Утилизация послеспиртовой мелассной барды

 

Обезвоженная смесь  спиртов (амиловые, бутиловые, пропиловые) легко разделяется на чистые компоненты последовательно в амилольной и бутанольно-пропанольной колоннах.

 

 

2.4 Методы утилизации  отходов производства

 

 

Как было указано выше основным отходом спиртового производства является послеспиртовая барда, выход которой составляет 0,12–0,14 м³/1 дал спирта.

 

Производство кормового  концентрата витамина В12 и метана метановым брожением послеспиртовой барды.

 

 Витамин В12 не содержится  в растительных кормах, поэтому  его добавляют к ним. Витамин В12 кроветворный, участвует в синтезе незаменимых для животных организмов аминокислот, в частности метионина, способствует вылечиванию злокачественной анемии, росту привеса животных. Витамин синтезируется в рубце жвачных животных под действием микроорганизмов желудка, а также метанообразующими бактериями [20].

Технологическая схема  производства включает в себя следующие  основные стадии и операции: сбраживание  мелассной барды метанообразующими  бактериями; подкисление метановой бражки до рН 5,5 ... 6,5; упаривание метановой бражки; высушивание; фасование кормового витамина В12. Барда может быть использована для метанового брожения как среда для культивирования метанообразующих бактерий. При этом в процессе метанового брожения образуются витамины, из которых особое значение имеет витамин В12. Технологическая схема производства кормового концентрата витамина В12 метановым брожением барды приведена на рис. 4.

 

 

1 – теплообменник пластинчатый; 2 – метантанк; 3 – сборник промежуточный; 4 – сборник для соляной кислоты; 5 – нейтрализатор непрерывный; 6 – подогреватель метановой бражки; 7 – дегазатор; 8 – подогреватели; 9 – корпуса выпарной установки; 10 – вакуум-сборник; 11 – конденсатор барометрический; 12 – сборник упаренной барды; 13 – бункер для наполнителя; 14 – питатель-дозатор; 15 – смеситель; 16 – сушилка; 17 – установка размольная; 18 – автомат расфасовочно-упаковочный

 

Рисунок 4. Технологическая  схема производства кормового концентрата  витамина В12 метановым брожением барды.

 

При сбраживании барды  без доступа кислорода, в анаэробных условиях, органические вещества (углеводы, жиры и др.) распадаются на метан, углекислый газ, водород и ряд органических кислот [21]. Метан и водород используются в качестве топлива. Выход водорода составляет примерно 1% по объему, а выход метана — около 10 м3 на 1 м3 сбраживаемой барды с содержанием СО₂ около 27%.

Брожение ведут в  закрытых бродильных аппаратах с  получением на 1 м³ емкости аппарата до 3,5—7 м3 газа в сутки. Для брожения применяют сапрофитные анаэробы и метанообразующие бактерии. Первые разлагают сложные органические вещества барды с образованием кислот жирного ряда (уксусной, муравьиной, масляной и др.), а вторые разлагают жидкость с образованием метана и углекислоты.

При анаэробном сбраживании  барды содержание в ней органических веществ снижается с 8,5 до 4%. Наряду с образованием метана бактерии метанового брожения накапливают в 1 м³ бродящей среды до 0,5 г витамина В₁₂.

Режим брожения: при 35 °С около 10 дней, а при 57 °С около 5 дней.

Принципиальная схема  производства кормового концентрата витамина В12 из послеспиртовой и последрожжевой барды метановвым брожением приведена на рисунке 5.

 

1. Метановое сбраживание

 

2. Обработка метановой  бражки соляной кислотой

 

3. Подогрев и дегазация  подкисленной метановой бражки

 

4. Упаривание метановой  бражки

 

5. Сушка упаренной метановой бражки

 

6. Расфасовка и упаковка  готового продукта (КМБ-12)

 

Рисунок 5. Принципиальная схема производства кормового концентрата 

витамина В12 (КМБ-12) из послеспиртовой барды

 

По окончании метанового брожения содержание органических веществ в барде снижается наполовину, а биологическая потребность в кислороде — на 70—80%, чем достигается значительное обезвреживание сточных вод барды.

Концентрат содержит 25% протеинов. Образующиеся газы брожения (20-25 м3/т барды) содержат 65—70% метана, имеют теплотворную способность 6200—6500 ккал/м3 и используются как топливо. Конденсаты, получаемые при упаривании метановой бражки, после их охлаждения на градирне имеют БПК5 = 80—100 мг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Безопасность жизнедеятельности

 

 

Для обеспечения безопасности конкретной производственной деятельности должны быть выполнены следующие  задачи:

-          осуществление детального анализа опасностей, формируемых в изучаемой деятельности;

-          разработка эффективных мер защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей;

-          разработка эффективных мер защиты от остаточного риска технологического процесса.

Для выполнения задач  обеспечения безопасности деятельности необходимо выбрать принципы обеспечения безопасности, определить методы обеспечения безопасности деятельности и использовать средства обеспечения безопасности человека и производственной среды.

Выбор принципов, методов  и средств обеспечения безопасности зависит от конкретных условий деятельности, уровня опасности, стоимости и многих других критериев.

Виды инструктажа

Вводный инструктаж должны проходить работники, впервые поступившие на предприятие, и учащиеся, направленные для производственной практики. Вводный инструктаж знакомит с правилами по технике безопасности, внутреннего распорядка предприятия, основными причинами несчастных случаев и порядком оказания первой медицинской помощи при несчастном случае.

Инструктаж на рабочем  месте (первичный) должны пройти работники, вновь поступившие на предприятие или переведенные на другое место работы, и учащиеся, проходящие производственную практику. Этот инструктаж знакомит с правилами техники безопасности непосредственно на рабочем месте, а также с индивидуальными защитными средствами.

Электробезопасность — это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного действия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Пожаро- и взрывоопасность веществ (сравнительная вероятность зажигания и горения в равных условиях) определяются следующими их свойствами: склонностью к возгоранию, температурами воспламенения и вспышки, концентрационными пределами воспламенения, дисперсностью, летучестью.

Пожарная опасность  твердых горючих веществ характеризуется  удельной теплотой сгорания, температурами  горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов [22].

Предусматриваемые при  проектировании каждого конкретного здания (сооружения, помещения) противопожарные мероприятия должны учитывать степень его пожарной или взрывной опасности, которая зависит от размещенного в этом здании (сооружении, помещении) производства.

Вентиляция производственных помещений. Процесс замены загрязненного воздуха помещений свежим, чистым называют вентиляцией. После принятия мер по совершенствованию технологии и оптимизации конструктивного исполнения оборудования с целью исключения воздействия вредностей на человека или снижения их уровней и концентраций до предельно допустимых значений вентиляция позволяет наилучшим образом снизить избыточные количества теплоты, влаги, вредных газов, паров и пыли.

При выделении в воздух производственных помещений вредных  веществ производительность систем вентиляции по притоку и вытяжке следует определять, руководствуясь количеством вредностей, поступающих в помещения.

Максимальную производительность систем вентиляции большинства зданий, необходимую для удаления избыточного количества выделяемой теплоты, определяют по летнему периоду с учетом теплоты от солнечной радиации.

Воздухообмен, необходимый  для снижения концентрации выделяющихся вредностей до предельно допустимого  значения, определяют, исходя из равенства производительности приточной и вытяжной вентиляции.

Кондиционирование —  это процесс поддержания температуры, влажности и чистоты воздуха  в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основных требований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенных соотношений между четырьмя переменными величинами:

температурой воздуха; средневзвешенным значением температуры  внутренних поверхностей ограждений (стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью движения воздуха внутри помещения.

Кондиционирование воздуха  по сравнению с вентиляцией требует  больших капитальных вложений и  эксплуатационных затрат, но вложенные  денежные средства окупаются за счет повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, снижения заболеваемости работающих и процента бракованных изделий.

Источниками искусственного производственного освещения являются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

В осветительных системах используют лампы накаливания различных типов: вакуумные, газонаполненные биспиральные, биспиральные с криптоксеноновым наполнением и т.д.

Первая доврачебная  помощь

Оказывающий помощь должен уметь: оценить состояние пострадавшего  и определить, в какой помощи в  первую очередь он нуждается; правильно выполнить искусственное дыхание и закрытый массаж сердца; остановить кровотечение; наложить повязку при повреждении; оказать помощь при ожогах, обморожениях, ушибах и т. д.

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

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.

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.

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. Поэтому производства с глубокой степенью переработки сырья и низким уровнем отходов становятся все более востребованными.

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 [23]. К ним относятся, главным образом, послеспиртовая мелассная барда, углекислота, отработавшие дрожжи, эфироальдегидная фракция и сивушные масла.

Послеспиртовая барда востребована в сельском хозяйстве, она является важным звеном в укреплении кормовой базы животноводства, это еще один из источников дохода спиртовых заводов.

Использование спиртовой  барды в качестве сырья для  биотехнологического производства продиктовано экономическими и экологическими требованиями. Такие решения имеют практическую значимость, а их обоснование характеризуется научной новизной.

Целью данной курсовой работы была разработка методов утилизации мелассной барды. В изложенном материале были рассмотрены некоторые наиболее распространенные способы утилизации барды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

 

1. Бугаенко И.Ф., Штерман С.В., Грачёв О.С. Альтернативные виды топлива из сахарной свёклы и продуктов её переработки//Сахар. – 2007. – №2. – С. 18–20. 
2. Краткие итоги производства сахарной свёклы и работы сахарных заводов РФ за период 1997 – 2007 гг. – М.: Союз сахаропроизводителей России, 2008. – 48
3. Кривовоз Б.Г. О сохранении технологических качеств мелассы// Сахар. – 2008. – № 7. – С. 71–73. 
4. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. – М.: Колос, 1999. – 495 с.
5. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. / В.В. Бирюков.-М.: КолосС, 2004. 296 е.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
6. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. / И.М. Грачева.-2-еизд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987.-335с.: ил.- (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
7. Клесов А.А. Ферментативное превращение целлюлозы / А.А. Клесов // Итоги науки и техники: Сер. Биотехнология. М.: ВИНИТИ, 1983.-т. 1.-е. 63150
8. Клесов А.А. Ферментативный катализ / А.А. Клесов М.: Изд-во Московского Университета, 1984. -т.2. - 216 с.
9. Клесов А.А. Ферменты целлюлазного комплекса / А.А. Клесов // Проблемы биоконверсии растительного сырья. М.: МГУ, 1986. - с. 95-136.
10. Комов В.П. Биохимия / В.П. Комов, В.Н. Шведова. М.: Дрофа, 2004. -640 с.
11. Кретович B.JI. Введение в энзимологию. / В.Л. Кретович. М.: Наука, 1974.-352 с.
12. Лобанок А.Г. Микробиологический синтез белка на целлюлозе / А.Г. Лобанок, В.Г. Бабицкая. Минск: Наука и техника, 1976. -с. 230
13. Марьяновская Ю. В. Микробиологическая деструкция целлюлозосодержащих отходов / Ю.В. Марьяновская, Н.Н. Севастьянова // Учён. зап. института СХПР НовГУ.- 2006.- Т. 14.- в. 3.-Ч.2
14. Пименова М.Н. Руководство к практическим занятиям по микробиологии (малый практикум) / М.Н. Пименова, Н.Н. Гречушкина, Л.Г. Азова. Под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во Московского Университета, 1971.- с. 223
15. Практикум по биохимии: Учеб. пособие / Под ред. С.Е. Северина, Г.А. Соловьевой. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, 1989.- 509 с.
16. Роговин З.А. Химия целлюлозы / З.А. Роговин М.: Химия, 1972.- с. 520
17. Родионова, Н.А. Ферментативное расщепление целлюлозы / Н.А. Родионова // Сб.: Целлюлазы микроорганизмов (ред В.Л. Кретович). М.: Наука, 1981.- с. 4-40.
18. Семенов С.М. Лабораторные среды для актиномицетов и грибов / С.М. Семенов. Справочник.- М.: Агропромиздат, 1990.- с. 240
19. Синицын А.П. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов / А.П. Синицын, А.В. Гусаков, В.М. Черноглазое. Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ,1995.- с. 224
20. Фисинин В.И. Рекомендации по применению сухой послеспиртовой барды в рационах сельскохозяйственной птицы / В.И. Фисинин, И.А. Егоров, Н.Н. Паньков, Ш.А. Иманкулов и др. под редакцией В.И. Фисинина, И.А. Егорова, П.Н. Панькова.Сергиев Посад: ВНИТИП,1998 с. 21
21. ТУ 1110 РК 00393896 ОАО -01-2003 Барда послеспиртовая
22. Закон РК от 22 ноября 2006 года № 40-I “О пожарной безопасности” 
23. Кодекс Республики Казахстан от 09.01.2007 N 212-III "Экологический кодекс Республики Казахстан"