Пищевой промышленности принадлежит ведущая роль в обеспечении населения продуктами питания. Одной из основных ее отраслей, наряду с кондитерской, спиртовой, хлебопекарной, дрожжевой и др., является сахарная промышленность, как одно из высокоиндустриальных и энергоемких производств.
Сахар, как продукт питания, всегда занимал одно из важнейших мест в общем рационе человека. Треть расходуемой человеком энергии восполняется именно сахаром.
Из всего объема мирового производства сахара примерно 40% вырабатывается из сахарной свеклы, которая в России, как и в других северных странах, является основным сырьем для производства белого кристаллического сахара. В Российской Федерации насчитывается 79 свеклосахарных заводов, общей мощностью 315,9 тыс.т переработки свеклы в сутки. Их количество меняется, особенно в последние годы. В настоящее время наблюдается тенденция к сокращению общего количества предприятий (за счет закрытия устаревших и малопроизводительных предприятий) и устойчивому росту среднесуточной производственной мощности оставшихся заводов. Кроме того, наблюдается активная консолидация рынка сахара.
Производство сахара в России неуклонно растет, что обусловлено совершенно разными положительными изменениями, которые происходят в сахарной отрасли. Однако, в то же время нерешенными остаются проблемы сниженного качества российского белого сахара по сравнению с требованиями Европейских производителей, а также довольно высокие цены на энергонасители и вспомогательные материалы, что влияет на ценовую политику и конкурентоспособность российского сахара.
Мероприятия, направленные на повышение уровня стабильности сахарного производства намечены в документах «Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 апреля 2012 г. № 559-р) и отраслевой целевой программе «Развитие свеклосахарного подкомплекса России на 2013-2015 годы» [ 38 ].
В данных документах обозначены приоритеты среднесрочного и долгосрочного периода, вот некоторые из них:
- проведение технического перевооружения сахарных заводов с внедрением современных достижений научно-технического прогресса для снижения энергопотребления, уменьшения вредных выбросов в окружающую среду и повышения доходности и конкурентоспособности вырабатываемой продукции на внутреннем и внешних рынках;
- переход сахарной промышленности к ресурсосберегающим технологиям, обеспечивающим безотходное производство и производство с минимальным воздействием на экологию.
Экологическая ситуация в стране, регионе определяется совокупностью воздействий на окружающую среду промышленного производства и хозяйственной деятельности в целом.
Экологическая безопасность предприятия – это совокупность его состояния, процессов и действий, обеспечивающая экологический баланс в окружающей среде и не приводящая к жизненно важным ущербам, наносимым природной среде и человеку.
Для сахарного производства наиболее актуальны следующие направления экологической безопасности:
- организация системы водного хозяйства сахарных заводов, лимитирующая количество потребляемой свежей воды и, соответственно, объем образующихся сточных вод;
- степень утилизации отходов производства и загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу;
- уменьшение размеров земельных площадей, занятых под очистные сооружения.
Водное хозяйство сахарных заводов по своей сложности и объемам использования воды не имеет аналогов среди других предприятий пищевой промышленности. Потребность завода в среднем составляет до 20 т воды разного качества на 1 т перерабатываемого сырья, в том числе 2- 2,5 т свежей промышленной и питьевой воды. Совершенствование системы водного хозяйства и придание ей рационального современного содержания следует начинать с исключения наиболее часто встречающихся недостатков, характерных для отечественных свеклосахарных заводов, к которым относятся [1]:
- отсутствие контроля за расходом свежей воды;
- отсутствие оборотных систем вод I категории и сброс их в технические пруды;
- смешивание вод разных категорий в системах внутренней и наружной канализаций, приводящее к нерациональному использованию воды и увеличению объема сточных вод;
- частичное или полное отсутствие возврата жомопрессовой воды в технологический поток;
- отсутствие установок обеззараживания возвращаемых в оборот вод I и II категорий;
- отсутствие локальных систем оборотного водоснабжения газопромывателей;
Главное стратегическое направление совершенствования водного хозяйства сахарных заводов – создание максимально возможного количества оборотных систем с минимальным сбросом воды в сточные воды. При этом важное значение имеет модернизация технологических процессов и применяемого оборудования.
Важным вопросом для повышения эффективности свеклосахарного подкомплекса является вовлечение в хозяйственный оборот вторичных ресурсов, это обеспечит диверсификацию производства, повысит доходность предприятий, а также улучшит экологическую обстановку в промышленных зонах предприятий.
Вопросам о безотходной технологии и переработке вторичного сырья уделяется большое внимание. Несмотря на значительные успехи в исследовании этих проблем, они нуждаются в более глубоком изучении.
Общий процесс производства белого сахара включает довольно значительное количество очень энерго- и водоемких операций. Одной из таких операций является стадия извлечения сахарозы из свекловичной стружки. Современная технология экстрагирования сахарозы из сахарной свеклы осуществлется обычным методом горячей жидкостной экстракции, который по своей сути предусматривает противоточную обработку свекловичной стружки специально подготовленным экстрагентом при высоких температурах, что позволяет извлеч до 98% сахарозы из сырья.
Получение максимального количества сахара высокого качества во многом зависит от степени совершенства и успешности проведения диффузионного извлечения сахарозы из свекловичной стружки и снижении его потерь в процессе производства. Одним из эффективных путей решения данной задачи является совершенствование процесса подготовки воды для проведения процесса экстракции.
Необходимость сокращения потребления свежей природной воды на технологические нужды и экономии энергоресурсов ставит перед нами задачу разработки новых, более совершенных способов подготовки экстрагента для диффузионного процесса.
Поэтому исследование совершенствования процесса очистки и подготовки экстрагента на основе оборотных вод сахарного производства (жомопрессовая вода, барометрические и аммиачные конденсаты) взята в качестве основной темы работы.
Актуальность работы. Повышение выхода сахара, повышение качества работы диффузионного отделения, разработка новых основ безотходных технологий общей переработки сахарной свеклы, предусматривающих не только рациональное использование первичных сырьевых ресурсов, но и общую комплексную систему переработки ценных вторичных сырьевых ресурсов.
Цель работы. Усовершенствование процесса экстрагирования сахарозы посредством предварительной подготовки экстрагента на основе оборотных вод производства с применением инновационных технологий.
Задачи работы:
- Проанализировать процесс экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки;
- Определить влияние качества питательной воды на качество диффузионного сока;
- Изучить существующие способы подготовки питательной водя для диффузионного процесса;
- Изучить качественные показатели основных оборотных вод сахарного производства;
- разработать новый совмещенный способ подготовки экстрагента с максимальным извлечением сахарозы из свекловичной стружки.
Объект исследования. Оборотные воды сахарного производства при их использовании в качестве экстрагента для диффузионного процесса.
Предмет исследования. Совершенствование технологии подготовки воды для диффузионного процесса.
Гипотеза. Усовершенствованная схема позволит повысить выход готового продукта за счет возврата в производство сахарозы, содержащейся в обессахаренной свекловичной стружке, а также снизить водопотребление сахарного завода в целом.
Методы исследования. Анализ научной, технической литературы и нормативно-технической документации, а также экспериментальные исследования качества питательной воды для диффузии.
?
