Экологические аспекты производства сахара на примере Выселковского сахарного завода

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра геоэкологии и природопользования ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ) РАБОТА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА САХАРА НА ПРИМЕРЕ ВЫСЕЛКОВСКОГО САХАРНОГО ЗАВОДА Работу выполнила У.Е. Тарасова

Содержание Введение

1. Обзор литературы

1.1 Общие сведения о сахаре и сахарном производстве

1.2 Основные требования к качеству корнеплодов сахарной свеклы предъявляемые промышленностью

1.3 Хранение корнеплодов сахарной свеклы и потери сахара

1.4 Производство сахара-песка

1.4.1 Подготовка сырья

1.4.2 Изрезывание корнеплодов в стружку

1.4.3 Получение диффузионного сока

1.4.4 Очистка диффузионного сока

1.4.5 Сгущение и выпаривание сока

1.5 Схема переработки сахара-сырца

1.6 Сахарные заводы как источники загрязнения окружающей среды…26

1.7 Дефекат — побочный продукт свеклосахарного производства

2. Материал и методика исследований

2.1 Физико-географическая характеристика территории изучаемого объекта

2.1.1 Климат

2.1.2 Почвенный покров

2.1.3 Рельеф

2.1.4 Гидрология

2.1.5 Растительный мир

2.1.6 Животный мир

2.2 Общая характеристика ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)

2.2.1 Характеристика объекта исследования

2.2.2 Водоснабжение

2.2.3 Очистка сточных вод

2.2.4 Химико-технологический контроль производства

2.2.5 Химико-фитопатологический контроль состояния свекловичных посевов

2.3 Характеристика отходов ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)

2.4 Методы исследования

2.4.1 Методика фитоиндикации

2.4.2 Методика оценки состояния древесных насаждений

2.5 Определение категории опасности ЗАО Сахарный завод «Кристалл»

2.6 Уточнение размеров санитарно-защитной зоны

3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Результаты фитоиндикации

3.2 Результаты оценки состояния древесных насаждений

3.3 Результаты определения категории опасности ЗАО «Кристалл»

3.4 Результаты уточнения размеров санитарно-защитной зоны

3.5 Результаты оценки качества производимой продукции Выводы и предложения Предложения по производству Список используемой литературы Приложение А

Введение

Решение экологических проблем современного общества связано с сохранением и созданием на Земле благоприятных природных условий для жизни людей, гармонизацией развития общества и природы. Состояние природной среды становится важным фактором общественного развития. Это обусловлено перерастанием локального влияния человека на природу в глобальное воздействие на ресурсы и компоненты всей Биосферы. В результате затрагиваются сами основы цивилизации, так как истощаются природные ресурсы, происходит усиленное загрязнение окружающей среды и разрушаются экологические системы.

Воздействие хозяйственной деятельности человека на окружающую среду в настоящее время определяется значительными объемами выбросов в атмосферный воздух, водопотреблением для промышленных целей и сбросов сточных вод.

Сахарное производство является высокоиндустриальным и энергоемким производством, занимает важное место в структуре АПК России. Основной продукцией является сахар, используемый в питании, широко применяется в кондитерской, хлебопекарной, спиртовой, консервной, молочной и других отраслях промышленности.

Сахарная промышленность является наиболее материалоемкой и отличается большим водопотреблением. В результате производства сахара образуется много загрязняющих веществ (свекловичный жом, фильтрационный осадок). Отходы сахарной промышленности (жом, патока, меласса) могут быть использованы как удобрения, в некоторых случаях, и как корм для скота.

Актуальность работы заключается в том, что производственная деятельность сахарных заводов оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Уровень вредных выбросов в атмосферу (оксиды углерода, оксиды азота, диоксид серы, аммиак) на ряде объектов превышает установленные предельно допустимые нормы, сточные воды содержат значительное количество органических веществ. Сахарные заводы являются крупнейшими в пищевой промышленности потребителями воды питьевого качества (на 1 т продукции приходиться 10,5 м³ сточных вод).

Таким образом, с одной стороны сахар является важным пищевым продуктом, а с другой стороны — загрязнителем окружающей среды.

Целью работы является: выявление экологических аспектов производства сахара на примере ЗАО «Кристалл» (Выселковского сахарного завода). Для достижения цели поставлены следующие задачи:

— ознакомиться с технологией производства сахара на ЗАО «Кристалл»;

— дать характеристику предприятию ЗАО «Кристалл», как источника загрязнения окружающей среды;

— определение соответствия нормативной и фактической санитарно-защитной зоны;

— изучение трансформации производственных отходов, образующихся на предприятии;

— дать оценку качества производимой продукции;

— разработка предложений по улучшению экологической ситуации, в зоне влияния сахарного завода.

1. Обзор литературы

1.1 Общие сведения о сахаре и сахарном производстве Сахар — это энергетический и вкусовой продукт растительного происхождения. Получают его в основном, из сахарного тростника и сахарной свеклы. Если из тростника сахар производят давно, то из сахарной свеклы лишь двести лет.

Появление нового сырья для производства было обусловлено континентальной блокадой Европейского побережья в период наполеоновских войн. До этого времени вся Европа получала сахар из стран и колоний тропического и субтропического климата — районов произрастания сахарного тростника. Учеными многих стран Европы, и в первую очередь Франции, было обращено внимание на свеклу, содержащую до 6% Сахаров. В результате плодотворной селекции сахаристость корнеплодов сахарной свеклы с годами возрастала. Была разработана и технология выделения из них сахара. В России первый сахарный завод был построен в 1806 г. в Тульской губернии в имении Бланкенагеля.

Сахар как товарный продукт вырабатывается в двух модификациях: сахарный песок и сахар-рафинад. Первый состоит из массы кристаллов размером 0,2 — 2,5 мм, обладающих сыпучестью, а второй — из монолита литого в виде голов, колотого, пиленого и прессованного.

Сахара, содержащиеся как в стеблях сахарного тростника, так и корнеплодах сахарной свеклы, идентичны по химическому составу. Сахарозу, находящуюся в них, называют тростниковым или свекловичным сахаром. Присутствие других Сахаров из числа монои дисахаридов ничтожно мало.

По химическому составу сахар практически является чистой сахарозой (С₁₂Н₂₂О₁₁). Так, в пересчете на сухое вещество, сахарный песок содержит, в процентах: не менее 99,75 сахарозы, не более 0,050 редуцирующих веществ, не более 0,03 золы (Na, К, Са, Fe) и не более 0,14 воды; сахар-рафинад — 99,8 сахарозы, 0,1 воды и следы золы. Энергетическая ценность сахарного песка составляет 1565 кДж, а рафинада 1569 кДж в 100 г продукта.

Кроме потребления в чистом виде сахар широко используют в кондитерской, хлебопекарной, консервной и многих других отраслях пищевой промышленности для придания производимым продуктам определенного вкуса и повышения энергетической ценности.

Потребление сахара на душу населения в разных странах мира различно. В бывшем СССР оно достигло 44 кг в год, что признано завышенным. Производство сахара в мире по годам значительно колеблется в зависимости от урожая сахарного тростника и сахарной свеклы и составляет 80 — 100 млн. в год. Из тростника сахара производят 60 — 65%, а из сахарной свеклы, соответственно 35 — 40%. Основные производители сахара из тростника; Куба, Бразилия, Индия, Австралия, Филиппины и другие страны тропических и субтропических регионов мира.

Производство сахара — это сложный комплекс технологических процессов и на начальных этапах извлечения сахара в зависимости от используемого сырья существенно различается, Так, сахар в тростнике находится в клетках паренхимы стебля, и извлекают его, выдавливая сок, который в дальнейшем подвергают обработке. Из корнеплодов сахарной свеклы сахар извлекают методом диффузии. Современный сахарный завод представляет собой крупное промышленное предприятие, перерабатывающее в сутки тысячи тонн корнеплодов сахарной свеклы. Заводы расположены в районах возделывания этого сырья, При производстве сахара потребляют много топлива, энергии, воды, извести и некоторых других материалов. В основном сахарное производство России расположено в Тамбовской, Воронежской, Белгородской, Курской и Тульской областях. Есть сахарные заводы на Северном Кавказе и в Алтайском крае, Башкортостане и Татарстане.

Выход сахара из корнеплодов сахарной свеклы зависит от многих причин: содержания сахара в корнеплодах физического состояния последних, комплекса происходящих в корнеплодах биохимических процессов, микробиологического воздействия, уровня технологических процессов на заводе и т. д.

Сахарные заводы нашей страны работают сезонно, примерно 110 — 150 суток в году, это объясняется тем, что корнеплоды сахарной свеклы трудно хранить. Даже при хорошем условии хранения происходят потери сахара в результате дыхания корнеплодов, развития на них грибов и бактерий, повреждения грызунами, привяливания и т. д. Наибольший процент выхода сахара получают в первый период работы завода и наименьший — в конце сезона сахароварения. Для вновь проектируемых заводов оптимальная длительность производства принята в 110 суток.

Выращенный урожай корнеплодов сахарной свеклы, предназначенный для выработки сахара («фабричная» или «техническая»), хозяйства стремятся как можно быстрее доставить на свеклоприемные пункты сахарных заводов или непосредственно на заводы. Хранение выкопанных корнеплодов в поде в кучах приводит к ухудшению их технологических свойств и значительной потере сахара.

1.2 Основные требования к качеству корнеплодов сахарной свеклы предъявляемые промышленностью Важнейшим показателем качества корнеплодов является содержание в них сахарозы (сахаристость), количество которой может составлять от 4 до 20% массы корня (чаще 16 — 17,5%). Содержание сахара зависит от сорта растения, зоны и условий его выращивания.

Масса одного корнеплода, имеющего веретенообразную форму, составляет 200 — 500 г. При этом содержание сахарозы в различных его участках неодинаково. Так, если принять за 100% максимальное содержание сахара в одном из участков корня, то его содержание в различных частях составит: в головке 50 — 60%, шейке 80 — 85, хвостике 91 — 94, а в центральной части корнеплода 100. От массы корня собственно корень составляет примерно 69, головка — 12, шейка— 12 и хвостик —7%.

Корнеплоды сахарной свеклы содержат много веществ помимо сахарозы. На рисунке 1 представлен состав этих веществ при содержании влаги в корнеплодах в количестве 75%. Задача технологических процессов производства сахара заключается в отделении сахарозы от 7,5% растворимых и нерастворимых несахаров органического и неорганического происхождения.

Рисунок 1 Химический состав корнеплодов сахарной свеклы Учитывая, что сахароза из клеток корнеплодов извлекается в результате диффузии, последние должны быть плотными и упругими, т. е. не потерявшими тургор. Корнеплоды, потерявшие тургор при изрезывании, не образуют «стружку», а превращаются в кашицеобразную массу, осложняя процесс диффузии. Поэтому техническими требованиями допускается присутствие не более 5% подвяленных корнеплодов.

Ограничивается также присутствие корнеплодов с сильными механическими повреждениями, как менее стойких при хранении — обладающих повышенной интенсивностью дыханиям легко доступных воздействию микроорганизмов. У них снижается и качество стружки. Таких поврежденных корнеплодов допускается не более 12%.

Совершенно не допускается присутствие в партиях мумифицированных (засохших) и загнивших, подмороженных (со стекловидными отслаивающимися или почерневшими тканями) корнеплодов. Содержание зеленой массы (ботвы) не должно превышать 3%. Партии свеклы, имеющие более высокие отклонения от норм, относят к некондиционным. Кроме того, в каждой партии корнеплодов, поступающих на свеклоприемные пункты, находится то или иное количество земли, массу которой исключают из общей.

Влияние увядания корней на потери сахара и изменения в химическом составе корнеплодов под действием микроорганизмов показано в табл. 1 и 2.

Таблица 1 — Потери, сахара в корнеплодах сахарной свеклы и корней, пораженных гнилью, в зависимости от степени увядания, через 60 суток хранения

Качество партий оценивают в соответствии с действующими ГОСТами на технические условия и методы определения качества, сахаристость в большинстве случаев определяется на автоматических линиях производительностью 48 проб в час.

Таблица 2 — Влияние микроорганизмов на содержание сахара и других веществ в корнеплодах, % к массе корнеплодов

1.3 Хранение корнеплодов сахарной свеклы и потери сахара Корнеплоды сахарной свеклы как объекты хранения схожи с клубнями картофеля, столовой и кормовой свеклой и др. Им свойственны такие физиологические процессы, как дыхание, прорастание и возрастные изменения тканей, В процессе этого обмена веществ происходят и химические изменения. Так, в результате дыхания часть сахарозы разлагается до воды и углекислого газа. Некоторая ее часть превращается в инвертный сахар, образуя смесь глюкозы и фруктозы, увеличивается содержание трисахаридов (раффинозы и кестозы), растворимых пектиновых веществ. В период хранения корнеплодов уменьшается содержание белкового азота, и он переходит в растворимые формы, приводящие к потерям сахара в производстве за счет увеличения выхода патоки (мелассы). Такой азот (т.е. его соединения) получил название «вредного».

В период хранения корнеплодов накапливаются органические кислоты, и снижается рН свекловичного сока. Особенно это проявляется при увядании корней и их порче под действием микроорганизмов. Отмечены изменения и в минеральных веществах: среди них растет содержание растворимой золы.

При неблагоприятных условиях корнеплоды подвержены воздействию микроорганизмов. Особенно опасны возбудители кагатной гнили — грибы: Botrytis cenerea, Phoma betae, Scleratinia intermedia и Fusarium culmorum. Кроме того, грибы придыхании выделяют много тепла, что способствует развитию процесса самосозревают в кагате.

Изучение влияния прорастания корнеплодов на потери сахара показало, что они весьма ощутимы. Так, при отсутствии проросших корней потери сахара за сутки хранения составляют 0,006% массы корнеплодов, при наличии до 10% проросших — 0,009, от 10 до 50% - 0,011 и свыше 50% — 0,013.

Значительны потери сахара и в результате дыхания корнеплодов. Это неизбежный и нужный физиологический процесс протекает с различной интенсивностью, зависящей больше всего от температуры хранения.

На интенсивность дыхания влияют также: сроки и способы уборки урожая, физическое состояние корнеплодов, их размеры и степень поврежденности, состав окружающей газовой среды, продолжительность хранения.

Неодинакова интенсивность дыхания и у различных частей корнеплода, так; наиболее интенсивное дыхание наблюдается у клеток головки (45,1 мг); менее интенсивное — в районе шейки (38,1 мг), еще менее — у основной (средней) части корнеплода (21, 9 мг), чуть выше — у хвоста (25,4 мг). Цифры показывают выделенный СО₂ 1 кг корнеплода за 1 ч в мг.

Высокая интенсивность дыхания корнеплодов сахарной свеклы при хранении и наличие обильной микрофлоры, окружающей их, способствуют развитию процесса самосогревания в хранимой массе, Основной фактор, ограничивающий развитие этого процесса, — температура. Установлена оптимальная температура хранения, которая составляет 1 — 3 °C. Температура ниже 0 °C приводит к замерзанию (подмораживанию) корней, и, как правило, к потере тургора в клетках.

Потери сахара при хранении в зависимости от температуры в массе хранимых корнеплодов приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Потери сахара за сутки хранения массы корнеплодов в зависимости от температуры

Весь период хранения (до переработки) корнеплоды должны находиться в замороженном состоянии при температуре не выше -7, иначе происходит оттаивание, сопровождающееся накоплением инвертного сахара и потерей тургора.

При хранений корнеплодов сахарной свеклы применяют полевой способ. На подготовленное соответствующим образом поле массу корней укладывают в кагаты. Угол наклона боковых сторон 400. Длина, ширина и высота сторон кагата различны, но обычно принимают длину от 50 до 100 м, ширину основания от 10 до 25 м, а высоту от 3 до 6 м.

Размеры кагатов зависят от стойкости корнеплодов к хранению, намечаемых сроков хранения, наличия площадей и уровня механизации работ по формированию кагата, местоположения и других факторов.

Кагатное поле (отведенный для него участок) выравнивают с последующим боронованием, удаляют все растительные остатки и посторонние предметы, а затем укатывают катками. Предусматриваю также водостоки и устройство гидротранспортеров. В целях борьбы с кагатной гнилью поле обрабатывают известью из расчета 2 т на 1 га.

Кагат формируют с учетом стойкости к хранению и качества корнеплодов. На длительное хранение закладывают кондиционные партии корнеплодов без признаков поражения. На средние сроки хранения (до декабря) закладывают партии корнеплодов, не полностью отвечающие требованиям ГОСТа, но здоровые. Некондиционные партии корнеплодов стремятся сразу направлять на переработку или закладывать на кратковременное хранение в кагаты шириной 8 — 12 м и высотой 2 — 3 м Наиболее эффективно применение высоких кагатов. Их использование сокращает потребность в земельных участках и укрывных материалах. В них наблюдаются меньшие потери сахара.

Перед закладкой на хранение в кагаты (после выгрузки корнеплодов из транспортных средств) удаляют скопления земли и других примесей, ухудшающих условия хранения, поверхность кагатов интенсивно опрыскивают известковым молоком или смесью последнего с латексом. Для предупреждения прорастания корнеплоды при закладке обрабатывают натриевой солью гидразина малеиновой кислоты (1%-й раствор в количестве 3 — 4 л на 1 т корней). При наличии значительного числа корнеплодов с техническими повреждениями их опрыскивают раствором фенольных соединений пирокатехина и гидрохинона, из расчета 3 — 4 л на 1 т.

Для защиты корнеплодов от неблагоприятных воздействий окружающей среды действия солнечных лучей, сухого атмосферного воздуха, отрицательных температур, осадков и т. п. — кагаты укрывают различными материалами как сверху, так и с боков. Материалы, применяемые для укрытий, различны, но все они должны обладать низкой теплопроводностью и достаточными гидроизоляционными свойствами. Среди этих материалов камышит, соломит, древесные опилки, торф, пенопласт, минеральная вата, поролон и др. Их применяют в виде матов, плит, рулонных материалов и т. п.

Систематически наблюдают за температурой кагатов, используя буртовые термометры, термопары или термометры сопротивления. Регулируют температуру, меняя положение укрытий: усиливая их при опасности переохлаждения или снимая при повышении температуры. Однако лучшее и надежное средство регулирования физической среды в кагатах — активное вентилирование.

Современные установки для вентилирования кагатов оснащены устройствами кондиционирования воздуха по влажности. В этом случае можно не только регулировать температуру, но и обеспечивать необходимую влажность воздуха в кагате. В зависимости от состояния корнеплодов в кагате и окружающего воздуха удельная подача последнего составляет от 20 до 40 м³/ч на 1 т корнеплодов. Таким образом, хранение корнеплодов сахарной свеклы требует значительной технической оснащенности и высокой квалификации персонала.

1.4 Производство сахара-песка

Непосредственная работа сахарного завода начинается после поступления выкопанных с полей корнеплодов. По мере поступления корнеплодов на завод начинают формировать кагаты. В самом производственном процессе, условно можно выделить следующие основные:

· хранение в кагате, складе или на сплавной площадке;

· транспортирование сырья в помещение завода;

· очистка от примесей в свекловичной массе на гидротранспортере и в моечных машинах;

· взвешивание отмытого сырья;

· получение из корнеплодов стружки для диффузии;

· получение диффузионного сока;

· очистка диффузионного сока (дефекация);

· дальнейшая очистка (сатурция и сульфитация);

· сгущение сока выпариванием;

· кристаллизация сахара; переработка оттеков;

· сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

1.4.1 Подготовка сырья

С кагатного поля корнеплоды по желобам гидротранспортеров сплавляют в бурачную завода. По мере движения корнеплодов по транспортеру они частично отмываются от прилипшей грязи и других примесей. Гидротранспортеры имеющие прямоугольное сечение, оборудованы ловушками для отделения корней, песка и легких примесей. Накапливаемая в бункере бурачной свекла с помощью другого гидротранспортера поступает в моечную машину, где отмывается и дополнительно очищается от примесей.

Применяют различные марки свекломоек. Наиболее распространена кулачковая КМЗ — 57 М. Свекломасса перемещается в мойке с помощью шнека и кулачков. Трение корнеплодов друг о друга способствует очистке их поверхности. Песок и земля проходят через верхнее сетчатое дно машины, а камни улавливаются камнеловушкой. Легкие примеси всплывают на поверхность воды в моющей части свекломойки и через щели смываются в желоб с водой. Моющая вода поступает непрерывно в выбрасывающую часть машины навстречу потоку отмытых корнеплодов.

При перемещении корнеплодов по гидротранспортерам и их обработке водой в свекломоечной машине происходят потери сахарозы, которые достигают 0,3 — 0,4% массы свеклы и зависят от продолжительности нахождения корнеплодов в воде, их состояния и температуры воды. Последняя не должна превышать 15 — I8 °С. Оптимальное время нахождения корнеплодов в гидротранспортере не более 6 мин, а в свекломойке 6 — 8 мин. В некоторых случаях это время увеличивается до 20 — 30 мин.

Для усиления эффекта осаждения примесей и дезинфекции в транспортерно-моечную воду вводят СаО, из расчета 0,2 — 0,3% от массы корнеплодов. Изменение рН среды до 10 — 11 останавливает деятельность микрофлоры и предупреждает образование органических кислот, декстрана и левана. Дезинфицируют корнеплоды на завершающем этапе мойки хлорной известью вместе с подаваемой чистой водой, из расчета 10 — 20 кг на 100 т корнеплодов.

Использованная в гидротранспортерах и при мойке вода сильно загрязнена. В 1 л та кой воды содержится до 1 г растворенных и 3 — 5 г взвешенных веществ, а так же большое количество микрофлоры. Дальнейшая утилизация такой воды возможна лишь после очистки. Воду помещают в отстойники и осветленную снова используют в гидротранспортерах с добавкой в нее свежей воды. Нижнюю часть отстоя направляют на поля фильтрации или на биологическую очистку.

Сахарный завод расходует много воды. Так, если использовать на заводе только прямоточную схему водоснабжения, а отработанную воду не возвращать в производство, то потребность в воде составит около 1500% массы корнеплодов.

Используя на различных этапах производства отработанную и очищенную воду, безвозвратный расход чистой воды может быть доведен до 100 — 150%. На заводах разработаны система использования различных отработанных вод и классификация в зависимости от загрязнения.

Мытые корнеплоды на специальном транспортере, снабженном подвесным электромагнитным сепаратором, освобождаются от ферропримесей и поступают на взвешивание. Последнее не обходимо для составления баланса сахарозы (соотношение количества сахарозы, введенной с переработанным сырьем, и сахарозы в выработанном сахарном песке), потерянной в производстве, содержащейся в мелассе и продуктах незавершенного производства.

Взвешивают корнеплоды на автоматических порционных весах ДС-800 с электрическим приводом производительностью 100 т/ч. Затем корнеплоды поступают в бункер-накопитель перед свеклорезками.

1.4.2 Изрезывание корнеплодов в стружку

Успех извлечения сахара при диффузии во многом зависит от качества стружки: тургора ее — клеток и ткани, отношения ее поверхности к единице массы и др. Поэтому стружку получают толщиной 1,2 — 1,5 мм и шириной 4 — 6 мм в виде полосок желобчатой или прямоугольной формы. Стружку получают на свеклорезных машинах: центробежных, дисковых или барабанных, в которых рабочими органами являются ножи, закрепленные в рамы. На заводах России более распространены центробежные свеклорезки.

Качество стружки оценивают длиной 100 г стружки в метрах (число Силина), выложенной в одну линию. Для удобства подсчета стружку укладывают в канавки на специальной доске. Хорошая стружка имеет длину 12 — 15 м. При этом обрывки стружки короче 1 см и мезгу в канавки не укладывают. Такого брака должно быть не более 3%. Качество стружки может быть ухудшено в результате нарушения работы свеклорезок, в следствие нарушений в установке ножей, попадания примесей и др.).

1.4.3 Получение диффузионного сока

Полученная стружка подается в диффузионные аппараты, где и происходит экстракция сахара — переход его в воду. Одновременно с сахаром в водную фазу переходят и растворимые в воде несахара. При смешивании путем залива в аппарат объема воды, соответствующего объему свекловичного сока, будет экстрагированна лишь половина сахара. Для дальнейшего извлечения сахара потребуется свежая вода. Такой процесс извлечения сахара путем настаивания («мацерации») длителен и громоздок. Для его осуществления требуется целая батарея аппаратов — диффузоров из 12 — 14 штук и трубопроводных коммуникаций, чтобы менять очередность каждого из них. Все это требует применения большого числа насосов и затрат энергии.

В настоящее время применяют систему противоточной диффузии в свекловичной стружке, разработанную русским ученым П. М. Силиным на основе первого закона диффузии Фика.

С созданием действующих диффузионных автоматизированных аппаратов непрерывного действия вертикальных (колонных) или наклонных двухшнековых процесс получения диффузионного сока является основным на заводах.

Скорость диффузии сахара и растворимых несахаров зависит от температуры воды. Так, при температуре 70 °C коэффициент диффузии возрастает в 3 раза по сравнению с температурой 20 °C. Поэтому рекомендуемая для диффузии температура 70 — 75 °C. При более высоких температурах происходит интенсивное набухание пектиновых веществ и размягчение стружки, в то время, как температура ниже 70 °C способствуют активному развитию микроорганизмов.

Важным фактором в процессе диффузии является и рН среды. Так, при рН 5,3 — 6,3 наблюдаются наименьшая пептизация и меньший переход протопектина в диффузионный сок. Важен и срок диффузии в аппарате. Обычно он ограничен 1часом, так как, при более продолжительном времени выделяется больше растворимых пектиновых веществ, Для более легкого выделения сахарозы стружку перед загрузкой в диффузоры ошпаривают в специальных аппаратах — «ошпаривателях». Стружку смешивают с соком, нагретым до температуры 85 °C. В результате чего происходит коагуляция белков протоплазмы клеток, облегчающая переход Сахаров в раствор.

Несмотря на постоянную высокую температуру (до 70 °С), в диффузорах может развиваться термофильная микрофлора, находящаяся на стружке и содержащаяся в воде. Для предупреждения развития этой микрофлоры в диффузоры и «ошпариватели» вводят 40%-й раствор формалина из расчета 0,01% от массы свеклы. Эту операцию повторяют через каждые 2 часа.

В результате диффузионного процесса образуется три компонента: диффузионный сок, обессахаренная стружка и мезга (мелкие частицы свекловичной стружки). Процесс диффузии завершается почти полным обессахариванием стружки, называемой жомом. Содержание сахарозы в нем не должно превышать 0,2 — 0,3% от исходной массы свеклы. Дальнейшее обессахаривание стружки нетехнологично и неэкономично. Отделяемый от диффузионного сока жом прессуют на шнековых прессах до 12 — 14% содержания сухих веществ и в таком виде сразу же скармливают скоту, так как он быстро портится. Выгоднее прессовать жома до 22 — 25%, а затем досушивать до 86% содержания сухих веществ. При такой влажности его можно хранить, транспортировать и использовать в различных целях (выработку комбикормов, получение пектина и т. д.). Перед прессованием в жом вводят и отмытые частицы мезга. В среднем выход сушеного жома составляет 4,5 — 5,0% массы корнеплодов.

Полученную при прессовании жома прессовую воду вновь используют в диффузионных аппаратах.

Основной продукт диффузии — диффузионный сок представляет собой мутную жидкость, быстро темнеющую на воздухе. Он имеет слабокислую реакцию. Кроме сахарозы и других Сахаров в нем содержатся и растворимые несахара неорганического и органического происхождения. Чистота диффузионного сока колеблеца от 82 до 88% в зависимости от качества перерабатываемых корнеплодов.

1.4.4 Очистка диффузионного сока

Лишь в результате многократной очистки диффузионного сока из него удается выкристаллизовать чистую сахарозу. Сок очищают в результате химических процессов, тепловых воздействий, явлений сорбции и др., используя следующие технологические приемы: предварительную и основную дефекацию, I и II сатурацию, сульфитацию и контрольную фильтрацию сока, Первый этап очистки разделяют на предварительную дефекацию и основную дефекацию. Суть его заключается в обработке сока известью. Вводимая в сок известь в виде Са (ОН)₂ вступает в реакцию с несахарами. Ионы Са²⁺, соединяясь с кислотами (щавелевой, лимонной и др.), образуют нерастворимые соли, выпадающие в осадок. Гидроксильные ионы ОН^- реагируют с соединениями алюминия, магния и железа, образуя гидроокиси данных металлов. Кроме того, белки, находящиеся в соке в виде крупных мицелл, тоже коагулируют. Таким образом, значительная часть несахаров выпадает в осадок.

Основная дефекация имеет две ступени: холодную (температура до 50 °С) и горячую (температура 85 — 90 °С), холодная длится 20 — 30, горячая — 15 минут и осуществляется соответственно в преддефекационных и дефекатционных аппаратах.

В процессе дефекации сок дважды обрабатывается известковым молоком. Общее количество активной извести, используемой на очистку диффузионного сока, составляет 2,2 — 2,5% СаО. Ее получают непосредственно на заводе обжигом известнякового камня, содержащего не менее 93% карбоната кальция и не более 2,5% карбоната магния. Перед обжигом известняковый камень дробят на куски размером 80 — 200 мм. Для сжигания пользуются коксом или антрацитом, побочным продуктом при этом является сатурационный газ используемый при сатурации. Гашение извести и приготовление известкового молока производят на специальной установке.

После дефекацией диффузионный сок со всеми включениями, которые он приобрел при дефекации, подвергается сатурации (насыщению), назначение которой — удалить из сока как растворенную, так и связанную известь и тем самым получить более очищенный сок. Сатурацию проводят, вводя в сок очищенный сатурационный газ, состоящий в основном из диоксида углерода. При разбрызгивании сока в сатураторе пропускаемый сатурационный газ, соединяясь с водой, образует угольную кислоту Н₂СО_з, вступающую в реакцию с гидроксидом кальция Са (ОН)₂ результате которой получается выпадающий в осадок карбонат кальция CaCO₃. Дальнейшая очистка сока при сатурации происходит за счет активного поглощения карбонатом кальция органических несахаров, придающих соку окраску.

Сатурацию проводят дважды. После каждой сок фильтруют на фильтропрессах или в вакуум-фильтрах. В результате сатурации чистота сока достигает 91 — 93%, а содержание в нем сахарозы составляет 13 — 14%.

Побочным продуктом сатурации является фильтрованный осадок (дефекационная грязь), состоящий на 75 — 80% из карбоната кальция и на 20 — 25% - из органических и минеральных несахаров. Остается в нем и некоторое количество сахарозы (0,10 — 0,15% от массы свеклы), а также сухой фильтрационный осадок (5 — 6% отмассы свеклы). Использовать дефекационный осадок можно для известковании кислых почв.

Заключительный этап очистки диффузионного сока — обработка его диоксидом серы, т. е. сульфитация. При пропускании последнего в сульфитаторе через разбрызгиваемый сок образуется сериистая кислота. Она восстанавливает низкомолекулярные красящие вещества и обесцвечивает их. Кроме того, в результате сульфитации снижается щелочность сока и в дальнейшем облегчается процесс кристаллизации сахара.

Для получения диоксида серы сжигают в печи комовую серу, Получаемый из серы сульфационный газ на 10 — 15% состоит из диоксида серы и на 85 — 90% из воздуха.

1.4.5 Сгущение и выпаривание сока Для получения кристаллов сахара необходимо довести сок до перенасыщенного состояния. Этого достигают постепенно, удаляя часть воды из сока выпариванием. Сначала выпаривание ведут в выпарной установке, а затем в вакуум-аппаратах, Обогревают аппараты паром. В выпарных аппаратах содержание сухих веществ в сиропе (соке) доводят до 65 — 70%, а в вакуум-аппаратах — до 92 — 93%. Применяя вакуум, можно избежать карамелизации сахара, так как выпарка идет при температуре ниже 80 °C.

В результате уваривания сиропа начинается кристаллизация сахара. Сироп, называемый утфелем, представляет собой густую вязкую массу, состоящую из кристаллов сахара и межкристальной жидкости. Для ускорения образования кристаллов в вакуум-аппарат вносят небольшое количество сахарной пудры.

I утфель направляют в центрифуги для отделения кристаллов от жидкой части — зеленой патоки. Кристаллы сахара, оставшиеся на сетчатой поверхности барабана центрифуги, промывают горячей водой и паром (пробеливают). При этом часть кристаллов сахара растворяется, на выходе из центрифуги, кристаллы имеют влажность 0,5 — 0,6%, их досушивание осуществляютна барабанных сушилках. Высушенный сахар хранят в сухих складах в затаренном виде или насыпью в бункерах.

Образующийся после пробеливания кристаллов сахара раствор, состоящий из сахарозы и остатков патоки, называют белой патокой. Ее направляют снова в вакуум-аппараты I утфеля.

Отделенную от кристаллов зеленую патоку направляют в вакуум-аппарат для уваривания II утфеля. Однако центрифугирование II утфеля дает сахар желтого цвета, так называемый «желтый сахар», который возвращают в производство, растворяя в соке после повторной сатурации. Этот процесс называют клеровкой. Кристаллизуют сахар и в вакуум-аппарате III утфеля, тоже дающего желтый сахар.

Оттек утфеля последней кристаллизации дает продукт, именуемый мелассой, в которой находятся почти все несахара. Ее чистота порядка 56 — 62%, а выход ее составляет 4,5 — 5,5% от массы переработанной свеклы. Меласса является ценным кормовым продуктом, используемым в ряде отраслей пищевой, комбикормовой промышленности и многих бродильных производствах.

1.5 Схема переработки сахара-сырца Тростниковый сахар-сырец — сыпучее кристаллическое вещество от темно-коричневого до светло-коричневого цвета.

Основная составляющая часть сырца — сахароза.

Поляризация сахара-сырца 95−98,5%

Сахар-сырец, взвешенный на электронных весах фирмы Simiens, высыпается в два бункера, откуда поочерёдно с помощью шнеков подаётся в клеровочную мешалку.

Клеровка с содержанием Сх=55−57% подается в завод на подогреватели. Затем подогретая клеровка (до 90оС) подаётся в смеситель, сюда же подается известковое молоко и зеленая патока I продукта. Из смесителя смесь клеровки поступает в дефекатор, а затем в сатуратор. Из сатуратора отсатурированая клеровка поступает в сборник нефильтрованной клеровки перед МВЖ 1. После фильтрации клеровка поступает на сульфитацию. Перед сульфитацией к ней добавляется клеровка ж.с. II и III и IV продуктов. После чего она поступает на контрольную фильтрацию на 2 ступень МВЖ. После фильтрации клеровка подаётся в III корпус выпарной установки.

Грязевая суспензия с МВЖ1 и МВЖ2 выкачивается на дисковые фильтры I ступени высолаживания. Отфильтрованный промой, поступает в сборник нефильтрованной клеровки I сатурации, а грязевая суспензия поступает на дисковые фильтры II ступени высолаживания. Отфильтрованный промой самотёком поступает в сборник промоя, а грязевая суспензия II ступени высолаживания подаётся на вакуум-фильтры. Промой с вакуум-фильтров поступает в сборник промоя, а осадок на поля фильтрации.

На уваривание утфеля I продукта направляется клеровка (основная клеровка сахара-сырца, с совместно обрабатываемой смесью части зеленого оттека утфеля I продукта; сульфитированная клеровка желтого сахара II, III и IV продукта) и вся белая патока утфеля I продукта.

Зеленая патока, получаемая при фуговке утфеля 1-го продукта, поступает в сборник зелёной патоки на вакуум-аппаратах. Часть зелёной патоки поступает в клеровочную мешалку и далее направляется на очистку. Основная часть из сборника зеленой патоки забирается на уваривание утфеля II продукта.

Утфель II продукта поступает в приемную мешалку, затем на центрифуги II продукта. Ж.с. II продукта поступает в клеровочную мешалку, клеруется артезианской водой до СВ 55−57% и выкачивается в сборник сиропа после I фильтрации. Оттек II продукта поступает в сборник, откуда насосами качается в сборник патоки II продукта. Часть оттека II продукта забирается «на себя» для последующих подкачек. Вторая часть идет на уваривание утфеля III продукта.

Утфель III продукта перепускается в мешалки-кристаллизаторы, откуда он поступает на фуговку. Ж.с. III продукта клеруется артезианской водой и подаётся в сборник сиропа после I фильтрации. Оттёк утфеля III продукта поступает в сборник на вакуум-аппаратах, из него варят утфеля IV продукта.

Утфель IV продукта поступает в приемную утфелемешалку, а затем перепускается в мешалки-кристаллизаторы, после чего фугуется и поступает в клеровочную мешалку.

Кормовая патока выкачивается через весы в паточные баки.

1.6 Сахарные заводы как источники загрязнения окружающей среды Среди перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса наиболее материалоемкой является сахарная промышленность, в которой объем сырья и вспомогательных материалов, используемых в производстве в несколько раз превышает выход готовой продукции. Она же является источником многотоннажных отходов производства, которые являются загрязняющими веществами (сырой свекловичный жом, меласса, фильтрационный осадок).

При среднем выходе сахара 12 — 13% свеклосахарное производство России дает массе переработанной свеклы 80 — 83% сырого свекловичного жома, 5 — 5,5% мелассы, 10 — 12% фильтрационного осадка, или в физическом выражении при переработке 15 млн. тонн свеклы примерно 12 млн. тонн жома, 0,8 млн. тонн мелассы и 1,8 млн. тонн фильтрационного осадка.

— Загрязняющие вещества свекловичного производства по агрегатному состоянию делятся на:

— твердые (жом, хвостики, обломки свеклы, отсев известняка и другое);

— жидкие (сточные воды);

— густые вязкие жидкие (разбавленный фильтрационный осадок, меласса и другое);

— газообразные (дымовые газы, сульфита ионный газ и другие)

— Загрязняющие вещества, при рациональном использовании могут служить:

— для производства пищевых продуктов путем промышленной переработки (жом, меласса, свекловичные обломки и другое);

— в качестве кормов (жом, меласса, фильтрационный осадок и другое);

— для производства продукции технического назначения (жом, меласса, фильтрационный осадок, отсев и отходы известняка и другие);

— в качестве удобрений (фильтрационный осадок, сточные воды и другие);

— для строительства (фильтрационный осадок, отсев и отходы известняка и другие).

— В процессе производства неизбежно происходят также и технологические потери материалов (сырья, топлива и других материалов).

Возвратные свекловичные отходы (обломки и хвостики) могут повторно использоваться в технологическом процессе в качестве добавки к свекле (или добавляются в жом).

Отбросы представляют собой отходы производства, которые на современном уровне науки и технике пока еще не могут быть использованы в народном хозяйстве либо использование их считается экономически нецелесообразным. К ним, в частности, относятся: газовые выбросы (сульфита ионный и сатурационный газы после аппаратов химической очистки сока), пылевые выбросы (пыль при работе известняково — обжигательных печей, жомовая пыль при сушке и гранулировании жома, сахарная пыль при сушке и хранении сахара), отходы (камни, щебень, песок), улавливаемые при очистке и подачи свеклы в завод, и дымовые газы при сжигании топлива в котлах.

Побочная продукция — это продукция, образующаяся наряду с основным продуктом в процессе переработки сырья, доведения до потребительских свойств и реализуемая на стороне либо внутри предприятия. В сахарном производстве это свекловичный жом и меласса. Сюда же могут быть отнесены вода, пар и электроэнергия, которые направляются на нужды призаводского жилого поселка, а так же по кооперации другим предприятиям.

Собственно отходы производства представляют собой остатки сырья, а также вновь образовавшиеся материалы, которые могут использоваться в виде сырья или добавок к нему при производстве новой продукции либо непосредственно как вторичная продукция другого производства. Отходы сахарного производства включают: фильтрационный и транспортерно-моечные осадки, отсев, недопал или пережег известняка, шлаки котельной (в случае применения твердого топлива), производственные сточные воды, и дымовые газы котельной. Отходы потребления представляют собой материалы и изделия, которые после физического или морального износа могут использоваться в качестве сырья или направляться для повторного применения (фильтровальная ткань, бумага, металлолом и другие).

Источники загрязнения производства в атмосферу подразделяются на организованные и не организованные.

К организованным относятся выбросы от технологических процессов, их источниками являются: трубы котельной, сатураторов, сульфита торов, конденсаторов, сушки сахара, кузнечного горна, известегасильного аппарата и др.

Не организованные выбросы в атмосферу происходят от отдельных видов оборудования и механизмов: при проведении погрузочно-разгрузочных работ с известняковым камнем и твердым топливом, сортировке известнякового камня и др.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на сахарных заводах являются газо — пылевые выбросы котельной. Они образуются при сжигании топлива.

При сжигании одного килограмма мазута образуется 15,5 метров кубических дымовых газов, при сжигании 1- го кг. Природного газа — 14,5 метров кубических дымовых газов.

Состав дымовых газов зависит от вида используемого топлива. Так, при сжигании мазута и твердого топлива вместе с диоксидом углерода, парами воды и азотом в атмосферу выбрасываются такие токсичные вещества как окислы серы, азота, углерода, сажи и др. при сжигании природного газа вредные примеси представлены, в основном, окислами азота и в меньшей степени сажи.

Кроме газов, выделяющихся при сжигании топлива, источниками загрязнения атмосферы являются пыль и дым, что наносит экономический ущерб народному хозяйству и отрицательно воздействует на организм человека. Поэтому действующим законодательством установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе (таблица 1)

Таблица- 1 Количество загрязняющих веществ газо-пылевых выбросов сахарных заводов России (тыс. т)

Очистные сооружения вредных выбросов в атмосферу на сахарных заводах практически отсутствуют, применяются лишь мокрые ловушки по улавливанию пыли сахара в упаковочных цехах и пыли известняка в сортировочных помещениях. Из технологических мероприятий используют уменьшение избытка воздуха в топках котлоагрегатов и рассеивание загрязняющих веществ до предельно допустимых концентраций за счет высот дымовых труб.

Таблица 2 — Годовое количество отходов от хозяйственной деятельности на сахарных заводах России, тонн.

1.7 Дефекат — побочный продукт свеклосахарного производства Нельзя обойти вниманием побочный продукт свеклосахарного производства, не имеющий, правда, непосредственного отношения к самому корнеплоду. Речь идет о так называемом фильтрационном осадке, иначе именуемом дефекатом, или дефекационной грязью, используемом как удобрение. В дефекате, который производится сахарной промышленностью страны только за один производственный сезон, кроме углекислого кальция, содержится приблизительно 60 тысяч тонн фосфатной кислоты, около 12 тысяч тонн азота, что равноценно 360 тысячам тонн фосфата и 70 тысячам тонн селитры.

В процессе варки сахара для чистки сиропов применяется известняк, который, взаимодействуя с сиропом, отбирает (адсорбирует) из них несахара, препятствующие процессу кристаллизации. Выход дефеката составляет при этом 8−12% от всего объема перерабатываемой свеклы. На крупном сахарном заводе, где за сутки через технологическую цепь проходит 6−9 тысяч тонн свеклы, как легко посчитать, образуется в среднем 800 тонн дефеката. Состав дефеката зависит от характера и количества несахаров в свекловичном соке и количестве извести. Обычно в нем до 50% воды, а сухие вещества примерно на 80% состоят из углекислой и едкой извести. Сюда же входят прочие минеральные соли, азотистые вещества, безазотистые органические соединения и сахара.

По содержанию питательных веществ дефекат приближается к навозу. Азота в нем содержится 0,6% фосфорной кислоты и калия по 0,2%. Полученный в процессе производства дефекат обычно выдерживают в отстойниках от 1 до 2 лет, после чего используют для известкования или нейтрализации кислых почв. В этом качестве дефекат эффективнее, применяемого для тех же целей молотого известняка, так как включает элементы питания растений.

По данным Всесоюзного научноисследовательского института сахарной свеклы, внесение 4.5 тонны дефеката на 1 гектар обеспечивает прибавку урожая до 30 центнеров. Интересно, что последствия дефеката наблюдаются на протяжении 10−12 лет.

Внесение дефеката обусловлено дефицитом в кислых почвах такого важного для жизнедеятельности полезной микрофлоры элемента, как кальций. Растения на таких почвах испытывают кальциевый голод. Кальций же, как указывал выдающийся русский почвовед академик К. К. Гедройц, является поглощающим катионом придающим почве структуру, наиболее прочную и благоприятную в сельскохозяйственном отношении. Кальций, кстати, единственный катион, который может полностью насыщать почву без всякого вреда для растений.

2. Материал и методика исследований

2.1 Физико-географическая характеристика территории изучаемого объекта

2.1.1 Климат Климат Выселковского района умеренно-континентальный. Неустойчивая зима с резкими переходами от отрицательных к положительным температурам. Ранняя, но холодная в первой половине весна, жаркое лето, сухая теплая осень. Средняя месячная температура января -4є-5є. Абсолютный минимум температуры воздуха -30є. Снежный покров невысок и неустойчив, но таяние снега задерживается благодаря влиянию холодных восточных ветров. Характерной особенностью зимнего периода является большое число дней с оттепелями (55 дней).

Начало активной вегетации большинства сельскохозяйственных культур приурочено к переходу среднесуточной температуры воздуха через отметку +10є. Этот период начинается во второй декаде апреля и продолжается 192−229 дней. Сумма продолжительных среднесуточных температур за этот период составляет 3348 С., что благоприятно влияет на произрастания теплолюбивых культур.

Лето умеренно жаркое, длинное (140 дней) сухое. Наблюдается тенденция повышения средней месячной температуры воздуха июля и августа более чем +25−30 є. Максимальная плюсовая температура воздуха иногда достигает +40є. Для летнего периода характерно проявление суховеев. Общее число дней с суховеями составляет в среднем 83,5 дня. Территория района подвергается воздействию ветров всех направлений, но преобладают западные, юго-западные, восточные и северо-восточные. Два последних типа ветров достигает иногда скорости 10−15 м/с, принося весной и зимой пыльные бури [1,2].

Средняя максимальная температура воздуха и средняя минимальная температура воздуха по месяцам в таблице 4.

Таблица 4 — Основные климатические показатели

Для более наглядного восприятия, табличные данные представлены в виде графика, представленного на рисунке 2.

Рисунок 2 График среднегодовых значений температуры и осадков Скорость ветра, обычно не превышает- 10 м/с.

Повторяемость направлений ветра по румбам приведена в таблице 5

Таблица 5 — Повторяемость направлений ветра и штилей, %

Для наглядного представления повторяемость ветров среднегодовых значений изображены на рисунке 3.

Рисунок 3 — Роза ветров

2.1.2 Почвенный покров По почвенно-географическому районированию территория станицы Выселки относится к центральной лесостепной и степной области, степной зоне обыкновенных и южных черноземов, Приазово-предказказской степной провинции, к Прикубанскому почвенному округу.

Благоприятные климатические условия, произрастание в прошлом богатой травянистой растительности способствовали формированию почв черноземного типа, обладающих большой мощностью, значительными запасами гумуса и, соответственно, высоким потенциальным плодородием.

Доминирующими являются черноземы обыкновенные (94,6% всех черноземов). Отличительной особенностью их является вскипание с поверхности. В неглубоких балках образовались черноземы обыкновенные глубоко вскипающие.

В днищах глубоких балок развиты лугово-черноземные карбонатные средне солончаковые почвы. В приречных понижениях, а также в глубоких балках, образовались лугово-болотные очень сильно солончаковые почвы.

Земли подвержены действию ветровой или водной эрозии. В местах, подверженных ветровой или водной эрозии, запрещается проводить какое-либо строительство. Однако, необходимо проводить противоэрозионные мероприятия: задернение склонов, посадку специально подобранных древесных растений и другие.

Данные по почвенному разрезу чернозёмов обыкновенных сверхмощных по горизонтам представлены в таблице 3.

Таблица 6 — Почвенный разрез чернозёмов обыкновенных сверхмощных

Гранулометрический состав чернозёмов обыкновенных легкоглинистый. В соотношении суммы фракций они относятся к иловато-пылеватым. Водно-физические свойства чернозёмов обыкновенных благоприятны. Недостатками их является водопрочность почвенной структуры в пахотном слое.

При сухом фракционировании выход структурных агрегатов размером 0,25−10 мм в пахотном слое составляет 51,7−65,8%. Однако эти структурные отдельности не отличаются высокой водопрочностью и при воздействии воды распадаются на более мелкие отдельности, а выход практически бесструктурной массы частиц размером менее 0,25 мм достигает при этом в А_пах 39,4−66,6%.

По количеству гумуса в пахотном слое чернозёмы обыкновенные слабогумусные, содержат менее 4% гумуса. Вниз по профилю количество гумуса снижается. Слабогумусные сверхмощные слабодефлированные почвы характеризуются запасами гумуса, равными 487,2 т/га в двухметровом слое. Содержание подвижного фосфора колеблется от очень низкого до очень высокого (0,7−19,2 мг на 100 г почвы).

Количество обменного калия среднее и очень высокое — 26,2−85,6 мг на 100 г почвы. Вниз по профилю содержание элементов питания резко снижается. Весь профиль почв насыщен карбонатами кальция. Количество их возрастает от верхних горизонтов к нижним от 0,2 до 17,5%. Реакция почвенного раствора по профилю колеблется от слабо — до сильнощелочных (ph = 7,7 — 8,7). Чернозёмы обыкновенные обладают высокой поглотительной способностью. Сумма поглощённых оснований в пахотном слое колеблется от 33,4−41,8 эквивалента на 100 г почвы. На долю кальция в составе поглощённого комплекса приходится 79,8−96,6%.

Таким образом, почвы на изучаемой территории характеризуются благоприятными водно-физическим и химическим составом и являются пригодными под все полевые культуры.

2.1.3 Рельеф Станица Выселки расположена в центральной части обширной Прикубанской равнины, представляющую собой слабоволнистую равнину. Рельеф района однообразный и представлен равниной, имеющей наклон к северо-западу и слаборасчлененной балочной сетью и долинами рек. Уклоны местности небольшие. На большей части территории они не превышают 1°.

Редких полезных ископаемых не обнаружено, добыча существующих не целесообразна.

2.1.4 Гидрология

Гидросеть Выселковского района представлена реками Журавка (приток реки Бейсужёк правый) длина 161 км, площадь бассейна 1890 км² и Бейсуг с притоками, длина 243 км, площадь бассейна 5190 км².

2.1.5 Растительный мир В настоящее время в связи с полной распаханностью территории, естественная растительность почти не сохранилась, исключая днища глубоких балок и заболоченные участки долины рек. В настоящее время здесь сформировались степные равнинные агроландшафты с зерново-подсолнечниково-свекловично-кормовым агроценозом.

Возле рек, протекающих в станице Выселки, расположены в основном пастбища, на которых произрастает влаголюбивая растительность: тростник, камыш, осоки, мятлик луговой и другие виды растений.

В посевах сельскохозяйственных культур встречается сорная растительность.

Древесные сообщества представлены в лесополосах такими породами как Ясень, Клен, Робиния, Алыча, Абрикос.

Редких исчезающих видов, эндемиков нет.

2.1.6 Животный мир Фауна района под влиянием человеческой деятельности претерпела значительные изменения. Из млекопитающих наиболее многочисленны норные животные и хищники: полевка обыкновенная, мышовка степная, мышь полевая, слепыш, лисица. Встречаются заяц-русак, фазан. Большое количество грачей, воробьев, диких голубей. На зиму в парк станицы Выселки прилетают совы. Все реже встречаются ежи. В реках обитают щука, карась, окунь, ерш, судак. Из земноводных отмечены — зеленая жаба и обыкновенная жаба, из пресмыкающихся — болотная черепаха и прыткая ящерица.

2.2 Общая характеристика ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)

2.2.1 Характеристика объекта исследования Объектом исследования является закрытое акционерное общество «Кристалл», которое является правопреемником Выселковского сахарного завода.

Решение о строительстве ВСЗ было принято в 1957 году. За один год и восемь месяцев завод был построен и сдан в эксплуатацию. 23 февраля 1959 года был получен первый сахар-песок. Используемое сырье: местное — сахарная свекла, импортное — сахар-сырец.

Изучаемый ландшафт расположен в северо-восточной части станицы Выселки. С ближайшей железнодорожной станцией Выселки завод связан железнодорожной веткой широкой колеи протяжённостью 4 км (Приложение А). Протяжённость шоссейной дороги до железнодорожной станции Выселки 2 км. Вся территорий завода, включая промплощадку и кагатное поле, занимает 90 га. Территория промплощадки ограждена железобетонным забором.

В центре промплощадки расположено здание главного корпуса, сахаро — сушильное и упаковочное отделение, а так же цех подготовки упаковочной тары (мешкотара), примыкающее к сахарному складу и соединенное с главным корпусом галереей. Моечное, жомосушильное и известково — обжигательные отделения примыкают к главному корпусу с западной стороны.

Во втором ряду слева северной стороны главного корпуса расположен склад сухого жома (используемый под склад сахара — сырца), паточные резервуары. В одном ряду, через железную дорогу напротив главного корпуса располагается здание ТЭЦ, по правой стороне ТЭЦ, механическая мастерская, мазутонасосная станция, локомотивная железная дорога, цеха, материальный склад, РСЦ. К материальному и сахарному складу примыкают железнодорожные пути. В северной стороне промплощадки в 3-м ряду слева находится склад известнякового камня, жомовая яма, яма для гашеной извести, мазутный бак, подземные резервуары артезианской воды с насосной станцией и водонапорной башней.

С южной стороны напротив сахарного склада находится насосная станция промышленной воды, склад сахара — сырца, вместимостью 25 тыс. тонн, с клеровочным отделением, куда примыкают подъездные железно дорожные пути.

Напротив главного корпуса с южной стороны расположена бурячная яма с кагатными полями. Справа от заводоуправления с южной стороны находится сектор отстоя транспротерномоечных вод с насосной. В центре кагатных полей на южной стороне расположен сырьевой отдел (призаводской свеклопункт) с двумя весовыми (нетто и брутто). Сахарный завод имеет свой Призаводской свеклопункт, способный принять до 10 тыс. тонн свеклы в сутки, обеспечить ее хранение и сдачу в переработку.

В своем составе завод имеет цеха: призаводской свеклопункт, ТЭЦ, ОГМ, ЭТС, КИПиА, известковое отделение, химлаборатория, сахарный и материальный склады, жомосушка, железно дорожный цех, цех механизации, механическая мастерская, цех подготовки упаковочной тары, РСЦ.

Основное и вспомогательное производства представляют собой единый производственный процесс. Организация производственного процесса нашего предприятия построена на принципе непрерывности производства сахара — песка. Основными видами деятельности предприятия является производство и реализация сахара-песка из сахарной свеклы, и сахар-сырца, а также оказание услуг по переработке сахарной свеклы и сахара-сырца на давальческой основе. Осуществление основных видов деятельности составляет свыше 95% стоимости выпуска всей товарной продукции, выполнения работ и оказания услуг. Два технологических процесса: свеклосахарное и сырцовое являются определяющими в конечных результатах работы предприятия.

Продукция завода — сахар-песок, которой является сертифицированной продукцией и соответствует требованиям нормативных документов: ГОСТ 21–94, СанПиН2.3.2.560−96, ГОСТ Р 51 074−97. Кроме этого предприятия периодически проходит сертификацию производства.

Вырабатываемый жом сухой и гранулированный по физико-химическим показателям соответствует ГОСТу.

Объём производства сахара завода составляет выше 10% всего объёма производства сахара 16 сахарными заводами края.

Постоянное внедрение мероприятия по реконструкции завода, строительство новых объектов, покупка новых оборудования осуществляется за счёт собственных средств без привлечения заёмных средств. Всё направлено на увеличение производительных мощностей, повышение эффективности производства, улучшение качества выпускаемой продукции, улучшение условий труда. Зона свеклосеяния сахарного завода расположена в четырех административных районах Краснодарского края: Калининском, Павловском, Брюховецском, Кореновском. Были заключены договора на поставку сахарной свеклы для переработки на давальческих условиях с 15-тью свеклосеющими хозяйствами.

В силу природных и климатических условий производственный цикл деятельности завода носит сезонный характер, в связи с чем на предприятии существует два технологических процесса — свеклосахарный и сырцовый.

Партнеры ЗАО «Кристалл» — крупнейшие российские и иностранные компании-поставщики сахара-сырца, свеклосеющие хозяйства Краснодарского края и Республики Адыгея. ЗАО «Кристалл» в 2009 году исполнилось 50 лет, а в 1999 году был произведен рекордный объем сахара-песка — 207 766,8 т.

ЗАО «Кристалл» по производственным и финансовым показателям занимает устойчивое ведущее место среди сахарных заводов Краснодарского края. Доля объема производства сахара-песка завода составляет 8% всего объема производства белого сахара, вырабатываемого 16 сахарными заводами Краснодарского края. Прибыль предприятия в 2002 году составила 10% от общей прибыли, полученной заводами Краснодарского края в 2002 году.

На базе сахарного завода создано общество с ограниченной ответственностью «Кристалл Агро». Главная цель этого предприятия — возделывание сахарной свеклы с достижением высокой урожайности сахарной свеклы на Кубани с помощью применения европейских технологий.

В марте 2003 года предприятие получило сертификат качества на соответствие выпускаемой продукции ГОСТ Р ИСО 9001. По последним данным завод производит уже до 4000 т. свеклы в сутки. В 2013 году Выселковкий Завод стал лучшим в крае по сахарному производству.

Водозабор сахарного завода на производственные нужды производится из водоёма «Горлов» на реке Бейсуг в объёме 1368,5тыс.м3/год. Стационарная насосная станция расположена в 300 м выше существующей плотины на левом берегу реки Бейсуг на 150 км от устья. Водозабор осуществляется скрытым водопроводящим трубопроводом, снабжённым рыбозащитным устройством типа фильтрующей кассеты, построенным в 1993 году. РЭУ устроено на глубине 3,5 м в бетонной подушке, на которую опираются боковые бетонные стены высотой 1,5 м; на глубине 2 м устроена щебёночная фильтрующая кассета.

Прессованный брикетированный жом закупается различными хозяйствами района и края, животноводческие хозяйства Краснодарского края также покупают жом у завода на корм скоту. Жом идет как средство оплаты колхозам, совхозам и фермерам за привезенную свеклу. Меласса продается спиртовым заводам, дрожжевым заводам, а так же на корм скоту.

Согласно СанПиН 2.2.½.1.1.1200−03) планируемый объект относится ко второму классу опасности, нормативная СЗЗ для которой составляет 500 м.

На расстоянии 1,5 км на северо-запад от планируемого объекта располагаются поля фильтрации. В соответствии с СанПиН 2.2.½.1.1 1200−03 нормативная СЗЗ для полей фильтрации составляет 500 м.

ЗАО «Кристалл» располагается на 2 промышленных площадках в Выселковском районе Краснодарского края. Основная производственная площадка находится в северо-восточной части ст. Выселки.

На основной промплощадке расположены:

* основное производство;

* свеклопункт;

* цех механизации,

* гараж.

Таблица 6 — Объем выпускаемой продукции, тонн

Промплощадка № 2 представляет собой поля фильтрации, расположенные в 1,5 км северо-восточнее от основной промплощадки (табл.7).

Таблица 7 — Данные о земельном фонде предприятия, га

Вода на транспортировку свеклы в завод берётся из реки Бейсуг (потребление воды около 800 м³/час). Для проведения технологических процессов на заводе расходуют большое количество воды из естественных водоемов и охлажденной оборотной воды из пруда оборотного водоснабжения. Вода, которая была задействована в технологическом процессе и не при годная для дальнейшего использования перекачивается на поля фильтрации, где происходит ее естественная биологическая очистка. Энергоснабжение завода осуществляется от собственной теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

На этапе технология получения сульфитационного газа используется комовая сера, образовавшийся при сгорании серы газ — диоксид серы, разбавленный воздухом и содержащий часть золы, под действием разряжения, поступает в золоотделительную камеру, а затем через охладитель, где освобождается от взвесей и охлаждается до 40−50⁰С, направляется на процесс сульфитации.

2.2.2 Водоснабжение В гидрогеологическом отношении ст. Выселки расположена в центральной части Азово-Кубанского артезианского бассейна, здесь выделяются 2 водоносных комплекса.

Водоносных комплекс нерасчленённых верхнеплиоценовых отложений залегает в интервале глуби от 25−30 до 330−340м. Водовмещающие породы представлены мелкозернистыми песками мощностью 2−20м. Количество водоносных горизонтов 10−12м при эффективной мощности 90−100м.

Водообильность комплекса характеризуется дебитами скважин, 15−35м³/час. Коэффициент фильтрации равен 3−4м/сут, водопродимость — 325 м²/сут, пьезопроводимость — 5−10м²/сут. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине 25−35м. Гидравлический уклон равен 0,0009 при западном направлении потока подземных вод.

По химическому составу воды гидрокарбонатные натриевые соответствуют ГОСТу. Вода питьевая: сухой остаток 0,4−0,6г/л, жёсткость общая 0,6−6,6 мг.экв/л.

Водоносный комплекс понтических отложений залегает в интервале глубин 330−420м. Водовмещающие породы — мелкозернистые пески.

Апробированные эксплуатационные запасы подземных вод по ЗАО «Кристалл» в ст. Выселки составляют:

— по средневерхнеплиоценовому водоносному комплексу 2290 м³/сут;

— по понтическому водоносному комплексу 12 300 м³/сут.

Современный водоотбор соответственно равен 384 и 2928 м³/сут.

Состав поверхностного водозабора из реки Бейсуг (водоём Горлов): стационарная насосная станция расположена на 150-м километре от устья на левом берегу на расстоянии 60 м от берега ух. Горлов. Оборудование: насосы марки 3В-200 (3шт: 1-резервный, 2-основных), производительностью 0,1 м³/сек. По напорному водоводу протяженностью 7,2 км вода поступает к потребителям.

Сброс сточных вод после охлаждения насосов, сернистой печи, регенерации фильтров, продувки котлов ТЭЦ, аварийного сброса с пруда системы оборотного водоснабжения производится на 44 км от устья.

Учёт забираемой воды из реки Бейсуг ведётся расходомером КСД-3(1шт), Инфманометром ДМ-35−33(1шт). Учёт сточных вод, сбрасываемых в реку Журавка, ведётся косвенным методом.

2.2.3 Очистка сточных вод Очищенные сточные воды не должны содержать возбудителей заболеваний, а также не должны иметь запахов и привкусов. Потребляется огромное количество воды, которая загрязняется в процессе мойки оборудования, емкостей, помещений. В производственных процессах промышленные стоки делятся на условно чистые и загрязненные.

К условно-чистым относятся воды, прошедшие теплообменные аппараты, в них не происходит изменение состава, а только температуры. Условно чистые производственные воды сбрасываются в канализацию без очистки.

Остальные производственные стоки относятся к загрязненным. Производственные сточные воды с содержанием кислот или щелочей нейтрализуются, после чего спускаются в заводскую сеть фекально-хозяйственной канализации.

Загрязненные промышленные стоки характеризуются присутствием в них органических веществ. Загрязненность промышленных стоков и расход кислорода на процессе бактериального окисления органических веществ характеризуется показателем БПК — биологического потребления кислорода, выраженного в мг/л анализируемой жидкости:

— БПК5 — при выдерживании пробы в течение 5 суток;

— БПК20 или БПКполн. — при выдерживании в течение 20 суток.

Целью очистки производственных сточных вод является удаление взвешенных и растворимых веществ до предельно допустимых концентраций, значение которых заранее регламентированы. Производственные сточные воды перед подачей в систему очистки подвергаются первичной обработке с целью извлечения, регенерации и утилизации ценных продуктов, максимального снижения концентрации органических веществ и минеральных солей.

Инфицированная культуральная жидкость перед спуском в канализацию стерилизуется.

Способы очистки сточных вод разделяются на:

— Механические (отстаивание);

— Физико-химические (ионообменные, сорбция и др.);

— Механико-химические (коагуляция, нейтрализация с отстаиванием);

— Биологические;

— Термические.

Механическая очистка используется для выделения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей методом процеживания, отстаивания, фильтрования. Для задержки крупных загрязнений вода процеживается через решетки. Частицы минерального происхождения задерживаются песколовушками. Для освобождения воды от очень мелких частиц применяются фильтры, например, песчаные.

Физико-химическая очистка основана на изменении физического состояния загрязнения: коагуляция, флотация, ионный обмен. Методы этой очистки требуют дорогостоящих реактивов и поэтому их применение ограничено.

Химическая очистка применяется, когда выделение загрязнений возможно только в результате использования химических реакций. При реакции конденсации, окисления, нейтрализации образуются нетоксичные, нерастворимые и легко отделяемые соединения; кислые и щелочные стоки нейтрализуются.

Биологические методы очистки основываются на способности микроорганизмов использовать в качестве питательного субстрата многие органические и неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах. Биологическая очистка проводится на биофильтрах или аэротенках. Этот метод наиболее перспективен, так как он не требует дорогостоящего оборудования и реактивов и является наиболее доступным.

Термическая очистка заключается в полном окислении сточных вод при высокой температуре.

Сточные воды сахарного завода ЗАО «Кристалл» условно классифицируют на 3 категории:

1) Воды сбрасываются в реку Журавка: это условно-чистые воды, которые по своему составу близки к составу исходной речной воды реки Бейсуг. К ним относятся: избыточная холодная вода из напорного резервуара, вода от охлаждения насосов, сернистой печи, после регенерации фильтров, непрерывной и периодической продувки печей в ТЭЦ, аварийный сброс воды с оборотного пруда.

2) Воды используемые повторно. К ним относятся: вода из гидротранспортёров, камнеловушек, соломоловушек, свекломойки и элеватора. На секционных отстойниках, куда поступают воды 2-й категории, после механической очистки (отстаивания) светлые фракции используются повторно, остальная часть идёт в 3-категорию.

3) Диффузионная и жомопрессовая вода, жомовая из сепараторов и жомовых ям, жидкий фильтрационный осадок, осадок транспортёрно-моечной вода из отстойников, лавёрные воды, хозяйственно-бытовые, фекальные.

Дефекат используется повторно, а остальные фракции вместе с остальными водами поступают на поля фильтрации (ПФ).

Поля фильтрации завода расположены в 1,5 км северо-восточнее промплощадки. Проектная мощность ПФ — 2982тыс. м³/год, фактическая нагрузка — 1678,1 тыс. м³/год, в том числе:

— на большие ПФ площадью 66га с механической очисткой сточных вод 3-й категории, производится сброс производственных сточных вод в количестве 1315,3тыс. м³/год в сезон переработки в течение 229 дней;

— на малые ПФ площадью 11га производится сброс хозяйственно-бытовых сточных вод в количестве 362,8тыс. м³/год в течение 365 дней.

2.2.4 Химико-технологический контроль производства Технико-экономические показатели работы сахарного завода в первую очередь определяются выходом сахара. Максимальный выход и требуемое качество сахара при минимальных энергетических затратах могут быть достигнуты в результате применения эффективной технологии, проведения процессов в оптимальном режиме, правильной постановки технологического контроля и учёта производства.

Осуществление лабораторией завода постоянного химико-технологического контроля позволяет не только устанавливать оптимальные параметры и показатели на всех стадиях технологического процесса, но и оперативно исправлять возможные отклонения. Правильно поставленный и хорошо организованный технохимический контроль является важнейшим условием стабильной работы производства.

Для определения химического состава, физико-химических показателей сырья и продуктов в сахарном производстве применяют систему химических, физических и физико-химических методов исследования. При выборе метода анализа исходят из необходимой точности, чувствительности и скорости его выполнения. Оценка качества сырья при приёмке, хранении и сдаче в переработку производится сырьевой лабораторией свекловичного пункта, которая обеспечивает отбор и анализ проб на общую загрязнённость, сахаристость и ряд других показателей качества свеклы.

Заводская лаборатория осуществляет анализ продуктов и на основании полученных данных проводит контроль всех технологических процессов производства, устанавливает оптимальные режимы этих процессов, контроль качества выпускаемого сахара, учёт выхода сахара и потери его в производстве. Важнейшие из показателей, определяемых в анализируемых продуктах, являются следующие: содержание сахара и СВ, чистота, цветность, щелочность, содержание несахаров и ряд физико-химических показателей.

Для учёта выхода сахара и снижения его потерь необходимо определить содержание сахара в свекле и отходах (жом).

Количество СВ в продуктах должно соответствовать установленному технологическому режиму. Зная содержание СВ и сахарозы, легко определить по разности содержание примесей и на основании этой величины оценить эффективность очистки сока и другие показатели работы завода.

Важным критерием сравнительной оценки качества разных продуктов является чистота. Определяя чистоту продуктов сахарного производства, можно контролировать как процессы очистки соков, так и процессы кристаллизации сахара.

Основным показателем технологического режима очистки соков является требуемая щелочность и величина рН. Для контроля качества сахара и продуктов важным показателем является их цветность.

Необходимость контроля вязкости густых продуктов объясняется значительным влиянием её на процессы кристаллизации и центрифугирования утфелей, а, следовательно, на качество получаемых сахаров и содержание сахара в мелассе.

Контроль над правильностью отбора проб и выполнения анализов, установления оптимального технологического режима, за объективность проведения учёта осуществляет лаборатория. Она также выполняет контрольные анализы готовой продукции и мелассы.

2.2.5 Химико-фитопатологический контроль состояния свекловичных посевов Контроль над состоянием посевов ведется на протяжении всего вегетационного периода. Цель предуборочного химико-фитопатологического обследования свекловичных плантаций — определение последовательности их уборки, а также получение предварительных данных для распределения сахарной свеклы на категории по срокам хранения. При проведении обследования выявляют поля, на которых свекла в наилучшем состоянии. Массовое предуборочное обследование проводят во второй половине августа не позже чем за 10−25 дней до начала уборки. При обследовании учитывают агротехническое состояние свекловичных плантаций, общее развитие растений, тургорное их состояние, биологическую и техническую спелость, поражение вредителями и болезнями.

Учет засоренности посевов сорняками проводят количественно-весовым методом путем подсчета сорняков в 5 точках по диагонали поля. Целесообразно проводить учет на тех же участках, где был произведен в феврале — марте отбор проб для определения семян сорных растений.

Учет развития болезней листьев сахарной свеклы проводят путем наблюдения за растениями по корню. Отмечают количество пораженных растений и степень их поражения. Степень развития болезни определяют по каждому растению. Отмершие листья не учитывают. Степень развития болезни определяют по 4 бальной шкале, учитывая трехярусность листового аппарата.

В период вегетации на корнеплодах сахарной свеклы могут появляться болезни, возникающие в результате поражения их различными микроорганизмами: грибами, бактериями. Заболевания сопровождаются увяданием, пожелтением, и отмиранием листьев и загниванием корнеплодов. При появлении признаков заболевания свекловичных растений необходимо выкопать и осмотреть отдельные корнеплоды, определить болезнь, принимая во внимание характерные признаки.

Если загнивания появляются отдельными очагами, необходимо определить площадь, подсчитать процент пораженных корнеплодов в очагах. При рассеянном заболевании определяют его распространенность, рассматривая по диагонали в 10 местах по 50 растений, размещенных подряд в одном рядке.

При остром дефиците влаги в период вегетации или при заболевании корневой системы сахарной свеклы у корнеплодов, находящихся в почве, снижается тургорное состояние, нарушается естественная твердость и хрупкость, хвосты изгибаются без обламывания. Метод определения подвяленных корнеплодов аналогичен методике учета пораженности корнеплодов гнилями.

В период вегетации ведут наблюдения за распространенностью вредителей свекловичных растений. При проведении предуборочного фитопатологического обследования свекловичных плантаций в случае массового распространения вредителей учитывают процент поврежденных вредителями корнеплодов по методике аналогичной методике учета пораженности корнеплодов гнилями.

На основании фитопатологического обследования свеклу относят к одной из 3 категорий, исходя из следующих принципов:

— к первой категории относятся корнеплоды для укладки в кагаты длительного хранения. Относят свеклу, у которой отмечается отсутствие болезней листового аппарата или поражение их не превышает одного — двух баллов. Наличие подвяленных и загнивших, а также поврежденных почвообитающими вредителями корнеплодов не допускается.

— ко второй категории относят свеклу с полей, где пораженности листьев составляет два — три балла, отсутствуют подвяленные и загнившие корнеплоды. Свеклу второй категории направляют в кагаты, предназначенные для средних и кратких сроков хранения.

— к третьей категории относят свеклу, у которой отмечены поражения листьев одной или несколькими болезнями выше трех баллов, встречаются подгнившие и гнилые, листья, поврежденные вредителями, поэтому свеклу этой категории отправляют сразу на переработку.

Перед началом уборки определяют биологическую спелость. По массе корнеплодов всех проб с поля определяют биологическую урожайность.

Степень технической спелости определяют по отношению массы ботвы к массе корнеплодов. При величине соотношения 0,6 и менее свекла относится к спелой. Исключения составляют свекловичные растения, пораженные болезнями листового аппарата.

Отобранную пробу делят на две пробы, одну используют для фитопатологического анализа, другую для химического. Пробу предназначенную для фитопатологического анализа, взвешивают, затем обследуют внешнюю поврежденность корнеплодов, отмечая наличие заболеваний, а также аномалии в развитии.

Для обследования состояния внутренних тканей каждый корнеплод разрезают вдоль на две части. С помощью специального приспособления, фиксируют наличие дуплистости, некроза сосудистых пучков и т. д.

Корнеплоды с наличием определенного вида заболеваний или патологий в развитии, взвешивают и определяют их массовую долю. Пробу корнеплодов тщательно моют, затем получают свекловичную кашку, тщательно перемешивают и отправляют на анализ. В кашке определяют содержание сахара, нитратного и б-аминного азола.

В тех случаях, когда в предуборочный период фиксируют существенные отклонения от оптимальных значений показатели агротехнического состояния отдельных свекловичных плантаций, необходимо провести дополнительное обследование их, и дать четкую характеристику. Полученные сведения позволяют прочно прогнозировать качество собираемого урожая, а также осуществить своевременные мероприятия по настройке, регулировке и создания оптимальных условий для работы свеклоуборочных машин. На основании результатов химико-патологического обследования устанавливают очередность уборки плантаций, составляют график, который согласуется с агропромышленным объединением и утверждается руководителями сахарного завода.

2.3 Характеристика отходов ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод) В процессе производственной деятельности на территории ЗАО «Кристалл» образуется 561 669,007 тонн/год отходов. Отходы, получаемые при переработке сахара-песка из сахарной свеклы, представлены в таблице 8.

Таблица 8 — Отходы, получаемые при переработке сахара-песка из сахарной свеклы

Отходы, получаемые при переработки сахара-сырца, предоставлены в таблице 9.

Таблица 9 — Отходы, получаемые при переработки сахара-сырца

Отходы, получаемые в известковом отделении, представлены в таблице 10.

Таблица 10 — Отходы, получаемые в известковом отделении

Очистные сооружения сахарного завода это — поля фильтрации Очистку транспортерно-моечной воды осуществляют на локальных очистных сооружениях, представляющих собой секционные отстойники. Осветлённую воду возвращают для повторного использования в гидротранспортёрах. Сгущённую суспензию (отстой) перекачивают из отстойников совместно с промывочной водой от вакуум-фильтров, загрязнённой дефекатом, жомокислой водой с жомовых прессов и прочими производственными стоками в земляные отстойники полей фильтрации, а далее на фильтрационные карты.

Проектная мощность полей фильтрации 1990 тыс. м³/год. Общая площадь составляет 131 га, в том числе малые поля фильтрации — 16 га. Количество карт соответственно 34 и 10 штук. На больших полях фильтрации построено 3 земляных отстойника общей площадью около 100 тыс. м². Высота ограждающих валов во всех трёх земляных отстойниках составляет 7−8 м.

Поля фильтрации предназначены для биологической очистки предварительно осветлённых сточных вод. Процесс обработки сточных вод происходит в естественных условиях. Обезвреживание осадка происходит через испарение с водной поверхности, фильтрацию с растеканием подземного потока радиально и выходом в естественные дрены, а также за счёт испарения с поверхности почвы на землях, прилегающих к полям фильтрации. В процессе фильтрации через почву органические загрязнители задерживаются на ней, образуя биологическую пленку с большим количеством микроорганизмов. Плёнка адсорбирует коллоидные и растворённые вещества, мелкую взвесь, и они при помощи аэробных бактерий в присутствии кислорода переходят в минеральные соединения. Азот аммонийных солей превращается в нитриты и нитраты, а органический углерод — в углекислоту. На большой глубине почвы, куда проникновение кислорода затруднено, окисление происходит за счёт денитрификации, т. е. за счёт кислорода, выделяющегося при разложении нитритов и нитратов. Практически процесс очистки сточных вод происходит в слое почвы до 1,5 м, подсушенный осадок состоит из гумуса и фильтрационного осадка.

В результате очистки производственных сточных вод образуется фильтрационный осадок сахарного производства («сахарный дефекат») (5 класс опасности).

Для улучшения работы очистных сооружений и устранения негативных последствий их эксплуатации институтом «Гипросахар» был разработан проект реконструкции больших полей фильтрации. Технические решения, заложенные в проект, были реализованы — выдержан дренажный канал, проведена ЛЭП, построена насосная станция, уложен трубопровод сброса дренажных вод в р. Кубань.

Для предприятия ОАО «Проектно-изыскательский институт «Кубаньводпроект» разработана «Декларация безопасности полей фильтрации». В плане мероприятий по ремонту и реконструкции гидротехнических сооружений декларации содержатся следующие виды работ:

— текущий ремонт оборудования насосных станций;

— планировка эксплуатационных дорог по гребням валов;

— своевременная очистка земляных отстойников и карт полей фильтрации;

— восстановление и усиление межкартовых и других ограждающих валов ПФ.

На полях фильтрации аттестованной лабораторией ЗАО"Кристалл" проводится контроль качества воды в наблюдательных скважинах. Отбор проб осуществляют в трёх наблюдательных скважинах и одной фоновой.

На малые поля фильтрации поступают хозяйственно-бытовые стоки от жилого посёлка и с завода. Хозяйственно-бытовые стоки предприятия составляют 102,3 тыс. м³/год. Стоки поступают на канализационную насосную станцию. Для защиты насосов от засорения приёмный резервуар станции оснащен решеткой. В результате приёма стоков образуется следующий вид отхода:

— Мусор с защитных решеток при очистке сточных вод (4 класс опасности).

— Отходы (осадки) биологической очистки сточных вод (4 класс опасности).

Полигонов и накопителей промышленных отходов на территории не имеется. Временное хранение отходов осуществляется в контейнерах и ящиках на специально оборудованных площадках для хранения отходов на территории предприятия.

В ходе технологического процесса происходит использование технической воды. После использования технической воды она сбрасывается на поля фильтрации. Перечень загрязняющих веществ приведен в таб. 11.

Таблица 11 — Перечень и количество загрязняющих веществ, разрешенных к сбросу на «поля фильтрации»

2.4 Методы исследования Нормативы размещения промышленных отходов предприятия определялись согласно СН «Предельное количество накопления токсичных промышленных отходов на территории предприятия».

Анализ источников загрязнения ЗАО «Кристалл» производился на основе технической документации исследуемого объекта.

Расчеты по определению категории опасности исследуемого объекта проводились согласно «Методике проведения и оформления инвентаризации источников выбросов на предприятиях пищевой промышленности». Расчеты по уточнению санитарно-защитной зоны проводились согласно СаНПиН 2.2.½.1.1.984−00.

Методика проведения исследований по оценке состояния окружающей среды предполагает экспедиции по данной территории. Предварительно на местности выбирают точки для отбора проб по биопродуктивности растений. На каждую точку составляют протокол отбора проб, где указывают место отбора, номер точки, координаты, пункт отбора, глубину отбора проб (м), виды пробы, температуру воздуха и почвы, тип почвы, элемент рельефа и дополнительную информацию. На каждый день составляют ведомость отбора проб, где указывают пункт отбора, привязку, дату.

2.4.1 Методика фитоиндикации Принцип метода основан на учете видового разнообразия макрофитов и их индикаторной значимости. Фитоиндикаторами называются растения, растительные сообщества или их особенности, указывающие на какието конкретные свойства среды. Так, с помощью растений можно выявить отдельные признаки почв: их механический состав, влажность, кислотность, засоленность, обеспеченность питательными веществами.

Различают прямые и косвенные индикаторы. Первый непосредственно связанный с объектом индикации, т. е. с какими-то конкретным условием среды, и зависят от него. Косвенные индикаторы не имеют непосредственной связи с объектом индикации, они показывают предметы или явления, которые, в свою очередь, могут быть связанны с индикатором, интересующим человека.

Для практических целей следует знать, насколько надежен и эффективен тот или иной индикатор, поэтому индикаторы характеризуют по достоверности и значимости. Достоверность — это степень сопряженности индикатора с объектом индикации. Абсолютно достоверным считается индикатор, которому в 100% случаев соответствует объект индикации. Для расчета показателя достоверности берут определенное число эталонных участков или площадок (обычно 10), где обязательно имеется индикатор. Среди них есть и такие, где индикатор встречается вместе с объектом индикации. Процентное соотношение этих участков и участков с индикатором, но без объекта индикации служит количественным показателем достоверности индикатора. Эталонные участки обычно выбираются в одном экотопе с помощью квадратной рамки размером 100 Ч 100 см.

Коэффициенты достоверности и значимости являются важными характеристиками индикаторных свойств растения. Если они достаточно высокие можно начинать фитоиндикацию. Для этого в таблицу вносят названия всех индикаторных видов, обнаруженных на площади 10 м².

2.4.2 Методика оценки состояния древесных насаждений Выполнение работ по оценке состояния зеленых насаждений дает возможность оценить антропогенную нагрузку на территорию. Полевые исследования проводилась в весеннее-летний вегетационный период, в несколько этапов.

В качестве надежных индикаторов состояния древесной растительности, а также природной среды можно использовать сумму биоморфологических признаков, определение которых и является одной из основных составляющих частей данной методики.

Определение совокупности биоморфологических признаков включает определение таких показателей как: высота деревьев, диаметр ствола, густота и цвет кроны, поврежденность листвы, наличие сухих ветвей, состояние кроны. Данные показатели представлены в таблице 12.

Таблица 12 — Характеристика лиственных пород

2.5 Определение категории опасности ЗАО Сахарный завод «Кристалл»

Важной характеристикой является категория опасности, которая позволяет определить влияние загрязняющих веществ на окружающую среду и нормативную санитарно-защитную зону.

Для определения категории опасности предприятия необходимо рассчитать критерий опасности веществ, выбрасываемых этим предприятием.

Критерий опасности i-го вещества определяется по формуле (1):

КОВ_i = (М_i / ПДКс/с_i)^б, (1)

где М_i — суммарный выброс i-го загрязняющего вещества, т/год;

ПДК_i — среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества, мг/м³;

б_i — постоянная, учитывающая класс опасности i-го вещества, безразмерный коэффициент, позволяющий отнести степень вредности i-го вещества к степени вредности сернистого ангидрида.

Категория опасности предприятия определяется по формуле (2):

КОП = ^б, (2)

где n — количество загрязняющих веществ на предприятии.

2.6 Уточнение размеров санитарно-защитной зоны В соответствии с СН 245−71 ЗАО сахарный завод «Кристалл» относится к второму классу опасности, так как предприятие приурочено к сахарной промышленности. Санитарно-защитная зона предприятия составляет 500 м.

Предприятие территории предусмотренной проектом планирования промышленного района. Основные производственные здания расположены в соответствии с размерами санитарно-защитной зоны и с учетом направления господствующих ветров.

Для определения категории предприятия ЗАО сахарный завод «Кристалл» были проведены расчеты загрязнения атмосферного воздуха в соответствии с ОНД-86 п. 8.6.2, предусматривает уточнение размера санитарно-защитной зоны для различных направлений ветра по среднегодовой розе ветров в районе расположения предприятия по формуле (3):

l = L₀ •, (3)

где l — расчетный размер санитарно-защитной зоны от границы источника, м;

L₀ -расчетный размер участка местности в данном направлении (от границ источника), установленный для данного предприятия, м;

P — среднегодовая повторяемость направлений ветров рассматриваемого румба;

P₀ — повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров, при восьми румбов розы ветров Р₀ = 12,5.

3. Результаты исследований и их обсуждение Для более глубокого изучения влияния ЗАО Сахарный завод «Кристалл» на состояние окружающей среды, были проведены мониторинговые исследования.

Основной задачей исследований являлось формирование информационной базы состояния и изучений окружающей среды, получение необходимой достаточной информации по критериям полноты, точности, полной достоверной информации о состоянии экологических систем; выявление случаев вредных воздействий на отдельные компоненты и природную среду в целом, профилактика сверхнормативного экологического ущерба и др.

3.1 Результаты фитоиндикации Для фитоиндикации состояния почв в зоне влияния сахарного завода были выбраны 3 пробные площадки 10Ч10 м. Первая находится на территории сахарного заводана кагатном поле. Вторая в санитарно-защитной зоне полей фильтрации на расстоянии 1,5 км. От завода в северо-восточном направлениях. Третья площадка расположена в рекреационной зоне ст. Выселки.

Обследование растительного покрова на площадках наблюдения проводили на кагатных полях и полях фильтрации сахарного завода «Кристалл» Выселковского района. Видовое разнообразие растений сравнивали с условно фоновым участком в рекреационной зоне ст. Выселки. Анализ экологических характеристик растений проводили по их отношению к абиотическим факторам среды: влажности, богатству почв, свету.

На первом участке наблюдений на кагатных полях было выявлено наличие сообществ рудеральных растений, типичных для антропогенно нарушенных территорий (таблица 13).

Таблица 13 — Характеристика растений кагатных полей

Общее проективное покрытие на первой площадке наблюдений было не более 30%. Согласно данным таблицы 13, здесь встречаются только однолетние сорные растения, что указывает на очень высокую степень нарушенности территории, отведенной под место хранения сахарной свеклы до ее переработки. В основном здесь отмечены стержнекорневые однолетние растения. Это означает сильное уплотнение почвы на кагатных полях. По отношению к влажности большинство растений мезофиты (70%). Это растения достаточно увлажненных мест обитания. По отношению к свету почти все растения светолюбивые — гелиофиты. По отношению к почвенному плодородию все растения на этом участке — эвтрофы и мезоэфтрофы, т. е. предпочитают достаточно богатые почвы, с высоким содержанием азота. Это характерно для зон активной сельскохозяйственной деятельности человека, где регулярно вносятся органоминеральные удобрения.

Следующая площадка наблюдений находилась в санитарно-защитной зоне полей фильтрации сахарного завода, на старых полях фильтрации в настоящее время сеют зерновые культуры. Общее проективное покрытие здесь достигает 100%. Доминирует пшеница, сопутствуют ей сорные сегетальные растения. В санитарнозащитной зоне полей фильтрации проективное покрытие около 80%. Видовой состав растений на второй площадке приведен в таблице 14.

По данным таблицы 14 видовое разнообразие растений в санитарнозащитной зоне полей фильтрации сахарного завода больше, чем на кагатных полях. Здесь уже встречаются не только малолетние растения (45%), но и многолетние (55%). Это говорит о меньшей степени нарушенности территории. По отношению к влажности почвы больше, чем на кагатных полях, стало засухоустойчивых растенийксеромезофитов (36%). По отношению к свету подавляющее большинство растений — светолюбивые (82%), так как растут в поле на открытых местах обитания. Растения, менее требовательные к почвенному плодородию — одуванчик, тысячелистник, подорожник растут, в основном, по краю поля и вдоль дорог.

Таблица 14 — Характеристика растений в санитарнозащитной зоне полей фильтрации

В санитарнозащитной зоне полей фильтрации и на полях фильтрации также как и на кагатных полях, преобладают растения, предпочитающие почвы, богатые гумусом и элементами минерального питания: щирица, клевер, мятлик. Это обусловлено высоким содержанием в почве дефеката.

Третья площадка — условно фоновая — была расположена в рекреационной зоне ст. Выселки. Преобладающие древесные породы здесь — липа сердцевидная, каштан конский, ясень обыкновенный. На открытых местах высеяна газонная трава. Участок также подвержен антропогенной нагрузке — вытаптыванию, но на нем нет движения сельхозмашин и не проводится обработка почвы. Растения отбирали на открытом участке с разнотравьем. Результаты представлены в таблице 15.

На фоновом участке отмечено самое большое видовое разнообразие растений. Здесь представлены 15 видов из 7 семейств. Преобладают растения семейств Мятликовые — 5 видов, Астровые и Бобовые — по 3 вида. Значительно преобладают многолетние стержнекорневые и корневищные растения — 74%. Это показывает меньшую нарушенность территории фонового участка по сравнению с кагатными полями и полями фильтрации сахарного завода. Только 4 вида растений — эвтрофы, т. е. требовательны к почвенному плодородию.

Результаты фитоиндикации показали очень высокую степень нарушенности территории кагатных полей, где почвы в основном не задернены растительностью и подвержены ветровой эрозии. Видовое разнообразие растений в санитарно-защитной зоне полей фильтрации и на фоновом участке отличается незначительно. Кроме того, на полях за счет внесения дефеката почвы более богаты минеральными веществами и пригодны для возделывания сельскохозяйственных культур.

Таблица 15 — Характеристика растений на фоновом участке

3.2 Результаты оценки состояния древесных насаждений С целью изучения состояния окружающей среды проводилась оценка состояния древесных насаждений изучаемой территории предприятия.

Результаты представлены в таблице 16.

Таблица 16 — Сводная таблица оценки состояния древесных пород

Из приведенной таблицы 16 можно сделать вывод, что преобладающими породами лиственных деревьев является береза повислая и тополь канадский. В целом состояние всех деревьев удовлетворительное — преобладают растения 1 категории, но достаточно большой процент деревьев 3 и 4 категории, что указывает на негативное влияние на древесную растительность производственной деятельности завода.

Данные о процентном соотношении древесных пород можно узнать из рис 5.

Рис. 5 Процентное соотношение древесных пород по категориям

3.3 Результаты определения категории опасности ЗАО «Кристалл»

Согласно ГОСТ 12.1005−88 б _i для разных классов опасности различна: первый класс опасности вещества б _i = 1,7; второй класс опасности — б _i = 1,3; третий класс опасности — б _i = 1,0; четвертый класс опасности — б _i = 0,9.

На предприятии в атмосферу выбрасывается 22 загрязняющих вещества. Результат расчетов критериев опасности основных загрязняющих веществ, выбрасываемых ЗАО «Кристалл» приведен в таблице 17.

Таблица 17 — Результат расчетов категории опасности вещества

Категория опасности предприятия определяется в пределах:

1 категория — КОП > 1 000 000;

2 категория — 1 000 000 < КОП > 10 000;

3 категория — 10 000 < КОП > 1000;

4 категория — КОП < 1000.

КОП для предприятия равен 2841,380 468, следовательно, предприятие относится к 2 категории опасности.

3.4 Результаты уточнения размеров санитарно-защитной зоны В соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов сахарный завод относится ко II классу опасности. Вследствие этого размер СЗЗ для предприятия составляет 500 м.

Расчет размеров санитарно-защитной зоны предоставил следующие результаты:

— северная сторона СЗЗ — 240 м,

— северо-восточная сторона СЗЗ — 640 м,

— восточная сторона СЗЗ — 600 м,

— юго-восточная сторона СЗЗ — 360 м,

— южная сторона СЗЗ — 200 м,

— юго-западная сторон СЗЗ — 520 м,

— западная сторона СЗЗ -1200 м,

— северо-западная сторона СЗЗ — 240 м.

Уточненная СЗЗ строится по обратной розе ветров (рис.6)

Рисунок 6 Уточненная СЗЗ

3.5 Оценка качества производимой продукции Основная продукция предприятия ЗАО «Кристалл» (Выселковкий сахарный завод) — сахар-песок — является сертифицированной продукцией и соответствует требованиям нормативных документов ГОСТ 21–94 п.п.3.2.2−3.2.5,4,5, СанПиН 2.3.2.560−96 п. 6.5.1, ГОСТ Р 51 074−97 п.п.3,4.11.1. Кроме этого, предприятие периодически проходит сертификацию производства. Состояние производства признано способным обеспечить стабильность характеристик сахара-песка, выпускаемого по ГОСТ 21–94 и соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9002−96.

Процесс производства сахара проводится только, строго соответствуя следующим ГОСТ:

— ГОСТ 21–94 «Сахар-песок. Технические условия»

— ГОСТ Р 53 396−2009 «Сахар белый. Технические условия»

— ГОСТ Р 52 678−2006 «Производство сахара. Термины и определения»

— ГОСТ Р 52 305−2005 «Сахар-сырец. Технические условия» «

— ГОСТ Р 52 304−2005 «Меласса свекловичная. Технические условия»

— ГОСТ Р 52 647−2006 «Свекла сахарная. Технические условия»

— ГОСТ Р 54 640−2011 «Сахар. Правила приемки и методы отбора проб»

— ГОСТ Р 54 641−2011 «Сахар. Метод определения крахмала»

— ГОСТ Р 54 642−2011 «Сахар. Методы определения влаги и сухих веществ»

— ГОСТ «Сахар. Метод определения сахарозы»

— ГОСТ «Сахар. Метод определения ферропримесей»

— ГОСТ «Сахар. Определение гранулометрического состава»

— ГОСТ 12 576–89 «Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты раствора»

Для оценки качества продукции, проводились анализы побочных продуктов сахара и самого сахара, все анализы проводились, строго соответствуя выше перечисленным ГОСТ. Выполнялись следующие виды анализов:

— Анализ определения влаги и сухих веществ в сахаре. Перед началом проведения анализа сначала проводится отбор проб, который осуществляется по ГОСТ 12 569–99. Отбираем точечные пробы из двух разных мешков с сахаром, масса точечной пробы должна быть не менее 25 г, в моем случае было 26 г. Сначала пустые открытые стаканчики для взвешивания вместе с крышками помещаем в предварительно нагретый до температуры (105−106) С сушильный шкаф и выдерживают в течении 30 минут. Затем стаканчики вынимаем, закрываем крышками и помещаем в эксикатор, заполненный самоиндицирующим силикагелем или безводным хлористым кальцием. Когда термометр, вставленный в крышку эксикатора, покажет температуру, которая на 2С выше температуры окружающего воздуха, стаканчики вынимаем и взвешиваем с погрешностью ±0,0001 г. При измерении температуры термометр должен прикасаться к одному из стаканчиков для взвешивания. В стаканчики я поместила по 26 г сахара, закрыла крышкой и взвешивала с погрешностью ±0,0001 г. Толщина слоя сахара в стаканчике не должна превышать 10 мм. Навески высушиваем при открытой крышке стаканчика в сушильном шкафу. Стаканчики для взвешивания с навесками в сушильном шкафу размещаем таким образом, что бы температура воздуха на уровне (2,5 ± 0,5) см над стаканчиками составляла (105± 1) С. Продолжительность высушивания — 3 часа. Затем стаканчики с пробами закрываем крышками, вынимаем из сушильного шкафа, помещаем в эксикатор, охлаждаем и взвешиваем с погрешностью ±0,0001 г. Далее мы начинаем обрабатывать результаты, массовую долю влаги W, %, мы вычисляем данной формуле:

где — масса стаканчика для взвешивания с навеской до высушивания, г;

— масса стаканчика для взвешивания с навеской сахара после высушивания, г;

— масса стаканчика для взвешивания, г.

В результате получаем следующее:

— Образец № 1

— Образец № 2

Согласно ГОСТ 21–94, массовая доля влаги должна составлять не менее 0,14%.

За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,01% в абсолютном значении. Если расхождение превышает это значение, то испытание повторяют, но у нас не было никаких расхождений.

Далее мы находим массовую долю сухих веществ X, %, которую вычисляют по формуле:

где W — массовая доля влаги, %.

В итоге получаем следующее:

Согласно ГОСТ 21–94, массовая доля сухих веществ должна составлять не менее 99,75%.

— Анализ мелассы Меласса — кормовая патока, побочный продукт сахарного производства; сиропообразная жидкость тёмно-бурого цвета со специфическим запахом.

Для проведения анализов мы отбираем пробы трех образцов мелассы и проводим несколько видов анализа. Отбор проб мелассы производится согласно ГОСТ 52 304–2005.

1). Определение вкуса Метод заключается определении вкуса раствора свекловичной мелассы органолептически. Сначала в предварительно взвешенном стеклянном стакане вместимостью 100 смі взвешиваем с точностью до второго десятичного знака 25,00 г свекловичной мелассы и растворяем в 75−80 смі дистиллированной воды, отмеренной цилиндром вместимостью 100 смі. Вкус наших трех проб полученного раствора был сладким с горьким привкусом, что и соответствует ГОСТ Р 52 304−2005.

2). Определение запаха Этот метод заключается в определении запаха свекловичной мелассы органолептически. Стеклянную банку с притертой пробкой наполняем на ѕ ее объема свекловичной мелассой. Банку с содержимым закрываем пробкой и выдерживаем в течение 1 часа при температуре 18 С — 22 С. Запах определяем на уровне края банки после ее открытия. Полученный результат запаха соответствовал запаху свекловичной массы согласно таблице 1 ГОСТ Р 52 304−2005, тоесть он был свойственен свекловичной мелассе, без постороннего запаха.

3). Определение массовой доли сухих веществ Данный метод заключается в определении массовой доли видимых сухих веществ в свекловичной мелассе по измерению ее показателя преломления в проходящем или отраженном свете. В предварительно взвешенном стеклянном стакане вместимостью 100 смі взвешиваем с точностью до десятичного знака 52,00 г свекловичной мелассы и растворяем в 30−50 смі горячей дистиллированной воды. После охлаждения до 19 С — 21 С массу раствора количественно переносим в мерную колбу вместимостью 100 смі и доводим дистиллированной водой до метки. Раствор тщательно перемешиваем вращением колбы и определяем массовую долю сухих веществ с помощью рефрактометра, поместив на призму рефрактометра две-три капли раствора. Измерение проводим при температуре 19 С — 21 С в соответствии с паспортом прибора. Отчет ведем по шкале, градуированной в единицах массовой доли сахарозы. Результат измерения на рефрактометре массовой доли сухих веществ, в процентах, равный удвоенному показанию шкалы прибора, градуированной в единицах массовой доли сахарозы, записываем с точностью до первого десятичного знака. За результат анализа принимается среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений. В результате проведения анализа получаем СВ (массовую долю сухих веществ):

— Образец № 1. СВ = 74,2%;

— Образец № 2. СВ = 79, 6%;

— Образец № 3. СВ = 78,7%.

Согласно ГОСТ Р 52 304−2005 массовая доля сухих веществ должна быть не менее 75,00%.

4). Определение рН Данный метод заключается в определении показателя кислотности свекловичной мелассы путем измерения рН водного раствора ее с помощью рН-метра со стеклянным электродом. В стеклянный стакан вместимостью 50 смі с помощью мерного цилиндра вносим, не доливая доверху, пробу свекловичной мелассы, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:1. В раствор свекловичной мелассы погружаем электроды рН-метра и измеряем рН раствора при температуре 20 С. Показания рН-метра записываем по истечении 5 минут после погружения электродов. Вычисления проводим с записью результата до первого десятичного знака.

Наши результаты:

— Образец № 1 — 7,11;

— Образец № 2 — 6,54;

— Образец № 3 — 7,03.

Согласно ГОСТ Р 52 304−2005, рН свекловичной мелассы должен варьироваться от 6,5 до 8,0.

5). Определение массовой доли сахара по прямой поляризации Данный метод заключается в измерении поляризации света в растворах сахарозы. В предварительно взвешенном стеклянном стакане вместимостью 50 смі взвешиваем с точностью до второго десятичного знака 26,00 г свекловичной мелассы и количественно переносим теплой водой в мерную колбу вместимостью 100 смі. Раствор охлаждаем до 19 С — 21 С. Осветление проводим следующим образом: в колбу добавляем 10 смі раствора азотнокислого свинца, перемешиваем вращением колбы и добавляем 10 смі раствора гидроокиси натрия, раствор перемешиваем вращательным движением в течение 2−3 минут. Эту операцию повторяем три раза. Объем раствора в колбе доводим дистиллированной водой до метки, образующуюся при этом пену гасим несколькими каплями этилового эфира. Содержимое колбы взбалтываем и фильтруем через бумажный фильтр в сухую колбу (фильтрат 1), при этом первые капли фильтрата выбрасываем. Для удаления избытка азотнокислого свинца к фильтрату 1 прибавляем однозамещенный фосфорнокислый аммоний из расчета 1,35 г на 100 смі фильтрата. Содержимое колбы взбалтываем и после образования белого осадка в колбу добавляем сернистокислый натрий из расчета 0, 20 г на 100 смі фильтрата. Содержимое колбы перемешиваем вращением и фильтруем через бумажный фильтр в сухую колбу (фильтрат 2). Фильтрат 2 поляризуем на сахариметре в трубке длиной 200 мм точно при 20 С. Целесообразно для этих целей использовать поляриметрическую трубку с кожухом, через который пропускаем воду температурой 20 С. Отсчет показаний прибора ведем по положительной шкале в соответствии с паспортом прибора.

Далее мы обрабатываем наши полученные результаты.

Массовую долю сахаров по прямой поляризации Р, %, вычисляем по формуле:

;;

где — среднеарифметическое значение отсчетов по шкале сахариметра при температуре измерения, %;

— температура раствора при измерении, С;

0,0611 — коэффициент для поляриметров с клиновой компенсацией, 1/С.

В результате получаем следующее:

1). Образец № 1

%

2). Образец № 2

%

3). Образец № 3

%

Согласно ГОСТ Р 52 304−2005, массовая доля сахара по прямой поляризации должна быть не менее 44,0%, образцы № 2 и № 3 соответствуют.

Все выполняемые нами анализы проводились только строго по ГОСТам, указанным выше.

Согласно проведенным анализам, по данным результатов, можно сделать вывод о том, что технология производства сахара и конечный его продукт полностью соответствует вышеуказанным ГОСТам и нормативным методикам.

Выводы и предложения

1. ЗАО «Кристалл» относится ко 2-му классу опасности и нормативная СЗЗ для него составляет 500 метров.

2. На территории предприятия образуется 66 видов отходов основная часть из которых относится к 4-му классу опасности и 22 вещества загрязняющие атмосферный воздух.

3. Уточненная санитарнозащитная зона в западном направлении не соблюдается (1200м) по отношению к ст. Выселки.

4. Основными производственными отходами является меласса и дефекат, который поступает на поля фильтрации.

5. Результаты фитоиндикации показали очень высокую степень нарушенности территории кагатных полей, где почвы в основном не задернены растительностью и подвержены ветровой эрозии. Видовое разнообразие растений в санитарно-защитной зоне полей фильтрации и на фоновом участке отличается незначительно. Кроме того, на полях за счет внесения дефеката почвы более богаты минеральными веществами и пригодны для возделывания сельскохозяйственных культур.

6. Результаты инвентаризации зеленых насаждений на территории сахарного завода выявили их удовлетворительное состояние, 36,2% деревьев относится к первой категории.

Предложения по производству

1. Установка нового фильтрационного оборудования, позволяющего получить фильтрационный осадок (дефекат) с высоким содержанием сухих веществ — до 80%. Это позволит, минуя поля фильтрации, отгружать дефекат потребителю без отстаивания.

2. Использовать дефекат как химический мелиорант на поля севооборота.

3. Осуществлять уход за зелеными насаждениями на территории предприятия.

4. Осуществлять контроль за соблюдением нормативов ПДВ на источниках выбросов;

5. Осуществлять контроль за качеством используемой воды.

сахар сточный почва загрязнение

Список используемой литературы

1. Агроклиматический бюллетень, 2002 — 2012 г.

2. Агроклиматические ресурсы Краснодарского края. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987. — 46 с

3. Акимова Т. А. Экология / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. — М.: ЮНИТИ, 1998. — 455 с.

4. Аксенов И. Я. Транспорт и охрана окружающей среды /И.Я. Аксенов, В. И. Аксенов. М. Транспорт, 1996 г.-187 с.

5. Борисов В. И. Реки Кубани / В. И. Борисов. — Краснодар: Кн. изд-во, 1978. — 80 с.

6. Вальков В. Ф. Почвоведение (почвы Северного Кавказа) / В. Ф. Вальков, Ю. А. Штомпель. — Краснодар: Изд-во Советская Кубань, 2002. — 538 с.

7. ГОСТ 12 570–98. Сахар. Метод определения влаги и сухих веществ;

8. ГОСТ 52 304–2005. Меласса свекловичная. Технические условия.

9. Документация ЗАО «Кристалл», общие сведения о предприятии, внутренние документы предприятия.

10. Коломиец Ф. С. Развитие свеклосеяния и производства сахара на Кубани. Краснодар: Книжное изд., 1958. — 314.

11. Косенко И. С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья / И. С. Косенко. — М.: Колос, 1970. — 950 с.

12. Лемешев М. Я. Об экологических аспектах промышленной политики. Экономика стр-ва, — 1998. — № 2 — С. 35−42.

13. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. С.-Пб., 2002 г. — 78 с.

14. Никитин Д. П. Окружающая среда и человек /Д.П. Никитин — М. Высшая школа, 1989 г. — 424 с.

15. Никоноров А. М. Глобальная экология /А.М. Никоноров, Т. А. Жоруглая. -М.: 2001 г. — С.138−144

16. Новиков Ю. В. Охрана окружающей среды / Ю. В. Новиков. — М: Высш. школа, 1987. — 287 с.

17. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе содержащихся в выбросах предприятий. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987. — 182 с.

18. Региональная геоморфология Кавказа / Изд-во Наука. — М., 1979. — 196 с.

19. СанПиН 2.2.½.1.1.984 — 00 Проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация предприятий, планировка и застройка населенных мест. Санитарно — защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. — Введ. 2000 — 10 — 01. — М.: — 37с.

20. Сенокосов А. Н. Система экологических фондов и экологических платежей в России./ А. Н. Сенокосов, В. В. Петринин. Финансы. 1998. — № 2 С. 39−41.

21. Спичак В. В., Остроумов В. Б. Развитие сахарной промышленности в России. Курск РНИИСП, 2010. 315 с.

22. Скрябин Г. Н. Пылеулавнивание в химической промышленности /Г.Н. Скрябин, П. А. Коузов — Л.: Химия, 1976 г.- 123 с.

23. СН 245−71 Санитарные нормы пректирования промышленных предприятий. — Введ. 1971 — 04 — 01. Окончил действие — 1996 — 10 — 31. — М.: Госстрой СССР: Стройиздат, 1972. — 50 с.

24. Справочник по климату СССР, «Ветер», 1967 г.

25. Федорова А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды/ А. И. Федорова, А. И. Никольская. — М.: Владос, 2001. — 285 с.

26. Стрельников В. В., Чернышева В. В Методические указания к выполнению курсового проекта по прикладной экологии. Краснодар, 2012.

27. Белюченко И. С., Мельник О. А., Петух Ю. Ю., Терещенко Е. В., Ткаченко Л. Н. Методическое пособие для проведения лабораторных занятий по общей экологии и экологическому мониторингу. Краснодар, 2010.

28. Система рисоводства Краснодарского края/ под редакцией Е. М. Харитонова.- 2011.-316с.

29. Экология: учеб. пособие для вузов / Н. В. Елисеева, Н. В. Чернышева, И. И. Имгрунт, В. В. Стрельников. — Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. — 196 с.

Приложение А

Карта-схема Сахарного завода ЗАО «Кристалл»