресса, формирующееся на стыке биологических, химических и технических наук.

Однако корни современной биотехнологии теряются в глубокой древности. Еще несколько тысяч лет назад наши предки, выпекая хлеб, изготавливая вино, пиво, сыр, кисломолочные продукты, неосознанно применяли биотехнологические методы, ос нованные на жизнедеятельности мельчайших живых организмов (дрожжей, бактерий, плесневых грибов, актиномицетов), которые принято называть микроорганизмами. Лишь в середине XIX в., после эпохального открытия Л. Пастером (1822–1895) биологиче ской сущности этих процессов (1857 г.), началось осознанное и целенаправленное при менение микроорганизмов, в том числе в промышленном масштабе.

Тем не менее биохимическая технология как наука была признана в мире лишь после Второй мировой войны (1947 г.), а термин «биотехнология» начали широко применять в 70 е годы ХХ в. При этом под биотехнологией понимают промышленное использование биологических процессов и объектов, направленное на эффективную и экономичную переработку сырья органического происхождения. В качестве биоло гических объектов в настоящее время, наряду с микроорганизмами, используют куль туры клеток и тканей как животного, так и растительного происхождения, а также биологически активные соединения, чаще всего продукты жизнедеятельности мик роорганизмов, например ферменты.

Цель любой биотехнологии — получение того или иного белка, либо производство какого нибудь полезного продукта с помощью белка (или биологических субстанций бел ковой природы). При этом сущность любого биотехнологического процесса сводится

кодному из двух проявлений:

•биосинтезу — образованию новых соединений с полезными свойствами;

•биокатализу, в результате которого происходит превращение одних соединений в другие (биотрансформация) или разложению соединений с более сложной струк

турой на простые соединения (биодеградация).

В этой связи производство пива (как одна из биотехнологий) не исключение. В его основе лежит применение специфических белков — ферментов солода и дрожжей. Ферменты синтезируются в процессе солодоращения и при развитии культуры дрож жей. В процессе затирания под действием ферментов солода происходит биотрансфор мация — превращение крахмалистых веществ в сахаристые, а в процессе брожения под действием ферментов дрожжей происходит биодеградация — разложение сахаристых веществ сусла до этилового спирта и диоксида углерода.

Современная биотехнология чрезвычайно многогранна, а области ее применения и перспективы развития необычайно широки. Это обусловлено многообразием перераба тываемого сырья, многообразием используемых биологических объектов и широчай шим ассортиментом целевых продуктов.

Вбиотехнологии сложились и продолжают формироваться многие направления, имеющие самостоятельное научное и практическое значение. Современные биотехно логические производства можно классифицировать по различным признакам. Неко торые из них приведены ниже.

По ретроспективному признаку можно выделить:

• классическую биотехнологию, включающую бродильные производства на основе

применения дрожжей;

• «новую» биотехнологию, включающую производства аминокислот, антибиоти ков, бактериальных препаратов, витаминов, ферментных препаратов и др.

По виду применяемых биологических объектов в современной биотехнологии мож

но выделить:

• микробиологические производства, связанные с получением и переработкой био

массы микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности;

• инженерную энзимологию, в основе которой лежит переработка сырья с примене нием биокатализаторов.

Вроли таких биокатализаторов выступают ферменты — белки, обладающие высо кой субстратной специфичностью (способностью ускорять строго определенные реак ции без образования побочных продуктов) и необычайно высокой биокаталитической активностью. Так, например, добавление ферментов в концентрации всего 10–7–10–9 М ускоряет катализируемую ими реакцию иногда более чем в 1010 раз. Еще одним суще ственным достоинством ферментов является то, что они действуют в относительно мяг ких условиях — при нормальном давлении, температуре до 70 °С, в диапазоне рН 4–9.

Среди новейших направлений в биотехнологии, которые можно классифициро вать по специальным признакам, выделяют формирующиеся в настоящее время мем бранную и бесклеточную биотехнологии и др.

По сфере применения можно выделить наиболее приоритетные направления в био

технологии:

• пищевую;

• аграрную;

• медицинскую;

• экологическую и др.

По аналогии с химической технологией, в которой выделяют тонкую химическую тех нологию, пивоварение из за его особой «деликатности», множества специфических техно логических нюансов и достаточно продолжительного технологического цикла, в отличие от прочих бродильных производств, также следует отнести к тонкой пищевой биотехнологии.

О справедливости этого утверждения может, в частности, свидетельствовать и то, что при наличии в современных условиях высокопроизводительных машинных пище вых производств многие люди по прежнему продолжают в домашних условиях выпе кать хлеб, пироги и пр., готовить кисломолочные продукты, изготавливать вино, квас. Ни для кого не является секретом, что некоторые продолжают заниматься самогонова рением (прототип спиртового производства). А многие ли нынче варят дома пиво?

5. О специальном инженерном обеспечении пивоварения

Пивоварение — специфическая пищевая биотехнология, поэтому оно требует спе циального инженерного обеспечения.

Благодаря успехам технического прогресса к началу XXI в. инженерное обеспече ние солодовенного и пивоваренного производства претерпело кардинальные измене ния — существенно усовершенствованы традиционные процессы, начали применяться принципиально новые технологические операции и конструктивные разработки. Тех нический арсенал современных солодовенных и пивоваренных производств попол нился широчайшим спектром уникальных процессов и специализированного техноло гического оборудования.

Всилу своей новизны и оригинальности эти процессы и оборудование в большин стве своем не только у нас, но и за рубежом изучены пока недостаточно глубоко. Кроме того, до сих пор технологические процессы и оборудование различных стадий солодо венных и пивоваренных производств изучаются по прежнему бессистемно, вне взаи мосвязи между собой.

Между тем отсутствие адекватного научного обеспечения сдерживает дальнейшее техническое развитие солодовенных и пивоваренных производств, которые могут

идолжны развиваться гораздо интенсивнее.

Всвязи с этим назрела насущная потребность в целенаправленных, специальных исследованиях, практических технических разработках и систематизации получен ных результатов, на которых в конечном итоге должна базироваться эффективная так тика и стратегия развития солодовенных и пивоваренных производств.

Это обстоятельство явилось одной из предпосылок становления нового направле ния в науке и технике — пивоваренной инженерии — учения о процессах и аппаратах солодовенных и пивоваренных производств.

На протяжении предыдущих лет научно техническое обеспечение пивобезалкоголь ной отрасли осуществляла пищевая инженерия — наука о процессах и аппаратах пищевых производств. Однако к сегодняшнему дню в солодовенных и пивоваренных производ ствах накоплен значительный объем принципиально новых знаний прикладного характера, нуждающихся в научной систематизации и более глубоком осмыслении. Это требует вы делить их в качественно новую отраслевую научную дисциплину. Возрастающее количе ство специальных знаний неизбежно переходит в новое качество, и это также является предпосылкой к формированию современного научного направления.

Таким образом, становление новой отраслевой науки является объективным след ствием стремительного научно технического развития пивобезалкогольной отрасли.

Так, кстати, в свое время произошло с самой пищевой инженерией и смежной с ней биоинженерией, которые в результате технического развития пищевой и биотехноло гической отраслей промышленности, а также в силу своих специфических технологи ческих особенностей отпочковались от процессов и аппаратов химической техноло гии (в англоязычных странах Chemical Engineering — химическая инженерия) соответ ственно в 20 е и 70 е годы ХХ в.

Пивоваренная инженерия — это комплексная научная дисциплина, формируемая на стыке процессов и аппаратов химической, пищевой и биологической технологий, техники и технологии бродильных производств, опирающаяся на современные науч ные методы системологии и теории технологического потока.

Являясь отраслевой наукой, пивоваренная инженерия ставит своей основной це лью всемерное содействие техническому и технологическому развитию отрасли, а именно солодовенных и пивоваренных производств.

При этом, как и вообще любая наука, она призвана решать всего лишь две основные задачи: объяснять и предсказывать (прогнозировать).

То есть в результате всестороннего и комплексного изучения проблемы объяснять суть феноменологических явлений, происходящих в технологических процессах и ап паратах, и, на основании этого:

•выявлять оптимальные пути их совершенствования;

•теоретически обосновывать предпосылки для новых конструктивных и техноло гических разработок и предвидеть их практические результаты;

•содействовать формированию научно обоснованной стратегии и эффективной тактики технического развития солодовенных и пивоваренных производств;

•прогнозировать векторы перспективного развития солодовенной и пивоварен

ной индустрии.

Внастоящем учебнике рассмотрены современные теоретические, технологические

иинженерные аспекты пивоварения, систематизирован, обобщен и проанализирован прак тический опыт в области специального инженерного обеспечения пивоваренных про изводств.

Контрольные вопросы для самопроверки

1.Дайте общую характеристику пива как напитка.

2.Перечислите виды пива и приведите их основные характеристики.

3.Какие основные компоненты входят в состав пива?

4.Охарактеризуйте основные этапы развития пивоварения.

5.Каковы особенности развития пивоварения в России?

6.Каковы, на ваш взгляд, перспективы отечественного пивоварения?

7.Какие производства объединяет пивобезалкогольная отрасль?

8.Каковы общие цель и задачи биотехнологии?

9.По каким признакам классифицируют биотехнологические производства?

10.Приведите примеры процессов, в которых проявляется биотехнологическая сущность пивоварения.

11.Какие цель и задачи стоят перед пивоваренной инженерией?