Послеспиртовая барда (меласса)

Содержание

 

 

Определения;…………………………………………………………………….4

Обозначения и сокращения;…………………………………………………….7

Введение;…………………………………………………………………………8

Основная часть;………………………………………………………………...10

1 Аналитический обзор;………………………………………………………..11

1.1       Безотходные технологии, как путь решения проблемы оптимального потребления природных ресурсов и охраны окружающей среды;……………...11

1.2       Утилизация  отходов спиртовой промышленности;……………….....12

2 Технологическая часть;……………………………………...……………….15

2.1      Характеристика сырья для производства этилового спирта;…..….....15

2.2      Аппаратурное оформление и последовательность стадий                    технологической схемы производства этилового спирта из мелассы;…………19

2.3    Структурная технологическая схема производства с точки зрения    образования отходов;………………………………………………………………28

2.4  Методы утилизации отходов производства;……………………………..31

3 Безопасность жизнедеятельности;…………………………………………..34

Заключение;…………………………………………………………………….36

Список использованных источников……………………………………….....37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определения

 

 

Барда (послеспиртовая барда) - это отходы производства этилового спирта.

 

Меласса — отход сахарного производства; сиропообразная жидкость тёмно-бурого цвета со специфическим запахом.

 

Спиртовое брожение — химическая реакция брожения, осуществляемая дрожжами, в результате которой одна молекула глюкозы преобразуется в 2 молекулы этанола и в 2 молекулы углекислого газа.

 

Кормовые концентраты — это однородные смеси измельченных до необходимой крупности высокобелковых, биологически активных веществ, минеральных кормовых средств, ферментов, антиоксидантов и других компонентов.

 

Дрожжегенерирование — сложнейший биохимический процесс, состоящий из взаимосвязанных и тесно переплетающихся биохимических реакций, в процессе которого сахар расходуется на получение трех основных продуктов: дрожжей, спирта и диоксида углерода.

 

Пастеризация — процесс одноразового нагревания чаще всего жидких продуктов или веществ до 60 °C в течение 60 минут или при температуре 70—80 °C в течение 30 мин.

 

Кларификация — отстой, очистка жидкости, процедка.

 

Гомогенизация — процесс создания однородной (гомогенной) физически стабильной смеси, как правило, жидкостей, двух или более, не растворимых одна в другой, а также для измельчения содержащихся в продукте частиц до заданного микронного уровня.

 

Дрожжи — внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения и  сокращения

 

 

АЧК - аппаратах чистой культуры

СВ – сухие вещества

ГФ - головная фракция

СМ - сивушное масло

ЭАФ - головная фракция  этилового спирта

РС - ректификованный  спирт

ЭАК - эфироальдегидный концентрат

Э – этанол

А - амиловые спирты

БПК – биологическая  потребность в кислороде

КМБ-12 - кормовой концентрат витамина В12

АПК - агропромышленный комплекс

СКД – сухие кормовые дрожжи

ХПК – химическая потребность  в кислороде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

В связи со значительным объемом промышленной переработки  различного сырья растительного  происхождения на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса (АПК) образуется огромное количество ценных и пригодных для дальнейшей переработки вторичных сырьевых ресурсов (отходы и побочные продукты основного производства). Многие из которых, к сожалению, в настоящее время не находят рационального применения в промышленности [1]. Так как ежегодно различными перерабатывающими предприятиями вывозятся на свалки, поля фильтрации, овраги, спускают в пруды и реки более 2 млрд. т. так называемых отходов.

Актуальность вопроса утилизации отходов на предприятиях по производству спирта связана с загрязнением окружающей среды, так как из-за высокого содержания влаги барда не подлежит длительному хранению и транспортировке, поэтому чаще всего на спиртзаводах ее просто сливают, загрязняя близлежащие территории [2]. Поэтому производства с глубокой степенью переработки сырья и низким уровнем отходов становятся все более востребованными.

С экономической точки зрения переработка послеспиртовой мелассной барды в сухие корма имеет высокую рентабельность. Себестоимость получаемых кормовых концентратов существенно ниже, чем фуражного зерна. Это снижает затраты сельхозпроизводителей на корма и, соответственно, уменьшает себестоимость конечной продукции.

Одной из важнейших проблем  повышения эффективности производства является комплексное использование материальных ресурсов путем совершенствования технологических процессов, внедрения безотходной технологии, расширения переработки вторичных ресурсов и утилизации отходов. Наиболее полное использование отходов позволяет экономить полноценное сырье, лучше организовать защиту окружающей среды от загрязнения.

В настоящее время  острой экологической и, следовательно, экономической проблемой в спиртовой  промышленности Республики Казахстан  является утилизация образующихся отходов и побочных продуктов при производстве этилового спирта из мелассы. К ним относятся, главным образом, послеспиртовая мелассная барда, углекислота, отработавшие дрожжи, эфироальдегидная фракция и сивушные масла. Если побочные продукты, такие как эфироальдегидная фракция и сивушные масла, находят свое применение в различных отраслях промышленности и составляют небольшую долю в общем балансе отходов, то утилизация послеспиртовой мелассной барды создает определенные сложности ввиду ее значительных объемов (на одну часть спирта приходится 13 частей барды) и низким содержанием сухих веществ -7...12 %, в зависимости от сырья и технологической схемы производства.

Послеспиртовая мелассная  барда - быстрозакисающая суспензия, которая, тем не менее, обладает питательной ценностью [3]. Она содержит практически все питательные вещества, присущие исходному сырью: протеины, жиры, клетчатку и безазотистые экстрактивные вещества, включая несброженные сахара и крахмал, которые составляют от 30 до 40 % сухого вещества исходного сырья. Барда принадлежит к числу кормовых продуктов, улучшающих усвояемость животными сухого корма. Она способствует распаду целлюлозы более активно, чем патока, зерно, отруби и другие растительные продукты.

Поэтому вопрос рационального использования послеспиртовой зерновой барды становится все более актуальным, особенно после принятия закона Республики Казахстан “О внесении изменений и дополнений в Закон Республики Казахстан “Об охране окружающей среды” по вопросам отходов производства и потребления”

Наиболее рациональным способом утилизации послеспиртовой зерновой барды, при котором она превращается в продукт с высокой питательной  ценностью (кормовая ценность сухой барды по сравнению с нативной повышается в 10 раз), транспортабельный и сохраняющийся в течение нескольких лет, является сушка.

Современные спиртовые  комплексы заинтересованы в производстве сухого белково-витаминного кормопродукта  для сельскохозяйственных животных, птицы и может быть использован  при производстве кормов для домашних животных (собакам, кошкам и др.). И с экономической точки зрения, использование сухих продуктов имеет высокую рентабельность. Так как сухая барда - продукт переработки отходов производства, то стоит она существенно дешевле фуражного зерна, что в целом снижает затраты на корм и, соответственно, уменьшает себестоимость продукции.

Вопрос переработки послеспиртовой барды сегодня становится не менее важной и экономически привлекательной задачей, чем производство самого спирта. Организация переработки барды в эффективный белково-витаминный продукт будет способствовать организации нового высокорентабельного бизнеса производства кормовых продуктов, спрос на которые в мире превосходит предложение.

Все предлагаемые способы переработки барды можно  условно разделить на два типа схем:

1. С использованием  биотехнологических операций:

• схемы с  получением кормовых дрожжей;

• схемы с  получением биогаза в метантенках.

2. Основанных  только на физических методах:

• схемы с  выпарными станциями и сушкой для получения сухой барды;

• схемы с  физико-химическим осаждением;

• схемы с сепарированием и фильтрацией.

Целью данной курсовой работы является разработка методов утилизации послеспиртовой мелассной барды.

 

 

 

 

 

 

Основная часть:

 

1 Аналитический  обзор

 

     1.1 Безотходные технологии, как путь решения проблемы оптимального потребления природных ресурсов и охраны окружающей среды

 

 

При замкнутой системе  производство строится, опираясь на следующие  фундаментальные принципы:

1. возможно более полное  использование исходного природного вещества;

2. возможно более полное  использование отходов (регенерация  отходов и превращение их в  исходное сырье для последующих  ступеней производства);

3. создание конечных  продуктов производства с такими  свойствами, чтобы используемые  отходы  производства  и потребления могли быть ассимилированы экологическими системами.

Сложившееся сегодня  положение в области ресурсопотребления и масштабы промышленных выбросов позволяют сделать вывод о том, что имеется только один путь решения проблемы оптимального потребления природных ресурсов и охраны окружающей среды - создание экологически безвредных технологических процессов, или безотходных, а на первое время - малоотходных. Это единственный способ, подсказанный самой природой.

В ноябре 1979 г. в Женеве на совещании по охране окружающей среды в рамках Организации Объединенных Наций (ООН) была принята «Декларация о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов». В соответствии с Декларацией под безотходной технологией понимается такой принцип функционирования промышленности и сельского хозяйства региона, отрасли, а также отдельных производств, при котором рационально используются все компоненты сырья и энергия в цикле и не нарушается экологическое равновесие.

Под малоотходным понимают такое производство, вредные последствия, деятельности которого не превышают уровня, допустимого санитарными нормами, но по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение [4].

Конечно, концепция безотходной  технологии в некоторой степени  носит условный характер. Под безотходной  технологией понимается теоретический  предел, идеальная модель производства, которая в большинстве случаев  может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда и малоотходная технология), но с развитием технического прогресса - с все большим приближением. Технологические процессы с минимальными выбросами, при которых способность природы к самоочищению в достаточной степени может предотвратить возникновение необратимых экологических изменений, называют иногда малоотходными технологиям. Однако название "безотходная технология" получило наибольшее распространение.

Стратегия безотходной  технологии исходит из того, что  неиспользуемые отходы являются одновременно не полностью использованными природными ресурсами и источником загрязнения окружающей среды. Снижение удельного выхода неиспользуемых отходов в расчете на товарный продукт технологии позволит произвести больше продукции из того же количества сырья и явится вместе с тем действенной мерой по охране окружающей среды.

Биосфера дает нам  природные ресурсы, из которых в  сфере производства получаются конечные продукты, при этом образуются отходы. Продукты используются либо в сфере производства, либо в сфере потребления, и вновь образуются отходы. Под отходами понимаются вещества, не обладающие на первых порах потребительской ценностью. Во многих случаях при необходимости после соответствующей обработки они могут быть использованы как вторичное сырье (вторичные материальные ресурсы) или как вторичные носители энергии (вторичные энергоресурсы). Если по техническим или технологическим причинам невозможно или экономически невыгодно перерабатывать отходы, то их необходимо выводить в биосферу таким образом, чтобы по возможности не наносить вреда естественной окружающей среде.

Анализ существующей ситуации, расчеты и прогнозы на будущее убедительно показывают, что реализация безотходных производств во всех отраслях промышленности возможна при условии активного использования достижений науки и техники, и в первую очередь химической технологии [5].

Особенность химической технологии состоит в том, что  она способна превратить в ресурсы не только свои собственные отходы, но и отходы других производств. В связи с этим химия и химическая технология способствуют решению таких коренных проблем охраны природы, как комплексное использование сырья и утилизация отходов, обезвреживание производственных выбросов.

Решение задачи обеспечения  социально-экономического развития, глобальной конкурентоспособности Казахстана, основанной на отечественных технологиях, невозможно без стратегии и приоритетов технологического развития страны. Приоритеты научно-технологического развития формируются на основе совместного анализа и прогноза развития научно-технической сферы.