Экологические аспекты производства сахара на примере Выселковского сахарного завода

метки: Производство, Вещество, Сахарный, Завод, Сахар, Количество, Результат, Корень

Решение экологических проблем современного общества связано с сохранением и созданием на Земле природных условий, благоприятных для жизни человека, гармонизацией развития общества и природы. Состояние природной среды становится важным фактором общественного развития. Это связано с растущим локальным влиянием человека на природу при глобальном воздействии на ресурсы и компоненты всей биосферы. В результате страдают сами основы цивилизации, поскольку истощаются природные ресурсы, происходит усиление загрязнения 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.

Производство сахара — это высокоиндустриальное и энергоемкое производство, занимающее важное место в структуре агропромышленного комплекса России. Основной продукт — это сахар, используемый в пищевых продуктах, широко используемый в кондитерской, хлебопекарной, алкогольной, консервной, молочной и других отраслях промышленности.

Сахарная промышленность потребляет больше всего материалов и воды. 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 негативное влияние 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 м ³ сточных вод).

Итак, с одной стороны, сахар является важным продуктом питания, а с другой — 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

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/proizvodstvo-sahara/

Химия и охрана окружающей среды. Тема Химия и охрана окружающей ...

... окружающей среде и развитию, в настоящее время ежегодно превращается в пустыню 6 млн. гектаров обрабатываемых земель, 20 млрд. теряет свою продуктивность. Кроме того, расширяются территории пустынь: Сахара ... воды используется в промышленности. На выплавку 1 тонны стали необходимо 200 м 3 воды. На производство ... ёрной и цветной металлургии, нефтегазоперерабатывающей, химической и лесной промышленности. В ...

1 Общие сведения о сахаре и сахарном производстве

Сахар — энергетический и ароматный 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 связано с континентальной блокадой европейского побережья во время наполеоновских войн. До этого времени вся Европа получала сахар из стран и колоний с тропическим и субтропическим климатом, из регионов, где растет сахарный тростник. Ученые многих европейских стран, в первую очередь Франции, обратили внимание на свеклу, содержащую до 6% сахара. После плодотворной селекции содержание сахара в корнеплодах сахарной свеклы с годами увеличилось. Была разработана и технология выделения из них сахара. В России первый сахарный завод был построен в 1806 г. в Тульской губернии в имении Бланкенагеля [28].

Сахар как товарный продукт выпускается в двух модификациях: сахарный песок и сахар-рафинад. Первый состоит из массы кристаллов размером 0,2-2,5 мм, обладающих текучестью, а второй — из монолита, отлитого в виде головок, сколотых, распиленных и прессованных.

Сахара, содержащиеся в стеблях сахарного тростника и корнеплодах сахарной свеклы, химически идентичны. Сахароза, которую они содержат, называется тростниковым или свекольным сахаром. Присутствие других Сахаров из числа моно- и дисахаридов ничтожно мало.

По химическому составу сахар практически является чистой сахарозой (С ₁₂ Н₂₂ О₁₁ ).

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 сахара-песка — 1565 кДж, сахара-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 [20].

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 [12].

Организация производства сахарной свеклы (2)

... организации производства сахарной свеклы 1.1 Народнохозяйственное значение сахарной свеклы свекла сахарный возделывание ... сахара осуществляется в основном из сахарного тростника и сахарной свёклы. Сахарный тростник возделывается в тропиках и субтропиках. В стеблях сахарного тростника благородного содержится до 20% сахара, в соке - до 26%. Сахарная ... расстройство пищеварения. Корнеплоды сахарной свёклы ...

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 — это крупное промышленное предприятие, которое ежедневно перерабатывает тысячи тонн корнеплодов сахарной свеклы. Заводы расположены в регионах выращивания этого сырья, при производстве сахара расходуется много топлива, энергии, воды, извести и других материалов. Большая часть производства сахара в России сосредоточена в Тамбовской, Воронежской, Белгородской, Курской и Тульской областях. Сахарные заводы есть на Северном Кавказе и в Алтайском крае, в 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 в нашей стране работают сезонно, примерно 110 — 150 дней в году, это связано с тем, что корнеплоды сахарной свеклы трудно консервировать. Даже при хорошем условии хранения происходят потери сахара в результате дыхания корнеплодов, развития на них грибов и бактерий, повреждения грызунами, привяливания и т.д. Самый высокий процент выхода сахара получается в первый период работы завода, самый низкий — в конце сахарного сезона. Предполагается, что для вновь создаваемых заводов оптимальное время производства составляет 110 дней.

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 корней в очаге в кучах приводит к ухудшению их технологических свойств и значительной потере сахара.

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, местности и условий 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 — отделить сахарозу от 7,5% нерастворимых и нерастворимых сахаров 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. Потерявшие при срезании корни не образуют «стружки», а превращаются в пастообразную массу, затрудняя процесс диффузии. Поэтому технические требования допускают наличие не более 5% засохших корней.

Также ограничено наличие корней с сильными механическими повреждениями, так как они менее устойчивы при хранении — с большей интенсивностью дыхания, легко доступны для 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 с большим отклонением от нормы считаются плохими. Кроме того, в каждой партии корнеплодов, поступающих на пункты сбора свеклы, находится то или иное количество земли, масса которого исключается из общей суммы.

Влияние корневого увядания на потерю сахара и изменение химического состава корней под влиянием микроорганизмов показано в таблице. 1 и 2.

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

Корнеплоды	Потери сахара, %	Корни пораженные гнилью, %
Свежие	1,35	—
Увядшие, %
7	3,43	37,2
13	6,14	55,8
17	7,13	65,8

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

Вещество	Корнеплод
	Здоровая часть	Гнилая часть
Сахароза	16,35	2,00
Инвертный сахар	0,10	2,45
Вредный азот	0,04	0,40
Водорастворимые пектиновые вещества	0,12	0,35
Зола (углекислая)	0,53	1,89

.3 Хранение корнеплодов сахарной свеклы и потери сахара

Корнеплоды сахарной свеклы как объекты хранения схожи с клубнями картофеля, столовой и кормовой свеклой и др. Для них характерны такие физиологические процессы, как дыхание, прорастание и возрастные изменения тканей, а также в процессе этого метаболизма происходят химические изменения. Затем при дыхании часть сахарозы разлагается на воду и углекислый газ. 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 pH свекольного сока. Особенно это заметно при увядании корней и их порче под воздействием микроорганизмов. Отмечены также изменения минеральных веществ: среди них растет содержание растворимой золы.

При неблагоприятных условиях корни подвержены влиянию микроорганизмов. Особенно опасны возбудители кагатной гнили — грибы: Botrytis cenerea, Phoma betae, Scleratinia intermedia и Fusarium culmorum. К тому же аспирированные грибы выделяют много тепла, что способствует развитию в кагате процесса самозревания.

Изучение влияния прорастания корней на потери сахара показало, что они весьма заметны. 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. Этот неизбежный и необходимый физиологический процесс протекает с переменной интенсивностью, прежде всего в зависимости от температуры хранения.

На интенсивность дыхания также влияют: время и методы сбора урожая, физическое состояние корней, размер и степень повреждения, состав окружающей среды и 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 частота дыхания корней сахарной свеклы при хранении и наличие обильной микрофлоры вокруг них способствуют развитию в хранимой массе процесса саморазогрева, основным фактором, ограничивающим развитие этого процесса, является температура. Установлена оптимальная температура хранения, которая составляет 1 — 3 °С. Температура ниже 0 °С 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

Температура, °С	Потери сахара за сутки хранения, г на 1 т корнеплодов	Температура, °С	Потери сахара за сутки хранения, г на 1 т корнеплодов
2	49	20	208
5	63	30	466
10	89	40	1225
15	133	50	3043

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 правильно подготовленном поле корневую массу укладывают кучками. 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.

Размер столбов зависит от устойчивости корней к хранению, ожидаемых сроков хранения, наличия площадей и уровня механизации работ по формированию столбов, 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. Для длительного хранения укладывают условные партии корней без признаков повреждений. 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 снижает потребность в земельных участках и кровельных 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 1т.

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. Для навесов используются разные материалы, но все они должны иметь низкую теплопроводность и достаточные гидроизоляционные свойства. 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.

Температура полюсов систематически контролируется с помощью манжетных термометров, термопар или термометров сопротивления. Они регулируют температуру, изменяя положение укрытий: укрепляя их, когда есть опасность переохлаждения, или убирая их, когда температура повышается. Однако лучшим и самым надежным средством регулирования физической среды в кагацах является активная вентиляция.

Современные полюсные системы вентиляции оснащены кондиционерами по влажности. В этом случае можно не только регулировать температуру, но и обеспечить необходимую влажность воздуха в свае. 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 [10].

.4 Производство сахара-песка

Непосредственная работа сахарного завода начинается после получения выкопанных с полей корней. 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.

.4.1 Подготовка сырья

С кагатного поля корни сливаются в желобах гидротранспортеров в растение свеклы. По мере продвижения по конвейеру корни частично смываются от приставшей грязи и других загрязнений. Гидротранспортеры прямоугольного сечения оснащены ловушками для отделения корней, песка и легких примесей. Накопленная в бункере свекла с помощью другого гидравлического конвейера попадает в моечную машину, где ее промывают и дополнительно очищают от примесей.

Применяют различные марки свекломоек. Наиболее распространена кулачковая КМЗ — 57М. Свекломасса перемещается в мойке с помощью шнека и кулачков. Трение корнеплодов друг о друга способствует очистке их поверхности. Песок и земля проходят через верхнюю сетку дна машины, и камни захватываются камнеуловителем. Легкие примеси всплывают на поверхность воды в моечной части свеклоуборочного комбайна и смываются водой через щели в желобе. Промывочная вода непрерывно поступает в выталкивающую часть машины против потока вымытых корней.

При перемещении корней по гидравлическим конвейерам и обработке водой в свеклоочистительной машине потери сахарозы достигают 0,3 — 0,4% от массы свеклы и зависят от продолжительности пребывания корней в свекле. Вода, их состояние и температура 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 улучшения эффекта осаждения примесей и обеззараживания в промывные воды носителя вводят СаО в соотношении 0,2-0,3% от массы корней. Изменение pH почвы до 10-11 прерывает деятельность микрофлоры и препятствует образованию органических кислот, декстрана и левано. Корни дезинфицируют на заключительном этапе промывки отбеливателем вместе с подаваемой чистой водой из расчета 10-20 кг на 100 тонн корней.

Вода, используемая в гидравлических конвейерах и во время мойки, сильно загрязнена. в 1 литре такой воды содержится до 1 г растворенных и 3-5 г взвешенных веществ, а также большое количество микрофлоры. Дальнейшая утилизация такой воды возможна лишь после очистки. Вода помещается в отстойники и очищается, снова используется в гидравлических конвейерах с добавлением в нее пресной воды. Нижняя часть ила направляется на поля фильтрации или биологическую очистку.

Сахарный завод расходует много воды. Так, если на заводе используется только прямоточная схема водоснабжения, а сточные воды в производство не возвращаются, потребность в воде составит около 1500% от массы корней.

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.

.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.).

.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 °С коэффициент диффузии возрастает в 3 раза по сравнению с температурой 20 °С. Поэтому рекомендуемая для диффузии температура 70 — 75 °С. При более высоких температурах происходит интенсивное набухание пектиновых веществ и размягчение стружки, в то время, как температура ниже 70 °С 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 °С. 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.

.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 Н₂ СО_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.

.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 °С.

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.

.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 [9].

.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) [3].

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 [4].

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) [22].

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)

Вещество	Количество
Сернистого ангидрида	59,5
Окиси углерода	26,6
Взвешенных веществ	8,8
Окислов азота	6,9
Извести негашеной	1,8
Сажи	893
Углеводородов	317
Аммиака	356
Золы мазута	2,2
Золы угля	1,1
Пыли каменноугольной	1,6
Пыли известняка	1,4
Пыли сахар — песка	347

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 [21].

Вещество	Количество
Ртути	0,001
Свинца	14,6
Отработанного масла	934
Серной кислоты	4
Остатков масел, растворителей, красок	23,8
Нефтепродуктов	533

.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 научно- исследовательского 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 [28].

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 [21].

2. Материал и методика исследований

.1 Физико-географическая характеристика территории изучаемого объекта

.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

Климатические показатели	Месяцы
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Среднемесячная температура воздуха (Со)	— 3,3	— 3	— 5	7	15	25	35	23,3	15,6	11,5	2	— 1
Месячное количество осадков (мм.)	12,3	8,3	22	9,6	16,3	35	31,3	22	40	10	27,3

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 [24].

Повторяемость направлений ветра по румбам приведена в таблице 5

Таблица 5 — Повторяемость направлений ветра и штилей, %

Среднегодовая повторяемость направлений ветра и штилей, %
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	3	СЗ	Штиль
6	16	15	10	5	13	30	6	9

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

Рисунок 3 — Роза ветров

.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

Горизонты	Граница горизонта, см.	Структура	Механический состав	Глубина вскипания
Ag	0-12	Комковатая	Легкоглинистый	Вскипания нет, вскипает ниже 190 см
A	12-50	Зернисто-комковатая
AB1	50-90	Крупнокомковатая
AB2	90-140	Комковато-зернистая
B	140-180	Комковатая
BCk	180-185	Непрочно-комковатая

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 100г 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 [6].

.1.3 Рельеф

Станица Выселки расположена в центральной части обширной При- кубанской 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 [18].

.1.4 Гидрология

Гидросеть Выселковского района представлена реками Журавка (приток реки Бейсужёк правый) длина 161км, площадь бассейна 1890км2 и Бейсуг с притоками, длина 243км, площадь бассейна 5190км2 [6].

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 [11].

.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 [14].

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

.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 4км (Приложение А).

Протяжённость шоссейной дороги до железнодорожной станции Выселки 2км. 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 транспротерно- моечных 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 51074-97. 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 300м выше существующей плотины на левом берегу реки Бейсуг на 150км от устья. Водозабор осуществляется скрытым водопроводящим трубопроводом, снабжённым рыбозащитным устройством типа фильтрующей кассеты, построенным в 1993 году. РЭУ устроено на глубине 3,5м в бетонной подушке, на которую опираются боковые бетонные стены высотой 1,5м; на глубине 2м 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 2.2.1/2.1.1.1200-03) планируемый объект относится ко второму классу опасности, нормативная СЗЗ для которой составляет 500м.

На расстоянии 1,5км на северо-запад от планируемого объекта располагаются поля фильтрации. В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1 1200-03 нормативная СЗЗ для полей фильтрации составляет 500м.

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

Наименование изделия, полуфабриката, выполненных услуг	Годовой выпуск (2012г)
Сахар- песок
— из свеклы	36828
— из сахара- сырца	85230
Жом сырой	242310
Жом сухой (гранулированный)	5512

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

Наименование земель	Площадь
Землеотведение, всего	211,135
из них:
Постройки	59,044
Территория с твердым покрытием	25,916
Озеленение	11,165
Другие земли	115,01

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 40-50⁰ С, направляется на процесс сульфитации.

.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 — 325м² /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 0,6-6,6мг.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 2290м³ /сут;

по понтическому водоносному комплексу 12300 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 60м от берега ух. Горлов. Оборудование: насосы марки 3В-200 (3шт: 1-резервный, 2-основных), производительностью 0,1м³ /сек. По напорному водоводу протяженностью 7,2км 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 44км 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.

.2.3 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:

) 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.

) 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.

) 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 1,5км 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.

.2.4 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.

.2.5 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 [9].

.3 Характеристика отходов ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)

В процессе производственной деятельности на территории ЗАО «Кристалл» образуется 561669,007 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

Виды отходов	Класс опасности
Шлам земляной от промывки овощей (свеклы) (тяжёлые примеси)	5
Шлам земляной от промывки овощей (свеклы) (лёгкие примеси)	5
Свекловичный бой, хвосты	5
Жом свекловичный	5
Отработанные тканевые фильтры, содержащие сахаристые вещества	5
— Отработанная транспортёрная лента	4
Фильтры бумажные лабораторные отработанные	5

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

Таблица 9 — Отходы, получаемые при переработки сахара-сырца

Виды отходов	Класс опасности
Отработанные тканевые фильтры, содержащие сахаристые вещества	5
Меласса (кормовая патока)	5
Отходы переработки сахара-сырца	5

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

Таблица 10 — Отходы, получаемые в известковом отделении

Виды отходов	Класс опасности
Бой шамотного кирпича	5
Мелочь известковая и доломитовая с размером частиц не более 5 мм (отсев)	5

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

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 [9].

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

Код ЗВ	Наименование ЗВ	Класс опасности ЗВ (I-IV)	Допустимая концентрация ЗВ на выпуске сточных вод и (или) дренажных вод в пределах норматива ПДС, мг/дм3	Разрешенный сброс ЗВ в пределах норматива ПДС, т/год (на период действия разрешения на сброс)
59	БПК полн.	—	1382,230	861,240000
61	Взвешенные вещества	—	977,000	608,750000
62	Сухой остаток	—	2120,000	1320,940000
3	Азот аммонийный	4	10,150	6,324000
40	Сульфаты	4	128,430	80,022600
50	Фосфаты ( по Р)	4	10,890	6,785000
52	Хлориды	4	108,340	67,504000
29	Азот нитратов	—	0,026	0,016200
28	Азот нитратов	—	2,230	1,389000
13	Железо общее	4	0,520	0,324000
58	Нефтепродукты	3	0,250	0,156000

.4 Методы исследования

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

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 2.2.1/2.1.1.984-00.

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 [13].

.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 какие- то 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 [27].

.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 [27].

Данные показатели представлены в таблице 12.

Таблица 12 — Характеристика лиственных пород

Категория деревьев	Дополнительные признаки
0-без признаков ослабления	Листва зеленая, блестящая, крона густая	—
1-слабоослабленные	В кроне до 25 % сухих ветвей, листва зеленая, крона слабоажурная	Могут быть повреждения листвы, ветвей и ствола
2-ослабленная	Сухих ветвей 25-50 %, листва мельче и светлее обычной, крона изрежена	Попытки расселения вредителей на стволах и ветвях
3-сильно ослабленные	Сухих ветвей 50-75 %, листва мельче или светлее обычной, преждевременно опадает	Попытки расселения вредителей на стволах и ветвях
4-усыхающие, сухостойные	Сухих ветвей более 75 %, листва мельче и желтее	Очень усилены признаки предыдущих категорий
5-сухостой текущего года	Листва усохла, увяла и преждевременно опала	На стволе, корнях, ветвях имеются признаки присутствия вредителей
6-сухостой прошлых лет	Листва и часть ветвей опала, кора разрушена или опала на больших участках ствола	Изменяются ходы насекомых на стволе, ветвях, корневых лапах, на коре и под корой грибница

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 [17].

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 размещено на 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 [26].

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.

.1 Результаты фитоиндикации

Для фитоиндикации состояния почв в зоне влияния сахарного завода были выбраны 3 пробные площадки 10Ч10 м. Первая находится на территории сахарного завода- на 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

№ п/п	Семейство, вид	Биологическая группа	Экологические группы
1	Астровые Амброзия полынолистная	Стержнекорневой однолетник	Ксеромезофит, Эвтроф, Гелиофит
2	Астровые Трехреберник непахучий	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
3	Гречишные Горец птичий	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Эвтроф, Гелиофит
4	Маревые Марь белая	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Мезоэвтроф, Сциогелиофит
5	Мятликовые Ежовник обыкновенный	Кистекорневой однолетник	Мезогигрофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
6	Мятликовые Ячмень заячий	Кистекорневой однолетник	Ксеромезофит, Мезотроф, Гелиофит
7	Портулаковые Портулак огородный	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Эвтроф, Гелиофит

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 санитарно- защитной 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 санитарно- защитной 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 растений- ксеромезофитов (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 санитарно- защитной зоне полей фильтрации

№ п/п	Семейство, вид	Биологическая группа	Экологические группы
1	Астровые Амброзия полынолистная	Стержнекорневой однолетник	Ксеромезофит, Эвтроф, Гелиофит
2	Астровые Одуванчик лекарственный	Стержнекорневой многолетник	Мезофит, Олигомезотроф, Гелиофит
3	Астровые Тысячелистник обыкновенный	Корневищный многолетник	Ксеромезофит, Мезотроф, Гелиофит
4	Бобовые Донник лекарственный	Стержнекорневой двулетник	Ксеромезофит, Мезоэвтроф, Сциогелиофит
5	Бобовые Клевер ползучий	Стержнекорневой многолетник	Мезофит, Эвтроф, Гелиофит
6	Вьюнковые Вьюнок полевой	Корнеотпрысковый многолетник	Ксеромезофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
7	Мареновые Подмаренник распростертый	Корневищный многолетник	Ксеромезофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
8	Мятликовые Лисохвост мышехвостниковидный	Кистекорневой однолетник	Мезофит, Мезотроф, Гелиофит
9	Мятликовые Мятлик однолетний	Кистекорневой однолетник	Мезофит, Эвтроф, Сциогелиофит
10	Подорожниковые Подорожник большой	Кистекорневой многолетник	Мезофит, Мезотроф, Гелиофит
11	Щирицевые Щирица запрокинутая	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Эвтроф, нитрофил, Гелиофит

В санитарно- защитной 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

№	Семейство, вид	Биологическая группа	Экологические группы
1	Астровые Амброзия полынолистная	Стержнекорневой однолетник	Ксеромезофит, Эвтроф, Гелиофит
2	Астровые Одуванчик лекарственный	Стержнекорневой многолетник	Мезофит, Олигомезотроф, Гелиофит
3	Астровые Цикорий обыкновенный	Стержнекорневой многолетник	Ксеромезофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
4	Бобовые Клевер гибридный	Стержнекорневой многолетник	Мезогигрофит, Мезоэвтроф, Сциогелиофит
5	Бобовые Клевер ползучий	Стержнекорневой многолетник	Мезофит ,Эвтроф, Гелиофит
6	Бобовые Люцерна хмелевидная	Стержнекорневой двулетник	Мезофит, Мезотроф, Гелиофит
7	Мареновые Подмаренник распростертый	Корневищный многолетник	Ксеромезофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
8	Мятликовые Мятлик обыкновенный	Корневищный многолетник	Мезофит, Мезотроф, Сциогелиофит
9	Мятликовые Овсяница красная	Корневищный многолетник	Мезофит, Мезотроф, Сциогелиофит
10	Мятликовые Райграс пастбищный	Корневищный многолетник	Мезофит,Мезотроф, Гелиофит
11	Мятликовые Свинорой пальчатый	Корневищный многолетник	Ксерофит, Мезоэвтроф, Гелиофит
12	Мятликовые Ячмень заячий	Кистекорневой однолетник	Ксеромезофит, Мезотроф, Гелиофит
13	Подорожниковые Подорожник большой	Кистекорневой многолетник	Мезофит, Мезотроф, Гелиофит
14	Розовые Лапчатка ползучая	Корневищный многолетник	Мезофит, Эвтроф, Гелиофит
15	Щирицевые Щирица запрокинутая	Стержнекорневой однолетник	Мезофит, Эвтроф, нитрофил, Гелиофит

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

№	Порода	Всего	Категории деревьев
			0	1	2	3	4	5	6
1.	Робиния псевдоакация	8	—	2	1	—	2	—	—
2.	Береза повислая	10	2	5	1	—	3	—	1
3.	Каштан конский	2	—	—	1	—	—	—	—
4.	Клен яснелистный	6	1	2	1	—	—	—	—
5.	Тополь канадский	10	—	8	—	1	1	—	—
6.	Алыча обыкновенная	3	—	—	2	—	—	—	—
7.	Орех грецкий	8	—	4	—	2	—	—	—
8.	Шелковица черная	10	—	—	2	3	4	—	—
9.	Сосна обыкновенная	20	5	4	2	5	3	1	—
	Итого в процентах		11,6	36,3	14,5	15,9	18,8	1,4	1,4

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 [10].

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

Название вещества	Мi, т/год	ПДК с.с.	Класс опасности вещества	б	КОВ
Железа оксид	0,398307	0,04	3	1,0	9,957576
Марганец и его соединения	0,004697	0,001	2	1,3	7,470793431
Азота диоксид (Азот (IV) оксид)	16,771106	0,04	3	1,0	419,27765
Аммиак	1,143129	4	0,9	20,43768617
Азот (II) оксид (Азота оксид)	22,786129	0,06	3	1,0	379,7688167
Серная кислота	0,000006	0,05	2	1,3	7,99716E-06
Углерод (Сажа)	0,014093	0,05	3	1,0	0,28186
Сера диоксид-Ангидрид сернистый	4,146886	0,1	3	1,0	41,46886
Сера элементарная	0,000360	0,1	3	1,0	0,0036
Сероводород	0,739773	0,008	2	1,3	359,5928405
Углерод оксид	204,614702	3	4	0,9	44,71302193
Толуол	0,168000	0,05	3	1,0	3,36
Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен)	0,000004	0,1	1	1,7	3,33812E-08
Бутан-1-ол (Спирт н-бутиловый)	0,028000	0,01	3	1,0	2,8
Бутилацетат	0,168000	0,1	4	0,9	1,595064882
Этилацетат	0,112000	0,15	4	0,9	0,768801261
Пропан-2-он (Ацетон)	0,084000	0,6	4	0,9	0,170417909
Метантиол (Метилмеркаптан)	0,030596	0,000009	4	0,9	1507,578477
Этантиол (Этилмеркаптан)	0,013464	0,0005	3	1,0	26,928
Бензин (нефтяной, малосернистый)	0,153966	1,5	4	0,9	0,128884358
Взвешенные вещества	0,0449167	0,003	3	1,0	14,97223333
Пыль неорганическая >70% SiO2	0,0158667	0,15	3	1,0	0,105778

Категория опасности предприятия определяется в пределах:

категория — КОП > 1000000;

категория — 1000000 < КОП > 10000;

категория — 10000 < КОП > 1000;

категория — КОП < 1000.

КОП для предприятия равен 2841,380468, следовательно, предприятие относится к 2 категории опасности.

.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 — 240м,

северо-восточная сторона СЗЗ — 640 м,

восточная сторона СЗЗ — 600м,

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

.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 51074-97 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 53396-2009 «Сахар белый. Технические условия»

— ГОСТ Р 52678-2006 «Производство сахара. Термины и определения»

— ГОСТ Р 52305-2005 «Сахар-сырец. Технические условия» «

— ГОСТ Р 52304-2005 «Меласса свекловичная. Технические условия»

— ГОСТ Р 52647-2006 «Свекла сахарная. Технические условия»

— ГОСТ Р 54640-2011 «Сахар. Правила приемки и методы отбора проб»

— ГОСТ Р 54641-2011 «Сахар. Метод определения крахмала»

— ГОСТ Р 54642-2011 «Сахар. Методы определения влаги и сухих веществ»

— ГОСТ «Сахар. Метод определения сахарозы»

— ГОСТ «Сахар. Метод определения ферропримесей»

— ГОСТ «Сахар. Определение гранулометрического состава»

— ГОСТ 12576-89 » 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 12569-99. 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 2°С 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 [7].

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 52304-2005.

).

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 52304-2005.

).

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 52304-2005, тоесть он был свойственен свекловичной мелассе, без постороннего запаха.

).

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 52304-2005 массовая доля сухих веществ должна быть не менее 75,00%.

).

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 52304-2005, рН свекловичной мелассы должен варьироваться от 6,5 до 8,0.

).

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 [8].

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;

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

В результате получаем следующее:

).

Образец № 1

%

).

Образец №2

%

).

Образец №3

%

Согласно ГОСТ Р 52304-2005, 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

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

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

. Уточненная санитарно- защитная зона в западном направлении не соблюдается (1200м) по отношению к ст. Выселки.

. 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.

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

Предложения по производству

. 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.

. Использовать дефекат как химический мелиорант на поля севооборота.

. Осуществлять уход за зелеными насаждениями на территории предприятия.

. Осуществлять контроль за соблюдением нормативов ПДВ на источниках выбросов;

. Осуществлять контроль за качеством используемой воды.

сахар сточный почва загрязнение

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/proizvodstvo-sahara/

1. Агроклиматический бюллетень, 2002 — 2012г.

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

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

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

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

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

7. ГОСТ 12570-98. Сахар. Метод определения влаги и сухих веществ;

8. ГОСТ 52304-2005. 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

. СанПиН 2.2.1/2.1.1.984 — 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.

. 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», 1967г.

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

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

. 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»