Способы утилизации отходов при переработке свёклы. При сравнении отрасли производства сахара с прочими отраслями промышленности можно отметить повышенную материалоёмкость и энергоёмкость данного вида производства. Полученная продукция по объему в несколько раз меньше, чем объем затрачиваемых вспомогательных материалов и требуемого сырья. При этом во время переработки сахарной свёклы в конечный продукт, возникает большое количество вторичных продуктов, отходов.
С выходом продукта, соответствующего 12% сахара, возникает порядка 85% отходного жома, между пятью и шестью процентами мелассы, порядка 12% осадка, возникшего в результате фильтрации, порядка полутора процентов известковый камень и 15% моечного осадка. Кроме того, утилизируется порядка 350 процентов сточных вод, а также светличный бой и отходы в виде обрезанных хвостиков.
В настоящий момент, подавляющее большинство возникших отходов не подвергаются утилизации, несмотря на явные преимущества. Вместо этого, полученные отходы накапливаются, при этом возникает гниение с образованием токсичных паров. Эти отходы способны загрязнить не только окружающий воздух, но и проникнуть в грунтовые воды. Важнейшим вопросом является вопрос утилизации отходов, возникших при производстве сахара. Также, важным является вопрос максимального снижения потребляемой воды в процессе производства.
Можно выделить целый ряд основных перспективных способов переработки возникающих в процессе производства отходов. Рассмотрим эти способы по порядку. Первым способом, позволяющим произвести вторичную переработку возникшего жома, является гранулирование его состава. При переработке жома в гранулы, объёмная масса общего утилизируемого жома значительно увеличивается и становится возможным с минимальными потерями производить погрузо-разгрузочные работы.
Это существенно облегчает повышение механизации процесса. Кроме того, переработка в гранулы способствует повышению ценности жома при использовании в виде кормов, обогащаясь мелассой, а также карбидом и фосфатом. Следовательно, в результате получается прекрасный корм для животных. Вторым, но не менее значимым способом переработки полученного сырья является переработка жома, конечной целью которой будет являться производство пищевого пектина.
Пищевой пектин в настоящий момент на территории Российской Федерации не производится нигде, хотя данный продукт применяется и фармакологии, в медицине, а также в кондитерской промышленности. Все кондитерские и фармацевтические предприятия России удовлетворяют свои потребности за счёт приобретения пектина за границей. Сам процесс производства пектина заключается на первом этапе, в измельчении высушенного свекловичного жома, перенесённого со склада, на втором этапе подвергается гидролизу — экстрагированию жома посредством 1,3 процентной соляной кислоты.
Сам процесс второго этапа длится порядка двух часов с применением температуры до 75 градусов. Далее смесь отправляется на фильтр, где подвергается грубой очистке, полученного экстракта. По окончанию процесса нейтрализации аммиачной водой полученная смесь перемещается для осуществления корма скота. Экстракт тонкой фильтрации перемещается в фильтр тонкой очистки, где производится отведение веществ, придающих цвет, также ликвидируется привкус свёклы и катионов металлов.
Дальнейшим пунктом, куда поступает полученный раствор, является отстойник, где спустя определённое время происходит выпадение осадка полученного пектина с помощью применения 94 процентного этилового спирта. Полученный осадок в дальнейшем измельчается и высушивается до состояния порошка с 12 процентной влажностью. Затем пектин упаковывается в мягкую тару и отправляется на дальнейшее применение.
Следующим способом утилизации полученного отходного жома является организация производства клея на основе пектина. Клей изготавливается посредством гидролиза жома с помощью соляной кислоты. Происходит перемешивание жома с водой. В полученную смесь вводится раствор соляной кислоты. Далее проходит гидролиз течение 2 часов в присутствии температуры порядка 100 градусов Цельсия.
По окончании этого процесса гидролиза, нейтрализуется раствором аммиака, и полученный раствор фильтруется хлористым алюминием. Возникший осадок отжимается на гидравлическом прессе, высушивается и полученный клей размазывается. Этот клей применяется в текстильной и полиграфической промышленности.
Также можно перерабатывать свекличный жом с целью получения пищевых волокон. Пищевые волокна могут применяться в виде добавок на производствах продуктов питания. Они способствуют подавлению аппетита, общему увеличению насыщения, а также изменению степени абсорбции жира.
Следующим способам переработки полученных отходов является переработка в полуфабрикаты, применяемые в пищевой промышленности. Полученный полуфабрикат имеет вид порошка, частицы которого достигают 40 МКМ и имеют белый цвет, нейтральный вкус. Применяются такие полуфабрикаты для изготовления помадок конфет, обладающих высокой пищевой ценностью. При этом общая сахароёмкость снижена.
Следующим пунктом, обеспечивающим утилизацию отходов, является производство нанокристаллической целлюлозы. Используется нанокристаллическая целлюлоза для нанесения покрытия на семена. Такие семена обладают лучшими механическими, барьерными свойствами. Семена, обработанные данным раствором, не слипаются, способны выдерживать машинную обработку и при обеспечении посева не рассыпаются до внесения в почву. Применение данных растворов обеспечивает ускоренное прорастание, особенно в условиях нестабильного увлажнения, а также значительно увеличивает урожайность и снижает необходимое потребление удобрений.
Перспективным является разработка решений для применения нанокристаллической целлюлозы с целью производства упаковки. Такая упаковка максимально экологичная, достаточно прочная, но в то же самое время быстро распадающаяся на составные части. Также используется нанокристаллическая целлюлоза для изготовления клеев из модифицированной древесины.
Следующим способом эффективно утилизировать полученный жом является производство биогумуса. Для его производства, возникший отходный жом помещается в комфортные, тёплые условия и запускается калифорнийский червь. В результате биологической деятельности червей возникает высокоэффективное удобрение называемое биогумус. Процесс переработки жома в биогумус является сложным химическим процессом.
Этот процесс состоит из двух стадий ресинтеза и синтеза. При синтезе разрушается анатомическое строение, все сложные органические соединения превращаются в простые. Это происходит под действием красного калифорнийского червя, обладающего своеобразной пищеварительной системой. Этот процесс длится порядка одного месяца. Переработанный и обогащённый биогумус является максимально эффективным удобрением, увеличивающим в разы общую урожайность сельхозпродуктов.
Следующим способом переработки, утилизации жома является производство компоста. В общую массу отходов вводится негашеная известь. Добавляют биоактиватор и вносят дефекат. Сам процесс проходит в температуре от 20 до 50 градусов Цельсия. На выходе получается максимально эффективное удобрение, повышающее общую урожайность сельскохозяйственных продуктов. Следующим способом переработки является переработка с получением извести из осадка после фильтрации. Вещество, полученное в виде осадка, очень близко к известняку и применяется на заводах по изготовлению сахара с целью получения извести и газа. Этот способ переработки, утилизации достаточно дорог ой, поэтому его применение не нашло широкого распространения.
Следующим способом переработки отходов является производство, в результате которого получаются брикетные гидравлические извести. Эти извести также получаются из осадка, собранного в отвалы. Собранная известь компонуется в брикеты, далее эти брикеты обжигаются в шахтных газовых печах с образованием силикатов кальция. Полученная известь обладает высокими гидравлическими свойствами и применяется в качестве кладочного и штукатурного раствора, а так же, как добавка в цемент.
Следующим способом утилизации является применение дефеката, или фильтрационного осадка. Он применяется при производстве цемента и газобетона. При этом решаются сразу две проблемы. С одной стороны утилизация отходов, с другой стороны изготовление газобетонных плит из высокопрочного бетона. Также эффективным способом утилизации полученных отходов является применение осадка для использования в качестве минеральной подкормки для птицы и животных. Использование этого осадка реально увеличивает количество эритроцитов и гемоглобина, кальция и фосфора в крови животных. Эти элементы способствуют более равномерному росту животных.
Следующим способом переработки осадка при фильтрации свекловичного жома является применение его в качестве удобрения. Кроме того из отходов мелассы можно получить сахар, так как меласса содержит порядка 50% ценного питательного вещества — сахарозы. Эффективно можно использовать отходы светличного производство для изготовления этилового спирта, а также для производства дрожжей и лимонной и молочной кислоты.
Исходя из перечисленных возможностей переработки возникших отходов, можно сказать, что сахарное производство, несмотря на материалоёмкость и энергоёмкость, является перспективным, обладающим максимально широким спектром возможностей переработки полученных в результате производства сахара отходов.
При сравнении отрасли производства сахара с прочими отраслями промышленности можно отметить повышенную материалоёмкость и энергоёмкость данного вида производства. Полученная продукция по объему в несколько раз меньше, чем объем затрачиваемых вспомогательных материалов и требуемого сырья. При этом во время переработки сахарной свёклы в конечный продукт, возникает большое количество вторичных продуктов, отходов.
С выходом продукта, соответствующего 12% сахара, возникает порядка 85% отходного жома, между пятью и шестью процентами мелассы, порядка 12% осадка, возникшего в результате фильтрации, порядка полутора процентов известковый камень и 15% моечного осадка. Кроме того, утилизируется порядка 350 процентов сточных вод, а также светличный бой и отходы в виде обрезанных хвостиков.
В настоящий момент, подавляющее большинство возникших отходов не подвергаются утилизации, несмотря на явные преимущества. Вместо этого, полученные отходы накапливаются, при этом возникает гниение с образованием токсичных паров. Эти отходы способны загрязнить не только окружающий воздух, но и проникнуть в грунтовые воды. Важнейшим вопросом является вопрос утилизации отходов, возникших при производстве сахара. Также, важным является вопрос максимального снижения потребляемой воды в процессе производства.
Можно выделить целый ряд основных перспективных способов переработки возникающих в процессе производства отходов. Рассмотрим эти способы по порядку. Первым способом, позволяющим произвести вторичную переработку возникшего жома, является гранулирование его состава. При переработке жома в гранулы, объёмная масса общего утилизируемого жома значительно увеличивается и становится возможным с минимальными потерями производить погрузо-разгрузочные работы.
Это существенно облегчает повышение механизации процесса. Кроме того, переработка в гранулы способствует повышению ценности жома при использовании в виде кормов, обогащаясь мелассой, а также карбидом и фосфатом. Следовательно, в результате получается прекрасный корм для животных. Вторым, но не менее значимым способом переработки полученного сырья является переработка жома, конечной целью которой будет являться производство пищевого пектина.
Пищевой пектин в настоящий момент на территории Российской Федерации не производится нигде, хотя данный продукт применяется и фармакологии, в медицине, а также в кондитерской промышленности. Все кондитерские и фармацевтические предприятия России удовлетворяют свои потребности за счёт приобретения пектина за границей. Сам процесс производства пектина заключается на первом этапе, в измельчении высушенного свекловичного жома, перенесённого со склада, на втором этапе подвергается гидролизу — экстрагированию жома посредством 1,3 процентной соляной кислоты.
Сам процесс второго этапа длится порядка двух часов с применением температуры до 75 градусов. Далее смесь отправляется на фильтр, где подвергается грубой очистке, полученного экстракта. По окончанию процесса нейтрализации аммиачной водой полученная смесь перемещается для осуществления корма скота. Экстракт тонкой фильтрации перемещается в фильтр тонкой очистки, где производится отведение веществ, придающих цвет, также ликвидируется привкус свёклы и катионов металлов.
Дальнейшим пунктом, куда поступает полученный раствор, является отстойник, где спустя определённое время происходит выпадение осадка полученного пектина с помощью применения 94 процентного этилового спирта. Полученный осадок в дальнейшем измельчается и высушивается до состояния порошка с 12 процентной влажностью. Затем пектин упаковывается в мягкую тару и отправляется на дальнейшее применение.
Следующим способом утилизации полученного отходного жома является организация производства клея на основе пектина. Клей изготавливается посредством гидролиза жома с помощью соляной кислоты. Происходит перемешивание жома с водой. В полученную смесь вводится раствор соляной кислоты. Далее проходит гидролиз течение 2 часов в присутствии температуры порядка 100 градусов Цельсия.
По окончании этого процесса гидролиза, нейтрализуется раствором аммиака, и полученный раствор фильтруется хлористым алюминием. Возникший осадок отжимается на гидравлическом прессе, высушивается и полученный клей размазывается. Этот клей применяется в текстильной и полиграфической промышленности.
Также можно перерабатывать свекличный жом с целью получения пищевых волокон. Пищевые волокна могут применяться в виде добавок на производствах продуктов питания. Они способствуют подавлению аппетита, общему увеличению насыщения, а также изменению степени абсорбции жира.
Следующим способам переработки полученных отходов является переработка в полуфабрикаты, применяемые в пищевой промышленности. Полученный полуфабрикат имеет вид порошка, частицы которого достигают 40 МКМ и имеют белый цвет, нейтральный вкус. Применяются такие полуфабрикаты для изготовления помадок конфет, обладающих высокой пищевой ценностью. При этом общая сахароёмкость снижена.
Следующим пунктом, обеспечивающим утилизацию отходов, является производство нанокристаллической целлюлозы. Используется нанокристаллическая целлюлоза для нанесения покрытия на семена. Такие семена обладают лучшими механическими, барьерными свойствами. Семена, обработанные данным раствором, не слипаются, способны выдерживать машинную обработку и при обеспечении посева не рассыпаются до внесения в почву. Применение данных растворов обеспечивает ускоренное прорастание, особенно в условиях нестабильного увлажнения, а также значительно увеличивает урожайность и снижает необходимое потребление удобрений.
Перспективным является разработка решений для применения нанокристаллической целлюлозы с целью производства упаковки. Такая упаковка максимально экологичная, достаточно прочная, но в то же самое время быстро распадающаяся на составные части. Также используется нанокристаллическая целлюлоза для изготовления клеев из модифицированной древесины.
Следующим способом эффективно утилизировать полученный жом является производство биогумуса. Для его производства, возникший отходный жом помещается в комфортные, тёплые условия и запускается калифорнийский червь. В результате биологической деятельности червей возникает высокоэффективное удобрение называемое биогумус. Процесс переработки жома в биогумус является сложным химическим процессом.
Этот процесс состоит из двух стадий ресинтеза и синтеза. При синтезе разрушается анатомическое строение, все сложные органические соединения превращаются в простые. Это происходит под действием красного калифорнийского червя, обладающего своеобразной пищеварительной системой. Этот процесс длится порядка одного месяца. Переработанный и обогащённый биогумус является максимально эффективным удобрением, увеличивающим в разы общую урожайность сельхозпродуктов.
Следующим способом переработки, утилизации жома является производство компоста. В общую массу отходов вводится негашеная известь. Добавляют биоактиватор и вносят дефекат. Сам процесс проходит в температуре от 20 до 50 градусов Цельсия. На выходе получается максимально эффективное удобрение, повышающее общую урожайность сельскохозяйственных продуктов. Следующим способом переработки является переработка с получением извести из осадка после фильтрации. Вещество, полученное в виде осадка, очень близко к известняку и применяется на заводах по изготовлению сахара с целью получения извести и газа. Этот способ переработки, утилизации достаточно дорог ой, поэтому его применение не нашло широкого распространения.
Следующим способом переработки отходов является производство, в результате которого получаются брикетные гидравлические извести. Эти извести также получаются из осадка, собранного в отвалы. Собранная известь компонуется в брикеты, далее эти брикеты обжигаются в шахтных газовых печах с образованием силикатов кальция. Полученная известь обладает высокими гидравлическими свойствами и применяется в качестве кладочного и штукатурного раствора, а так же, как добавка в цемент.
Следующим способом утилизации является применение дефеката, или фильтрационного осадка. Он применяется при производстве цемента и газобетона. При этом решаются сразу две проблемы. С одной стороны утилизация отходов, с другой стороны изготовление газобетонных плит из высокопрочного бетона. Также эффективным способом утилизации полученных отходов является применение осадка для использования в качестве минеральной подкормки для птицы и животных. Использование этого осадка реально увеличивает количество эритроцитов и гемоглобина, кальция и фосфора в крови животных. Эти элементы способствуют более равномерному росту животных.
Следующим способом переработки осадка при фильтрации свекловичного жома является применение его в качестве удобрения. Кроме того из отходов мелассы можно получить сахар, так как меласса содержит порядка 50% ценного питательного вещества — сахарозы. Эффективно можно использовать отходы светличного производство для изготовления этилового спирта, а также для производства дрожжей и лимонной и молочной кислоты.
Исходя из перечисленных возможностей переработки возникших отходов, можно сказать, что сахарное производство, несмотря на материалоёмкость и энергоёмкость, является перспективным, обладающим максимально широким спектром возможностей переработки полученных в результате производства сахара отходов.
