Дейнека Анастасия Павловна

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Внимание! Данный реферат относится к еще не завершенной работе.
Примерная дата завершения: Июнь 2021 г. Обращайтесь к автору после указанной даты для получения окончательного варианта.

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность работы
• 2. Цель и задачи исследования
• 3. Методы утилизации послеспиртовой барды
• 4. Предлагаемая технология утилизации послеспиртовой барды
• 5. Результаты лабораторных исследований
• Выводы
• Список источников

Введение

На сегодняшний день в спиртовой промышленности сложилась достаточно сложная экологическая ситуация с утилизацией основного отхода производства – послеспиртовой барды [1].

При производстве спирта, после стадии дистилляции/ректификации на выходе имеется несколько продуктов: основной продукт этиловый спирт и ряд побочных продуктов, таких как эфирно-альдегидная фракция (ЭАФ), сивушное масло и послеспиртовая барда.

Барда — отход производства этилового спирта, жидкость (суспензия) светло-коричневого цвета с приятным запахом зерна. Содержание сухих веществ — 6-8 %. Выход — 12-13 литров на каждый литр спирта [1].

С одной стороны, барда — это отходы, вызывающие загрязнение окружающей среды, поэтому запрещается сбрасывать барду в водоёмы или в канализацию без предварительной переработки (рис.1).

С другой стороны, барда, благодаря содержанию клетчатки, углеводов, белка и микроэлементов, является вторичным сырьевым ресурсом, она может служить сырьём для производства корма для животных и других полезных продуктов. Если сивушное масло и ЭАФ составляют на современных ректификационных установках 1-3 % от общего количества выпускаемого этилового спирта, то количество жидкой послеспиртовой барды примерно в 10-12 раз больше количества этилового спирта [2].

Основной трудностью в утилизации послеспиртовой барды является переработка растворимых веществ. Фактически, на спиртовом заводе мощностью 3000 дал образуется до 350 м3/сутки барды (рис.2), в растворимой части которой может содержаться вещества с химической потребностью в кислороде (ХПК) более 50 000 мг О2/л. В настоящее время существует несколько широко распространенных направлений по переработке послеспиртовой барды [2].

Переработка и утилизация послеспиртовой барды, особенно на спиртзаводах большой мощности, всегда представляла большую проблему, так как практикуемый ранее многими заводами сброс послеспиртовой барды приводил к существенному экологическому загрязнению окружающей среды, а транспортировка барды в жидком виде на животноводческие предприятия на большие расстояния экономически не целесообразна [2].

1. Актуальность работы

Свежая послеспиртовая барда представляет собой водную суспензию с небольшим количеством растворённых и взвешенных сухих веществ: в ней содержится 6-8 % сухих веществ, из которых 3-4 % составляют растворенные вещества, а остальное – нерастворимые взвешенные частицы. В процессе получения спирта в барде остаются почти все, за исключением крахмала и сахаров, питательные вещества, присутствующие в исходном сырье, поступающем в спиртовое производство, вследствие чего барда представляет собой весьма ценный пищевой и кормовой продукт независимо от вида используемого сырья. Согласно данных мониторинга научной литературы она широко используется в животноводстве многих развитых стран мира. Так, например, во Франции и США 90–95 % жидкой послеспиртовой барды перерабатывается в сухой кормопродукт, содержащий сухой протеин, легкоперевариваемые углеводы, витамины, микро- и макроэлементы. По питательной ценности сухая барда превосходит стандартные комбикорма и отруби. В 1 кг ее содержится (в зависимости от содержания влаги и других компонентов) от 1,08 до 1,27 кормовых единиц. Данный продукт поставляется либо на комбикормовые заводы и вводится в полнорационные комбикормовые корма, либо покупается фермерами и смешивается с фуражным зерном непосредственно на ферме. Таким образом, сухая послеспиртовая барда может быть дополнительным источником высокоценного кормового белка, легкоперевариваемых углеводов, витаминов, макро- микроэлементов.

Использование ее в рационах сельскохозяйственных животных и птиц значительно повышает продуктивность и снижает потребление зернофуража.

2. Цель и задачи исследования

Основной целью данной работой является обоснование выбора технологии утилизации послеспиртовой барды на территории ДНР. Научная новизна состоит в том, что проведенное исследование применяется впервые для решения данной проблемы на территории ДНР.

Основные задачи исследования:

1. Провести анализ в области спиртовой промышленности, оценить сложившеюся экологическую ситуацию с утилизацией основного отхода спиртового производства;
2. Исследовать существующие технологии утилизации спиртовой барды, рассмотреть физико-химические основы процесса утилизации отхода спиртового производства;
3. Провести анализ содержания основных показателей в послеспиртовой барде, в частности провести контроль содержания тяжелых металлов, сухих веществ, а также провести контроль кислотности;
4. Сформировать общий вид технологической схемы процесса утилизации послеспиртовой барды.

3. Методы утилизации послеспиртовой барды.

Методы переработки послеспиртовой барды можно условно разделить на несколько типов схем (рис.3.1):

• – с использованием биотехнологических операций;
• – основанных на физических методах.

В их основу положены уже известные методы, такие как, разделение жидкой и твердой фазы на центрифугах, выращивание кормовых дрожжей на субстрате, сушка продукции [3].

Схемы с использованием биотехнологических операций.

Сущностью схемы с получением кормовых дрожжей является обеспечение утилизации большинства растворенных органических соединений барды и перевод их в усваиваемый кормовой белок в виде кормовых дрожжей.

После выращивания дрожжей следует стадия разделения твердой фазы (кек) и жидкой (фугат). Следующим этапом идет наиболее энергоемкий процесс сушка твердой фазы. Жидкую фазу на разных предприятиях могут перерабатывать по-разному: частично возвращают в производство, направляют на очистные сооружения, выпаривают [3].

Технология переработки барды на биогаз основана на анаэробном брожении (брожении без доступа кислорода).

Барда подается в специальные емкости, в которые вводятся анаэробные бактерии. Бактерии, поедая содержащиеся в барде питательные вещества, вырабатывают биогаз. Биогаз может использоваться для производства электроэнергии или тепловой энергии путем сжигания в заводских котельных, а выпадающий осадок может быть использован в качестве высококачественного удобрения. Достоинством данного метода переработки являются относительные низкие эксплуатационные затраты и простота эксплуатации [3].

Схемы, основанные на физических методах.

Технологическая схема переработки спиртовой барды с сепарированием и фильтрацией заключается в следующем: послеспиртовая зерновая барда из бардохранилища подается поршневым насосом по трубопроводу в сепаратор, установленный на прессе барды, где разделяется на две фазы: фугат – с низким содержанием твердых веществ, влажный концентрат – обогащенный по твердому веществу.

После сепаратора влажный концентрат поступает в пресс, где происходит дальнейшее отделение влаги. После пресса барда подается в инфракрасную сушильную установку, в которой продукт обезвоживается до 7-10 % остаточной влажности. Далее высушенная барда поступает на пресс-гранулятор, где получается конечный продукт – гранулы. В технологии предусмотрено получение вместо гранулы кормовой муки, при этом сухая барда пропускается через мельничные установки. Готовая продукция фасуется и упаковывается в тару, удовлетворяющую требованиям потребителя [4].

Технология «упаривания фугата» в выпарных станциях самая распространенная. Цельная барда (после стадии ректификации) разделяется на твердую и жидкую фазу, после чего твердая фаза высушивается [4].

Комбинированная схема переработки барды.

Относительно недавно разработанная технология предусматривает переработку послеспиртовой барды в сухой дрожжевой кормовой концентрат (ДКК). ДКК – это смесь твердой фазы барды, с выращенными на основе фугата кормовыми дрожжами. Введение дрожжей в качестве биологически активной добавки в «кек» позволяет получать готовый кормовой продукт, значительно превосходящий по биологической ценности и усвояемости DDGS.

Предложенная схема позволяет в значительной степени экономить энергоресурсы в процессе переработки барды. Экономия энергоресурсов производится, в основном, за счет «механического» выделения воды из фугата и применения для сушки низкотемпературных ленточных конвейерных сушилок, имеющих энергопотребление в 4-6 раз ниже, чем распылительные сушилки [4].

В конечном итоге, выбор той или иной технологии переработки барды зависит от специфики производства.

4. Предлагаемая технология утилизации послеспиртовой барды

Многие способы утилизации отработок спиртзаводов энергозатратны и не обеспечивают требуемый уровень безопасности для экологии. Наиболее оптимальной в экономическом и природоохранном плане признана схема переработки послеспиртовой барды с «упариванием фугата» в выпарных станциях [5].

Технологический процесс получения продукта DDGS (рис.4.1) заключается в концентрации зерновой барды, высушивании полученного концентрата и гранулировании последнего [5].

5. Результаты лабораторных исследований.

При проведении анализа содержания основных показателей в послеспиртовой барде, исследования показали, что в образце – Барда послеспиртовая (проба №1-5) среднее содержание показателей составляет: сухих веществ - 10,90-10,93 %; влаги - 89,01-89,07 %; золы - 0,40-0,56 %; рН - 3,60-3,61; тяжелых металлов (Pb) - 0,0044-0,0051 %, что соответствует требуемым нормам ГОСТ 31809-2012. Барда кормовая. Технические условия, п. 3.4.

Средний химический состав спиртовой барды (по Петрухину И.В.) представлен в табл. 5.1.

Таблица 5.1 – Химический состав спиртовой барды (по Петрухину И.В.)

	Сухое вещество	Белок	Жир	Клетчатка	БЭВ	Зола
Барда из мелассы	7,9	0,5	0,6	-	37,0	1,8
Барда из картофеля	5,2	0,9	0,2	0,5	2,5	0,6
Барда из пшеницы	11,5	1,7	0,6	0,7	5,7	0,6
Барда из кукурузы	7,3	1,4	0,6	0,7	3,3	0,4

Определение содержания основных показателей является базовым способом контроля качества отхода.

Выводы

Работа посвящена обоснованию выбора технологии утилизации основного отхода спиртового производства – послеспиртовой барды.

В рамках проведенных исследований выполнено:

1. Рассмотрена мировая экологический ситуация в области спиртовой промышленности;
2. Исследованы существующие методы утилизации послеспиртовой барды;
3. Описаны физико-химические основы процесса утилизации послеспиртовой барды;
4. Проведен контроль качества основного отхода спиртового производства, послеспиртовой барды.

Список источников

1. Леднев В.П. – Переработка барды: опыт, реальность, перспективы // Ликероводочное производство и виноделие. 2008, №7 (103) – с.8-11.
2. Проблемы переработки отходов спиртового производства в Рсо-алания [Электронный ресурс]: Переработка мусора. – Режим доступа: https://ztbo.ru...
3. Андросов А.Л. Промышленные технологии переработки послеспиртовой барды / А.Л. Андросов, И.А. Елизаров, А.А. Третьяков // Тамбовский государственный технический университет. – 2010. – 954 с.
4. Переработка послеспиртовой барды: что это такое, описание методов [Электронный ресурс]: Утилизация и переработка мусора. – Режим доступа: https://bezotxodov.ru...
5. Проблемы переработки отходов спиртового производства в Рсо-алания [Электронный ресурс]: Переработка мусора. – Режим доступа: https://ztbo.ru...
6. ГОСТ 26713-85 Удобрения органические. Метод определения влаги и сухого остатка. Organic fertilizers. Method for determination of moisture and dry residue
7. ГОСТ 26714-85 Удобрения органические. Метод определения золы. Organic fertilizers. Method for determination of ash content.
8. ГОСТ 27979-88 Удобрения органические. Методы определения рН. Organic fertilizers. рН determination method.
9. ГОСТ 30692-2000 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия. Fodders, mixed fodders and animal raw foodstuff. Atomic absorption methodfor determination of copper, lead, zinc and cadmium.