Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 59 )

Таблица 6.67 - Энергопотребление в крахмальной промышленности [115, CIAA-UNAFPA, 2002 г.]

Энергия	Сырье	Мин.	Макс.
(кВт-ч/т использованного сырья)
Электроэнергия	Кукуруза	100	200
Пшеница	200	500
Картофель	40	80
Тепловая энергия	Кукуруза	200	500
Пшеница	800	1300
Картофель	50	250

6.3.8 Сахар

Бóльшая часть информации в этом секторе получена из «Руководства по определению оптимальных имеющихся в распоряжении способов (ОИРС) в сахарной промышленности; Comite Europeen des Fabricants de Sucre (июнь 2001 г.)» [61, CEFS, 2001 г.], если не указано иное.

6.3.8.1 Сахарная свекла

6.3.8.1.1 Потребление воды

Потребление воды для гидравлической подачи сахарной свеклы на производство составляет 700-800 %. Для отмывания корнеплодов в свекломойке необходимо от 100 до 200%, на каждую камнеловушку – 70 -100 % к массе свеклы. Механически очищенную транспортерно-моечную воду затем используют повторно для гидравлической подачи и мойки сахарной свеклы. Таким образом, только 25-30 % от промышленных потребностей в воде должно быть добавлено для последнего ополаскивания свеклы после ее отмывания.

Незначительные потери воды происходят за счет испарения ее при охлаждении и с побочными продуктами и отходами, содержащими воду.

Сахарная свекла содержит примерно 75-78 % воды, что обуславливает выделение этого количества воды при ее переработке в виде конденсата.

Исходя из этого, можно сказать, что сахарный завод является генератором воды, так как изначально содержащаяся в перерабатываемой сахарной свекле вода выделяется в качестве излишней свободной воды в виде конденсата.

В то же время как общее потребление воды для переработки сахарной свеклы составляет примерно 15 м3/т переработанной сахарной свеклы, потребление свежей воды составляет на современных сахарных заводах не более 0,25-0,40м3/т переработанной сахарной свеклы.

Потребление воды зависит от выполняемых операций на каждой установке, например, больше воды потребляется установкой, которая извлекает и очищает сахарную свеклу, чем в той, которая выполняет только одно из этих действий. В Австрии, согласно сообщениям, потребление воды составляет 1,5 м3/т переработанной сахарной свеклы, или 9 м3/т произведенного сахара [152, Австрия, 2002 г.]. В таблице 3.69 показано потребление воды на датских сахарных заводах.

Таблица 6.68 - Потребление воды на датских сахарных заводах [139, Нилсен 2002 г.]

Параметр	Значение удельного расхода на т переработанной сахарной свеклы	Значение удельного расхода на т произведенного сахара
	Среднее	Диапазон	Среднее	Диапазон
Вода (м3)	0,37	0,23а-0,50b	2,39	1,56а-3,21b
а За исключением воды на охлаждение (два завода) b Включая воду на охлаждение (два завода)

6.3.8.1.2 Сточные воды

Сахарная свекла состоит на 75 % из воды. Процесс экстракции предназначен для извлечения большей части воды из свеклы. Примерно половина этой воды испаряется при выпаривании или включается в различные потоки продукта. Остаток после использования воды для промывки и гидроподачи свеклы, является источником сточных вод с высокой концентрацией загрязняющих веществ.

Свеклу сплавляют водой на стадии ее транспортирования и очистки. На этой стадии также удаляют камни, сорняки и другие сильные загрязнители. Транспортерно-моечная вода с остатками почвы может составлять до 70 % к массе свеклы. Она сильно загрязнена органическими веществами из почвы и сахаром, перешедшим в воду из поврежденных корнеплодов свеклы. Ее ХПК составляет 5000-20000 мг/л.

Далее отмытая свекла поступает в установку, где она изрезается в стружку для увеличения поверхности перед процессом экстракции. Конденсат, полученный на стадиях выпаривания и кристаллизации, частично используется в качестве отработанной воды на некоторых стадиях производства, включая мытье свеклы. Отработанные сточные воды считаются излишним конденсатом на стадиях выпаривания и кристаллизации. Этот избыточный конденсат содержит много аммиака и относительно низкое ХПК. Образуемые сточные воды имеют высокие уровни БПК [13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.], которые проходят очистку на СОСВ.

6.3.8.1.3 Побочные продукты и отходы свеклосахарного производства

При приемке и гидроподаче сахарной свеклы удаляются почва, камни, песок и вещества растительного происхождения, например, семена, хвостовая часть корня и листья свеклы, и другие примеси. Количество земли, прилипшей к свекле, зависит, например, от погодных условий при уборке урожая, устройства и функционирования свеклоуборочного комбайна. В процессе ежегодной переработки 500000 тонн свеклы в среднем накапливается 60000 тонн почвы [87, Ульман, 2001 г.]. Почва, попадающая на производство осаждается в отстойнике. Осадок может быть повторно применен на пахотной земле или использован в других целях, таких как садоводство или строительство гражданских сооружений. Вещества растительного происхождения, выделенные из транспортерно-моечной воды, могут быть использованы для продажи в качестве корма для животных или удобрений.

Содержание сахара в свекле различно, например, 18,4 % в Австрии и 13,9 % в Греции [87, Ульман, 2001 г.]. Эффективность извлечения сахара составляет примерно 80-90 %. Имеют место потери сахара в производстве, также он содержится в побочных продуктах или отходах, например, в свекловичном жоме. После обессахаривания свекловичной стружки полученный свекловичный жом прессуют. Влажный свекловичный жом далее может быть высушен. Свекловичный жом обычно продают в качестве корма, как источник углеводов для крупного рогатого скота. Другой побочный продукт – фильтрационный осадок (сатурационная известь), получаемый после очистки свекловичного сока известью. Он может быть спрессован и использован для подщелачивания и корректировки рН почвы.

Сахарная свекла содержит растворимые несахара, 30-40% которых удаляется при очистке сока с помощью Са2+ (осаждаемые анионы, пектины и белки). Остальные вещества остаются в соке и препятствуют полной кристаллизации сахара. Получаемый конечный побочный продукт называют свекловичной мелассой. Содержание сахара в мелассе – основной источник потерь сахара в свеклосахарном производстве. Он составляет примерно 10-18 % сахара, содержащегося в свекле. Образуется меласса в количестве примерно 38 кг на тонну переработанной сахарной свеклы. Меласса содержит примерно 80 % сухих веществ и 20 % воды.

При изучении датских сахарных заводов было отмечено, что примерно 49 % всего производства составляют сахар, свекловичная меласса и уловленные легкие примеси для корма. Остальные побочные продукты, такие как фильтрационный осадок, свекловичный жом продают или повторно используют [139, Нилсен 2002 г.].

На рисунке 6.14 приведен стандартный процесс последовательности операций на установках по переработке сахарной свеклы и образованию сточных вод, отходов и побочных продуктов [134, AWARENET, 2002 г.].

Рисунок 6.14 - Виды и объемы сточных вод, отходов и побочных продуктов от переработки сахарной свеклы [134, AWARENET, 2002 г.]

6.3.8.1.4 Тепловая энергия

Значительные объемы тепловой энергии потребляются при выпаривании сока и сушке свекловичного жома. Электроэнергия необходима для включения в работу насосов и приведения в действие центрифуг. Согласно Европейскому комитету производителей сахара в 1998 г. удельное энергопотребление составило 31,49 кВт-ч/100 кг свеклы [159, CIAA-CEFS, 2003 г.]. В таблице 3.69 показано энергопотребление на датских сахарных заводах.

Таблица 3.69 - Энергопотребление на датских сахарных заводах [139, Нилсен 2002 г.]

Общее энергопотребление (кВт)
Удельное значение на тонну переработанной свеклы	Удельное значение на тонну произведенного сахара
Среднее	Диапазон	Среднее	Диапазон
307	232-367	1987	1554-2379

В греческом исследовании указана цифра 280 кВт-ч/т для энергопотребления при производстве сахара [74, Министерство окружающей среды Греции, 2001 г.].

6.3.8.2 Очистка тростникового сахара-сырца

Для переработки принимают не сахарную свеклу, а тростниковый сахар-сырец, поэтому для его переработки требуется меньше воды, чем для переработки сахарной свеклы. В результате регенерации мембран ионообменной смолы через каждые 40-50 часов, используемой для обесцвечивания, образуются сильно загрязненные сточные воды, так как в качестве регенератора используется раствор каустической соды [13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г.]. Могут образовываться легко удаляемый излишний конденсат и промои, содержащие остаточные количества сахара (см. раздел 4.7.7.3). Сточные воды образуются после очистки паром крупнотоннажных автоцистерн, используемых для транспортировки жидкой сахарной продукции.

6.3.9 Кофе

Процесс экстракции см. в 6.2.9, обжаривание в 6.2.39 и сушку в 6.2.44.

6.3.10 Напитки

Этот раздел включает производство этилового спирта методом брожения, производство вина из винограда и концентрированного виноградного сусла, производство фруктовых вин и других сброженных фруктовых напитков, производство сидра и перри, производство дистиллированных алкогольных напитков, безалкогольных напитков, минеральной воды, в том случае, если производство осуществляется совместно с другими видами деятельности, указанными в директиве по Комплексному предотвращению и контролю загрязнений (КПКЗ). Производство фруктовых соков и пива описано в 6.3.3 и 6.3.11.