ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ (ИТС 44-2017)

Таблица 2.9 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

получения диффузионного сока

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Свеклорезка

Изрезывание корнеплодов

Производительность по

сахарной свеклы в стружку

свекле 1500-6000 т/сут.;

барабанная

установленная мощность - 75-

140 кВт

Аппарат сульфитации

Доведение рН экстрагента

Производительность по

до 5,5-6,0

свекле 3000-6000 т/сут.

жидкостно-струйный

Ошпариватель

Нагрев свекловичной

Производительность по

стружки перед

свекле 1500-6000 т/сут.;

поступлением ее в

установленная мощность - 32-

диффузионный аппарат

75 кВт

Колонный диффузионный

Экстрагирование сахарозы

Производительность по

аппарат

из свекловичной стружки

свекле 1500-6000 т/сут.;

установленная мощность - 92-

300 кВт

Пресс отжима жома

Механическое

Производительность по

обезвоживание свежего

свекле 1500-3400 т/сут.;

горизонтальный

свекловичного жома

установленная мощность -

двухшнековый

250-500 кВт

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

Очистка диффузионного сока основана на многократной последовательной

обработке диффузионного сока известью и диоксидом углерода с выводом

образующегося осадка несахаров и включает совокупность специальных

технологических подпроцессов, проводимых в определенной последовательности:

предварительную дефекацию, основную дефекацию, первую ступень сатурации,

дефекацию перед второй ступенью сатурации, вторую ступень сатурации,

сульфитацию, фильтрование соков [57].

Структурная блок-схема процесса очистки диффузионного сока приведена на

рисунке 2.29.

162

Таблица 2.10 - Информация о технологическом процессе очистки диффузионного сока

Этап

Основное

Выходной

Входной поток

процесса

технологическое

Эмиссии

поток

(подпроцесс)

оборудование

- диффузионный

- преддефекован

- аппарат

- шум от

сок;

Предваритель

ный сок

предварительной

работающего

- реагент:

ная

дефекации

оборудования

известковое молоко

дефекация

(Са(ОН)2);

- сгущенная

суспензия сока

первой или второй

ступеней сатурации;

- электроэнергия

- преддефекованны

D7 Основная

- дефекованный

- аппарат

- шум от

й сок;

дефекации

сок

дефекации

работающего

- реагент:

оборудования

известковое молоко

(Са(ОН)2);

- электроэнергия

- дефекованный

Первая

- сок первой

- аппарат сатурации

- в атмосферу:

сок;

ступень

ступени

диоксид углерода

- реагент: диоксид

сатурации

(СО2), оксид

углерода (СО2);

углерода (СО);

- электроэнергия

- шум от

работающего

оборудования

- сок первой

С4

- фильтрованны

- фильтр

- шум от

ступени сатурации;

Фильтрование

й сок первой

работающего

- электроэнергия

сока первой

ступени

оборудования

ступени

сатурации;

сатурации

- суспензия сока

первой ступени

сатурации

- суспензия сока

С4

- фильтрованны

- фильтр

- фильтрационный

первой ступени

Фильтрование

й сок первой

осадок;

сатурации;

сгущенной

ступени

- шум от

- электроэнергия

суспензии и

сатурации;

работающего

обессахарива

- фильтрационн

оборудования

ние осадка

ый осадок

- фильтрованный

D7 Дефекация

- дефекованный

- аппарат

- шум от

сок первой ступени

перед второй

сок первой

дефекации

работающего

сатурации;

ступенью

ступени

оборудования

- реагент:

сатурации

известковое молоко

(Са(ОН)2);

- электроэнергия

- дефекованный сок

Вторая

- сок второй

- аппарат сатурации

- в атмосферу:

первой ступени

ступень

ступени

диоксид углерода

сатурации;

сатурации

(СО2), оксид

- реагент: диоксид

углерода (СО);

углерода (СО2);

- шум от

- электроэнергия

работающего

оборудования

164

Продолжение таблицы 2.10

Входной поток

Этап

Выходной

Основное

Эмиссии

процесса

поток

технологическое

(подпроцесс)

оборудование

сок второй ступени

С4

фильтрованный

фильтр

шум от

сатурации;

Фильтровани

сок второй

работающего

электроэнергия

е сока второй

ступени

оборудования

ступени

сатурации;

сатурации

суспензия сока

второй ступени

сатурации

фильтрованный сок

сульфитированн

аппарат

в атмосферу:

второй ступени

Сульфитация

ый сок

сульфитации

диоксид серы (SO2)

сатурации;

реагент: диоксид

серы (SO2);

электроэнергия

сульфитирован

С4 Фильтрова

очищенный сок;

фильтр

шум от

ный сок;

ние

осадок

работающего

электроэнергия

сульфитиро-

оборудования

ванного сока

Предварительная дефекация (D7) (преддефекация) осуществляется

добавлением в диффузионный сок извести в виде известкового молока плотностью 1,18-

1,20 г/см³ в количестве

0,25-0,30% СаО к массе свеклы для коагуляции

высокомолекулярных соединений в виде нерастворимых комплексов, осаждения солей

кальция органических и неорганических кислот, пектиновых веществ. Преддефекация

проводится при рН20 10,8-11,4 и температуре: холодная - 35-50^оС в течение 30-40 мин.;

теплая

50-65^оС в течение

12-15 мин.; горячая

85-88^оС в течение

5-7 мин.

Преддефекация осуществляется при равномерном движении сокового потока и его

перемешивании с постепенным плавным нарастанием щелочности сока при организации

противоточного движения сока и щелочного реагента с введением центров коагуляции в

виде частиц СаСО3 путем рециркуляции нефильтрованного сока первой сатурации,

сгущенной суспензии сока первой или второй сатурации. Для предварительной

дефекации используются непрерывно действующие горизонтальные секционные и

вертикальные бессекционные аппараты.

Основная дефекация (D7) проводится после предварительной дефекации

известью в количестве 0,9-1,0 % СаО при перемешивании раствора для разложения

редуцирующих веществ, амидов кислот, солей аммония, доосаждения анионов кислот,

омыления жиров. Основная дефекация осуществляется при рН20

12,2-12,4 в

комбинированном режиме - последовательном сочетании холодной (теплой) ступени и

горячей, последняя необходима для обеспечения полного разложения редуцирующих

веществ. Соответственно, температура холодной ступени дефекации - 40 ^оС, теплой -

50-65 ^оС, горячей - 85-90 ^оС; длительность холодной ступени основной дефекации 20-

30 мин., теплой

10-15 мин., горячей

5-10 мин. Для основной дефекации

используются непрерывно действующие вертикальные аппараты дефекации с

мешалками лопастного, турбинного или пропеллерного типа.

165

Первая ступень сатурации (D7) проводится после основной дефекации

сатурационным газом, содержащим 32-36 % СО2, для образования в растворе осадка

карбоната кальция и адсорбции на его поверхности несахаров. Сатурирование

осуществляется до рН20 10,8-11,4 при температуре 85-88 ^оС в течение 10 мин. В

процессе сатурирования в растворе образуется кристаллический осадок карбоната

кальция, обладающий наибольшей адсорбционной способностью, концентрирующий

на себе красящие вещества и коагулят несахаров, образовавшийся на

предварительной дефекации. Для первой ступени сатурации используются непрерывно

действующие аппараты сатурации различных типов: по направлению движения сока и

газа в аппарате

- прямоточные, противоточные и смешанные; по способу

распределения сока и газа - слоевые, оросительные и комбинированные; по наличию

циркуляции - циркуляционные и без циркуляции; по виду циркуляции - с внешней и

внутренней циркуляцией; по виду перегородок в аппарате - решетчатые, тарельчатые

и др.; по способу подачи газа - барботерные и безбарботерные. Подпроцесс сатурации

сопровождается выбросами в атмосферу отработавшего газа, содержащего диоксид

углерода, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, аммиак.

Фильтрование сока первой ступени сатурации (С4). Сок первой ступени

сатурации представляет собой разбавленную суспензию, содержащую примерно 5 %

твердой фазы, которую отделяют путем фильтрования или отстаивания. Фильтрование

сока первой ступени сатурации осуществляется в две ступени: 1 ступень - сгущение

осадка до плотности 1,18-1,24 г/см³, содержащего 400-500 г/дм³ твердой фазы, затем

фильтрование сгущенной суспензии с обессахариванием осадка до остаточного

содержания сахарозы в нем около 0,06-0,08 % к массе свеклы. Осадок в виде

сгущенной суспензии сока первой ступени сатурации распределяется на два потока:

один в количестве 10 % направляется на предварительную дефекацию, остальной - на

фильтрование и обессахаривание. Для фильтрования сока первой ступени сатурации

используются фильтры-сгустители листовые, патронные фильтры; для отстаивания -

отстойники.

Фильтрование сгущенной суспензии и обессахаривание осадка (С4)

осуществляется на вакуумных фильтрах или камерных фильтр-прессах. В зависимости

от вида фильтрационного оборудования выделенный осадок содержит 50 % сухих

веществ (вакуум-фильтры) или 70-75 % СВ (камерные фильтр-прессы), в его состав

входит 80 % СаСО3 и 20 % органических и минеральных несахаров. Данный осадок

называется фильтрационным осадком, выводится из технологической линии для

использования в качестве мелиоранта.

Дефекация перед второй ступенью сатурации (D7) осуществляется в течение 5

мин. с расходом извести в количестве 0,4-0,7 % СаО к массе свеклы с доведением рН20

сока до 11,5 для разложения остаточных количеств редуцирующих веществ и амидов.

Для дефекации используются непрерывно действующие вертикальные аппараты

дефекации с мешалками лопастного, турбинного или пропеллерного типа.

Вторая ступень сатурации (D7) заключается в обработке дефекованного сока

сатурационным газом и осуществляется с целью образования осадка карбоната

кальция и максимального перевода кальциевых солей в нерастворимые формы.

Вторая ступень сатурации осуществляется при температуре 92-94 ^оС в течение 10 мин.

до рН20 9,0-9,5. Для второй ступени сатурации используются непрерывно действующие

166

аппараты сатурации, по своей конструкции аналогичные аппаратам первой ступени

сатурации, отличаясь от них отсутствием расширенной верхней части корпуса и меньшим

объемом надсокового пространства. Подпроцесс сатурации сопровождается выбросами

в атмосферу отработавшего газа, содержащего диоксид углерода, оксид углерода,

диоксид серы, оксиды азота, аммиак.

Фильтрование сока второй ступени сатурации (С4) осуществляется на

листовых, патронных фильтрах. Отделенная фильтрованием сгущенная суспензия осадка

второй ступени сатурации направляется на предварительную дефекацию.

Сульфитация (D6) отфильтрованного сока второй ступени сатурации

осуществляется в жидкостно-струйных аппаратах, где обрабатывается до рН20 8,8-9,2

сульфитационным газом, содержащим диоксид серы SO2 и воздух в соотношении 1:(7-

8), охлажденным до температуры 40-50^оС. Подпроцесс сульфитации сопровождается

выбросами в атмосферу отработавшего газа, содержащего диоксид серы.

Фильтрование сульфитированного сока (С4) осуществляется на листовых

или патронных фильтрах. Отфильтрованный сульфитированный сок называют

очищенным соком, его чистота составляет около 92 %. Осадок после фильтрования

используют далее в соответствии с технологической схемой завода.

Основное оборудование технологического процесса очистки диффузионного

сока представлено в таблице 2.11.

Таблица 2.11 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

очистки диффузионного сока

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Аппарат предварительной

Протекание реакций

Производительность по свекле

дефекации горизонтальный

коагуляции

1500-6000 т/сут.;

секционный

высокомолекулярных

установленная мощность - 10-

соединений, осаждение

55 кВт

солей кальция органических

и неорганических кислот,

пектиновых веществ

Аппарат дефекации

Протекание реакций

Производительность по свекле

вертикальный

разложения амидов кислот,

1500-6000 т/сут.;

солей аммония,

установленная мощность - 10-

редуцирующих веществ,

55 кВт

омыления жиров

Аппарат барботерный

Протекание реакций

Производительность по свекле

первой ступени сатурации

образования осадка

1500-6000 т/сут.;

карбоната кальция и

установленная мощность -0,75-

адсорбции на его

1,0 кВт

поверхности несахаров

Фильтр патронный

Разделение суспензии сока

Площадь поверхности

первой ступени сатурации

фильтрования 10-20 м²;

скорость фильтрования 0,42·10^-

³м³/(м2.с)

167

Продолжение таблицы 2.11

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Камерный фильтр-пресс

Разделение сгущенной

Площадь поверхности

суспензии сока первой

фильтрования 40-80 м²;

ступени сатурации

установленная мощность - 8-13

кВт

Аппарат дефекации перед

Протекание реакций

Производительность по свекле

второй ступенью сатурации

разложения остаточных

1500-6000 т/сут.;

количеств редуцирующих

установленная мощность - 10-

веществ и амидов

55 кВт

Аппарат барботерный

Протекание реакций

Производительность по свекле

второй ступени сатурации

образования осадка

1500-6000 т/сут.;

карбоната кальция и

установленная мощность -0,75-

адсорбции на его

1,0 кВт

поверхности несахаров

Фильтр патронный

Разделение суспензии сока

Площадь поверхности

второй ступени сатурации

фильтрования 10-20 м²;

скорость фильтрования 0,91·10^-

³м³/(м2.с)

Аппарат сульфитации

Доведение свободных

Производительность по свекле

жидкостно-струйный

сульфитов в соке до уровня

1500-6000 т/сут.

0,003-0,005 % SO2

Фильтр патронный

Разделение суспензии

Площадь поверхности

сульфитированного сока

фильтрования 10-20 м²;

скорость фильтрования 0,91·10^-

³м³/(м2.с)

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

Сгущение очищенного сока включает следующие технологические подпроцессы:

сгущение сока выпариванием, сульфитация сиропа, фильтрование.

Структурная блок-схема процесса сгущения очищенного сока приведена на

рисунке 2.30.

168

Рисунок 2.30 - Структурная блок-схема процесса сгущения очищенного сока

Основная информация о технологическом процессе сгущения очищенного сока

представлена в таблице 2.12.

Таблица 2.12 - Информация о технологическом процессе сгущения очищенного сока

Основное

Этап процесса

Входной поток

Выходной поток

технологическое

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

очищенный сок;

F1 Сгущение

сироп;

выпарной аппарат

в атмосферу:

ретурный пар;

сока

конденсат;

аммиак (NH3);

электроэнергия

выпариванием

вторичный пар

шум от

работающего

оборудования

сироп;

сульфитированн

аппарат

в атмосферу:

клеровка сахара II и

Сульфитация

ая смесь сиропа

сульфитации

диоксид серы

III

с клеровкой

(SO2)

кристаллизации;

электроэнергия

сульфитированная

С4

фильтрованная

фильтр

шум от

смесь сиропа с

Фильтрование

смесь сиропа с

работающего

клеровкой;

оборудования

электроэнергия

взвесь

Сгущение сока выпариванием (F1) до сиропа с содержанием сухих веществ

65-73

% осуществляется в выпарных установках и основано на принципе

многократного использования теплоты греющего пара, в качестве которого применяют

отработавший в турбине ретурный пар температурой 135 ^оС; при этом количество

выпаренной воды составляет порядка 100 % к массе сахарной свеклы. Ретурный пар

169

поступает в паровую камеру только первого корпуса выпарной установки, каждый

последующий корпус обогревается вторичным паром предшествующего корпуса, часть

вторичного пара отбирают на другие технологические нужды для обогрева тепловой

аппаратуры. Греющий пар конденсируется в воду и используется в качестве

питательной воды паровых котлов ТЭЦ или технологических вод. Выпарная установка

состоит из четырех корпусов выпарных аппаратов и концентратора или пяти, шести,

семи корпусов выпарных аппаратов. Для сгущения сока используются выпарные

аппараты с естественной или искусственной циркуляцией, прямоточно-пленочные.

Подпроцесс сгущения сока выпариванием сопровождается выбросами в атмосферу

аммиака.

Сульфитация (D6) сиропа в смеси с клеровкой сахаров II и III кристаллизации

осуществляется в жидкостно-струйных аппаратах, где обрабатывается до рН20 8,0-8,5

сульфитационным газом. Подпроцесс сульфитации сопровождается выбросами в

атмосферу отработавшего газа, содержащего диоксид серы.

Фильтрование сиропа с клеровкой сахара II и III кристаллизации (С4)

осуществляется на патронных или мешочных фильтрах

- для удаления

тонкодисперсных взвесей размером до

0,5-1 мкм. Взвесь после фильтрования

используют далее в соответствии с технологической схемой завода.

Основное оборудование технологического процесса сгущения очищенного сока

представлено в таблице 2.13.

Таблица 2.13 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

сгущения очищенного сока

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Аппарат выпарной с

Выпаривание воды из сока

Площадь поверхности нагрева

естественной циркуляцией

до

содержания

сухих

- 1250-4870 м²

веществ 65-73 %

Аппарат сульфитации

Доведение рН смеси сиропа

Производительность по свекле

жидкостно-струйный

с клеровкой до 8,0-8,5

1500-6000 т/сут

Фильтр патронный

Удаление из сиропа

Площадь

поверхности

тонкодисперсных взвесей

фильтрования 10-20 м²;

размером до 0,5-1 мкм

скорость

фильтрования

0,26·10^-3м³/(м2.с)

Фильтр мешочный

Удаление из сиропа

Производительность - 12 м³/ч

тонкодисперсных взвесей

размером до 0,5-1 мкм

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

Кристаллизация сахарозы осуществляется в три ступени и включает следующие

технологические

подпроцессы:

уваривание

утфеля

кристаллизации,

центрифугирование утфеля I кристаллизации, уваривание утфеля II кристаллизации,

центрифугирование утфеля II кристаллизации, уваривание утфеля III кристаллизации,

170

Таблица 2.14 - Информация о технологическом процессе кристаллизации сахарозы

Этап

Основное

Входной поток

процесса

Выходной поток

технологическое

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

- сироп с клеровкой;

- утфель I

- вакуум-аппарат

- шум от

- второй оттек утфеля I

Уваривание

кристаллизации

работающего

кристаллизации;

утфеля I

оборудования

- вторичный пар

кристалли-

выпарной установки;

зации

- разрежение;

- электроэнергия

- утфель I

С3

- влажный сахар;

- центрифуга

- шум от

кристаллизации;

Центрифуги-

- первый оттек

работающего

- горячая вода;

рование

утфеля I

оборудования

- электроэнергия

утфеля I

кристаллизации;

кристалли-

- второй оттек

зации

утфеля I

кристаллизации

- первый оттек утфеля

- утфель II

- вакуум-аппарат

- шум от

I кристаллизации;

Уваривание

кристаллизации

работающего

- вторичный пар

утфеля II

оборудования

выпарной установки;

кристалли-

- разрежение;

зации

- электроэнергия

- утфель II

С3

- клеровка сахара II

- центрифуга

- шум от

кристаллизации;

Центрифугиро

ступени

работающего

- фильтрованный сок

вание утфеля

кристаллизации;

оборудования

второй ступени

II кристал-

- оттек утфеля II

сатурации;

лизации

кристаллизации

- электроэнергия

- оттек утфеля II

- утфель III

- вакуум-аппарат

- шум от

кристаллизации;

Уваривание

кристаллизации

работающего

- вторичный пар

утфеля III

оборудования

выпарной установки;

кристаллиза-

- разрежение;

ции

- электроэнергия

- утфель III

- установка

- шум от

кристаллизации;

Дополнитель-

кристаллизации;

кристаллизационн

работающего

- холодная вода

ная

- отработавшая

ая

оборудования

кристаллизац

вода

ия утфеля III

кристаллиза-

ции

охлаждением

- утфель III

С3

- клеровка сахара III

- центрифуга

- шум от

кристаллизации;

Центрифугиро

ступени

работающего

- фильтрованный сок

вание утфеля

кристаллизации;

оборудования

второй ступени

III кристал-

- меласса

сатурации;

лизации

- электроэнергия

172

Уваривание утфеля I кристаллизации (C5) осуществляется из сиропа и

клеровки сахаров II и III кристаллизации, соединенных с сиропом при сульфитации, при

температуре 72-78 ^оС и разрежении 0,08-0,09 МПа до содержания сухих веществ 92,0-

92,5 %.

Цикл уваривания включает: сгущение сиропа в течение

20-30 мин. до

содержания сухих веществ 82,0 %, что соответствует коэффициенту пересыщения

1,25-1,28;

введение затравочного материала для образования центров

кристаллизации; наращивание кристаллов сахара путем подачи новых порций сиропа с

многократной циркуляцией утфеля в вакуум-аппарате при коэффициенте пересыщения

1,10-1,14; окончательное сгущение утфеля до заданного содержания сухих веществ

без доступа в аппарат новых порций сахаросодержащего раствора. Эффект

кристаллизации при уваривании утфеля I кристаллизации составляет 12-13 %. Для

уваривания утфеля I кристаллизации используются вертикальные вакуум-аппараты

периодического действия.

Центрифугирование утфеля I кристаллизации (С3) осуществляется в поле

центробежных сил на центрифугах периодического действия с фактором разделения

1500-1600. При центрифугировании выделяются кристаллы сахара и два оттека:

первый - в виде межкристального раствора с включением небольшого количества

мелких кристаллов, второй - в виде раствора, содержащего часть межкристального

раствора и полученного при промывке кристаллов водой или сахаросодержащим

раствором.

Уваривание утфеля II кристаллизации C5) осуществляется аналогично из

второго и первого оттеков утфеля I ступени кристаллизации при температуре кипения

65-76 ^оС и разрежении 0,08-0,09 МПа до содержания сухих веществ 92,0-93,0 %,

причем введение затравочного материала для образования центров кристаллизации

проводится при коэффициенте пересыщения 1,28-1,30, наращивание кристаллов - при

коэффициенте пересыщения 1,12-1,15.

Эффект кристаллизации при уваривании утфеля II кристаллизации составляет

5-7 %. Для уваривания утфеля II кристаллизации используются вертикальные вакуум-

аппараты периодического действия или непрерывно действующие горизонтальные

вакуум-аппараты.

Центрифугирование утфеля II кристаллизации (С3) осуществляется в поле

центробежных сил на непрерывно действующих центрифугах с фактором разделения

1500-1600. При центрифугировании выделяются кристаллы сахара II кристаллизации,

которые непосредственно в центрифуге растворяются фильтрованным соком второй

ступени сатурации до содержания сухих веществ

65,0-70,0

%, и оттек в виде

межкристального раствора.

Уваривание утфеля III кристаллизации (C5) осуществляется аналогично из

оттека утфеля II ступени кристаллизации при температуре кипения

60-72 ^оС и

разрежении 0,08-0,09 МПа до содержания сухих веществ 94,0-95,0 %, причем введение

затравочного материала для образования центров кристаллизации проводится при

коэффициенте пересыщения 1,30-1,35, наращивание кристаллов - при коэффициенте

пересыщения

1,20-1,25. Эффект кристаллизации при уваривании утфеля III

кристаллизации составляет

10-12

%. Для уваривания утфеля I кристаллизации

используются вертикальные вакуум-аппараты периодического действия.

173

Дополнительная кристаллизация утфеля III кристаллизации охлаждением

(G1). Дополнительная кристаллизация утфеля III кристаллизации осуществляется при

его постоянном перемешивании и охлаждении в течение 36 часов с 65-68 ^оС до 35-40

^оС. Охлаждение утфеля осуществляется за счет присутствия в кристаллизаторах

поверхности охлаждения, в которых циркулирует холодная вода, при соблюдении

перепада температур между утфелем и охлаждающей водой и поддержании

коэффициента пересыщения межкристального раствора не выше 1,25.

Эффект кристаллизации за счет дополнительного выкристаллизовывания

сахарозы из межкристального раствора на кристаллах утфеля достигает 3-5 %.

Для дополнительной кристаллизации утфеля III кристаллизации охлаждением

используются непрерывно действующие горизонтальные или

вертикальные

кристаллизационные установки.

Центрифугирование утфеля III кристаллизации (С3) осуществляется в поле

центробежных сил на непрерывно действующих центрифугах с фактором разделения

1500-1600. Перед центрифугированием утфель III кристаллизации нагревается на 5-10

^оС. При центрифугировании выделяются кристаллы сахара III кристаллизации, которые

непосредственно в центрифуге растворяются фильтрованным соком второй ступени

сатурации до содержания сухих веществ 65,0-70,0 %, и оттек - меласса. Меласса

является товаром, полностью используемым в качестве сырья для пищевой,

химической, фармацевтической, комбикормовой промышленностей и для технических

целей.

Основное оборудование технологического процесса кристаллизации сахарозы

представлено в таблице 2.15.

Таблица 2.15 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

кристаллизации сахарозы

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Вертикальный

вакуум-

Кристаллизация сахарозы

Поверхность нагрева - 85-550

аппарат

периодического

при кипении пересыщенных

м²; масса сваренного утфеля за

действия

сахарных растворов под

один раз - 15-80 т

разрежением с

образованием утфеля I

кристаллизации

Центрифуга периодического

Отделение кристаллов

Производительность по утфелю

действия

сахара от межкристального

- 17-37,5 т/ч;

раствора утфеля I кристал-

установленная мощность -110-

лизации под действием

250 кВт

центробежных сил

Вертикальный

вакуум-

Кристаллизация сахарозы

Поверхность нагрева - 85-550

аппарат

периодического

при кипении пересыщенных

м²; масса сваренного утфеля за

действия

сахарных растворов под

один раз - 15-80 т

разрежением с

образованием утфеля II

кристаллизации

174

Продолжение таблицы 2.15

Наименование

Назначение

Существенные

оборудования

характеристики

технологического

оборудования1)

Центрифуга

непрерывно

Отделение кристаллов

Производительность по утфелю

действующая

сахара от межкристального

- 15-46 т/ч;

раствора утфеля I

установленная мощность - 90-

кристаллизации под

250 кВт

действием центробежных

сил

Вертикальный

вакуум-

Кристаллизация сахарозы

Поверхность нагрева - 85-550

аппарат

периодического

при кипении пересыщенных

м²; масса сваренного утфеля за

действия

сахарных растворов под

один раз - 15-80 т

разрежением с

образованием утфеля III

кристаллизации

Вертикальная

Дополнительная

Полезный объем - 150-400 м³;

кристаллизационная

кристаллизация утфеля III

площадь поверхности нагрева -

установка

кристаллизации

170-600 м²

охлаждением

Центрифуга

непрерывно

Отделение кристаллов

Производительность по утфелю

действующая

сахара от межкристального

- 15-46 т/ч

раствора утфеля I крис-

установленная мощность -90-

таллизации под действием

250 кВт

центробежных сил

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

Сушка и упаковка сахара включает следующие технологические подпроцессы:

сушка кристаллов сахара, охлаждение кристаллов сахара; отделение ферромагнитных

примесей; фасование и упаковка сахара, которые могут осуществляться

непосредственно с технологической линии или после бестарного хранения сахара в

силосах; очистка отработавшего воздуха.

Структурная блок-схема сушки и упаковки сахара приведена на рисунке 2.32.

Основная информация о технологическом процессе сушки и упаковки сахара

представлена в таблице 2.16.

Сушка сахара (F2) осуществляется подогретым до температуры

90-110 ^оС

предварительно очищенным от механических примесей воздухом, движущимся

прямоточно движению сахара, с влажности сахара 0,8-1,2 % до нормативной влажности в

зависимости от типа хранения: 0,15 % при хранении в потребительской или транспортной

таре; 0,06 % при хранении бестарно в силосах. Для сушки сахара используют непрерывно-

действующие барабанные аппараты и камерные с кипящим слоем. Подпроцесс сушки

сахара сопровождается выбросами в атмосферу сахарной пыли.

Охлаждение сахара (G1) осуществляют предварительно очищенным от

механических примесей воздухом температурой 15-20 ^оС, движущимся противоточно

движению сахара, с температуры 50-55 ^оС до температуры 22-25 ^оС.

175

Рисунок 2.32 - Структурная блок-схема процесса сушки и упаковки сахара

Таблица 2.16 - Информация о технологическом процессе сушки и упаковки сахара

Основное

Этап процесса

Входной поток

Выходной поток

технологическое

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

- влажный сахар;

F2 Сушка

- высушенный сахар;

- сушильный аппарат

- пыль сахара

- нагретый очищенный

сахара

- отработавший

воздух;

воздух

- электроэнергия

- высушенный сахар;

G1 Охлаждение

- охлажденный

- охладительный

- пыль сахара

- очищенный воздух;

сахара

сахар;

аппарат

- электроэнергия

- отработавший

воздух

- охлажденный сахар;

А2 Отделение

- охлажденный сахар

- комкоотделитель

- пыль сахара

- электроэнергия

комков

без комков;

- комки

- охлажденный сахар

А2 Отделение

- охлажденный сахар

- электромагнитный

- пыль сахара;

без комков;

ферромагнитны

без ферропримесей;

сепаратор

- ферромагнитн

- электроэнергия

х примесей

- ферромагнитные

ые примеси

примеси

- охлажденный сахар

Н1 Фасование

- упакованный сахар

- дозатор;

- пыль сахара

без комков и

и упаковка в

- мешкозашивочная

ферропримесей;

мешки

машина

- электроэнергия

- отработавший воздух;

А3 Очистка

- очищенный воздух;

- вентилятор

- пыль сахара;

- фильтрованный сок

отработавшего

- сахарный раствор

вытяжной;

- шум от

второй ступени

воздуха

- скруббер

работающего

сатурации;

оборудования

- электроэнергия

176

Для охлаждения сахара используют непрерывно-действующие единые сушильно-

охладительные установки или специальные охладительные аппараты. Подпроцесс

охлаждения сахара сопровождается выбросами в атмосферу сахарной пыли.

Отделение комков и ферромагнитных примесей (А2). Отделение комков

осуществляют на сите комкоотделителя барабанного типа. Отделение

ферромагнитных примесей осуществляют при прохождении конвейера со слоем

сахара под подвесным электромагнитным сепаратором.

Фасование и упаковку (Н1) высушенного и охлажденного сахара заданными

порциями осуществляют в мешки по

50,

25 кг; мягкие контейнеры

- по

1 т;

потребительскую тару: пакетики от 5 до 20 г, пакеты от 0,25 до 1 кг с последующей

укладкой в транспортную тару до 20 кг: ящики из гофрированного картона, групповую

упаковку из термоусадочной пленки или двух слоев бумаги. Для фасования сахара в

мешки и мягкие контейнеры используют весовые дозаторы; для упаковки

мешкозашивочные машины; для фасования и упаковки в потребительскую тару: пакетики

от 5 до 20 г, пакеты от 0,25 до 1 кг - фасовочные машины. Подпроцесс фасования и

упаковки сахара сопровождается выбросами в атмосферу сахарной пыли.

Очистку отработавшего воздуха (А3) из сушильного и охладительного

аппаратов осуществляют в одну или две ступени: в скрубберах или циклонах и

скрубберах. В скрубберы в поток воздуха с сахарной пылью противотоком под

давлением 0,3-0,4 МПа подают фильтрованный сок второй ступени сатурации в

мелкодисперсном состоянии, что способствует улавливанию частичек сахарной пыли

каплями сока, их осаждению и растворению в соке. Сахарный раствор с уловленной

сахарной пылью используют далее в соответствии с технологической схемой завода.

Очищенный воздух выводится в атмосферу. Подпроцесс очистки отработавшего

воздуха сопровождается выбросами в атмосферу сахарной пыли.

Основное оборудование технологического процесса сушки и упаковки сахара

представлено в таблице 2.17.

Таблица 2.17 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

сушки и упаковки сахара

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования¹⁾

Барабанный сушильный

Высушивание влажных

Производительность по сахару - 15,8-

аппарат

кристаллов сахара

56,3 т/ч;

установленная мощность - 30 кВт

Вертикальный вихревой

Охлаждение высушенных

Производительность - 50 т/ч

охладительный аппарат

кристаллов сахара

Электромагнитный

Отделение от сахара

Толщина слоя сахара на ленте до 250

сепаратор

ферромагнитных примесей

мм

Дозатор

Измерение количества сахара

Производительность - 3-10 уп./мин;

путем определения его массы и

установленная мощность - 1 кВт

помещения в упаковку

Мешкозашивочная

Зашивание мешков с сахаром

Производительность - 500 меш./ч

машина

Вентилятор вытяжной

Удаление отработавшего

Производительность - 40 м³/ч;

воздуха в атмосферу

установленная мощность - 45 кВт

Скруббер

Улавливание сахарной пыли из

Производительность по воздуху -

отработавшего воздуха

50000 м³/ч

Существенные характеристики технологического оборудования

зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

177

Получение известкового молока и сатурационного газа включает следующие

технологические подпроцессы: обжиг известнякового камня, гашение обожженной

извести, отделение от известкового молока примесей; очистка печного газа.

Структурная блок-схема процесса получения известкового молока и

сатурационного газа приведена на рисунке 2.33.

Рисунок

2.33

- Структурная блок-схема процесса получения

известкового молока и сатурационного газа

Основная информация о технологическом процессе получения известкового

молока и сатурационного газа представлена в таблице 2.18.

Таблица 2.18 - Информация о технологическом процессе получения известкового

молока и сатурационного газа

Этап

Основное

Выходной

Входной поток

процесса

технологическое

Эмиссии

поток

(подпроцесс)

оборудование

- известняковый

Обжиг

- обожженная

- печь

- в атмосферу:

камень;

известь;

известняково-

углерода оксид, азота

- твердое топливо;

- печной газ

обжигательная

оксид, азота диоксид;

- атмосферный

- кальций оксид

воздух;

(негашеная известь);

- электроэнергия

- взвешенные

вещества;

- шум от работающего

оборудования

- обожженная

D1 Гашение

- известковое

- аппарат

- шум от работающего

известь;

извести

молоко с

известегасильный

оборудования;

- конденсат

примесями

- пары

вторичного пара

гидратированной

выпарной

извести

установки;

- промои;

- свежая вода;

- электроэнергия

178

Продолжение таблицы 2.18

Входной поток

Этап

Выходной

Основное

Эмиссии

процесса

поток

технологическое

(подпроцесс)

оборудование

- известковое

А2 Отделение

- известковое

- гидроциклон

- неразгасившиеся

молоко с

примесей

молоко

частицы извести;

примесями;

- камни, песок;

- оборотная вода;

- шум от работающего

- электроэнергия

оборудования

- печной газ;

А3 Очистка

- сатурационн

- ловушка

- механические

- свежая вода;

печного газа

ый газ

циклонного типа;

примеси;

- электроэнергия

- газопромывател

- шум от работающего

ь;

оборудования

- каплеулавливат

ель

Обжиг известнякового камня осуществляется в противотоке движущихся

шихты, представляющей собой смесь известнякового камня и топлива в массовом

соотношении (10-12):1, и воздуха. Для обжига используется известняковый камень

размером 80-180 мм, в качестве топлива - кокс или антрацит класса АК и АО с

теплотворной способностью 28-33 МДж/кг.

Процесс осуществляется в непрерывно действующих шахтных известняково-

обжигательных печах последовательно в трех зонах: верхней - подогрева шихты до

температуры 900 ^оС, средней - обжига известняка при температуре 1150-1250 ^оС, нижней

- охлаждения извести до температуры 80 ^оС. В результате образуются: обожженная

известь в виде кусков размером 20-50 мм и печной газ, содержащий в своем составе 32-36

% CO2 и продукты горения, пыль известняка и топлива. Подпроцесс обжига

известнякового камня сопровождается выбросами загрязняющих веществ в атмосферу:

углерода оксида; азота оксида; азота диоксида; взвешенных веществ.

Гашение извести (D1). Гашение обожженной извести осуществляется при

соединении с водой температурой 80-90 ^оС в соотношении 1:0,62 в течение 10-12 мин.

Для гашения обожженной извести используется сахаросодержащий промой,

образующийся при обессахаривании фильтрационного осадка с содержанием сухих

веществ не более 1,0 % или конденсат вторичного пара выпарной установки. В

результате экзотермической реакции образуется рыхлая масса - гашеная известь.

Гашеная известь разбавляется водой в соотношении 1:5,3 до плотности 1,18-1,20 г/см³

с получением известкового молока. Гашение обожженной извести осуществляется в

известегасильных аппаратах непрерывного действия. Подпроцесс гашения извести

сопровождается выбросами паров гидратированной извести.

Отделение примесей (А2). Известковое молоко, представляющее собой

суспензию гидроксида кальция, содержит примеси песка и пескообразного

известкового осадка. Для отделения механических примесей с размером частиц более

1,2 мм используются сита вибрационные, для отделения более мелких частиц

размером

1,2-0,3 мм

- гидроциклоны. Неразгасившиеся частицы извести из

гидроциклонов возвращаются в известегасильный аппарат.

Отделенные от известкового молока камни и песок собираются для

последующего транспортирования на объекты размещения отходов.

179

Очистка печного газа (А3). Очистка печного газа от примесей организована в

несколько этапов: отделение мелких механических примесей (обеспыливание),

окончательная очистка (промывка водой и охлаждение до температуры 30-40 ^оС),

дополнительная осушка. Для отделения мелких механических примесей используются

ловушки циклонного типа; для окончательной очистки

- газопромыватели; для

дополнительной осушки печного газа

- каплеулавливатели. Очищенный и

охлажденный печной газ, содержащий по объему до

% СО2, называется

сатурационным газом и используется в процессе очистки диффузионного сока.

Отделенные механические примеси собираются для последующего транспортирования

на объекты размещения отходов.

Основное оборудование технологических процессов получения известкового

молока и сатурационного газа представлено в таблице 2.19.

Таблица 2.19 - Характеристика основного оборудования технологических процессов

получения известкового молока и сатурационного газа

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

Оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Производительность по СаО -

80-150 т/сут.;

Печь известняково-

производительность по

Обжиг известнякового камня

обжигательная шахтная

сатурационному газу - 8000-

15000 м³/ч; удельный расход

топлива на 1 т СаО - 129-145 кг

Аппарат известегасильный

Гашение извести

Производительность по СаО -

барабанного типа

75-180 т/сут.; установленная

мощность - 12-15 кВт

Сито вибрационное

Очистка известкового

Производительность по

молока от примесей

известковому молоку 30-40 м³/ч

Гидроциклон

Очистка известкового

Производительность по

молока от примесей

известковому молоку с

плотностью 1,19 т/м³ - 7,5-36

м³/ч

Ловушка циклонного типа

Очистка печного газа от

Производительность установки

примесей

по печному

газу - 10000 м³/ч

Газопромыватель

Окончательная очистка

Вместимость - 20 м³

печного газа от примесей,

отделение воды и

охлаждение

Каплеулавливатель

Дополнительная осушка

Диаметр 600 мм

печного газа

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

180

Производственные сточные воды сахарных заводов формируются как смесь

стоков с локальных участков и включают транспортерно-моечный и фильтрационный

осадки, осадок от очистки мелассы при ее обессахаривании методом ионообменной

хроматографии, лаверную и жомопрессовую воды, жомокислые воды, излишки

некоторых оборотных вод; они содержат органические соединения (по БПК и ХПК),

взвешенные вещества, аммонийный азот, хлориды, сульфаты, фосфаты,

нефтепродукты, сухой остаток, азот нитратов и азот нитритов.

Очистка производственных сточных вод сахарных заводов осуществляется на

полях фильтрации - участках земли, выделенных для естественной биологической

очистки сточных вод путем их испарения с водной поверхности и фильтрации в грунт.

Основная информация о технологическом процессе очистки сточных вод

представлена в таблице 2.20.

Таблица 2.20 - Информация о технологическом процессе очистки сточных вод

Этап

Основное

Входной поток

процесса

Выходной поток

технологическое

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

сточная вода;

отстаивание

осветленная

земляной

взвешенные

электроэнергия

сточная вода;

отстойник

вещества;

осадок взвесей

земляного

отстойника

осветленная

испарение и

испаряющаяся

карты полей

пары

сточная вода

фильтрация в

вода в атмосферу;

фильтрации

испаряющейся

грунт

осадок после

воды;

испарения воды и

запах

минерализации

органических

веществ в почве

Во время фильтрации в грунт органические соединения сточных вод при участии

разнообразных организмов, содержащихся в почве (бактерий, грибов, водорослей,

простейших, червей и членистоногих), окисляются. Наиболее интенсивная

минерализация органических веществ происходит в слое

20-30 см. Распад

органических загрязнений заканчивается процессами нитрификации (превращение

органического азота в нитраты) и денитрификации с образованием азота и СО2.

В состав полей фильтрации производственных сточных вод входят земляные

отстойники, пруд-накопитель (может отсутствовать в зависимости от проекта),

фильтрационные карты полей фильтрации, межкартовые, охранные и

распределительные валы, водовыпуски.

Схема полей фильтрации показана на рисунке 2.34.

181

Рисунок 2.34 - Схема полей фильтрации сахарного завода:

1 - напорный трубопровод производственных сточных вод; 2 - камера переключения;

3 - земляные отстойники; 4 - пруд-накопитель; 5-27 - карты полей фильтрации;

28 - водовыпуск из земляного отстойника на карты полей фильтрации; 29 - водовыпуск

из пруда-накопителя в карты полей фильтрации, 30 - межкартовый вал; 31 - вал с

дорогой и съездами; 32 - распределительный вал с лотками; 33 - водовыпуски на

карты; 34 - верховой водовыпуск из земляного отстойника в пруд-накопитель;

35 - охранный вал, 36 - вал пруда-накопителя и земляного отстойника

Земляные отстойники представляют собой открытые земляные котлованы

глубиной 5-8 м, объемом 10-80 тыс. м³, оборудованные железобетонными трубчатыми

водовыпусками и огражденные земляными валами. Земляные отстойники могут

включать секции для двухступенчатого отстаивания сточных вод, которые оборудуются

водовыпусками и переливами для последовательной и параллельной работы. В

практике работы обычно применяют два земляных отстойника.

Пруд-накопитель представляет собой открытый земляной котлован глубиной 2-4

м, огражденный земляными охранными валами, служащий буферной емкостью между

земляным отстойником и картами полей фильтрации. При необходимости часть

сточных вод из земляного отстойника направляют в пруд-накопитель, откуда вода

поступает на карты полей фильтрации после окончания производственного сезона.

Фильтрационные карты полей фильтрации

- открытые земельные участки,

которые располагаются горизонтально или с небольшим уклоном, разделяются по

периметру земляными межкартовыми валами и оборудуются специальными

распределительными валами с лотками, на которых через каждые

30-50 м

устанавливаются водовыпуски в выводную борозду карты. Размеры карт полей

фильтрации зависят от рельефа местности, общей рабочей площади полей, способа

обработки грунта, количества и качества очищаемой сточной воды. Обычно площадь

182

одной карты составляет 1,0-1,5 га.

Для предотвращения переливов с полей фильтрации предусматриваются

охранные валы, ограждающие всю площадь полей фильтрации. Ширина вала по верху

до 8 м, высота 1 м, откос 1:1,5.

Производственные сточные воды по напорному трубопроводу через камеру

переключения поступают в земляной отстойник для осаждения мелкодисперсных

взвесей, которые под действием сил гравитации опускаются на дно.

Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на карты полей

фильтрации

30 минут и более, степень механической очистки сточных вод по

взвешенным веществам

50-60

%. Осветленная вода из земляного отстойника

поступает на распределительный вал с лотками и распределяется последовательно

через водовыпуски на карты полей фильтрации слоем не более 0,4 м, где происходит

ее испарение и фильтрация через слой почвы.

Очистка земляных отстойников, прудов-накопителей и карт полей фильтрации от

осадка производится в весенне-летние месяцы, затем карты полей фильтрации

распахиваются.

Основное оборудование технологического процесса очистки сточных вод

представлено в таблице 2.21.

Таблица 2.21 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

очистки сточных вод

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

Оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Поля фильтрации

Очистка сточных вод путем

Земляные отстойники глубиной 5-

испарения с поверхности и

8 м и общим объемом 10-80 тыс.

фильтрации через грунт

м³;

карты полей фильтрации общим

объемом 0,6-1,0 млн м³

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

2.2.4.1.2 Производство сахара из тростникового сахара-сырца

В отечественной практике сахар из тростникового сахара-сырца получают на

специализированных заводах или на свеклосахарных заводах в межсезонный период,

максимально адаптируя их технологическую линию под данное сырье.

Отличие технологий производства сахара из тростникового сахара-сырца от

технологий производства сахара из сахарной свеклы обусловлено физико-

химическими свойствами и состоянием сырья, а именно тем, что сахарная свекла -

растительное сырье, сахароза в котором находится в растворенном состоянии в

клетках ткани; тростниковый сахар-сырец

- вторичное сырье, полуфабрикат,

представляющий собой кристаллы сахарозы с пленкой межкристального раствора.

Отличия технологии производства сахара из тростникового сахара-сырца на

специализированном заводе и свеклосахарных заводах состоят в следующем.

183

На специализированном заводе применяется процесс аффинации тростникового

сахара-сырца, т.е. замены пленки межкристального раствора на пленку раствора более

высокой чистоты, в качестве которого применяется первый оттек утфеля I

кристаллизации. Затем аффинированный тростниковый сахар-сырец растворяют, получая

клеровку, очищают известью и сатурационным газом, направляют на кристаллизацию.

На свеклосахарных заводах, где технологическая линия адаптируется под

другое сырье, процесс аффинации не применяется, а проводится растворение

тростникового сахара-сырца с образованием клеровки, смешивание с частью первого

оттека утфеля I кристаллизации для доведения до чистоты, соответствующей чистоте

сиропа свеклосахарного производства, направление на очистку известью и

сатурационным газом и кристаллизацию.

Мощность специализированного завода устанавливается в тоннах переработки

сахара-сырца в сутки, а технологической линии адаптированного свеклосахарного

завода - с пересчетом мощности по переработке сахарной свеклы на переработку

сахара-сырца с коэффициентом около 0,17-0,20.

Производство кристаллического белого сахара из тростникового сахара-сырца

на линии свеклосахарного завода основано на последовательно выполняемых

основных технологических операциях и включает следующие этапы: получение

клеровки тростникового сахара-сырца; очистку клеровки тростникового сахара-сырца;

кристаллизацию сахарозы; сушку и упаковку сахара. Кроме того, используются

вспомогательные потоки получения известкового молока и сатурационного газа.

Структурная блок-схема производства сахара из тростникового сахара-сырца

приведена на рисунке 2.35.

Рисунок 2.35 - Структурная блок-схема производства сахара

из тростникового сахара-сырца

Получение клеровки тростникового сахара-сырца включает следующие

технологические подпроцессы: подачу в переработку тростникового сахара-сырца,

отделение ферромагнитных примесей, растворение тростникового сахара-сырца,

отделение посторонних примесей от клеровки.

184

Структурная блок-схема процесса получения клеровки тростникового сахара-

сырца приведена на рисунке 2.36.

Рисунок 2.36 - Структурная блок-схема процесса получения клеровки

тростникового сахара-сырца

Основная информация о технологическом процессе получения клеровки

тростникового сахара-сырца представлена в таблице 2.22.

Таблица

2.22

- Информация о технологическом процессе получения клеровки

тростникового сахара-сырца

Основное

Этап процесса

Входной поток

Выходной поток

технологическое

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

- тростниковый

А1 Подача в

- тростниковый

- конвейеры

- шум от

сахар-сырец;

переработку

сахар-сырец

ленточные

работающего

- электроэнергия

тростникового

оборудования

сахара-сырца

- тростниковый

А2 Отделение

- тростниковый

-электромагнитный

- ферромагнитные

сахар-сырец;

ферромагнитныхсахар-сырец без

сепаратор

примеси

- электроэнергия

примесей

ферромагнитных

примесей

- тростниковый

D1 Растворение

- клеровка

- клеровочная

- шум от

сахар-сырец;

тростникового

мешалка

работающего

- электроэнергия;

сахара-сырца

оборудования

- растворитель

- клеровка

А2 Отделение

- клеровка

- песколовушка

- песок,

тростникового

посторонних

тростникового

посторонние

сахара-сырца

примесей

сахара-сырца

примеси

Подача в переработку тростникового сахара-сырца (А1). Тростниковый

сахар-сырец, доставленный на завод железнодорожным транспортом, направляется на

185

хранение насыпью в закрытые отапливаемые и неотапливаемые склады. Со склада

подачу тростникового сахара-сырца в переработку осуществляют ленточными

конвейерами (горизонтальными и наклонными).

Отделение ферромагнитных примесей (А2). Тростниковый сахар-сырец,

поступающий в переработку, содержит ферромагнитные включения, которые

удаляются при прохождении конвейера со слоем сахара под электромагнитным

сепаратором.

Растворение тростникового сахара-сырца (D1). Растворение тростникового

сахара-сырца производится нагретым до температуры 95-97 °С, подготовленным путем

доведения рН до 9,0-9,5 образовавшимся при обессахаривании фильтрационного

осадка промоем. Растворение ведут в непрерывном режиме при прямоточном или

противоточном движении продуктов в течение 7-10 мин., с доведением сухих веществ

раствора до 55-60 %, рН20 до 7,2-7,5. Для растворения тростникового сахара-сырца

используются клеровочные аппараты с мешалками горизонтального типа.

Отделение посторонних примесей (А2). Клеровка, полученная при

растворении тростникового сахара-сырца, содержит песок, посторонние примеси,

которые отделяют от раствора клеровки на сите переливного кармана клеровочного

аппарата и в песколовушке. Уловленные примеси собираются для последующего

транспортирования на объекты размещения отходов.

Основное оборудование технологического процесса получения клеровки

тростникового сахара-сырца представлено в таблице 2.23.

Таблица 2.23 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

получения клеровки тростникового сахара-сырца

Существенные характеристики

Наименование

Назначение

технологического

оборудования

Оборудования

оборудования¹⁾

Конвейер ленточный

Транспортирование

Угол наклонной части - 0-18^о;

тростникового сахара-

скорость движения - 0,8-2 м/с;

сырца в переработку

ширина ленты 500-1200 мм;

установленная мощность - 7,5 кВт.

Электромагнитный

Отделение

Толщина слоя на ленте до 250 мм

сепаратор

ферромагнитных

примесей

Клеровочный аппарат с

Растворение кристаллов

Полезный объем - 5-60 м³;

мешалкой

тростникового сахара-

установленная мощность - 5-15 кВт

сырца

Песколовушка

Отделение от раствора

Вместимость - 1,7 м³; установленная

клеровки тростникового

мощность -

сахара-сырца песка

1,5 кВт

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии

Для очистки клеровки тростникового сахара-сырца вначале получают

смешанную клеровку как совокупность клеровки тростникового сахара-сырца, части

первого оттека утфеля I кристаллизации и клеровки сахара III кристаллизации. Эта

186

поликомпонентная система содержит наряду с сахарозой несахара, представленные

коллоидами, редуцирующими и красящими веществами, аминокислотами,

органическими и неорганическими кислотами, восками и т.д.

Технология очистки смешанной клеровки тростникового сахара-сырца основана

на последовательной обработке ее известью и диоксидом углерода с выводом

образующегося осадка и включает следующую совокупность технологических

подпроцессов: получение смешанной клеровки, дефекацию, двухступенчатую

сатурацию, сульфитацию, фильтрование клеровки.

Структурная блок-схема процесса очистки клеровки тростникового сахара-сырца

приведена на рисунке 2.37.

Получение смешанной клеровки тростникового сахара-сырца (B2). К

клеровке тростникового сахара-сырца, очищенной от посторонних примесей,

добавляют клеровку сахара III кристаллизации и часть первого оттека утфеля I

кристаллизации, образуя смешанную клеровку. В сборник-смеситель или

непосредственно перед дефекатором добавляют известь в виде известкового молока в

количестве 1,5-3,0 % СаО, обеспечивающем при заданном эффекте обесцвечивания

цветность очищенной клеровки, позволяющую получить сахар стандартного качества.

Дефекация (D7). На дефекации под действием извести при температуре 83-85

^оС, щелочности клеровки от 0,5 до 1,3 СаО в течение 5-7 мин. при перемешивании

раствора протекают процессы разложения редуцирующих веществ, амидов кислот,

омыление восков. В качестве дефекатора используют дефекатор горячей ступени

свеклосахарного производства.

Рисунок 2.37 - Структурная блок-схема процесса очистки клеровки

тростникового сахара-сырца

187

Основная информация о технологическом процессе очистки клеровки

тростникового сахара-сырца представлена в таблице 2.24.

Таблица

2.24

- Информация о технологическом процессе очистки клеровки

тростникового сахара-сырца

Этап

Основное

Входной поток

процесса

Выходной поток

технологическо

Эмиссии

(подпроцесс)

е оборудование

- клеровка

B2 Получение

- смешанная

- сборник-

- шум от

тростникового сахара-

смешанной

клеровка

смеситель

работающего

сырца;

клеровки

тростникового

оборудования

- клеровка сахара III

тростникового

сахара-сырца

кристаллизации;

сахара-сырца

- первый оттек утфеля

I кристаллизации;

- известковое молоко;

- электроэнергия

- смешанная клеровка

- дефекованная

- дефекатор

- шум от

тростникового сахара-

Дефекация

клеровка

работающего

сырца;

оборудования

- электроэнергия

- дефекованная

Первая

- сатурированная

- сатуратор

- в атмосферу:

клеровка;

ступень

клеровка

диоксид углерода

- сатурационный газ;

сатурации

тростникового

(СО2), оксид

- электроэнергия

сахара-сырца со

углерода (СО);

степенью

- шум от

карбонизации 60

работающего

оборудования

- сатурированная

Вторая

- отсатурированная

- сатуратор

- в атмосферу:

клеровка;

ступень

клеровка

диоксид углерода

- сатурационный газ;

сатурации

тростникового

(СО2), оксид

- электроэнергия

сахара-сырца

углерода (СО);

- шум от

работающего

оборудования

- отсатурированная

С4

- отфильтрованная

- фильтр

- шум от

клеровка

Фильтрование

клеровка

работающего

тростникового сахара-

тростникового

оборудования

сырца;

сахара-сырца

- электроэнергия

- фильтрат;

С4

- отфильтрованная

- фильтр

- фильтрационный

- электроэнергия

Фильтрование

клеровка

осадок;

и обессахари-

тростникового

- шум от

вание осадка

сахара-сырца

работающего

оборудования

- отфильтрованная

- сульфитирован-

- сульфитатор

- в атмосферу:

клеровка тростнико-

Сульфитация

ная клеровка

диоксид серы

вого сахара-сырца;

тростникового

(SO2)

- электроэнергия

сахара-сырца

- отсульфитированная

С4

- отфильтрованная

- фильтр

- шум от

клеровка

Фильтрование

клеровка

работающего

тростникового сахара-

тростникового

оборудования

сырца;

сахара-сырца

- электроэнергия

188

Первая ступень сатурации (D7) проводится после дефекации сатурационным

газом, содержащим 32-36 % СО2, для образования в растворе осадка карбоната

кальция и адсорбции на его поверхности несахаров. Сатурирование осуществляют при

многократной принудительной циркуляции клеровки по внешнему контуру сатуратора в

5-7-кратном объеме в течение 8-10 мин. Степень карбонизации клеровки на первой

ступени выдерживают 60 %, с доведением щелочности по фенолфталеину до 0,07-

0,098

% СаО и рН20

10,2-10,5. Используются сатураторы первой ступени

свеклосахарного производства. Подпроцесс сатурации сопровождается выбросами в

атмосферу отработавшего газа, содержащего диоксид углерода, оксид углерода,

диоксид серы, оксиды азота, аммиак.

Вторая ступень сатурации (D7) проводится после первой ступени в течение 10

мин. с доведением щелочности до 0,01-0,015 % СаО и рН20 8,3-8,5. В качестве

сатуратора используют сатуратор второй ступени сатурации свеклосахарного

производства. Подпроцесс сатурации сопровождается выбросами в атмосферу

отработавшего газа, содержащего диоксид углерода, оксид углерода, диоксид серы,

оксиды азота, аммиак.

Фильтрование (С4). Отсатурированная клеровка представляет собой

суспензию, содержащую примерно 2-3 % твердой фазы, которую отделяют путем

фильтрования, осуществляемого в две ступени: 1 ступень - сгущение осадка до

плотности 1,18-1,24 г/см³, содержащего 400-500 г/дм³ твердой фазы, 2 ступень -

фильтрование сгущенной суспензии с последующим обессахариванием осадка горячей

водой до остаточного содержания сахарозы в нем около 0,02-0,06 % к массе сахара-

сырца. Для фильтрования очищенной клеровки используются патронные или дисковые

фильтры.

Фильтрование сгущенной суспензии и обессахаривание осадка (С4)

осуществляется на вакуумных фильтрах или камерных фильтр-прессах. В зависимости

от вида фильтрационного оборудования выделенный осадок содержит 50 % сухих

веществ (вакуум-фильтры) или 70-75 % СВ (камерные фильтр-прессы), в его состав

входит 92 % СаСО3, до 7% органических несахаров и около 1 % минеральных. Данный

осадок называется фильтрационным осадком, выводится из технологической линии

для использования в качестве мелиоранта.

Сульфитация (D6) отфильтрованной клеровки тростникового сахара-сырца

проводится сульфитационным газом, содержащим диоксид серы SO2 и воздух в

соотношении

1:(7-8), охлажденным до температуры

40-50 ^оС, для уменьшения

интенсивности образования красящих веществ; процесс ведут до рН20 среды - 7,5-7,7.

Сульфитацию осуществляют в жидкостно-струйных аппаратах. Подпроцесс

сульфитации сопровождается выбросами в атмосферу отработавшего газа,

содержащего диоксид серы.

Фильтрование сульфитированной клеровки (С4). Сульфитированная

клеровка содержит взвешенные частицы нерастворимых солей кальция, которые

отделяют фильтрованием на листовых или патронных фильтрах.

Основное оборудование технологического процесса получения клеровки

тростникового сахара-сырца представлено в таблице 2.25.

189

Таблица 2.25 - Характеристика основного оборудования технологического процесса

очистки тростникового сахара-сырца

Существенные

Наименование

Назначение

характеристики

оборудования

Оборудования

технологического

оборудования¹⁾

Аппарат

дефекации

Протекание

реакций

Полезная вместимость

12,5-

вертикальный

разложения редуцирующих

68,0 м³;

веществ, амидов кислот,

установленная мощность - 10-

омыления восков

55 кВт

Аппарат

барботерный

Протекание

реакций

Полезная вместимость

первой ступени сатурации

образования

осадка

36-80 м³;

карбоната

кальция

установленная мощность

адсорбции

на

его

0,75-1,0 кВт

поверхности несахаров

Аппарат барботерный второй

Протекание

реакций

Полезная вместимость

ступени сатурации

образования

осадка

36-80 м³;

карбоната

кальция

установленная мощность

адсорбции

на

его

0,75-1,0 кВт

поверхности несахаров

Фильтр патронный

Разделение

суспензии

Площадь

поверхности

отсатурированной клеровки

фильтрования 10-20 м²;

скорость

фильтрования

0,26·10^-3м³/(м²·с)

Камерный фильтр-пресс

Разделение

сгущенной

Площадь

поверхности

суспензии отсатурирован-

фильтрования

128

м²;

ной клеровки

установленная мощность - 8-

13 кВт

Аппарат

сульфитации

Доведение

свободных

Полезная вместимость

жидкостно-струйный

сульфитов в клеровке до

1,6-2 м³

уровня 0,003-0,005 % SO2

Фильтр патронный

Разделение

суспензии

Площадь

поверхности

сульфитированной клеровки

фильтрования 10-20 м²;

скорость

фильтрования

0,26·10^-3м³/(м²·с)

¹⁾ Существенные характеристики технологического оборудования зависят от требуемой

производительности линии и типа оборудования

Кристаллизация сахарозы, сушка и упаковка сахара, получение известкового

молока и сатурационного газа, очистка сточных вод осуществляются аналогично

описанному в разделе 2.2.4.1.1.

Производственные сточные воды при переработке тростникового сахара-сырца

отличаются от производственных сточных вод при переработке сахарной свеклы

составом и объемом; включают лаверные воды и разбавленный фильтрационный

осадок, если он выводится во влажном виде на вакуумных фильтрах.

190

Раздел 3 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

3.1 Общая информация об уровнях эмиссий в окружающую

среду при производстве продуктов питания

В производстве продуктов питания используется энергия, вода и химические

вещества, на выходе производственных процессов образуются газообразные, твердые

или жидкие продукты. Они могут оказывать вредное воздействие на окружающую

среду, их появление может быть вызвано неэффективным использованием

материалов или применением неадекватных процессов.

Данный раздел также содержит информацию о веществах на выходе, которые не

являются основными конечными продуктами и не удаляются как отходы. В отраслях

пищевой промышленности существует различие между основными продуктами,

сопутствующими продуктами, побочными продуктами, возвращенными продуктами и

отходами. Обычно основной продукт обладает наибольшей экономической ценностью.

Сопутствующий продукт - это продукт, намеренно или неизбежно образующийся

в одном и том же процессе и в то же самое время, что и основной продукт. Как

основной продукт, так и сопутствующий продукт могут соответствовать техническим

требованиям или разработке, а по отдельности каждый из них пригоден для

непосредственного использования с определенной целью. Например, в производстве

продуктов питания некоторые сопутствующие продукты

- это плодовое пюре,

свекловичный жом, меласса.

Соапстоки, отходы дезодорации, жировые погоны, отходы дистилляции и

растительных жиров являются сопутствующим продуктом и сырьем для

мыловаренного производства. Шрот, фосфатидный концентрат являются

сопутствующим продуктом и могут использоваться в дальнейшем как сырье для

производства кормов и пр. Лузга является сопутствующим продуктом и может

использоваться в дальнейшем как топливо. [11, 15, 16, 41, 43].

Побочный продукт - это остаточный материал, который возникает во время

производства продукта. Его можно использовать в качестве эффективного заменителя

продукта или в качестве ингредиента в другом производственном процессе для

создания иного продукта, например, ил и остатки на фильтре после фильтрования.

Возвращенные продукты - продукты, возвращенные из розничных или оптовых

магазинов, поскольку они не соответствуют необходимым нормативам или из-за

прекращения срока годности готовой продукции.

Информация о потреблении и выбросах является важной как часть процесса

эталонного анализа и для выбора технических методов, считающихся наилучшими

доступными техническими методами (НДТМ).

Эталонный анализ

- это технический метод, используемый для оценки

численных уровней потребления и выбросов. по сравнению с внутренним либо

отраслевым стандартом.

Как правило, эталоны выражаются в виде коэффициентов, но могут быть

выражены в виде процентного соотношения. В связи с этим данные о минимизации

отходов, потреблении воды и энергии, запахе, шуме и выбросах загрязняющих

191

веществ в атмосферу и сточных водах, в целом, являются значимыми. В таблице 3.1

показаны количественные параметры эталонного анализа, применимые при

производстве продуктов питания [89, 94].

Таблица

3.1

- Количественные параметры эталонного анализа, применимые в

производстве продуктов питания

Характеристика

Измерение

Выбросы в

Масса выбросов на единицу продукции или на единицу сырьевого

атмосферный воздух

материала

Объем воды, масса загрязняющих веществ или биохимическая

Сточные воды

потребность в кислороде (БПК) / химическая потребность в кислороде

(ХПК) на единицу продукции или на единицу сырьевого материала

Масса отходов на единицу продукции или на единицу сырьевого

Твердые отходы

материала

Энергетические

Использование энергии на единицу продукции или на единицу

ресурсы

сырьевого материала

Коммунальные

Использование воды, сжатого воздуха или пара на единицу

предприятия и службы

продукции или на единицу сырьевого материала

Потребление особых материалов, например, упаковочных, на

Иное

единицу продукции

Данные о потреблении воды и энергии отличаются не только типом процесса и

способом его применения, но также объемом операции.

Имеются данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух и

водные объекты по некоторым отраслям и по отдельным процессам. Имеется опыт ЕС по

утверждению контрольного перечня по отраслям пищевой промышленности в отношении

возможных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные объекты.

Указано шесть загрязняющих веществ атмосферного воздуха - метан, окись углерода,

двуокись углерода, фтористоводородные углероды (HFC), аммиак и NOx, и четыре

загрязняющих вещества водных объектов - общее содержание азота, общее содержание

фосфора, общее содержание органического углерода (TOC) и хлориды.

Процентное соотношение сырьевого материала, расходуемого на конечные

основные продукты, является переменной величиной, а минимизация отходов в целом

считается экономически эффективной целью всех производителей, но эталоны не

являются общедоступными. В таблице 3.2 показано несколько примеров процентного

соотношения сырьевого материала, содержащегося в конечном основном продукте.

Таблица 3.2 - Процентное соотношение сырьевого материала, содержащегося в

конечном продукте в некоторых технологических процессах

% сырьевого материала в

Производственный процесс

основном конечном продукте

Производство мясных (мясосодержащих) полуфабрикатов

Не регламентируется

Производство колбасных изделий

5-60

Производство мясных (мясосодержащих) консервов

35-70

Производство

соленого,

вареного,

запеченного,

75-90

копченного, вяленного и прочего мяса

Переработка и консервирование фруктов и овощей

70- 95

Производство растительных масел и жиров, например,

30- 60

нерафинированное растительное масло

Производство сахара

80- 87

192

3.1.1 Выбросы в атмосферу

Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух можно

классифицировать на стационарные, мобильные и нестационарные.

Стационарные источники выбросов подразделяются на организованные

стационарные источники выбросов и неорганизованные стационарные источники выбросов.

Организованными стационарными источниками выбросов при производстве

продуктов питания являются:

 выбросы

по

ходу

технологического

процесса,

высвобождаемые

технологическим оборудованием через оборудованные устройства и неизбежные при

эксплуатации установки, например, при операциях жарения, кипячения, варки;

 выбросы отработанных газов от оборудования предварительного подогрева,

которые используются только при запусках или остановках операций;

 выбросы при операциях хранения и перемещения, например, передача,

загрузка и выгрузка продуктов, сырьевых материалов и полуфабрикатов;

 выбросы от организованных источников (при наличии технологического

оборудования) на открытых или промышленных площадках;

 топочные газы из устройств снабжения энергией, таких как технологические

печи, паровые бойлеры, устройства комбинированного производства электроэнергии и

тепла, газовые турбины, газовые двигатели;

 отработанные газы из оборудования для контроля выбросов, такого как

фильтры, термические окислители или адсорберы;

 отработанные газы при восстановлении растворителя, например, на

установках экстракции растительного масла.

Неорганизованными стационарными источниками выбросов при производстве

продуктов питания являются:

 выбросы

по

ходу

технологического

процесса,

высвобождаемые

технологическим оборудованием с крупной поверхности или через отверстия и

неизбежные при эксплуатации установки;

 производственные потери и потери от испарения, при складировании и

происходящие во время операций перемещения, как, например, наполнение

цилиндрических контейнеров, тележек или емкостей;

 выбросы

предохранительно-разгрузочных

устройств,

например,

предохранительных продувочных устройств и предохранительных клапанов;

 вторичные выбросы, являющиеся результатом перемещения или утилизации

отходов, например, летучие вещества из коллектора, сливно-наливных устройств для

сточных вод или из воды для охлаждения

 выбросы из отверстий, образованные из захваченных диффузных и/или

неулавливаемых источников, например, диффузных источников, установленных в

огражденных местах или зданиях.

Источниками неулавливаемых выбросов при производстве продуктов питания

являются:

193

 потери запаха при хранении, наполнении и освобождении наливных

резервуаров и бункеров;

 вентиляционные отверстия складских резервуаров;

 течи трубопровода;

 фумигация;

 испарение во время хранения, наполнения и освобождения наливных

резервуаров растворителя и цилиндрических контейнеров, в том числе при

разъединении шлангов;

 разрывные мембраны и выбросы разгрузочного клапана;

 течи из фланцев, насосов, затворов и сальников;

 потери в зданиях через окна, двери и т.д.;

 отстойные бассейны;

 градирни и охлаждающие бассейны.

Основными загрязняющими веществами атмосферного воздуха при технологических

процессах производства продуктов питания, не считая загрязнителей, высвобождаемых при

сопутствующей деятельности, например, при производстве энергии, являются [92]:

 пыль;

 летучие органические соединения (ЛОС) и запах (отчасти вызванный ЛОС);

 хладагенты, содержащие аммиак и галоген;

 продукты горения, такие как CO2, NOx, SO2 и СО.

3.1.2 Сбросы

3.1.2.1 Водопотребление

Использование воды является одним из ключевых вопросов охраны окружающей

среды при производстве продуктов питания.

Система водоснабжения промышленного предприятия представляет собой комплекс

сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного

источника, очистку и ее обработку, транспортирование и подачу воды потребителям

требуемых расходов и качества. В системах технического водоснабжения

предусматриваются также сооружения и оборудование, необходимое для приема

отработавшей воды и подготовки ее для повторного использования, а также станции

очистки сточных вод. Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения и

воды, идущей на технические цели (технической воды) различны. Поэтому на большинстве

промышленных предприятий сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-

питьевого и противопожарного водоснабжения и отдельную систему технического

водоснабжения. В некоторых случаях, например, на предприятиях пищевой

промышленности, где значительная доля воды должна соответствовать требованиям

«СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды

централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические

требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» создают единую

систему водоснабжения [78]. А на предприятиях с высокой пожароопасностью вынуждены

создавать отдельные системы противопожарного водоснабжения

194

Водопотребление, водоотведение и потери воды обусловлены характером

производства, составом сырья и получаемого продукта, схемой водоснабжения и

водоотведения, ролью воды в процессе производства, качеством исходной воды,

условиями использования воды (температура нагрева, состав и степень загрязнения) и

возможностью регенерации (очистки и обработки) [26, 85].

3.1.2.2 Объем сточных вод

Отрасли пищевой промышленности традиционно являются крупным

пользователем воды как ингредиента, средства очистки, средства транспортировки и

подпитки для коммунальных систем. Крупные предприятия-производители продуктов

питания могут использовать несколько сотен кубических метров воды в день. Большая

часть воды, не используемой в качестве ингредиента, в конечном счете, становится

частью сточных вод.

Значительного уменьшения объема образуемых производственных сточных вод,

можно достигнуть посредством технических методов минимизации отходов.

Зависимость между количеством воды, используемой для соблюдения

требований санитарных норм и правил, не является очевидной, так как требования

законодательства в сфере безопасности пищевых продуктов препятствуют

сокращению использования воды, которого можно было бы достигнуть при

недостаточных уровнях чистоты, гигиены или качества продукта.

Объем сточных вод на одном производстве может значительно меняться

ежедневно, еженедельно или в зависимости от сезона.

Состав производственных сточных вод в значительной мере зависит от

структуры производства и методов очистки.

3.1.2.3 Состав сточных вод

Сточные воды при производстве продуктов питания весьма различны по составу.

Тем не менее, для них, как правило, характерно высоко значение ХПК и БПК. Уровни

данных показателей могут в

10-50 раз превышать таковые в сточных водах

коммунально-бытового водоснабжения.

Содержание БПК5 в основных отраслях пищевой промышленности и при

производстве некоторых продуктов показано в таблице 3.3 [10, 12].

Концентрация взвешенных веществ варьируется в диапазоне от незначительной

до 120000 мг/л.

Сточные воды, образуемые, например, в мясном секторе, характеризуются

высокими концентрациями пищевых жиров и масел.

195

Таблица 3.3 - Эквивалент БПК5 основных компонентов в производстве некоторых

продуктов питания

Содержание БПК5

0,65 кг/кг углеводов

0,89 кг/кг жира

1,03 кг/кг белка

0,18 - 0,37 кг/кг мяса

0,06 - 0,09 кг/кг фруктов или овощей

Кислотность сточных вод, образуемых при переработке пищевых продуктов,

варьируются в диапазоне от очень кислотных, с показателем pH 3.5, до очень

щелочных, с показателем pH 11. Факторы, влияющие на показатель pH сточных вод,

включают:

 естественный показатель pH сырьевого материала;

 регулирование значения pH воды для гидротранспорта с целью

предотвращения порчи сырья;

 использование щелочных или кислотных растворов в производственных

операциях;

 использование щелочных или кислотных растворов в операциях по очистке;

 состав и свойства воды, подаваемой на производства (жесткая, умягченная).

Наличие патогенных микроорганизмов в сточных водах может представлять

собой проблему, в частности, при переработке любой органической продукции.

Возникает высокая опасность присутствия сальмонеллы при переработке мяса птицы,

иерсинии - плодоовощной продукции, листерии - при производстве продуктов питания.

Проблемой является и количество питательных веществ. При биологической

очистке сточных вод идеальное соотношение БПК:N:P составляет примерно 100:5:1.

При таком уровне сточные воды, образующиеся при производстве продуктов питания,

будут содержать слишком малое количество N и/или P, чтобы поддерживать

биологическую активность во время очистки. Также могут возникать чрезмерные

уровни P, особенно если в технологическом процессе в большом количестве

используются фосфаты, например, при производстве колбасных изделий [51, 95].

При рафинации растительных масел фосфорной кислотой, она используется в

небольших количествах - 0.05-0.2 % от массы масла.

Если во время очистки в таких сточных водах возникают анаэробные условия, то

существует риск, что компоненты, содержащие фосфаты, могут выделять фосфор в

отводимую сточную воду. Использование нитрита натрия может также оказывать

аналогичное воздействие, тем самым увеличивая уровень нитратов в сточных водах.

К общим источникам аварийных сбросов относятся:

 загрязненные поверхностные сточные воды;

 течи складских резервуаров;

 течи трубопровода;

 проливы;

 дренажи обваловки;

 течи из фланцев, насосов, затворов и сальников.

196

3.1.3 Отходы производства пищевой отрасли промышленности

Хозяйственная деятельность человека неизбежно сопряжена с образованием

отходов производства. Отходы образуются в самых разных отраслях, в том числе в

пищевой и перерабатывающей промышленности.

Все отходы условно можно разделить на твердые и жидкие (или полужидкие). В

зависимости от этого, выбирается технологическое решение по подготовке и

переработке отходов. Одним из вариантов решения проблемы переработки отходов

является уменьшение объемов утилизируемого, за счет измельчения отходов и

удаления всей свободной и большей части связанной жидкости содержащейся в

отходах.

Вид отходов обусловлен типом производства и характером готовой продукции.

При производстве плодовоовощной и пищеконцентратной продукции на

предприятиях образуются следующие отходы: выжимки и семена, отходы от очистки,

ботва и прочие овощные отходы; плодовые косточки и вытерки, отходы переработки

темноокрашенных плодов и ягод, а также отходы при производстве пищевых

концентратов. Основным отходом данного производства являются овощные отходы,

выжимки, вытерки, отстои, очистки.

При масложировой продукции образуются такие отходы, как отбеливающие

глины, содержащие растительные масла, шлам от зачисток оборудования.

При производстве мясных изделий (колбасы, консервы, полуфабрикаты,

соленые, копченые, запеченные, варенные и прочие) образуются следующие отходы -

костное сырье, соединительная ткань (эластиновая, коллагеновые волокна, хрящи),

забракованные ветеринарным надзором, слизистая оболочка кишок (шлям), пищеводы,

сычуги, летошка, зачистка шкур (мездра), содержимое преджелудков (каныга), шквара

от вытопки жира, кости.

Утилизация

биологических

отходов

регламентируется

документами

ветеринарной службы, так как они могут являться источником распространения таких

массово опасных заболеваний как АЧС скота, коровье бешенство, птичий грипп,

гельминтозы и зооантропонозы.

При производстве сахара образуются следующие отходы на предприятиях -

обломки («бой») свеклы и свекловичные хвосты (хвостики свеклы); почва и ботва от

корнеплодов и другие подобные растительные остатки; фильтрационный осадок

(отходы фильтрации при дефекации свекловичного сока); отходы при очистке

известкового молока (известковый шлам); жом; пыль сахара при очистке воздуха

аспирационной системы; ткань фильтровальная.

Отходы, которые могут повторно использоваться в народном хозяйстве,

относятся к вторичным материальным ресурсам. Использование вторичных

материальных ресурсов способствует безотходности предприятия и извлечению

питательных веществ из сырья, а также улучшению экологической обстановки [21, 43,

44].

197

3.1.4 Потери сырья и продукции при производстве продуктов питания

3.1.4.1 Превышение по весу/объему

Потеря продукта из-за переполнения возникает даже на самом точном

наполнительном оборудовании. В соответствии с требованиями о среднем весе

наполнения содержание упакованного продукта неизбежно будет немного превышать

номинальное содержание упаковки. Ввиду его экономической значимости,

переполнение, как правило, тщательно прослеживается путем постоянного или

выборочного контрольного взвешивания. Такая потеря продукта, как правило,

незначима для окружающей среды.

Потери массы мясного сырья при распиловке, зачистке, расфасовке мясных

продуктов составляют от 0,5 до 1,5 % к массе полутуши, отруба. При хранении

замороженного мяса потери массы (усушка) составляет в зависимости от качества

сырья, вида сырья, способа охлаждения от 1,18 до 1,82 %.

3.1.4.2 Пролив

Пролив продукта, например, на пол, приводит к тому, что продукт становится

непригодным для потребления, и его необходимо рассматривать как потерю или

отходы, если он не извлечен должным образом. Регулярно возникающие проливы

указывают на некачественную конструкцию оборудования, плохое обслуживание или

неправильную эксплуатацию, например, упаковочной линии. Пролив часто вызывает

значительную потерю продукта и упаковочного материала. Если пролив происходит во

время ручного перемещения, причиной могут служить рабочие процедуры.

3.1.4.3 Утечка/перелив

Утечка жидкого продукта через соединения труб и переливы через края

резервуаров могут явиться важным источником потери продукта (материала) и

образования отходов, если продукт не извлечен должным образом. Такие проблемы

могут быть вызваны, например, изношенными уплотнительными кольцами или

высоким уровнем аварийных переключений из-за неисправности.

3.1.4.4 Дефекты продукта/возвращенный продукт

Продукты, не соответствующие необходимым нормативам, выявленные в

процессе производства до отправки или возвращенные покупателями, могут

представлять собой основной источник потери материала и образования отходов.

Данная группа включает также излишние произведенные свежие продукты, например,

в случаях, когда отклонения в последовательности приводят к слишком большому

количеству произведенного продукта, который затем невозможно полностью вовремя

реализовать из-за срока годности.

198

3.1.4.5 Собственные потери

Некоторое технологическое оборудование может вызывать потерю материалов и

образование отходов даже при использовании наиболее подходящих технических

методов, так как это связано с его конструкцией. Примером собственных потерь

является центробежный саморазгружающийся сепаратор, в котором некоторое

количество продукта теряется во время удаления шлама.

Похожая ситуация наблюдается при завершении процесса производства

продукта или при переходе на производство другого продукта, когда подается вода

для ополаскивания в системах безразборной мойки оборудования. Граница

раздела между продуктом и водой неизбежно не будет четкой, и в зависимости от

того, какие меры принимаются для минимизации потери, будет образовываться

большее или меньше количество смеси продукта и воды, которая теряется при

производстве.

3.1.4.6 Задержанный материал

Задержанный материал образуется, когда жидкий продукт или ингредиенты

не могут свободно стечь на следующий этап технологического процесса. Это

может быть вызвано, например, провисаниями трубопровода, в которых

застаивается продукт или иными препятствиями его свободному стоку. Если

продукт не может стечь, то его нужно протолкнуть газом, водой или механической

системой внутренней очистки.

Кроме того, в случае очень вязких продуктов, прилипание к стенкам

трубопровода или резервуара приводит к существенным потерям. Помимо

механического удаления, например, внутренней очисткой, перед мойкой потребуется

продолжительное предварительное ополаскивание.

3.1.4.7 Отходы, осажденные в результате нагревания

При нагреве жидкого продукта всегда существует вероятность осаждения

продукта на теплообменную поверхность. Осажденные частицы на пластинах или

трубах теплообменных устройств и на нейтрализаторах при мойке сбрасываются в

сточные воды. В некоторых технологических процессах осадок на трубах собирается и

направляется на переработку или возвращается в технологический процесс.

3.2 Уровни эмиссии по отдельным технологическим операциям

Довольно сложно предоставить количественные данные об экологических

аспектах отдельных технологических процессов в связи с отсутствием надежных

данных или по причине естественных колебаний, например, сезонных, для многих

сырьевых материалов, что часто приводит к изменениям параметров

технологических процессов. В большинстве случаев, имеется информация по

экологическим аспектам в отношении целой производственной линии или

структурного подразделения (цеха, участка). При этом практически нет

199

информации в отношении отдельных технологических методов или процессов,

поскольку на уровне типовых операций экологические измерения не проводились.

Для каждого технологического процесса основные источники потребления и

выбросов только определяются. Приведенный перечень источников не является

всеобъемлющим. Кроме того, следует учитывать и тот факт, что каждая установка в

рамках разных производственных процессов, будет иметь все типы выбросов.

Информация связана с производством продуктов питания в целом. В зависимости от

используемых сырьевых материалов, применяемого технологического процесса и

способа его применения возможны колебания.

Считается, что некоторые выбросы по ходу технологического процесса имеют

предположительно небольшое значение с точки зрения воздействия на окружающую

среду, и они определяются как незначительные выбросы. Однако, возможно, что на

отдельных установках такое определение неверно. Поэтому такие выбросы

необходимо проверять в зависимости от конкретного случая.

Воздействие на окружающую среду или выбросы по ходу технологического

процесса для каждой типовой операции, описанные в разделе 2.1, обобщены в

таблице

3.4. Символы напротив каждой операции описывают характеристику

выбросов. Значения использованных кодов приводятся в таблице 3.5, таблице 3.6 и

таблице 3.7.

Следует также заметить, что при описании экологических аспектов различных

технологических методов понятие «твердые продукты на выходе» охватывает как

побочные продукты технологического процесса, стоимость которых можно установить,

так и отходы, стоимость которых нельзя установить. Например, некоторые побочные

продукты отраслей пищевой промышленности можно использовать в качестве корма

для животных.

Таблица 3.4 - Воздействие на окружающую среду типовых процессов производства

продуктов питания

Воздействие на окружающую

среду

Код

Типовой технологический процесс

Твердые

Воздух

Вода

частицы

A. Прием сырья и его подготовка

Перемещение сырья и хранение

Вентиляционные отверстия резервуаров

S1, S3

Бункеры

Перемещение/транспортировка

сырья

S1, S2, S3

E1,E2,E3,

материалов

E1,E2,E3,

E4,E5

Сортировка/просеивание,

классификация

по

S1,S2, N

E1,E2

W1,W3

качеству, лущение (обрушивание), удаление

плодоножек/отделение стеблей и резка

Очистка

N М,S2

E1,E2

Мойка

E1,E2

W1, W3

Размораживание

N, S1, M

E1,E2, M

B. Измельчение, перемешивание, формование

200

Продолжение таблицы 3.4

Воздействие на окружающую

среду

Код

Типовой технологический процесс

Твердые

Воздух

Вода

частицы

Резание, нарезание, шинкование, измельчение,

E1,E2,

W1,W2

протирание и прессование

S1, S2, S3

E1,E2,E4,

Перемешивание/смешивание и гомогенизация

Помол/измельчение и дробление

S2, S3

W1,W3

Формование и экструзия

N, S

E1,E2,E3,

C. Методы разделения

Экстракция/экстрагирование

S1, S3

E1,E2

W1,W4

Деионизация

E1,E3,E5

Центрифугирование и осаждение

E1,E2

W1,W3

Фильтрование

E1,E2,E4

W1,W3

Кристаллизация

Удаление свободных жирных кислот путем

E1,E2,E3,

нейтрализации (щелочная нейтрализация)

Отбеливание/адсорбционная очистка

W2,W3

Дезодорация/дистилляционная нейтрализация

S1, S3

E1,E2,E4

С.9

Дистилляция

S1, S3, S4

E1,E2

С10

Гидратация

E1,E2,E3,

С11

Промывка

E1,E2,E3,

D. Технологические процессы производства пищевых продуктов

Растворение

E1,E2,E6

Ферментация/брожение

N, S1,S4

N, E1,E2

N, W1

Соление/посол/вяление/ и маринование

N, S1, S2,

E1,E2,E6

N, W1, M

Копчение

S1, S3, S2

E1, N

Гидрогенизация

/переэтерификация

E1,E2,E4

фракционирование

Сульфитация

Дефекация/сатурация

S1, S4, S5,

S6, S7

E. Тепловая обработка

Бланширование

E1,E2,E6

Варка и кипячение

S1, S3

E1,E2,E4,

E5,E6

Обжаривание

S1, S2, S3,

S4, S5

201

Продолжение таблицы 3.4

Воздействие на окружающую среду

Код

Типовой технологический процесс

Тверды

Воздух

Вода

частицы

Жарение

S1, S3

E1,E2,E3,

W1,W2

Пастеризация и стерилизация

E1,E2

Е6

Влаготепловая обработка мятки

E1,E2,E4

W1,W2

Е7

Тостирование шрота

S1, S3, S4

E1,E2

F. Концентрирование под воздействием тепла

Выпаривание/испарение (жидкость - жидкость)

S1,S2

E1,E2,E5

Сушка (жидкость - твердое тело)

S1,S2

E1,E2

G. Обработка отведением тепла

Охлаждение

Замораживание

S4, S7

Сублимационная сушка/лиофилизация

Вымораживание (винтеризация

W1,W2

H. Операции последующей обработки

Фасование и упаковка

E1,E2

W1,W6

Заполнение упаковки газом и хранение в

газовой среде

U. Дополнительные процессы

Очистка и дезинфекция

E1,E2,E3,E4,

Производство и потребление энергии

S2, S4, S5, S6

Продувка бойлера

Водоснабжение

Установка для минерализации

E1,E2,E3,E5

W1,W3

Создание вакуума

Холодоснабжение

Генерация сжатого воздуха

Таблица 3.5 - Коды, используемые для твердых продуктов на выходе

ККод

Твердые продукты на выходе

Органические, например, отходы/технологические материалы

Масла/жиры/смазки

Неорганические, например, почва, карбонат кальция и отбеливающая земля

Растворитель

Металлы, например, никелевый катализатор

Упаковка из технологических операций, например, бумага, картон или цилиндрические

емкости

Незначительные

Отсутствуют

202

Таблица

3.6

- Коды, используемые для выбросов загрязняющих веществ в

атмосферный воздух

Код

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Запах

Пыль

Органика*

CO2

NO2

SO2

NH3

Незначительные

Отсутствуют

* Органика охватывает выбросы, содержащие органические вещества в реальных

производственных условиях и независимо от иных компонентов, которые

присутствуют в выбросах

Таблица 3.7 - Коды, используемые для сбросов в водные объекты

Код

Сбросы в воду

Растворимые органические вещества (БПК/ХПК)

Общее количество взвешенных твердых частиц

Кислота/щелочь

Растительные жиры, масла и животные жиры (ЖИРЫ)

Нитраты, нитриты, аммиак, фосфаты

Растворенные твердые частицы

Незначительные

Отсутствуют

3.2.1 Перемещение сырья и его хранение (А1)

3.2.1.1 Сточные воды

Основная часть сбросов в водные объекты происходит из-за утечек. Во время

гидротранспортирования твердого сырьевого материала, такого как овощи, корни и

клубни, в воду выделяются как органические, так и неорганические взвешенные

вещества и растворимые соединения. Очистка различных труб и складских

резервуаров увеличивает потребление воды и количество сточных вод [12, 29, 38, 100].

Сточные воды могут также содержать растворы кислоты/щелочи, жиры, нитраты,

нитриты, аммиак и фосфаты.

Сточные воды при перемещении и хранении семян масличных культур

отсутствуют.

3.2.1.2 Выбросы в атмосферу

203

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух могут образовываться

из вентиляционных отверстий емкостей во время их наполнения и/или перемещения.

Такие выбросы могут включать пыль, ЛОС и соединения с запахом, которые обычно

незначительны по количеству и оказывают локальное воздействие.

3.2.1.3 Отходы

Некоторые остатки твердых частиц продуктов могут образовываться в емкостях,

в погрузочно-разгрузочном оборудовании и при упаковке. Их можно, например,

повторно применять в других процессах, использовать в качестве корма для

сельскохозяйственных животных или передавать на обезвреживание, хранение,

утилизацию как отходов производства [13, 15, 16, 21, 44]..

3.2.1.4 Энергопотребление

Для перемещения материалов используется энергия. При этом выделяется

некоторое количество тепла. Воздействие на окружающую среду незначительно и

связано с потреблением энергии [8].

3.2.1.5 Уровень шума

Краткие периоды шума могут возникать при работе определенных типов

передвижных воздуходувок, используемых для перемещения твердых частиц и

жидкости с транспортных средств в бункеры и другие емкости.

3.2.1.6 Аварийные выбросы и сбросы

Аварийный выброс может произойти, например, во время выгрузки при

подсоединении и отсоединении шлангов, а также во время хранения, если клапаны

неполностью закрыты или не обслуживаются.

3.2.2 Сортировка/просеивание, классификация по качеству, лущение

(обрушивание), удаление плодоножек/отделение гребней и резка (А2)

3.2.2.1 Сточные воды

Отделение примесей с использованием воды может привести к образованию

сточных вод, содержащих растворимые органические и взвешенные вещества

3.2.2.2 Выбросы в атмосферу

При сухой очистке пищевых продуктов/сельскохозяйственных сырьевых

материалов может образовываться пыль. Так, в масложировом производстве ее

массовое количество составляет 0,97 кг/т готовой продукции. Наличие запаха также

может представлять собой проблему. Такие выбросы незначительны по количеству и

оказывают локальное воздействие. Для удаления пыли из рабочего пространства

цехов применяется система аспирации [45, 55].

204

3.2.2.3 Отходы

Материал, который отбраковывается или удаляется, должен по возможности

извлекаться и собираться, а затем использоваться в качестве корма для животных. В

случае невозможности его использования в качестве корма для животных, необходима

утилизация как отходов производства.

3.2.2.4 Энергопотребление

Хотя для сортировки, как правило, требуется мало энергии, вместе с тем в ее

потреблении наблюдаются значительные колебания. Это связано с особенностями

переработки отдельных типов сырья, либо его состояния, например, при переработке

свежих и замороженных овощей.

3.2.2.5 Уровень шума

Зерноочистительное оборудование и оборудование для обрушивания и

разделения рушанки в масложировом производстве являются самым большим

источником шума на масложировых предприятиях.

3.2.3 Очистка (А3)

3.2.3.1 Сточные воды

В большинстве способов по очистке от кожуры и удаления снятой кожуры

используется распыление воды. При этом образуются сточные воды, содержащие

взвешенные вещества. Для широко распространенной очистки от кожуры паром или

горячей водой, требуется большое количество воды, в четыре раза больше, чем

необходимо для каустической очистки, в результате образуются сточные воды с

высоким уровнем остаточного содержания продукта. На установках по переработке

картофеля кожура может составлять вплоть до 80 % всего БПК. При переработке

фруктов сточные воды при очистке от кожуры могут составлять до 10% всего потока

сточных вод и 60 % всего БПК. Сухие методы каустической очистки от кожуры могут

значительно уменьшить объем и концентрацию сточных вод при таком способе и

сделать возможным сбор очисток в виде остаточного шлама. Использование

каустической соды при очистке от кожуры может привести к изменению показателя pH

в сточных водах. Для некоторой продукции, например, томатов, необходимы

концентрированные каустические растворы и добавление увлажняющих средств. При

сухой каустической очистке от кожуры потребление каустика обычно меньше, чем при

мокрых способах. При очистке от кожуры паром большая часть счищенного материала

выделяется вместе с паром, что приводит к сбору концентрированного потока отходов.

Оставшиеся следы смываются распылением воды. При таком технологическом

процессе потребление воды ниже, чем при методах мокрой очистки от кожуры.

3.2.3.2 Выбросы в атмосферу

205

При применении очистки от кожуры методом обжига, может образовываться

некоторое количество выбросов пыли и запах.

3.2.3.3 Отходы

Кожура часто извлекается и используется в качестве корма для животных, в

остальных случаях она утилизируется как отходы производства.

Абразивная очистка от кожуры приводит к существенно большей потери

продукта (25 %), чем при очистке от кожуры острым паром (8 - 15 %), при этом

образуется значительно большее количество сточных вод. При каустической очистке

от кожуры потеря продукта составляет около 17 %. При сухой каустической очистке от

кожуры потребление воды уменьшается и образуется концентрированная каустическая

масса, подлежащая обращению.

3.2.3.4 Энергопотребление

Для очистки от кожуры мгновенным паром, каустической очистки от кожуры и

очистки от кожуры обжигом требуется тепло; на прочих операциях по очистке от

кожуры требуется электроэнергия.

3.2.3.5 Уровень шума

Шумовое воздействие может представлять собой проблему.

3.2.4 Мойка (А4), размораживание (А5)

3.2.4.1 Сточные воды

Для данных процессов используется вода, при этом сточные воды обычно

содержат растворенные органические вещества, взвешенные вещества и соли.

3.2.4.2 Отходы

Грязь и вещества растительного происхождения, удаленные во время мойки,

например, сахарной свеклы и картофеля, утилизируются как отходы производства.

3.2.4.3 Энергопотребление

Потребление электроэнергии для операций по мойке в значительной мере

зависит от перерабатываемого сырья.

При мойке сырья, для увеличения скорости и эффективности процесса, можно

использовать горячую воду. Иногда для мойки используется горячая отработанная

вода из системы бланширования.

206

Размораживание с использованием горячего воздуха требует потребления

энергии.

3.2.5 Резание, нарезание, шинкование, измельчение, протирание и

прессование (В1)

3.2.5.1 Сточные воды

Сточные воды образуются, в основном, при очистке оборудования. Они обычно

содержат растворимые органические вещества, в виде частиц мяса, фруктов и овощей.

При переработке мяса сточные воды могут также содержать растворимые белки, жиры

и другие твердые частицы, такие как соли, применяемые для вяления.

3.2.5.2 Отходы

Образующиеся побочные продукты зависят от перерабатываемого сырья и

процесса. Так, при разделке мяса типичными побочными продуктами являются кости,

жир и кожа. Они обычно используются в других производственных процессах, которые

могут проводиться даже за пределами производства продуктов питания, например,

производство мыла. Другими типичными отходами являются счищаемая кожура

фруктов и овощей. При прессовании семян масличных культур все полученные отходы

возвращаются на повторную переработку.

3.2.5.3 Энергопотребление

Электроэнергия

используется

для

эксплуатации

производственного

оборудования.

3.2.5.4 Уровень шума

Для реализации технологических процессов данной группы используется

высокоскоростное оборудование с механическим приводом, которое может

производить высокий уровень шума, например, циркулярные пилы, используемые для

разделки костей, колбасные куттеры. Тем не менее, это, как правило, не является

проблемой, поскольку уровень шума обычно не превышает допустимых значений за

пределами площадки.

3.2.6 Перемешивание/смешивание и гомогенизация (В2)

3.2.6.1 Сточные воды

Использование воды в данной группе операций обычно сводится к очистке

оборудования. Используемое количество воды зависит от типа оборудования.

Образующиеся сточные воды содержат растворимые органические вещества,

взвешенные вещества и фосфаты.

207

3.2.6.2 Выбросы в атмосферу

При операциях, в которых подвергаются воздействию твердые частицы и

летучие вещества, могут образовываться выбросы загрязняющих веществ в

атмосферный воздух. При операциях, в которых задействованы ЛОС, может

выделяться запах. Пыль образуется при операциях с твердыми веществами, например

смешивание твердого вещества с твердым веществом.

3.2.6.3 Отходы

При операциях, в которых обрабатываются твердые продукты, твердые

органические вещества могут образовываться на выходе, когда оборудование

освобождается для следующей партии или для очистки. Как правило, при таких

операциях происходит некоторая потеря вещества. Такие твердые вещества могут

состоять из сырьевого материала или отходов производства. При точных операциях и

надлежащей производственной практике, количество твердого вещества на выходе

часто можно уменьшить и любой образующийся выход можно использовать повторно,

или продавать в качестве корма для животных.

3.2.6.4 Энергопотребление

На такие типовые операции затрачивается, в основном, электроэнергия.

3.2.6.5 Уровень шума

Процесс гомогенизации может быть источником шума.

3.2.7 Помол/измельчение и дробление (В3)

3.2.7.1 Сточные воды

На мокрое растирание затрачивается большое количество воды.

3.2.7.2 Выбросы в атмосферу

Пыль выделяется в атмосферный воздух при операциях, в которых

задействованы твердые продукты. Также возможны выбросы ЛОС.

3.2.7.3 Отходы

Твердые органические вещества образуются на выходе, когда оборудование

освобождается для следующей партии или для очистки. Во время таких операций

происходят некоторые потери вещества. Твердые продукты на выходе могут состоять

из сырьевого материала или отходов производства, и могут быть повторно

переработаны или реализованы в качестве корма для животных.

208

3.2.7.4 Энергопотребление

На данные технологические процессы затрачивается значительное количество

энергии.

3.2.7.5 Уровень шума

Процесс измельчения может быть источником шума.

3.2.8 Формование и экструзия (В4)

3.2.8.1 Сточные воды

Сточные воды образуются во время очистки оборудования и содержат, главным

образом, растворимые органические вещества, взвешенные вещества, а также могут

содержать жировые отходы и фосфаты.

3.2.8.2 Выбросы в атмосферу

Экструдирование при высоких температурах может вызывать некоторые

выбросы ЛОС в атмосферный воздух и запах.

3.2.8.3 Отходы

Некоторые твердые продукты могут образовываться из-за потери продукта в

начале и в конце производственного процесса.

3.2.8.4 Энергопотребление

Как правило, больше всего электроэнергии потребляют экструдеры.

3.2.9 Экстракция/экстрагирование (С1)

3.2.9.1 Сточные воды

Использование воды представляет собой проблему, когда вода используется в

качестве растворителя в процессе экстракции. Кроме того, оборудование для

экстракции периодически очищается для обеспечения эффективных и оптимальных

условий эксплуатации. Частота очистки зависит от продукта и конструкции экстрактора.

При очистке образуются сточные воды, содержащие растворимые и нерастворимые

органические вещества и взвешенные вещества.

Так, в процессе экстракции масла гексаном из масличных семян, для

охлаждения необходима вода в объеме от 0,2 до 14 м³/т масличных семян. Более того,

образуется определенное количество сточных вод, в основном, при отделении

209

гексана/воды, составляющее от 0,2 до 0,5 м³/т масличных семян; при этом нагрузка

составляет от 0,1 до 1 кг ХПК/т масличных семян.

Количество потребляемой воды и количество загрязнений зависит также от

системы охлаждения водой, например, прямоточная система или с рециркуляцией, а

также от сорта масличных семян. Производительность экстрактора также оказывает

большое влияние на эти параметры. Потребление воды в производстве получения

масла прессованием является минимальным.

3.2.9.2 Выбросы в атмосферу

Экстракция органическими летучими растворителями может вызвать выбросы

ЛОС.

Экстракционные установки могут также являться причиной запаха из-за

выбросов H2SО4 (в масложировой из-за применения растворителей), органических

соединений (бензин - 0,04 кг/т готовой продукции и акролеин - 0,00065 кг/т готовой

продукции).

Если используется экстракция водой, в атмосферный воздух могут выделяться

пары воды, содержащие неконденсирующиеся ЛОС.

3.2.9.3 Отходы

Твердые продукты на выходе можно повторно использоваться в качестве

продукта или сопутствующего продукта, или их можно утилизировать.

Твердые продукты на выходе могут содержать растворители. После

тостирования шрота и дистилляции мисцеллы - остаточное количество растворителя

0,04кг/т готовой продукции.

3.2.9.4 Энергопотребление

Требуются электроэнергия и пар; уровни зависят от типа применяемого

оборудования. Например, потребление энергии составляет 170 - 390 кВт пара (от 600

до 1400 МДж) и 30 - 60 кВт ч/т масличных семян (от 100 до 200 МДж). Потребление

энергии зависит, например, от сорта масличных семян и типа замкнутой системы

охлаждения водой.

3.2.9.5 Уровень шума

Возможные источники шума

- это градирни, вентиляторы и паровые

предохранительные клапаны.

3.2.10 Деионизация (С2)

3.2.10.1 Сточные воды

210

При регенерации ионообменных колонок образуется вода, содержащая

химические вещества, использованные для восстановления (обычно кислоты, щелочи

и рассол), ионы, удаленные из продукта (минералы и примеси), которые удаляются из

ионообменной колонки. Значение pH сточных вод меняется. Регенерация начинается с

промывки ионообменных колонок водой. При этом образуются сточные воды,

содержащие растворимые органические вещества и остатки продукта, которые, в

зависимости от их растворения, могут быть переработаны.

3.2.10.2 Отходы

Единственный твердый продукт на выходе - это ионообменная смола срок

замены, которой может составлять от 6 месяцев до 10 лет в зависимости от операций

и продукта, а также типа используемой ионообменной смолы.

3.2.11 Центрифугирование и осаждение (С3)

3.2.11.1 Сточные воды

Вода периодически используется для очистки сепарационного оборудования.

Частота очистки и объемы используемой воды варьируются в зависимости от продукта

и оборудования. В некоторых технологиях предусматривается очистка воды и ее

повторное использование. Сточные воды образующиеся при очистке оборудования

содержат растворенные органические вещества и взвешенные вещества.

3.2.11.2 Отходы

Осадок из центробежного сепаратора может повторно использоваться в

технологическом процессе. В остальных случаях предусматривается утилизация

отходов производства или дальнейшая их переработка. Образующийся осадок

содержит органические и неорганические вещества.

3.2.11.3 Энергопотребление

Процесс центрифугирования предусматривает потребление значительного

количества энергии. При использовании осаждения для работы насоса также

необходима электроэнергия.

3.2.11.4 Уровень шума

Работа центрифуг может производить высокий уровень шума в

непосредственной близости к аппаратам. Поэтому на рабочих местах необходимо

осуществлять контроль уровня шума и принимать меры к его снижению.

3.2.12 Фильтрование (С4)

211

3.2.12.1 Сточные воды

В зависимости от конечной цели операции по фильтрованию, в технологическом

процессе могут образовываться сточные воды, содержащие растворенные

органические вещества, взвешенные вещества и жиры.

3.2.12.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух из вакуумного насоса во

время вакуумной фильтрации могут содержать пыль. Объем выбросов незначителен.

3.2.12.3 Отходы

На фильтре образуются остатки, например, отбеливающая земля при

рафинировании пищевого масла, для которых необходим соответствующий метод

извлечения или утилизация как отходы производства. В производстве сахара при

фильтровании сока образуется фильтрационный осадок, который в дальнейшем в

обезвоженном виде используется в качестве мелиоранта.

3.2.12.4 Энергопотребление

Для работы насоса требуется электроэнергия.

3.2.13 Кристаллизация (С5)

3.2.13.1 Сточные воды

Сточные воды не образуются. При кристаллизации используемая для

охлаждения утфельной массы вода циркулирует в поверхности охлаждения обычно в

режиме рециркуляции. В данной оборотной системе отработавшая вода охлаждается в

градирне или в охлаждающем бассейне. Поскольку контакт с продуктом отсутствует,

загрязнения воды не происходит.

3.2.13.2 Отходы

Отходы отсутствуют.

3.2.13.3 Энергопотребление

Электроэнергия необходима для питания насосов и двигателей. Электроэнергия

требуется для системы охлаждения воды.

3.2.14 Удаление свободных жирных кислот путем нейтрализации (щелочная

нейтрализация) (С6)

3.2.14.1 Сточные воды

212

Для процесса нейтрализации требуется вода, в том числе для охлаждения и

создания вакуума. Сточные воды, образующиеся в процессе нейтрализации на

установках периодического и непрерывного действия, имеют температуру не более 90

°C. Они, кроме механических загрязнений, содержат нейтральный жир, жирные

кислоты в основном в виде мыла и разнообразные примеси в виде растворенных

минеральных кислот, щелочей, красящих веществ, углеводородов.

Содержание жиров не более 1,5 %.

3.2.14.2 Выбросы в атмосферу

Система обработки соапстоков кислотами может являться источником

посторонних запахов.

3.2.14.3 Отходы

В процессе нейтрализации масел образуется соапсток, который является

сопутствующим продуктом, и используется как сырье в мыловаренном производстве.

3.2.14.4 Энергопотребление

Пар необходим в качестве основного источника энергии для нейтрализации, а на

отделение соапстока затрачивается значительное количество электроэнергии.

3.2.15 Отбеливание/адсорбционная очистка (С7)

3.2.15.1 Выбросы в атмосферу

Возможно выделение запаха.

3.2.15.2 Отходы

На выходе при отбеливании образуется твердое вещество, называемое

отработанной отбеливающией глиной, содержащей растительные масла. Вследствие

технологических процессов они сорбируют в среднем до

% жира. В состав

отсорбированного жира входят токоферолы, стеролы, свободные жирные кислоты,

хлорофиллы, каротиноиды; элементы железа, калия, кальция, натрия, серы, магния,

марганца и др. Целесообразно вводить отбельные глины в комбикорма и кормовые

добавки. В противном случае, поскольку они обладают высокой температурой

сгорания, их используют в качестве источника энергии, например, в производстве

бетона или для производства биогаза.

3.2.15.3 Энергопотребление

Пар необходим для извлечения масла из отработанной отбельной глины. Масло

и отработанная отбельная глина нагреваются паром во время процесса отбеливания.

213

3.2.16 Дезодорация/дистилляционная нейтрализация (С.8)

3.2.16.1 Сточные воды

Вода используется для охлаждения конденсаторов. Вода из барометрических

конденсаторов может быть загрязненной. При прямоточном барометрическом

конденсаторе тепловая нагрузка равна потреблению пара в вакуумной системе.

Образуемые сточные воды содержат растворимые органические вещества,

взвешенные вещества и жиры.

3.2.16.2 Выбросы в атмосферу

Вакуумные насосы выделяют органические соединения, которые могут быть

причиной возникновения запаха.

3.2.16.3 Отходы

При

производстве

гидрогенизированных

переэтерифицированных

растительных жиров и масел и их фракций в результате процесса дезодорации

образуются погоны жирных кислот, которые являются побочными продуктами. Погоны

жирных кислот используются в олеохимической промышленности, в основном для

производства мыла. В 100 г погонов дезодорации подсолнечного масла содержится

200 мг витамина Е, соевого масла - до 400 мг. Их рекомендуется использовать в

качестве корма для животных. Так, у свиней улучшается окислительная стойкость мяса

и сала. В рацион норок рекомендуется вводить 5 мг токоферола, что соответствует

0,5 % на 100 ккал корма [16].

3.2.16.4 Энергопотребление

Для этого технологического метода требуется энергия в виде пара или

электричества. Потребление электроэнергии варьируется в диапазоне 17 - 42 кВт ч/т

продукта (60 - 150 МДж/т), а потребление пара - в диапазоне 115 - 310 кВт ч/т

продукта (420 -- 1120 МДж/т).

3.2.16.5 Уровень шума

Проблемы шума могут возникать из-за вентиляторов градирен, работы

насосного оборудования и перемешивающих устройств.

3.2.17 Дистилляция (С9)

3.2.17.1 Сточные воды

Сточные воды содержат взвешенные вещества и следы органических

растворителей. При наличии системы рекуперации растворитель может быть

214

использован повторно. Сточные воды образуются от конденсации водяных паров в

конденсаторах и дефлегматорах. Пары бензина, выходящие из шламовыпарителя, с

водой направляются в конденсатор, а затем в водоотделитель. Загрязнения состоят из

жировых веществ - 263 мг/л, ХПК-570, БПКб - 460, бензина - 40 мг/л.

3.2.17.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух включают ЛОС, запахи

остатки растворителя.

3.2.17.3 Отходы

Твердые вещества на выходе используются для производства биогаза, при этом

газ используется для производства энергии, что может улучшить энергетический

баланс в процессе дистилляции.

3.2.17.4 Энергопотребление

Дистилляционная установка потребляет от 12 до 13 кВт ч на литр растворителя.

3.2.17.5 Уровень шума

Некоторое производственное оборудование может производить высокий уровень

шума.

3.2.18 Гидратация (С10)

3.2.18.1 Сточные воды

Загрязнения сточных вод при гидратации состоят в основном из эмульсий

загрязненных жиров.

3.2.18.2 Выбросы в атмосферу

При рафинации выбросом в атмосферу является паровоздушная смесь, которая

не обладает токсическими свойствами и не требует дополнительной очистки. Другие

выбросы в атмосферу отсутствуют.

3.2.18.3 Отходы

При гидратации образуется фосфатидная эмульсия растительного масла,

содержащая лецитин, холин, нейтральный жир и воду, которая использовалась при

гидратации.

Фосфолипидные концентраты, вырабатываемые из фосфатидной эмульсии

растительного масла, полученной при гидратации нерафинированных масел,

подразделяются на сорта - высший, первый и второй в зависимости от содержанием

215

фосфолипидов соответственно

60,

55 и

50% и кормовые (с массовой долей

фосфолипидов - 40 %).

Используется как пищевая добавка в маргарины, хлебобулочные и кондитерские

изделия, добавка в ЗЦМ и комбикорма [11, 43].

3.2.18.4 Энергопотребление

Для этого технологического процесса требуется энергия в виде пара или

электричества. Потребление электроэнергии варьируется в диапазоне 8 - 21 кВт ч/т

продукта (30 - 75 МДж/т), а потребление пара - в диапазоне 30 - 90 кВт ч/т продукта

(100 -- 300 МДж/т).

3.2.19 Промывка (С11)

3.2.19.1 Сточные воды

На предприятиях масложировой промышленности на данном технологическом

процессе в образуемых сточных водах содержатся растворенные органические и

минеральные вещества и нерастворенные, находящиеся во взвешенном и

эмульгированном состоянии. Они трудно отделяются от воды. Сточные воды

характеризуются также высоким содержанием жировых веществ, температура стоков

40- 80 °С. Они мутные, серого цвета с хлопьевидной взвесью. Активная реакция среды

рН - 6,7-12, БПКб - 400-1600 мг/л, содержание жира -40-1286 мг/л, сульфатов -

около 180 мг/л, взвесей - 1415 мг/л, хлоридов - 60 мг/л, общего азота - 1,61 мг/л.

3.2.19.2 Выбросы в атмосферу

При переработке возможно выделение запаха.

3.2.19.3 Отходы

В этом технологическом процессе образуются органические вещества. В

большинстве случаев они рассматриваются в качестве побочных продуктов.

Отделяемые жировые вещества могут быть использованы как смазочные

вещества в металлургии, в мыловарении, при производстве биотоплива.

3.2.19.4 Энергопотребление

Для этого технологического процесса требуется энергия в виде пара или

электричества.

3.2.19.5 Уровень шума

Уровень шума незначительный

3.2.20 Растворение (D1)

216

3.2.20.1 Сточные воды

Во время очистки образуются сточные воды. Такие сточные воды могут

содержать остатки продукта, например, порошок и масло после ополаскивания, что

приводит к образованию растворенных органических веществ, растворенных твердых

частиц и взвешенные вещества в сточных водах.

3.2.20.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы пыли могут возникать при переворачивании мешков. Такие выбросы

обычно незначительны и, в основном, не выходят за пределы производственных

помещений.

3.2.20.3 Энергопотребление

Пар и электроэнергия используются во время процесса растворения.

3.2.21 Ферментация/брожение (D2)

3.2.21.1 Сточные воды

Вода используется для охлаждения ферментеров. Обычно используется вода

для охлаждения из градирен или специальной прямоточной системы. Сточные воды

образуются при очистке оборудования и емкостей. Они, как правило, содержат

сырьевой материал и остатки ферментированного продукта. Дрожжи, как органический

продукт, обладают высоким содержанием ХПК и взвешенных веществ и являются

основным фактором, наряду с несущей жидкой фазой, нагрузки сточных вод ХПК.

3.2.21.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух - это спирт и CO2,

являющийся естественным продуктом спиртового брожения. При контролируемом

процессе брожения распространена практика выбросов таких веществ в атмосферный

воздух, хотя извлечение и повторное использование также возможны. Запах может

также представлять собой проблему.

3.2.21.3 Отходы

Твердые отходы на данном этапе незначительны.

3.2.21.4 Энергопотребление

Электроэнергия нужна для циркуляции воды для охлаждения.

3.2.22 Соление/посол/вяление и маринование (D3)

217

3.2.22.1 Сточные воды

Рассол, который утилизируется после использования, или избыточное

количество рассола из бассейна для погружения, сбрасываются как сточные воды.

Сбрасываемое количество зависит от используемого метода соления, вяления,

засаливания или маринования. Такие сточные воды содержат поваренную соль, соли

для посола и другие ингредиенты, а также растворимые компоненты продукта, такие

как белки, которые выделяются из продукта во время соления. При очистке помещений

и оборудования также образуются сточные воды, содержащие остатки посолочных

компонентов, остатки продукта, растворенные органические вещества, растворенные

твердые частицы и взвешенные вещества.

3.2.23 Копчение (D4)

3.2.23.1 Сточные воды

Сточные воды, образуемые во время очистки оборудования, содержат

растворимые органические вещества, остатки из химических компонентов пара и

жидкую фазу дыма, а также очистители.

3.2.23.2 Выбросы в атмосферу

Сильные запахи выделяются во время операций копчения и сушки. Во время

копчения производится больше выбросов, чем на этапе сушки. Удаляемый дым также

содержит ЛОС. Некоторые установки удаляют запахи из дыма перед тем, как он

выбрасываются в атмосферу.

3.2.23.3 Отходы

В результате копчения образуется древесная зола.

3.2.23.4 Энергопотребление

Энергия нужна для дымообразования, нагревания и сушки.

3.2.24 Гидрогенизация/переэтерификация и фракционирование (D5)

3.2.24.1 Сточные воды

Вода используется для целей охлаждения, поскольку температура конечного

продукта не должна превышать 50 °C, при фракционировании - не более 60°C. Пар от

умягченной и деминерализованной воды необходим для нагревания автоклавов и/или

реакторов, а также для разогрева жиров с помощью теплообменного оборудования.

Вода также используется для очистки установки. Потребление воды находится в

пределах между 0,8 и 2 м³ питьевой воды и/или деминерализованной воды на тонну

218

продукта, в зависимости от типа системы охлаждения. Потребление воды для

охлаждения находится в пределах между 2 и 5 м³/т продукта.

Образуемые сточные воды содержат растворимые органические вещества,

взвешенные вещества и жиры [103].

Вода, используемая в процессе фракционирования, находится в замкнутом

цикле. Сточные воды не образуются

3.2.24.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы в атмосферу присутствуют в виде пара.

3.2.24.3 Отходы

В процессах гидрогенизации и переэтерификации в качестве побочной

продукции образуется технический жир, а в качестве отходов

- отработанный

катализатор и жировые погоны. Технический жир наряду с техническим саломасом

используется непосредственно в мыловарении либо направляется на дополнительное

гидрирование (в технический саломас).

В процессе фракционирования отходы не образуются.

При производстве переэтерифицированных животных и растительных жиров и

масел и их фракций образуются такие отходы, как отбеливающие глины, содержащие

растительные масла.

3.2.24.4 Энергопотребление

Энергия поставляется в виде пара и электроэнергии. Общее потребление

энергии составляет при гидрогенизации и переэтерификации

- от

10,18 кВт ч/т

продукта, пара 0,06 Гкал/т, при фракционировании - от 530,08 кВт-ч/т продукта и 1,81

Гкал/т соответственно.

3.2.24.5 Уровень шума

Проблема шума может возникать в связи с работой градирен, вакуумных систем,

насосного оборудования и перемешивающих устройств.

3.2.25 Сульфитация (D6)

3.2.25.1 Выбросы в атмосферу

Веществом, оказывающим вредное воздействие на окружающую среду, является

SO2, тем не менее, оно легко поглощается обрабатываемой жидкостью, например, пюре,

свекловичным соком, сиропом, а действительные остаточные выбросы крайне малы.

3.2.26 Дефекация/сатурация (D7)

219

3.2.26.1 Выбросы в атмосферу

Выделяемые в атмосферный воздух газы и пары из аппаратов для

дефекации/сатурации содержат CO2, СО, NH3, NO2, NO, SO2.

3.2.27 Бланширование (Е1)

3.2.27.1 Сточные воды

Выщелачивание сахаров, крахмалов и других растворимых органических

соединений из сырых фруктов и овощей в бланшировочной воде приводит к высоким

уровням БПК, взвешенных веществ и растворенных твердых частиц. Поскольку

бланшировочная вода обычно повторно используется/очищается, объем сточных вод

при бланшировании, как правило, относительно мал. Тем не менее, при этом в сточных

водах обычно концентрируются загрязнители.

3.2.27.2 Выбросы в атмосферу

В атмосферный воздух может выделяться пар. В зависимости от бланшируемого

сырьевого материала, выбрасываемый воздух может содержать низкие уровни ЛОС,

которые могут характеризоваться низким уровнем образования запаха.

3.2.27.3 Отходы

Некоторые твердые органические вещества могут накапливаться на дне

бланширователей. Их необходимо периодически удалять.

3.2.27.4 Энергопотребление

Энергия используется для нагревания бланшировочной воды.

3.2.28 Варка и кипячение (Е2)

3.2.28.1 Сточные воды

Сточные воды образуются во время переработки и очистки и содержат остатки

продукта. Образуемые сточные воды также содержат растворенные органические

вещества, взвешенные вещества, жиры, растворенные твердые частицы и, возможно,

нитраты, нитриты, аммиак и фосфаты.

3.2.28.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы в атмосферный воздух включают запах и ЛОС.

3.2.28.3 Отходы

Твердые продукты на выходе, содержащие органические вещества и жиры,

могут образовываться при очистке оборудования для тепловой обработки продуктов.

220

3.2.28.4 Энергопотребление

Для варки и кипячения используют энергию для нагревания, например, для

образования пара.

3.2.29 Обжаривание (Е3)

3.2.29.1 Сточные воды

Малое количество воды используется для быстрого охлаждения.

Такая вода частично выпаривается и выделяется в атмосферу и частично

поглощается продуктом.

3.2.29.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы, исходящие как из аппарата для обжаривания, так и из охлаждающего

аппарата, содержат компоненты, обусловливающие их запах, CO2, NO2 и ЛОС.

Концентрация ЛОС, вызывающих запах, для выбросов, исходящих из аппарата для

обжаривания, выше, чем для выбросов из охлаждающего аппарата. Уровни ЛОС выше,

если продукт обжаривается сильнее, например, когда температура продукта в конце

процесса обжаривания выше.

При использовании аппаратов для обжаривания непрерывного действия

выбросы также являются непрерывными. Абсолютный уровень ЛОС зависит от

температуры продукта в конце обжаривания; количества воздуха, используемого для

обжаривания, и оказывающего разжижающее воздействие на слой продукта; самого

продукта и времени обжаривания.

Выбросы органических веществ и потеря органических веществ при

обжаривании являются результатом распада или химической реакции, например,

хлорогеновой кислоты, лимонной кислоты, щавелевой кислоты, сырых белков и

тригонеллина.

случае

неочищенного

газа,

измеренное

содержание

ароматообразующих веществ составляет вплоть до

300000 OU/Н-м³. Образуется

массовая концентрация общего содержания органического углерода (ОСОУ) вплоть до

10000 мг/Н-м³. Также образуются аммиак, оксиды азота, двуокись углерода и окись

углерода.

Выбросы пыли также могут представлять собой проблему.

3.2.29.3 Отходы

В зависимости от вида производимого продукта питания возможны твердые

отходы.

3.2.29.4 Энергопотребление

Действительное потребление энергии зависит от типа используемого аппарата

для обжаривания, а также от разработанной системы использования дымовых газов.

221

3.2.30 Жарение (Е4)

3.2.30.1 Сточные воды

Сточные воды образуются при очистке оборудования и содержат жиры, в форме

свободного жира и эмульгированного жира, а также других остатков продукта. Такие

сточные воды также содержат взвешенные вещества, растворенные органические

вещества и растворы кислоты/щелочи.

3.2.30.2 Выбросы в атмосферу

Воздух над обжарочным аппаратом удаляется для предотвращения выбросов

загрязняющих веществ в рабочую зону. Выбросы загрязняющих веществ могут

содержать ЛОС, такие как продукты распада пищевого масла. Запах также может

представлять собой проблему, связанную с выбросами загрязняющих веществ.

3.2.30.3 Отходы

Масло, срок годности которого подошел к концу, необходимо утилизировать как

отходы производства. В твердых продуктах на выходе также могут содержаться

неорганические вещества.

3.2.30.4 Энергопотребление

Обжарочная печь обычно работает на жидком топливе или нагревается за счет пара.

3.2.31 Пастеризация и стерилизация (Е5)

3.2.31.1 Сточные воды

Вода или другая охлаждающая жидкость необходимы для охлаждения после

тепловой обработки.

В случае асептического наполнения образуются потери как органических, так и

неорганических веществ в виде отложений на теплопередающей поверхности. Позже

они сбрасываются в сточные воды во время мойки оборудования. В случае тепловой

обработки после консервирования необходима хлорированная холодная вода, что

приводит к образованию сточных вод, содержащих растворенные органические

вещества и взвешенные вещества.

3.2.31.2 Энергопотребление

Для тепловой обработки требуется энергия, обычно в виде пара или горячей

воды. После тепловой обработки энергия может быть извлечена посредством

теплообмена в установке по рекуперации тепла. Для конечного охлаждения нужна

222

охлаждающая вода. Охлаждение может сопровождаться однократным охлаждением,

при котором вода для охлаждения охлаждается в градирне или в системе

рециркуляции охлаждающей воды. Последняя использует систему механического

охлаждения, поэтому она потребляет энергию.

3.2.32 Влаготепловая обработка мятки (Е6)

3.2.32.1 Сточные воды

Сточные воды образуются при очистке оборудования и содержат жиры, в форме

свободного и эмульгированного жира, а также других остатков продукта. Такие сточные

воды также содержат взвешенные вещества, растворенные органические вещества и

растворы кислоты/щелочи.

3.2.32.2 Выбросы в атмосферу

Воздух над жаровней удаляется для предотвращения выбросов загрязняющих

веществ в рабочую зону. Выбросы загрязняющих веществ могут содержать ЛОС,

акролеин (0,001 г/м³), продукты распада пищевого масла.

Запах также может представлять собой проблему, связанную с выбросами

загрязняющих веществ.

3.2.32.3 Энергопотребление

Жаровня обычно нагревается за счет пара.

3.2.33 Тостирование шрота (Е7)

3.2.33.1 Сточные воды

Сточные воды образуются при очистке оборудования и содержат жиры, в форме

свободного и эмульгированного жира, а также других остатков продукта. Основными

загрязнениями производственных сточных вод маслоэкстракционных заводов и цехов

являются растворенный и эмульгированный бензин. Наличие бензина в сточных водах

объясняется некоторой его растворимостью, а также и выносом со шротовыми

частицами, отходящими от мокрых шротоловушек, конденсаторов и тостеров.

3.2.33.2 Выбросы в атмосферу

Выбросы загрязняющих веществ могут содержать органическую пыль 0,154 г/м³,

водяные пары и пары растворителя 0,005 г/м³.

3.2.33.3 Отходы

Сопутствующим продуктом при производстве подсолнечного растительного

масла является шрот, образуемый в количестве

35-42

% от объема семян.

223

Масличность шрота - 1,0-1,5 %. В своем составе шрот содержит: азот - 6-7 %, сырой

протеин (N * 6,25) - 39-40 %, сырой жир - 0,6-1,5 %, клетчатка - не более 23 %, общий

фосфор (Р2О5) - 2,4-2,9 %, безазотистые экстрактивные вещества -22,8 - 38,1 %,

общая зола - не более 6,5 %.

3.2.33.4 Энергопотребление

Требуются электроэнергия и пар. Уровни зависят от типа применяемого

оборудования. Например, потребление энергии составляет 170 - 390 кВт пара (от 600

до 1400 МДж) и 30 - 60 кВт ч/т масличных семян (от 100 до 200 МДж). Потребление

энергии зависит, в основном, от сорта масличных семян и типа замкнутой системы

охлаждения водой.

3.2.34 Выпаривание/испарение (жидкость - жидкость) (F1)

3.2.34.1 Сточные воды

Удаление отложений в период очистки и потери продукта во время запусков и

остановок определяют загрязнение органическими и неорганическими веществами сточных

вод. Во время испарения воды из продукта образуется конденсат. В зависимости от

содержания в нем, например, органических, неорганических веществ и взвешенных

веществ, такой конденсат можно использовать повторно в технологическом процессе или

очистить на КОССВ. Конечные пары конденсируются в открытом или закрытом

конденсаторе с использованием воды для охлаждения. Сточные воды содержат

растворенные органические и неорганические вещества и взвешенные вещества.

3.2.34.2 Выбросы в атмосферу

Иногда неконденсирующиеся газы выделяются в атмосферный воздух, чтобы

обеспечить эффективный теплообмен. Возникающее вредное воздействие на

окружающую среду зависит от состава удаляемых газов. Пыль и запах также могут

представлять собой проблему.

3.2.34.3 Энергопотребление

Потребность в паре для однокорпусного испарителя варьируется в диапазоне от

1,1 до 1,2 тонн пара на тонну испаренной воды. Потребность в энергии можно снизить при

использовании многокорпусных испарителей. В случае двукратного или трехкратного

воздействия, потребность в паре снижается соответственно до 0,6 - 0,7 и 0,4 тонн на

тонну испаренной воды. Потребление пара также можно уменьшить путем механической

или термической рекомпрессии пара. Целесообразно также использование отходящих

газов для рекуперации энергии из других процессов, таких как сушка.

3.2.34.4 Уровень шума

224

Шум часто образуется в процессе сгущения на вакуум-выпарных аппаратах, в

частности, при работе термокомпрессора, механического компрессора, паровых

эжекторов и из-за высокой скорости течения пара или жидкости в трубопроводе.

Интенсивность таких шумов можно снизить путем применения соответствующей

звукоизоляции. Шум также может образовываться при работе насосов из-за кавитации.

3.2.35 Сушка (F2)

3.2.35.1 Сточные воды

Использование воды обычно сводится к мойке оборудования, расход воды

дифференцируется в зависимости от типа оборудования. Сточные воды,

образующиеся во время мойки, содержат растворимые органические и взвешенные

вещества. При использовании скрубберов для очистки воздуха от сушильных

аппаратов, могут образовываться сточные воды, содержащие органические

материалы.

3.2.35.2 Выбросы в атмосферу

При сушке горячим воздухом, образуется газ/пар, который выбрасывается в

атмосферный воздух. Такой газ/пар может содержать пыль и ЛОС, образующиеся в

процессе, что может приводить к проблеме запаха. В этом случае может

потребоваться дополнительная обработка отработавшего воздуха. В зависимости от

типа сырьевого материала или продукта, пыль может быть липкой и влажной,

например, при переработке масличных семян. Пыль чаще всего извлекается при

использовании циклонных пылеуловителей и скрубберов. Если сушка производится

при использовании горелок с прямой подачей топлива или газа, отходящие газы могут

содержать CO2, CO, SO2, NOx, в зависимости от источника тепла и типа горелки.

3.2.35.3 Отходы

Твердые отходы могут образовываться на выходе, когда оборудование

освобождается для следующей партии или мойки. Такой твердый продукт на выходе

может состоять из сырьевого материала, остатков продукта и пыли, которые были

извлечены из исходящего воздуха. Твердые продукты/пыль можно повторно

использовать в технологическом процессе, или реализовывать в качестве корма для

животных.

3.2.35.4 Энергопотребление

В случае испарения воды теоретически требуется 0,611 кВт ч/кг (2,2 МДж/кг)

энергии. На практике этот показатель в значительной мере зависит от типа

используемого сушильного аппарата, потерь энергии в процессе и может варьировать

в диапазоне 0,556-1,08 кВт ч/кг (2,0-3,9 МДж/кг).

3.2.35.5 Уровень шума

225

Шум может возникать из-за воздухоприемных и воздуховыпускных отверстий

сушильных аппаратов, работы распылительных устройств, работы двигателей

барабанных сушильных аппаратов.

3.2.36 Охлаждение (G1)

3.2.36.1 Сточные воды

Вода может использоваться в качестве охлаждающей жидкости в прямоточной

системе. При рециркуляции воды для охлаждения можно использовать градирни с

замкнутым циклом.

3.2.36.2 Выбросы в атмосферу

При криогенном охлаждении образуются выбросы газообразных N2 или CO2.

Течи холодильного оборудования могут привести к выбросам хладагента.

3.2.36.3 Энергопотребление

Электроэнергия нужна для привода насосов, по которым циркулирует вода для

охлаждения или вентиляторов при воздушном охлаждении. Например, для охлаждения

маргарина с использованием механических систем охлаждения требуется мощность

50-149 кВт·ч/ 1 т маргарина в зависимости от вида маргарина. Тем не менее, в общем,

потребление энергии ими значительно меньше общего количества энергии,

необходимого для производства и использования жидких N2 или CO2.

3.2.36.4 Уровень шума

Проблема шума может возникнуть из-за вентиляторов и градирен.

3.2.37 Замораживание (G2)

3.2.37.1 Сточные воды

При иммерсионном замораживании могут образовываться сточные воды,

содержащие использованный охлаждающий раствор.

3.2.37.2 Выбросы в атмосферу

При криогенной заморозке образуются выбросы газообразных N2 или CO2.

3.2.37.3 Энергопотребление

Потребление энергии является основной экологической проблемой.

Электроэнергия нужна для работы вентиляторов для циркуляции воздуха в

226

морозильной установке. Например, глубокое замораживание является наиболее

энергоемким этапом при производстве овощей, замороженных при низкой

температуре, при этом потребляется 80 - 280 кВт ч/т замороженных овощей. Также

потребляется энергия в виде горячей воды, равная примерно 0,003 кВт-ч/м² (0,01

МДж/м²) поверхности пола туннеля/час работы. Потребление энергии при реализации

процесса в морозильном туннеле зависит от многих факторов. Так, при замораживании

фруктов и овощей этими факторами могут быть:

 тип замораживаемых пищевых продуктов. Например, объемные овощи, такие

как соцветия цветной капусты, сложнее замораживать, чем мелкие овощи, такие как

горох или морковь кубиками;

 температура пищевых продуктов на входе в морозильную установку. Чем выше

такая температура, тем большее количество тепла нужно удалить из пищевых

продуктов перед их заморозкой;

 массовая скорость потока пищевых продуктов. Чем выше скорость потока, тем

большее количество тепла необходимо удалить, и тем выше потребность в холодном

воздухе в установке;

 продолжительность обработки, которой также определяется потребность в

холодном воздухе в морозильной установке. Чем больше продолжительность

обработки, тем больше вероятность того, что пищевые продукты заморозятся.

Продолжительность обработки прямо пропорциональна толщине слоя пищевых

продуктов;

 потребление энергии, которое определяется скоростью потока воздуха в

морозильной установке. Чем выше скорость потока воздуха, тем лучше теплообмен

между испарителями и воздухом, с одной стороны, и воздухом и пищевыми

продуктами, с другой стороны. Более высокая скорость потока воздуха приводит к

более высокому потреблению энергии вентиляторами и к более высокой нагрузке на

систему охлаждения для морозильной установки, т.к. всю эту энергию необходимо

отвести;

 эффективность или коэффициент полезного действия (КПД), который играет

важную роль в потреблении энергии морозильными установками. Как показано выше,

эффективность в основном определяется конденсацией и температурой испарителя.

Потребление энергии на единицу веса замороженных продуктов в значительной

мере зависит от параметров, установленных для температуры испарителя, скорости

вентилятора и скорости потока продукта, а также давления конденсации и типа

обрабатываемого продукта. Поскольку на потребление энергии влияет множество

факторов, соответственно, в отношении потребления можно только наметить его

широкий диапазон.

3.2.37.4 Уровень шума

Проблема шума может возникнуть в связи с работой вентиляторов

3.2.38 Сублимационная сушка /лиофилизация (G3)

3.2.38.1 Сточные воды

227

Конденсированная вода, полученная из высушенного продукта, утилизируется

как сточные воды. Объем этой воды зависит от изначального содержания воды в

материале и типе высушиваемого материала. Сточные воды содержат растворенные

органические вещества и взвешенные вещества.

3.2.38.2 Энергопотребление

При сублимационной сушке в основном используется электроэнергия.

3.2.39 Вымораживание (винтеризация) (G4)

3.2.39.1 Сточные воды

В сточных водах после мойки оборудования содержатся растворенные

органические и минеральные вещества и нерастворенные, находящиеся во

взвешенном и эмульгированном состоянии, которые трудно отделяются от воды.

3.2.39.2 Энергопотребление

Электроэнергия нужна для охлаждения с использованием механических систем

охлаждения, как правило, требуется мощность 0,3 - 1,0 кВт.

3.2.40 Фасование и упаковка (Н1)

3.2.40.1 Сточные воды

Сбросы сточных вод возникают из-за пролива продукта. Сточные воды

образуются, например, при очистке стеклянных емкостей и бочек. При очистке

установок и оборудования также образуются сточные воды, которые обычно содержат

растворенные органические вещества и взвешенные вещества.

3.2.40.2 Выбросы в атмосферу

Процесс упаковки и наполнения может сопровождаться выбросами пыли.

3.2.40.3 Отходы

Твердые отходы включают отходы, образующиеся, например, из-за

сбоев/неэффективности упаковочной машины во время фасовки, и производственные

отходы при укупорке, особенно во время запусков и остановок машины. Такие

процессы, как выдувание стеклянной тары, обычно совершаются поставщиками за

пределами предприятия, но отходы могут возникать из-за боя тары на месте.

Выдувание тары из полиэтилентерефталата (PET) может производиться на площадке с

использованием либо гранул PET, либо поставляемых предварительных заготовок.

При этом образуются отходы. Коробки из многослойного картона и пакеты

производятся на площадке. При этом образуются отходы из обрезков. Небольшие

228

количества твердых отходов образуются от использования чернил и при очистке

печатного оборудования. При смазке оборудования и в транспортной системе также

образуются отходы. Некоторые виды упаковки перерабатываются.

3.2.40.4 Энергопотребление

Энергия

потребляется

наполнительным/укупорочным/упаковочным

оборудованием и при других сопутствующих действиях.

3.2.41 Заполнение упаковки газами и хранение в газовой упаковке (Н2)

3.2.41.1 Выбросы в атмосферу

Все смеси газов, используемые в вышеуказанных процессах, поставляются на

упаковочные установки либо в предварительно смешанном виде, либо в виде

отдельных газов, которые смешиваются на месте. Выбросы газов, например, CO2,

возможны во время технологических процессов или в результате аварии.

3.2.42 Очистка и дезинфекция (U1)

3.2.42.1 Сточные воды

Для очистки (мойки) и дезинфекции требуется большое количество воды. На

многих установках этот процесс потребляет наибольшее количество воды, при этом ее

количество зависит от типа и размера оборудования, которое необходимо очистить и

обрабатываемых материалов. При очистке и дезинфекции образуются сточные воды,

которые обычно содержат растворимые органические вещества, жиры, взвешенные

вещества, нитраты, нитриты, аммиак и фосфаты, образующиеся из остатков продукта

и удаляемых осажденных твердых веществ. В них также содержатся остатки моющих

средств, например, растворов кислоты или щелочи. В основном, используемые

средства очистки и дезинфекции сбрасываются в сточные воды, либо в своем

изначальном виде, либо в виде продуктов реакций.

Для данного технологического процесса требуется большое количество воды.

Так, основное потребление воды в кондитерском производстве происходит в процессе

мойки и дезинфекции оборудования. Расход воды для мойки оборудования и

инвентаря принимается

800 л в смену на 1 моечную ванну; 20 - 25 л в смену на 1

варочный аппарат и 12 л в смену на 1 машину. На мойку полов расход воды составляет

около 2 л на 1 м² площади пола.

Оборудование перед мойкой должно быть очищено от твердых остатков сырья,

перерабатываемого материала, полуфабриката или готового продукта

Сточные воды при очистке и дезинфекции содержат растворимые органические

соединения, твердые отходы, нитраты, нитриты, аммиак и другие соединения азота,

фосфорсодержащие вещества, жировые соединения. Кроме того, сточные воды

содержат остатки моющих средств, например кислотные и щелочные растворы, а

также продукты их взаимодействия с органическими соединениями. Кислая среда

229

сточных вод при мойке и дезинфекции объясняется наличием в их составе остатков

молочной и уксусной кислот образующихся при мытье емкостей из-под молока и

плодово-ягодных заготовок.

3.2.42.2 Выбросы

При мойке и дезинфекции оборудования в атмосферный воздух происходит

выделение гидроксида натрия (при использовании каустической соды)

3.2.42.3 Отходы

Во время процесса очистки образуются твердые соединения, оставшиеся на

оборудовании, которые частично возвращаются в производственный процесс.

3.2.42.4 Энергопотребление

Очистка обычно проводится при повышенной температуре. Это обусловливает

затраты энергии, как правило, на подогрев воды и производство пара для очистки и

дезинфекции.

3.2.43 Производство и потребление энергии (U2)

3.2.43.1 Сточные воды

Для обеспечения работы технологического оборудования в котельных

предприятия предусматривается установка паровых котлов, которые необходимо

периодически промывать водой. Сточные воды после промывки содержат диоксид

кремния и другие растворимые минеральные вещества. Очистка сточных вод

осуществляется на очистных сооружениях предприятия или может быть

предусмотрена очистка в общей системе очистных сооружений региона. Промывка

котельного оборудования направлена на поддержание эффективной и надежной

работы котельной.

3.2.43.2 Выбросы в атмосферу

Основными продуктами сгорания являются оксид углерода, оксид азота,

диоксид азота, оксид серы, бензапирен. Также виды продуктов сгорания зависят от

вида используемого топлива, процесса сгорания, конструкции установки для сжигания,

температуры сгорания топлива. Если в качестве топлива для котельной используется

природный газ, то количество выбросов оксидов азота может быть снижено путем

инжекции пара в камеру сгорания газовой турбины, или при использовании горелок с

низким содержанием NO2.

Основные продукты, образующиеся в результате процесса горения - это CO2 и

пары воды. Выбросы CO2, образующиеся при сжигании угля, почти в два раза

превышает выбросы при сжигании природного газа.

230

Выбросы SO2 являются результатом сернистости топлива. В газе сера

содержится только в следовых количествах. В газойле содержится до 0,1 % серы по

весу. В угле содержится от 0,5 % до 2,5 % серы по весу. В нефтяном топливе может

содержаться до 3,5 % серы по весу.

Выбросы NOx зависят не только от топлива, но также от конструкции самого

сжигающего агрегата и температуры пламени. Как правило, газ не содержит каких-либо

значительных количеств азотных соединений, но при окислении азота в воздухе

горения будет образовываться NOx. Таким образом, количество NOx, образующееся

при горении газа, является наиболее низким по сравнению с количеством,

образующимся при горении любого ископаемого топлива. Выбросы NOx можно

уменьшить путем нагнетания пара в камеру сжигания газовой турбины или путем

использования горелки с низкой эмиссией NOx.

Когда продукт нагревается путем непосредственного контакта с горючими

газами, в технологический воздух выделяются ЛОС и запахи. Выделяемое в дымовой

трубе тепло зависит от типа топлива и конструкции установки.

Потребление электроэнергии не приводит к выбросам на установках

предприятий по производству продуктов питания, поскольку выбросы образуются на

электростанции.

3.2.43.3 Отходы

При использовании бойлеров, работающих на твердом топливе, образуется

пепел, а также накипь и нейтральный слой нагара, которые удаляются во время

периодического обслуживания и очистки бойлера. Их направляют на утилизацию как

отходы производства.

3.2.43.4 Уровень шума

Нормальная работа бойлера не приводит к возникновению шума за пределами

установки, но уровень шума также зависит от мер, предпринимаемых для его снижения

с учетом близости соседних зданий. В моменты прерывания процесса и во время

испытания и пуска в эксплуатацию возможны краткие периоды работы

предохранительно-разгрузочного клапана бойлера. Вероятнее всего, что шум - это

эффект локального воздействия установки, но он может явиться источником

временных неудобств. Крупные разгрузочные клапаны могут быть оснащены

глушителями.

231

ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ (ИТС 44-2017) - часть 4