Лекція 10 Безвідходні технології переробки сільськогосподарської продукції. Екологічна безпека

План

1. Безвідходні технології переробки с.-г. продукції

2. Екологічна безпека

1. Безвідходні технології переробки с.-г. Продукції

Сучасний рівень інтенсивності ведення сільського господарства значно загострює проблему раціонального ресурсокористування у галузях переробки продукції. У зв’язку з цим необхідність застосування безвідходних технологій переробки, основаних на комплексному використанні природно-сировинних ресурсів і технологічних відходів, є дуже актуальною.

Проблема переведення переробних галузей на безвідходний цикл має два взаємопов’язаних аспекти – економічний та екологічний.

Перший пов'язаний з розширенням ресурсних можливостей за рахунок комплексної переробки сировини та залучення невикористаних відходів, як джерела додаткової продукції. Щорічний вихід відходів і побічних продуктів досягає 50 млн. т., які містять велику кількість цукру, білку, харчових кислот і масел, вітамінів тощо. Промисловій же переробці піддається не більше 22% такої сировини.

Другий аспект полягає у пошуку нових організаційно-економічних принципів ведення галузі, що враховують наявність її екологічного навантаження та необхідність охорони навколишнього середовища.

Екологізація підприємств цукрової, масложирової, консервної та інших галузей є вузьким місцем. Це в першу чергу пов’язане з недостатньою орієнтацією на безвідходний тип виробництва. Наслідком цього є неуможливлення швидкого масового переведення діючої технології на безвідходну.

Наукова і технічна можливість утилізації та переробки усіх відходів виробництва все ж таки існує. Кількість розробок у цьому плані перевищує 100. Причому з одного і того ж виду відходів можна отримувати різні продукти. Так мелясу (відходи цукрової промисловості) можна використовувати як для виробництва спирту та хлібопекарських дріжджів, так і для виробництва глютамінової та лимонної кислот. У деяких випадках вартість відходів перевищує навіть вартість самого продукту. Так при виробництві томатного соку і концентрованих томатів залишається насіння, яке є цінною сировиною для виготовлення томатної олії, вартість якої у 2,5 рази більша за вартість соку.

Відходи переробки технічних та олійних культур становлять близько 95% загального обсягу сировини, що підлягає подальшій переробці. Це меляса, буряковий жом, дефекат (фільтраційний осад), буряковий бій та хвостики буряків, макуха та лузга соняшникова, мелясна брага. Всі ці речовини по різному забруднюють навколишнє середовище. Так свіжий жом є безпечним для навколишнього середовища, а при зберіганні у природних умовах більше трьох діб він скисає, при цьому виділяючи неприємних запах, жомову воду, яка легко загниває. При скиданні такої сировини до угідь засмічується ґрунт та підгрунтові води, розмножуються збудники парші буряків. Не використану мелясну брагу, утилізують на поля фільтрації, що призводить до нераціонального використання земельних угідь. Органічні сполуки, що містяться у ній, розкладаються, забруднюючи повітря у радіусі декількох кілометрів. Маючи високу біологічну активність брага забруднює і ґрунтові води.

З відходів переробки плодоовочевих культур та винограду найбільш багато чисельними є відходи овочевого виробництва – витерки та насіння помідорів, яблучні вижимки, плодові кісточки, картопляна мезга, картопляний сік, виноградні вижимки та насіння. Серед них найбільш небезпечним є картопляний сік. Після багаторазового розведення водою, його часто скидають у каналізацію. Такі стічні води, маючи високу біологічну активність, забруднюють водойми та знищують рибні ресурси.

Відходи переробки зернових складають біля 5%. Серед них найбільш поширеними є – зернові домішки, зернові відходи, сплав ячменю, солодові паростки, пивна дробина, залишкові півні дріжджі, кукурудзяний екстракт, кукурудзяні зародки та мезга. Найбільш шкідливими є пивні дріжджі та кукурудзяний екстракт. При попаданні у великій кількості до стічних вод, розноситься значний об’єм живих та мертвих дріжджових клітин. Кукурудзяний екстракт застосовують як компонент сирих кукурудзяних кормів. Але влітку реалізація сирих кормів обмежена, тому значну частину рідкого екстракту скидають у стічні води, що підвищує забрудненість.

Велику увагу приділяють також екологізації виробництва та зниженню забруднення навколишнього середовища за рахунок розширення обсягу та асортименту переробки та цільового використання відходів.

Так відходи переробки технічних та олійних культур є одним з найдешевших джерел кормового та харчового білку, сировиною для виробництва медичних препаратів, кормових добавок та спирту. Так один з найсильніших забруднювачів – дефекат (цукрова промисловість), можна використовувати для меліорації кислих ґрунтів, площа яких нараховує близько 11 млн. га.

Мелясну брагу використовують для отримання кормових дріжджів. Після їх вирощування та відділення утворюється відхід – післядріжджова брага, яку частково використовують для отримання вітаміну В₁₂. Іншим шляхом її утилізації є внесення у вигляді поливів сільськогосподарських угідь, а також при виробництві органо-мінеральних добрив.

Вуглекислий газ, що у значній кількості утворюється на спиртових заводах, застосовують для отримання вуглекислоти.

Жом, як правило, згодовують худобі у натуральному вигляді. Але більш раціональним методом його зберігання з найменшими втратами поживних речовин є сушіння. Воно дає можливість зберегти початкову їх кількість у незмінному вигляді.

Мелясу останнім часом використовують для виробництва кормового концентрату лізину (незамінна амінокислота, що входить до складу білків тваринного походження). Обсяги світового виробництва лізину постійно збільшуються за рахунок широкого використання його конкуруючих продуктів – рибного та сойового борошна для збагачення харчових продуктів.

Жом і шрот, які отримують у масложировій промисловості використовують на корм. Соняшникову лузгу застосовують на маслозаводах як технологічне паливо для котелень та сушарок, як сировину для виготовлення перспективного корму у вигляді борошна. В 1т лузги міститься 40кг олії, поживна цінність її як грубого корму, значно вища за інші грубі корми.

Найбільш раціональним шляхом використання соняшникових відходів – використання для виробництва комбікормів.

Відходи плодово-овочевих культур та винограду залежно від хімічного складу можна використовувати для отримання харчових, кормових та технічних продуктів. Так з яблучних вижимок отримують пектин, який є цінною сировиною для виробництва харчових напівфабрикатів для консервної та кондитерської промисловості.

Понад 80% побічних продуктів та відходів плодово-ягідної та овочевої сировини згодовують тваринам у свіжому або консервованому вигляді. Доцільним є збагачення їх білками, що легко засвоюються (жом, висівки).

Насіння помідорів містить до 30% олії. Кісточкову шкаралупу, отриману при виробництві олії, майже повністю застосовують для виготовлення кісточкової кришки, яка може використовуватися для видалення нагару та наслідків корозії двигунів внутрішнього згоряння та парових турбін, так як вона не пошкоджує поверхні кольорових металів та сплавів. Кісточкову шкаралупу використовують також при виробництві активованого вугілля та фурфуролу – цінної сировини для хімічної промисловості.

З мезги картоплі отримують концентровані сухі корми.

Відходи та побічні продукти переробки зернових практично повністю залучають для господарських потреб. Найбільш раціональна структура їх використання склалася у крохмально-мелясній промисловості. Так, зародки насіння кукурудзи повністю переробляють на кукурудзяну олію, а велику та дрібну мезгу разом з фільтр-пресовими осадами використовують для виробництва сухих кукурудзяних кормів. Із стержнів отримують фурфурол, а лігнін, що при цьому залишається, використовують як добриво. Із лігніну також роблять теплоізоляційні будівельні суміші.