На предприятиях пищевой промышленности для очистки загрязнённых выбросов в атмосферу в качестве основных устройств очистки воздуха от различных пылей применяются одиночные циклы, пылеосадочные камеры, жалюзийные пылеотделители, тканевые и электрические фильтры и др.
Законом об охране атмосферного воздуха предусматривается улавливание, утилизация и обезвреживание вредных веществ и отходов. Техника газоочистки располагает разнообразными методами и аппаратами, удаление пыли и газов. Выбор методов (удаления пыли и газов) для очистки газообразных и вентиляционных выбросов, рациональное использование химических удобрений, ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве, за счёт сведения до минимума возможности их поступления в водоёмы; механическую, химическую, физико – химическую и биологическую очистку сточных вод; замену токсичных применяемых в производстве веществ на нетоксичные или малотоксичные и использование выбросов для других технологических нужд.
Свеклосахарный завод является крупным потребителем воды, расходуемой на технологические нужды, энергетические и другие процессы производства. В зависимости от имеющейся системы водоснабжения, установленного технологического оборудования, наличия повторного использования отработавших вод расход воды колеблется в значительных пределах.
В связи с этим свеклосахарный завод имеет большое количество сточных вод, подлежащих очистке.
Учитывая, что водные ресурсы небезграничны, а расходы на очистку сточных вод велики, важной задачей производства является сокращение расхода воды и уменьшение количества сточных вод. Источником водоснабжения сахарного завода могут быть реки, пруды, озёра. Кроме того, для хозяйственно – бытовых нужд используется вода, получаемая из артезианских скважин.
Потребление свежей воды из источника водоснабжения составляет около 1000% к массе свеклы. При оборотном водоснабжении, когда барометрическая вода охлаждается и возвращается на конденсаторы вакуум – аппаратов, выпарки, вакуум – фильтров, охлаждение компрессоров и другого оборудования и т. д., расход свежей воды из общественного водоёма можно сократить до 200% к массе свеклы. Таким образом, за счёт повторного использования воды в производстве достигается значительная её экономия.
Сточные воды сахарного завода необходимо очищать. В соответствии с действующими в стране законами сточные воды делятся на три категории.
В зависимости от загрязнённости сточные воды подлежат специальной очистке.
Основными отходами сахарного производства, которые находят дальнейшие применение являются: мелоса, жом, фильтрационный осадок, обломки свеклы, свекловичные хвостики и т.д . Бой свеклы и свекловичные хвостики содержатся в сточных водах гидротранспортёра и мойки.
Меласса. Отход, полученный при центрифугировании утфеля последней ступени кристаллизации и содержащий сахарозу, воду и большинство растворимых не сахаров, оставшихся в диффузионном соке после его очистки известью и образовавшихся в результате разложения сахарозы на последующих стадиях производство (1).
В зависимости от климатических, агротехнических условий выращивания и технологического режима переработки сахарной свеклы состав мелассы колеблется в следующих пределах (в % к её массе); содержание сухих веществ 76-84; сахарозы 46-51; азота общего 1,5-1,8; бетаина 407; редуцирующих веществ 1,0-2,5; раффинозы 0,8-1,2; молочной кислоты 4-6; уксусной и муравьиной кислот по 0,2-0,5; красящих веществ 4-8; золы 6-10 (в % к массе золы, доброкачественность 56-62%). В общей массе азота мелассе содержание азота бетаина и глютаминовой кислоты составляет 40-70% (1).
Для сахарного производства мелассы является отходом, но для ряда отраслей пищевой и комбикормовой промышленности она служит ценным сырьём.
Из оставшихся в мелассе сахаров брожением получают этиловый и бутиловый спирты, лимонную и молочную кислоты, глицерин, ацетон.
В сусле, приготовленном из мелассы, выращивают хлебопекарные дрожжи. Мелассой сдабривают грубые корма для скота.
На производства этилового спирта расходуется до 70% мелассы, на производство дрожжей и на корм скоту – по 10%, остальное её количество идёт на выработку органических кислот.
Из 100 кг сахара, содержащегося в мелассе получается 60 литров этилового спирта. Выход прессованных дрожжей (с содержанием 25% СВ) на 100 кг мелассы составляют 100 кг. Глицерин получают 20% к массе мелассы.
На некоторых зарубежных сахарных заводах, когда это экономически выгодно, из мелассы извлекают сахарозу, методом известковой сепарации.
Для предупреждения самопроизвольного разложения мелассы при хранении, необходимо поддерживать концентрацию сухих веществ в мелассе 70-80%, температуру не выше 25 С, рН 7,5-8, регулярно контролируя эти параметры (1).
Жом получается в диффузионном аппарате в количестве около 80% к весу свеклы. Свежий жом содержит 93-94% воды и 6-7% сухих веществ. Сухие вещества жома состоят главным образом из клетчатки (свекловичные растительные клетки), белка (протоплазма клеток, свернувшая от нагревания свеклы), небольшого количества сахара и некоторых других веществ.
Жом используется исключительно для скармливания скоту. По питательности сухого вещества он занимает среднее положение между овсом и луговым сеном.
Гидравлическим способом или другими транспортами средствами жом направляют в жомовую яму.
Жом, попавший в жомовую яму, укладывается в ней толстым слоем. Уложенный жом плотно слегается, и в нём, пока он ещё тёплый, развивается прежде всего молочнокислое брожение, вызываемое молочнокислыми бактериями; эти бактерии развиваются при температуре 50 С, при которой другие микроорганизмы погибают или находятся в угнетённом состоянии. При правильном молочнокислом брожении жом сохраняет свой светлый цвет и приобретает приятный запах мочёных яблок. В этом состоянии жом особенно полезен как корм. Однако в открытые жомовые ямы неизбежно попадают дождевые и снеговые воды, пыль, а в сухую погоду верхний слой жома высыхает. В связи с этим в жоме развиваются вредные масляно-кислые, уксуснокислые, и даже гнилостное брожение, при чём жом темнеет и начинают дурно пахнуть, а кормовые его достоинство уменьшаются.
Даже при правильном молочнокислом брожении от жом отходит жомовая вода, и вес жома уменьшается на 35-40%, но количество питательных веществ не столь значительно. При других видах брожения за весь период хранения потеря питательных веществ жома составляет до 60% первоначальной величины, то есть остаётся всего 40% первоначального количества питательных веществ. Чем более высоким слоем укладывается жом в яме и чем полнее отводится жомовая вода, тем лучше сохраняется жом, тем меньшее потери вкусовых и питательных свойств этого хорошего сочного корма (1).
Чтобы лучше сохранить питательные вещества жома и сделать его удобным для далёких перевозок, жом подвергают сушению.
Перед высушиванием жом отжимают на вертикальных прессах до содержания в нём 18-20% сухих веществ. Жом сушат в барабанных сушилках.
Время сушки жома – 40-45 минут.
Высушивают жом дымовыми газами из отдельной топки или отходящими газами котельной. Топочные газы поступают в барабан и проходят его в параллельном потоке с жомом. Такое решение обусловлено соображениями пожарной безопасности, так как при противотоке сухой жом может возгораться от горячих газов. Температура газов на выходе должна быть 110-120ºС.
Конечная влажность сухого жома должна быть 12-13%. При влажности меньше 10% жом очень измельчается, а при влажности больше 13% может загнивать. Высушенный жом хранят в сухих складах насыпью или брикетируют (для облегчения транспортировки).
Кроме обычного сухого жома, приготовляют мелассовый. Мелассу добавляют к жому после отжатия перед высушиванием в количестве до 30% к массе сухого жома и сушат.
Производство пектинового клея из жома
В сухом веществе жома содержится около 40% пектиновых веществ и арабана, нерастворимых в холодной воде, но постепенно переходящим в раствор при нагревании. Если повысить температуру более 100ºС (нагревание с водой в октоклаве), то пектиновые вещества растворяются весьма быстро. Например, нагревая жом при 125-130ºС (абсолютное давление 2,4-2,8 ат) в течении 20 минут, можно уже почти полностью перевести в раствор его пектиновые вещества и арабан.
Отделив путём прессования раствор пектиновых веществ от нерастворённой части жома и сгущая его до концентрации 50% сухих веществ, получим клейку массу - пектиновый клей.
Пектиновый клей, изготовляемых из не пищевого сырья, заменяют собой декстрин, для приготовления которого требуется крахмал, то есть пищевой продукт.
Пектиновый клей имеет тёмный цвет 5. Клеящаяся сила его ниже обычных клеев, но он вполне пригоден для текстильной и полиграфической промышленности.
Фильтрационный осадок
Самым лучшим методом утилизации фильтрационного осадка является использование его в качестве удобрения. В ней содержится полезные азотистые вещества и фосфорная кислота.
Главная составляющая часть фильтрационного осадка также повышает урожайность, особенно на кислых торфяных почвах, кислоты которых нейтрализуют известью (2).