Некоторые аспекты биоэкономики и экобиополитики в проблематике утилизации отходов пивоварения



Thearticle deals with the problems of economic development aspects of biotechnology in a gray area of its application in the agricultural sector, in particular in the brewing industry wastes. The authors make an analysis taking as a basis the current state of data volumes of production spent grains as main waste production enterprises in the industry. The recommendations on how to make the production of this product in our country more competitive were presented in conclusions.

Keywords: Agriculture, brewer's grain, citric acid, gray biotechnology, bioeconomy, ecobiopolitic, waste.

Проблематика экономики замкнутого цикла в агропромышленном комплексе является одной из наиболее важных в рамках реализуемых проектов в программе общеевропейского международного научного сотруднического Horizon 2020 [1; 2]. На современном этапе экономического развития промышленных и агропромышленных предприятий России вопросы утилизации отходов становятся сверхактуальными, во многом в связи с введением с 2017 г. дополнительного Экологического налога [3].

Среди всей совокупности промышленных отраслей доля загрязнения окружающей среды от пищевой индустрии не слишком велика (таблица 1):

Таблица 1

Объем ежегодных отходов по экономике России [4]

№	Наименование	Объем, млн. т
	Угольная отрасль	1000-1400
	Цветная металлургия	250-400
	Черная металлургия	400-480
	Химическая и нефтехимическая	115-135
	Электроэнергетика	55-75
	Жилищно-коммунальное хозяйство	7-17
	Сельское хозяйство	8-14,5
	Пищевая промышленность	9-30
	Легкая промышленность	0,2-0,3
	В целом по экономике	2000-2600

Современные среднегодовые объемы отходов, вырабатываемых на предприятиях агропромышленного комплекса, в т. ч. предприятиях пищевой промышленности представлены в таблице 2:

Таблица 2

Объемы вторичных ресурсов, образующихся при переработке сельскохозяйственной продукции на пищевых предприятиях Российской Федерации [5]

№	Наименование	Объем, тыс. т
1	Спиртовая барда	6200-6400
2	Отжатый жом сахарной свеклы	5700-5750
3	Сыворотка	4200-4300
4	Жмых и шрот	4046-4100
5	Побочное сырье мясного производства	3800-4000
6	Пивная дробина	1500-1550
7	Сушеный жом сахарной свеклы	300-350
8	Сырой кукурузный корм	116-120
9	Сухие кукурузные корма	91-95
10	Сухой зародыш	49-53
11	Сухой глютен	28-30
12	Сырой пшенично-крахмальный корм	14-16
13	Сухой пшенично-крахмальный корм	12-15

Согласно данным таблицы 2 отрасль пивоварения дает вовсе не самый значимый в долевом участии объем отходов, однако от этого рассматриваемая проблематика не становиться менее актуальной.

От вырабатываемых в пивоварении 1,5 млн тонн, не более 40% перерабатываются, остальные утилизируются на свалках не всегда законным образом. Перерабатываемые отходы предприятий пивоваренной промышленности используется в массе своей в качестве корма для животных. С каждым годом стоимость утилизации отходов пивоварения на полигонах в силу суммы административных и экономических обстоятельств увеличивается, а возможности для использования дробины на корм скоту постепенно уменьшаются, что в итоге стимулирует поиски альтернативных путей для уменьшения количества их образования и улучшения коммерческого использования, а также разработку альтернативных, удовлетворяющих экологическим требованиям и недорогим способам утилизации.

Не смотря на то что считается, что пивоваренная отрасль не представляет для окружающей среды большую опасность по сравнению с другими отрасли, в силу того, что большинство ее отходов в целом могут быть относительно легко переработаны и легко использованы, однако стоит учитывать и тот факт, что «на полигонах пивоваренных предприятий России в настоящее время скопились сотни тысяч тонн пивной дробины. Эта смесь растительных и микробных белков, сложных углеводов, органических кислот и других веществ, складированная на открытых площадках и в котлованах полигонов, уже на третий день выделяет в биосферу ядовитые продукты гидролиза и гниения (в том числе газы с дурными запахами – скатол, индол, аммиак). В таком состоянии отходы способны лежать в «могильниках» до 50 лет, активно загрязняя биосферу своими выделениями. Химические продукты распада, постепенно проникая в почву, отравляют грунтовые воды, земли становятся непригодными к хозяйственному использованию на десятки лет (причем с непредсказуемыми экологическими последствиями)» [6], и кроме того «степень вредного воздействия пивной дробины на природную среду котируется как очень низкая, при которой экологическая система практически не нарушена» [7].

В целом, пивная дробина как продукт – это вторичный материальный ресурс, состоящий из частиц ядер и оболочек зерна, насыщенный источниками белка и углеводов. Основная доля всех твердых отходов, образующихся на пивоваренных заводов, до 85%, составляет именно пивная дробина. Образование данного отхода происходит в процессе фильтрации осахаренного затора в фильтрационных чанах как остаток после отделения жидкой фазы – пивного сусла. Кормовые продукты, созданные с использованием пивной дробины чрезвычайно разнообразны, в частности в настоящее время на основе пивной дробины разработаны корма и кормовые добавки для различных видов и возрастных групп животных, птиц и рыб, в частности – коровы, свиньи, овцы, собаки, кролики, пушные звери, хомяки, куры, утки, индюки. Однако в силу специфики производства (сезонности и процессов быстрого гниения), при самых максимально возможных вариант, отправку на корм скоту можно отправлять не более 40%. В ряде случаев пивную дробину применяют в качестве добавки в пищевые продукты, а также для производства химических веществ. Имеются прикладные разработки, с элементами внедрения в Великобритании и в США (штат Аляска) «по получению энергии из пивной дробины, в частности: путем ее газификации, пиролиза (с образованием кокса, метанола, смолы и газов, в частности водорода, метана и этилена), переработки на спирт, непосредственного сжигания или ферментацией с образованием биогаза (смеси, содержащей 60-70% метана, диоксида углерода и небольшого количества водорода, азота и оксида углерода). Чаще всего получают биогаз или производят непосредственное сжигание сконцентрированной пивной дробины». Менее традиционными методами использования пивной дробины признается применение его в качестве добавок к субстрату, органических удобрений, в производстве строительных материалов, для очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности и нефтяных загрязнений почв и вод. Пивная дробина входит в состав реагентов для обработки минерализованных буровых растворов, которые используются при бурении нефтяных и газовых скважин. Использование возможно при производстве косметических препаратов, а также в качестве биологического сорбента для очистки газов и водных растворов от различных загрязняющих веществ [8].

Одной из новых возможностей для современного применения к реализации – является переработка пивной дробины в лимонную кислоту. Данная технология была запатентована в 2016г., и пыталась быть внедренной в производство в рамках работы малого предприятия ООО НПК НАУКАРОМ. Углубленное описание проблематики работы малых предприятий в сфере производства пива в России на современном этапе рассматривалась одним из авторов статьи ранее [9]. Как и представленные выше к рассмотрению проекты назвать инвестиционно-привлекательными в чистом виде экономики нельзя. Без поддержки государства и бизнеса данный продукт на рынке будет неконкурентоспособным, т.к. цена его на выходе с производства будет в 3-4 раза выше рыночной. Однако за счет того, что предприятия пищевой промышленности теперь введены в сумму предприятий, оказывающих наиболее негативное воздействие на окружающую среду, а значит параллельно с вводимым с 2017г. экологическим налогом, с 2019 введение новых ужесточенных экологических требований от Минприродыдля 300 пилотных предприятий, и с 2021 г. для всех остальных, развитие данной технологии может быть признана перспективной, т.к. пивоваренным предприятиям придется теперь либо вкладываться в новые эффективные технологии переработки отходов, либо платить не меньшие суммы за экологические нарушения.

В настоящее время лимонную кислоту, производят в основной массе своей из отходов производства предприятий сахарной отрасли – мелассы. В Российской Федерации имеется на сегодня только один завод производящий данный продукт, находящийся в городе Белгород, под названием ООО «Цитробел». Доля рынка реализуемой продукции составляет в последние несколько лет в диапазоне 25-35%, остальное за рынком китайских производителей, и в совсем незначительной мере от малых и непрофильных производственных компаний. Китайский производитель в массе своей, как в России, так и за рубежом берет и в этой отрасли – более дешевой ценой на товар. Ряд стран, не смотря на требования Всемирной торговой организации пробуют бороться за возможности для отечественных производителей за счет таможенно-тарифного регулирования и в целом протекционисткой политики, не редко формулируемой в оперативном формате. Первооткрывателем лимонной кислоты принято считать шведского аптекаря Карла Шееле, который в 1784 году впервые выделил из сока недозрелых лимонов данный продукт. В последующие почти два столетия лимонную кислоту получали из сока лимона, биомассы махорчатого листа, а также имелись апробации технологий из листьев хлопчатника, отходов первичной переработки хлопка-сырца, однако ввиду высоких затрат на производства продукции из данных видов сырья – эти технологии сошли н на нет.

Развитие отечественного производства лимонной кислоты из сахара и отходов производства продукции сахарной промышленности (мелассы), т. е. из технологии ферментативного ее получения, происходил в двух направлениях – методом поверхностного культивирования микромицетов на сахарозоминеральных средах и методом глубинного культивирования продуцентов лимонной кислоты.

Если на 1961 год 100% объемов производимой лимонной кислоты происходило на базе поверхностного кульвирования, то к 2000-му году ситуация изменилась в противоположную сторону, причем экватор в 50% выработки лимонной кислоты по методу глубинного культивирования прошел в период второй половины 80-х гг. ХХ в., полная победа данной методики произошла в связи с закрытием Ленинградского завода лимонной кислоты в конце 1990-х гг. (таблица 3).

Таблица 3

Технико-экономические показатели предприятий по производству лимонной кислоты глубинным способом в России [10]

Годы	Объем производства лимонной кислоты глубинным способом, т.	Удельный вес лимонной кислоты, выпускаемой по глубинной технологии, в %	Удельный вес лимонной кислоты, выпускаемой по технологии поверхностного, в %
1961	100,0	-	100,0
1965	520,0	7,2	92,8
1970	1348,0	17,0	83,0
1975	1189,7	17,1	82,9
1980	2562,0	36,5	63,5
1985	3003,0	33,0	67,0
1990	6127,2	62,2	37,8
1995	6700,0	68,4	31,6
2000	5100,0	100,0	0
2002	5800,0	100,0	0

В Советский период, кроме Белгородского завода (построен в 1979 г.), функционировали также такие заводы по способу глубинного культивирования лимонной кислоты как Смелянский (1964, Украина), Скидельский (1978 г., Белоруссия), Дигорский (1989 г., РФ), Харьковский (1990 г., Украина). По поверхностному способу с 1946 по 1974 г. открыты были такие были заводы Дирюгинский, Рижский Экспериментальный, Выборгский, Спитакский (Армения), Харьковский, Белгородский (1959), Скидельский, Дигорский (1974). Первым заводом по производству лимонной кислоты в России признан по исторической хронологии Ленинградский, который был введен в эксплуатацию в декабре 1935 г.

По данным исследования компании Abercade «Мировой рынок органических кислот: лимонная и молочная кислота», в 2010 году объем мирового рынка лимонной кислоты достиг 1,6 млн тонн, и продолжил рост в последующие годы, не смотря на кризис. Развитие рынка в период 2006-2010 гг. происходило, главным образом, за счет наращивания объема выпуска данного продукта производителями из Китайской народной республики. Среднегодовой темп роста внутреннего производства в этой стране составил 10%, в то время как для США этот показатель составляет 3,3%, а в Евросоюзе объемы выпуска за рассматриваемый период и вовсе сократились в сумме на 22 тыс. тонн или в среднем на 1,5% в год. В мировой структуре производства и потребления лимонной кислоты можно выделить три основных региона: страны Западной Европы, США и страны Китай. Совокупно потребление в этих регионах составляет около 73%. Если говорить о концентрации производства, то наибольшее количество предприятий по выпуску лимонной кислоты сосредоточено в Китае, США и Западной Европе (в первую очередь в Австрии). Китайские производители обеспечивают практически половину мирового рынка лимонной кислоты, в то время как потребление в данном регионе не превышает 13%. В 2010 году около 90% произведенной в стране продукции поставлялось на экспорт. На протяжении с 2006-го по 2010 год, как и в предыдущие годы, Китай занимает лидирующую позицию на мировом рынке лимонной кислоты. Стоит, однако, отметить, что вследствие серии антидемпинговых расследований, проведенных в отношении китайских производителей в ЕС и США, экспорт лимонной кислоты в эти регионы существенно сократился. В 2010 году можно заметить переориентацию экспортных поставок. Резкое сокращение экспорта в США и страны Евросоюза компенсируется увеличением поставок в Индию, Индонезию, Таиланд, Мексику, Израиль и Россию. Ситуация на китайском рынке в последние несколько лет начала меняться. Из ранее работавших на экспорт 30 производителей на сегодняшний день осталось приблизительно 5 крупнейших компаний, в число которых входят два производителя из провинции Шаньдунь, RZBC Group, TTCA Biochemistry и BBCA Group. Для того чтобы экспортировать свою продукцию на европейский и американский рынки, производители обязаны соблюдать определенные требования и стандарты. Соответственно, крупнейшие китайские производители в настоящий момент инвестируют значительные суммы на обновление оборудования для ферментации, очистки и подготовки воды, которое поставляется преимущественно западными компаниями. Качество лимонной кислоты китайского производства в последнее время существенно улучшилось, так как она производится на современных предприятиях, обладающих достаточным потенциалом для конкуренции на европейском рынке. В Азии, наиболее высокое потребление лимонной кислоты наблюдается в Индии, Индонезии, Таиланде и Корее. Около 85–90% спроса в этом регионе удовлетворяется со стороны производителей напитков. В этих странах эта отрасль динамично развивается, и предполагаемый рост рынка лимонной кислоты в ближайшие несколько лет здесь составит около 6–7% в год. На мировой рынок лимонной кислоты значительное влияние оказывает цена, которая в определенный момент времени снизилась из-за сильной конкуренции со стороны китайской продукции и переизбытка глобального производственного потенциала. С увеличением китайского импорта в Европу и последующим введением антидемпинговых пошлин, цена на лимонную кислоту в 2008 году выросла в среднем на 35% по отношению к предыдущему году. В конце 2009 года цена начинает снижаться вследствие освобождения нескольких китайских производителей от уплаты антидемпинговых пошлин при условии принятия минимальной рыночной цены, определяемой ЕС ежеквартально. Приблизительно 15–17% производимой в мире лимонной кислоты применяется при производстве моющих средств, косметическая и фармацевтическая промышленности используют 7–9% и еще 6–8% поступает в другие отрасли. В США из-за активного роста производства чистящих и моющих средств этот сектор потребляет более 20% лимонной кислоты, на фармацевтические продукты и пищевые добавки американцы используют более 10%. Кроме того, спрос на лимонную кислоту в Америке растет в связи с расширением производства прохладительных напитков, в котором лимонная кислота используется очень активно [11].

В России в последние 3 года начался процесс некоторого снижения объем рынка лимонной кислоты в России, так ещё в 2013 г. он составлял 33,9 тыс. тонн, что на 0,04% меньше объема 2012 года, и значительно отстает от показателей 2011 г., года пика насыщения, когда он составлял – 38,3 тыс. т, что было выше уровня 2010 г. на 44,7%. При этом, аналитики рынка в 2012 г. прогнозировали и в последующие года ежегодный прирост на 15-20%, однако этому помешала новая волна экономического кризиса в целом по стране, которая соответствующим образом отразилась и на рынке лимонной кислоты в России. Стоит отметить, что на протяжении всех 2000-х гг., не считая провала 2008 г., объем потребления лимонной кислоты рос крайне высокими для рынка пищевых добавок темпами, достигая иногда более 50% роста за год. Производство лимонной кислоты внутри страны на данный момент изменяется не в лучшую сторону, если на 2013 г. он составлял порядка 40% объема всего рынка, то на 2014 г. спрос на лимонную кислоту приблизительно в три раза превысит отечественное предложение. Гораздо большая доля приходится на импорт лимонной кислоты, причем в структуре импорта доминируют китайские производители. Как уверяют аналитики на фоне опережающего роста курса доллара, инвестиции в организацию производства лимонной кислоты в РФ становятся наиболее привлекательными. Несмотря на снижение темпов роста спроса в условиях кризиса, рынок лимонной кислоты, как самого дешевого подкислителя, остается наиболее крупнотоннажным и стабильным сегментом отрасли пищевых добавок. И как уверяют авторы маркетинговых исследования по данному рынку до 2014-го года именно усиливающаяся ценовая конкуренция со стороны Китая тормозила ввод новых мощностей в отрасли [12]. Покупателями лимонной кислоты являются на сегодня в России по приоритету предприятия пищевой промышленности (Колебания между пищевой и непищевыми отраслями в потреблении лимонной кислоты варьировалось на протяжение последних лет в отношения от 0,75/ 0,25 до 0,84/0,16), объем платёжеспособного рынка составляет 30-33 тыс. т., с потенциалами для роста до 40 тыс. т, в денежном эквиваленте до $60 млн [13; 14]. Лимонная кислота, как упоминалась ранее выпускается в России как из сахара, так и из отходов производства сахарной отрасли – мелассы. Сегмент эко-лимонной кислоты, которая может производиться для повышения биобезопасности почв, из переработанных отходов пивоваренной отрасли в целом в России и в мире на сегодня отсутствует.

Проведенный анализ показывает, что при реализации подобного рода проекта бизнесом, возможно отвоевание до 3% рынка лимонной кислоты у китайских конкурентов. Данный проект при этом никак не затрагивает интересы сахарной отрасли в вопросах переработки отходов производства предприятий их отрасли (мелассы). Кроме того, за счет использования в данной технологии в качестве сырьевого материала дорогостоящего безопасного продукта «наночастиц серебра», внедрение анализируемых технологий в реальный сектор экономики позволит усилить реализацию федеральных целевых программ России по направлению развития нано- и биотехнологий [15; 16].

Литература:

1. Шарова М.В.,Соколов C.A., Ветрова A.A., Шаров В.И. Формирование устойчивых кооперационных связей Российских и Европейских научно-исследовательских организаций, и интеграции Российской науки в общеевропейскую научно-исследовательскую сферу в области окружающей среды, включая изменение климата// Биоэкономика и экобиополитика. 2015. № 1 (1). С. 3-8.
2. Шарова И.В., Балашова М.В. Пищевая безопасность в рамочной программе ЕС «Горизонт 2020»// Биотехнология и качество жизни. Материалы конференции. - 2014. - С. 568-570.
3. Производители продуктов питания просят не считать их производство экологически вредным// URL: http://www.vedomosti.ru/business/news/2015/05/13/pischevie-proizvodstva-prosyat-ne-schitat-ih-ekologicheski-vrednimi
4. Малофеева Ю.Н. Экология, промышленные отходы: учебное пособие/ Москва : Изд. комплекс МГУПП, 2009. - 66 с.
5. Иванова В.Н., Серегин С.Н. Пищевая промышленность России: современное состояние, проблемы, ориентиры будущего развития/ Москва: Финансы и статистика, 2013, 566 с.
6. Баландин Г.В., Скляренко С.А. Инновационная технология переработки пивной дробины для нужд пищевой промышленности// Инновационные технологии в пищевой промышленности. Сборник статей III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Самара. 2016. С. 102-104.
7. Cкляренко С.А., Баландин Г.В., Мастихин А.А., Мастихина А.Л., Витушкин И.И., Нур Ф.И. Биоэкономика переработки отходов пивоваренной отрасли для вторичного потребления предприятиями пищевой промышленности// Биоэкономика и экобиополитика. 2015. №1. С. 86-90.
8. Татуев А.А., Скляренко С.А. Вопросы экономики серой биотехнологии на службе агропромышленного комплекса// Репутациология. 2016. № 2 (40). С. 11-15.
9. Руденко Е.Ю. Утилизация отходов пивоварения// Самара – 2012. – 113 с.
10. Скляренко С.А., Есипова Е.С. Штрихи к исследованию проблематики организации малого бизнеса в пивоварении// Экономические аспекты пищевых производств. Научно-практическая конференция. 2013. С. 60-62.
11. Никифорова Т.А., Мушникова Л.Н., Львова Е.Б. Основы микробного синтеза лимонной кислоты/ СПб. 2005. 180с.
12. Мировой рынок лимонной кислоты: рост за счет китайского производства// URL: http://bfi-online.ru/ana2011/index.html?msg=2232
13. Российский рынок лимонной кислоты, 2014// http://centripap.ru/report/food/Soy/citricacid/
14. Рынок лимонной кислоты// URL: http://tsenovik.ru/articles/korma-i-kormovye-dobavki/rynok-limonnoy-kisloty/
15. Российский рынок лимонной и янтарной кислоты// URL: http://marketing.rbc.ru/news_research/24/09/2014/562949992448946.shtml
16. Баландин Г.В.,Ермолаева Г.А., Суворов О.А. Способ биоконверсии растительного сырья с применением наноматериалов // Официальный каталог "Научно-техническое творчество молодежи-2014". 2014. С. 120.
17. Баландин Г.В.,Ермолаева Г.А., Суворов О.А. Изучение бактерицидных свойств наночастиц серебра при воздействии на микроорганизмы пищевых производств// Сборник докладов VI Международной научно-практической конференции "Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях". 2014. С. 379-384.

References:

1. Sharovа M.V., Sokolov S.A., Vetrovа A.A., Sharov V.I. Formation of stable cooperation relations between Russian and European research organizations, and integrating Russian science into the European research area in the field of the environment, including climate change // Bioeconomy and ecobiopolitic. 2015. № 1 (1). Pp 3-8.
2. Sharova I.V., Balashova M.V. Food security in the framework of the EU "Horizon 2020" program // Biotechnology and quality of life. Conference materials. - 2014. - pp. 568-570.
3. Food producers are asked not to consider them as environmentally harmful production // URL: http://www.vedomosti.ru/business/news/2015/05/13/pischevie-proizvodstva-prosyat-ne-schitat-ih-ekologicheski-vrednimi
4. Malofeeva Y.N. Environmental, industrial waste: a tutorial / Moscow: Ed. Complex MGUPP, 2009 – 66p.
5. Ivanova V.I., Seregin S.N. Food Industry Russia: current status, problems and orientations for future development/ Moscow: Finance and Statistics, 2013, 566p.
6. Balandin G.V., Sklyarenko S.A, The innovative technology of brewers grain for the needs of the food industry // Innovative technologies in the food industry. Collection of articles III All-Russian scientific-practical conference with international participation. Samara. 2016. pp 102-104.
7. Sklyarenko S.A., Balandin G.V., Mastihin A.A,, Mastihina A.L., Vitushkin I.I., Nur F.I. Bioeconomy processing brewing industry waste for secondary consumer food industry // Bioeconomy and ecobiopolitic. 2015. №1. S. 86-90.
8. Tatuev A.A., Sklyarenko S.A. Questions gray economy biotechnology in the service of agro-industrial complex // Reputiology. 2016. № 2 (40). S. 11-15.
9. Rudenko E.Y. Disposal of waste brewing // Samara - 2012 - 113c.
10. Sklyarenko S.A., Esipova E.S. Strokes to the study of the problems of small businesses in brewing // Economic aspects of food production. Scientific-practical conference. 2013. Pp. 60-62.
11. Nikiforova T.A., Mushnikova L.N., L’vova E.B. Fundamentals of microbial synthesis of citric acid / SPb. 2005 180 p.
12. The world market for citric acid: growth due to Chinese production // URL: http://bfi-online.ru/ana2011/index.html?msg=2232
13. The Russian market of citric acid, 2014 // http://centripap.ru/report/food/Soy/citricacid/
14. Citric acid market // URL: http://tsenovik.ru/articles/korma-i-kormovye-dobavki/rynok-limonnoy-kisloty/
15. The Russian market of citric acid and succinic acid // URL: http://marketing.rbc.ru/news_research/24/09/2014/562949992448946.shtml
16. Balandin G.V., Ermolaeva G.A., Suvorov O.A. The process of bioconversion of plant materials using nanomaterials // The official catalog of "Scientific and Technical Creativity of Youth 2014". 2014. P.120.
17. Balandin G.V., Ermolaeva G.A., Suvorov O.A. The study of bactericidal properties of silver nanoparticles at WHO action on food production microorganisms // Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference "Scientific and Technical Creativity of Youth - the path to a society based on knowledge." 2014. Pp. 379-384.