Вирішили займатися глибокою агропереробкою? Розповідаємо з чого почати
Джерело фото: Latifundist.com
У попередній статті Олександр Бататін, автор проєкту «Велика агропереробка», зазначав, що головною відмінною характеристикою промислових біотехнологій є застосування як основних інструментів бактерій, дріжджів та ферментів. З їх допомогою реалізуються технологічні процеси, які умовно можна поділити на три основні групи:
- Ферментний гідроліз — процеси, у яких ферменти служать як біокаталізатори прискорення хімічних реакцій. Найчастіше зустрічається в операціях гідролізу (розщеплення) крохмалю для виділення з останнього компонентів, що містять цукри, наприклад, глюкози.
- Ферментація — друга група біотехнологічних процесів, суть якої полягає у перетворенні попередньо обробленої біосировини в бажані продукти з допомогою особливих метаболічних властивостей спеціалізованих мікроорганізмів (виробництво спирту, органічних кислот, амінокислот). У цьому випадку глюкозний сироп або бурякова меляса, використовуються для вироблення більш маржинальних продуктів, наприклад, органічних кислот, включаючи лимонну, молочну, оцтову і т.д.
- Культивування — процес, при якому кінцевим продуктом є сама біомаса мікроорганізмів, а цукрозміщувальна сировина (глюкоза або меляса) служить живильним середовищем для росту. Найбільш характерний приклад — виробництво дріжджів.
Мікроорганізми, які необхідні для біотехнологічних процесів, відбирають, вирощують і консервують в лабораторіях. Консервація та зберігання організовується шляхом відбору штамів (штам — це чиста культура мікроорганізмів або культура клітин, ізольована у певний час та у певному місці). Як правило, розробник біотехнологій має власну колекцію різних штамів, відібраних і вдосконалених для широкого діапазону сфер використання. Без перебільшень, штами мікроорганізмів є основою промислової біотехнології. Їхні властивості визначають основні параметри виробництва.
Промисловий штам повинен відповідати низці вимог, у тому числі:
- рости на дешевих та доступних поживних субстратах;
- мати високу швидкість зростання при економному споживанні субстрату;
- утворювати мінімум побічних продуктів;
- бути генетично однорідним та стабільним щодо продуктивності;
- бути не шкідливим для людей та навколишнього середовища.
При розробці конкретного проекту відбувається підбір мікроорганізмів та адаптація технологічних установок у прив'язці до сировини, води, повітря та інших місцевих умов. Таким чином, забезпечується стабільно висока продуктивність.
Слід наголосити, що у разі роботи з генетично-модифікованими штамами, які, наприклад, масово використовуються китайськими розробниками технологій, необхідно прорахувати наслідки для реалізації кінцевого продукту в країни, де обмежено застосування ГМО (країни Євросоюзу).
Крім сировини та мікроорганізмів, у біотехнологіях для оптимізації процесів застосовуються допоміжні матеріали, поживні речовини, мікроелементи та інгібітори. Наприклад, при виробництві карамельної та мальтозної патоки, глюкозно-фруктозних сиропів використовуються такі допоміжні матеріали: сода каустична, сірчана та соляна кислоти, гранульоване активоване вугілля, сполуки натрію та магнію, лимонна кислота.
Біотехнологічні процеси містять певну послідовність стадій, більшість з яких є загальними при виробництві різних продуктів:
- підготовка штаму мікроорганізмів до сівби;
- підготовка сировини;
- біореакції (ферментація, ферментний гідроліз, культивування);
- ізолювання та концентрація цільового продукту.
Склад операцій та апаратні рішення на кожній стадії залежать також від додаткових характеристик процесу, який може бути:
- аеробний чи анаеробний, тобто за участю кисню або без;
- стерильний чи нестерильний;
- періодичний, напівперіодичний чи безперервний;
- поверхневий або глибинний;
- з одним ферментером або з каскадом ферментерів.
Для прикладу нижче представлена блок-схема технологічного процесу виробництва моногідрату/ангідрату глюкози.
Кожна операція технологічного процесу виконується у спеціальному устаткуванні. Одним із ключових є біореактор або ферментер, у якому проходять основні робочі процеси.
Застосування біотехнологій у промисловості має низку переваг:
- можливість отримання специфічних та унікальних продуктів;
- біотехнологічні процеси проходять при відносно низьких температурах і тисках на відміну подібних хімічних процесів;
- допускається використання сировини якістю нижче, ніж при борошномельному та круп'яному виробництві;
- біотехнологічні процеси екологічні, мають можливість організації безвідходних виробництв.
Ці та інші особливості промислових біотехнологій, склад продуктової лінійки, безумовно, необхідно знати ініціаторам проектів. Це досить важко зробити без спеціальних знань, але мати загальне уявлення цілком реально.
Як правило, спонукальними мотивами ініціації проектів біопереробки агрокультур в Україні є три основні фактори:
- наявність великої сировинної бази;
- обмеження логістичних можливостей для вивезення врожаю продаж;
- бажання отримати додатковий прибуток, випускаючи продукт із високою додатковою вартістю.
Перші складності ініціаторів проектів починаються під час вибору основного продукту переробки. У цьому може допомогти дотримання низки основних критеріїв вибору:
- Продукт повинен мати стійкий висхідний тренд споживання у довгостроковому періоді. Промислові біотехнології дозволяють випускати продукти з хорошими перспективами продажу та стійкими трендами на зростання ринку, що обумовлено:
- зростанням чисельності населення планети;
- запит споживачів на продукти, що складаються з натуральних рослинних інгредієнтів;
- підвищенням рівня життя в країнах Азії та Африки.
- Технологія виробництва має бути доступною та передаватися з обов'язковою можливістю виробляти та вдосконалювати необхідні мікроорганізми безпосередньо на підприємстві в умовах заводської лабораторії.
- Технологія повинна створювати основи сталого розвитку проекту, тобто забезпечувати баланс трьох вимірів:
- економічно ефективний бізнес;
- вирішення соціальних проблем;
- життєздатна екологія.
- Вимоги технології повинні відповідати наявності місцевих кадрів та можливостям підготовки кадрового резерву.
- Забезпечення логістики сировини, допоміжних матеріалів, готової продукції.
- Перспективи вирішення енергозабезпечення підприємства, насамперед водою.
- Необхідні обсяги фінансування.
Практика показує, що найточніші відповіді на ці питання дає розробка концептуального проекту. У процесі проектних досліджень розробляються основні тези планованого підприємства. Концептуальний проект служить чудовою основою для ухвалення інвестиційного рішення, може бути використаний для отримання адміністративних погоджень та роботи з фінансовими інститутами.
Впровадження біотехнологій на українському ринку в баченні більшості підприємців щось надзвичайно нове та важке. Так, дійсно складення проектів реалізації та будівництва заводів з переробки сировини на основі промислових біотехнологій зовсім нелегкий процес. Але я запевняю, що саме такий напрям відкриє нову дорогу можливостей для українців та виробників.
Перспективне місце на світовому ринку біотехнологій — це гарантія високого рівня життя населення та економічної стабільності держави. На даному етапі помітно, що більшість українських агровиробників цікавляться переробкою сировини, але не знають усіх необхідних процесів та деталей. Тема промислових біотехнологій відносно нова і спровокована потребами покращення стану екології та створення відновлювальної сировини.
Якщо хочеш бути успішним та фінансово незалежним, то завжди стратегічно дивися у майбутнє. Більшість виробництв, які працюють у світі є екологічно небезпечними. Настане день, коли деякі з них закриють свої двері назавжди, а інші завчасно створять умови для адаптації під важливий світовий тренд екологічності. Промислові біотехнології — це саме те, що буде актуальним, швидко прогресуючим та рентабельним на подальші десятиліття.
Промислові біотехнології — це основа біопереробки агрокультур. З українською сировинною базою агровиробники приречені на успіх.
Саме тому я приділяю цій надважливій темі так багато часу для розробки концептуальних проектів, спілкування з українськими та іноземними спеціалістами та популяризації ідеології переробки української сировини у продукти з високою доданою вартістю, що мають вагоме та вирішальне значення для України.
Промислові біотехнології — це майбутнє. Переробка сировини — це промислова могутність.
Олександр Бататін, національна інвестиційна рада при Президенті України, економіст, автор проєкту «Велика агропереробка»
