ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА САХАРА НА ПРИМЕРЕ ВЫСЕЛКОВСКОГО САХАРНОГО ЗАВОДА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра геоэкологии и природопользования

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГАК

Заведующий кафедрой

д-р биол. наук, проф.

_______________С. А. Литвинская

_________________________2014 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ)

РАБОТА

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА САХАРА НА ПРИМЕРЕ ВЫСЕЛКОВСКОГО САХАРНОГО ЗАВОДА

Работу выполнила У.Е.Тарасова

Фамилия Имя Отчество

Факультет географический

Специальность 020804.65- «Геоэкология»

Научный руководитель

доц., канд. мед. наук М.А. Литвинская

должность, ученая степень Дата Подпись Ф.И.О.

Нормоконтролер

доц., канд. биол. наук Н.А. Пикалова

должность, ученая степень Дата Подпись Ф.И.О.

Краснодар 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...4

1 Обзор литературы…………………………………………………………...…7

1. Общие сведения о сахаре и сахарном производстве……………………7
   1. Основные требования к качеству корнеплодов сахарной свеклы предъявляемые промышленностью…………………………………….10
   2. Хранение корнеплодов сахарной свеклы и потери сахара……………12
   3. Воздействие пищевой промышленности на окружающую среду….16
   4. Сахарные заводы как источники загрязнения окружающей среды…..21
   5. Дефекат – побочный продукт свеклосахарного производства………..26

2 Материал и методика исследований………………………………………...28

2.1 Физико-географическая характеристика территории изучаемого объекта……………………………………………………………………………28

2.1.1 Климат……………………………………………………...……....28

2.1.2 Почвенный покров………………………………………………..30

2.1.3 Рельеф……………………………………………………………....32

2.1.4 Гидрология. …………………………………………………….....32

2.1.5 Растительный мир……………………………………………...….33

2.1.6 Животный мир………………………………………………..…....33

2.2 Общая характеристика ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)…………………………………………………………………………...…33

2.2.1 Характеристика объекта исследования………………….………33

2.2.2 Технологический процесс производства сахара………………. .39

2.2.3 Схема переработки сахара-сырца………………………………..47

2.2.4 Водоснабжение……………………………………...………….....48

2.2.5 Очистка сточных вод………………………………………….....49

2.2.4 Химико-технологический контроль производства…………….52

2.2.5 Химико-фитопатологический контроль состояния свекловичных посевов……………………………..………………………………………...54

2.3 Характеристика отходов ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)……………………………………………………………..……...…...57

2.4 Методы исследования……………………………………………….......62

2.4.1 Методика фитоиндикации………………………………………..62

2.4.2 Методика оценки состояния древесных насаждений…………...63

2.5 Определение категории опасности ЗАО Сахарный завод

«Кристалл»……………………………………………………………….65

2.6 Уточнение размеров санитарно-защитной зоны…………………........65

3 Результаты исследований и их обсуждение………….................................67

3.1 Результаты фитоиндикации………………………………………...…...67

3.2 Результаты оценки состояния древесных насаждений………………..73

3.3 Результаты определения категории опасности ЗАО «Кристалл»…....74

3.4 Результаты уточнения размеров санитарно-защитной зоны………….76

3.5 Результаты оценки качества производимой продукции…...………….77

Заключение……………………………………………………………………….85

Предложения по производству…………………………...…….........................87

Список используемой литературы……………………………...........................88

Приложение А…………………………………………………...……………….91

ВВЕДЕНИЕ

Решение экологических проблем современного общества связано с сохранением и созданием на Земле благоприятных природных условий для жизни людей, гармонизацией развития общества и природы. Состояние природной среды становится важным фактором общественного развития. Это обусловлено перерастанием локального влияния человека на природу в глобальное воздействие на ресурсы и компоненты всей Биосферы. В результате затрагиваются сами основы цивилизации, так как истощаются природные ресурсы, происходит усиленное загрязнение 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.

Сахарное производство является высокоиндустриальным и энергоемким производством, занимает важное место в структуре АПК России. Основной продукцией является сахар, используемый в питании, широко применяется в кондитерской, хлебопекарной, спиртовой, консервной, молочной и других отраслях промышленности.

Сахарная промышленность является наиболее материалоемкой и отличается большим водопотреблением. Так, в среднем на выпуск 1т сахара-песка расходуется 8 – 10 т сахарной свеклы, около 25-35 м3 воды, 0,6 т известнякового камня, 1,82 кг серы, 0,53 т условного топлива. Благодаря особенностям технологии переработки свеклы свеклосахарное производство является крупным источником образования вторичных сырьевых ресурсов и отходов. При среднем выходе сахара 10 – 12% к массе переработанной свеклы образуется около 83% свежего свекловичного жома, 5,4% мелассы, 12% фильтрационного осадка, 15% транспортерно-моечного осадка, 1,4% отсева известнякового камня, до 350% сточных вод, около 10% свекловичного «боя» и хвостиков.

Основным побочным продуктом при получении сахара из свеклы является жом. 35 – 40% его используется в свежем виде на корм скоту, 30% жома высушивают, остальной жом скисает прямо в заводских хранилищах, теряя при этом до 30% своей кормовой ценности и образуя еще один отход – жомокислую воду. В результате производства сахара образуется много загрязняющих веществ (свекловичный жом, фильтрационный осадок). Отходы сахарной промышленности (жом, патока, меласса) могут быть использованы как удобрения, а также служит ценным сырьем для производства химических продуктов: спирта, бетаина, глицерина, ацетона, поташа, дрожжевой промышленности [28].

Актуальность работы заключается в том, что производственная деятельность сахарных заводов оказывает неблагоприятное воздействие 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 м3 сточных вод).

Таким образом, с одной стороны сахар является важным пищевым продуктом, а с другой стороны – загрязнителем окружающей среды.

Целью работы является: выявление экологических аспектов производства сахара на примере ЗАО «Кристалл» (Выселковского сахарного завода). Для достижения цели поставлены следующие задачи:

– дать характеристику предприятию ЗАО «Кристалл», как источника загрязнения окружающей среды;

• ознакомиться с технологией производства сахара на ЗАО «Кристалл»;

– 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.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались материалы, собранные автором на объекте и при исследовании территории в процессе решения экологических проблем.

Практическая значимость исследования заключается в возможности оценки воздействия производства сахара на окружающую среду на затрагиваемой территории.

Структура работы состоит из следующих частей: титульного листа, содержания, введения, трех глав, шести рисунков, восемнадцати таблиц, списка используемых источников из тридцати пяти наименований.

1 Обзор литературы

1.1 Общие сведения о сахаре и сахарном производстве

Сахар – это энергетический и вкусовой 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 обусловлено континентальной блокадой Европейского побережья в период наполеоновских войн. До этого времени вся Европа получала сахар из стран и колоний тропического и субтропического климата – районов произрастания сахарного тростника. Учеными многих стран Европы, и в первую очередь Франции, было обращено внимание на свеклу, содержащую до 6 % Сахаров. В результате плодотворной селекции сахаристость корнеплодов сахарной свеклы с годами возрастала. Была разработана и технология выделения из них сахара.

В России сахарная промышленность начала развиваться с начала XVIII века. Первый сахаро-рафинадный завод, использовавший привозной тростниковый сахар-сырец, был пущен в Петербурге в 1719 году. Производство сахара из сахарной свёклы началось в России и Германии в начале XIX века. Первый сахаро-рафинадный завод, производивший продукцию в промышленных масштабах был создан в 1802 г. в селе Алябьеве Чернского уезда Тульской губернии (ныне Алябьевское сельское поселение Мценского района Орловской области) компаньонами Е. И. Бланкеннагелем и Я. С. Есиповым. Сахарная промышленность России отличалась высоким уровнем развития производства, основные предприятия были сконцентрированы во владении нескольких крупных компаний. Перед 1-й мировой войной Россия производила большие объемы свекловичного сахара, занимая 2-е место в мире (после Германии) [35].

Сахар как товарный продукт вырабатывается в двух модификациях: сахарный песок и сахар-рафинад. Первый состоит из массы кристаллов размером 0,2 – 2,5 мм, обладающих сыпучестью, а второй – из монолита литого в виде голов, колотого, пиленого и прессованного.

Сахара, содержащиеся как в стеблях сахарного тростника, так и корнеплодах сахарной свеклы, идентичны по химическому составу. Сахарозу, находящуюся в них, называют тростниковым или свекловичным сахаром. Присутствие других Сахаров из числа моно- и дисахаридов ничтожно мало.

По химическому составу сахар практически является чистой сахарозой (С12Н22О11). 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 сахарного песка составляет 1565 кДж, а 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 [26].

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 [18, с. 35].

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 представляет собой крупное промышленное предприятие, перерабатывающее в сутки тысячи тонн корнеплодов сахарной свеклы. Заводы расположены в районах возделывания этого сырья. При производстве сахара потребляют много топлива, энергии, воды, извести и некоторых других материалов. В основном сахарное производство России расположено в Тамбовской, Воронежской, Белгородской, Курской и Тульской областях. Есть сахарные заводы на Северном Кавказе и в Алтайском крае, 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 нашей страны работают сезонно, примерно 110 – 150 суток в году, это объясняется тем, что корнеплоды сахарной свеклы трудно хранить. Даже при хорошем условии хранения происходят потери сахара в результате дыхания корнеплодов, развития на них грибов и бактерий, повреждения грызунами, привяливания и т.д. Наибольший процент выхода сахара получают в первый период работы завода и наименьший – в конце сезона сахароварения. Для вновь проектируемых заводов оптимальная длительность производства принята в 110 суток.

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 корнеплодов в поде в кучах приводит к ухудшению их технологических свойств и значительной потере сахара [10, с. 448].

1.2 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, зоны и условий его 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 заключается в отделении сахарозы от 7,5% растворимых и нерастворимых несахаров органического и неорганического происхождения.

Учитывая, что сахароза из клеток корнеплодов извлекается в результате диффузии, последние должны быть плотными и упругими, т.е. не потерявшими тургор. Корнеплоды, потерявшие тургор при изрезывании, не образуют «стружку», а превращаются в кашицеобразную массу, осложняя процесс диффузии. Поэтому техническими требованиями допускается присутствие не более 5 % подвяленных корнеплодов.

Ограничивается также присутствие корнеплодов с сильными механическими повреждениями, как менее стойких при хранении – обладающих повышенной интенсивностью дыханиям легко доступных воздействию 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, имеющие более высокие отклонения от норм, относят к некондиционным.

Рисунок 1 – Химический состав корнеплодов сахарной свеклы

Кроме того, в каждой партии корнеплодов, поступающих на свеклоприемные пункты, находится то или иное количество земли, массу которой исключают из общей. Влияние увядания корней на потери сахара и изменения в химическом составе корнеплодов под действием микроорганизмов показано в таблицах 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 13 17	3,43 6,14 7,13	37,2 55,8 65,8

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

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.

1.3 Хранение корнеплодов сахарной свеклы и потери сахара

Корнеплоды сахарной свеклы как объекты хранения схожи с клубнями картофеля, столовой и кормовой свеклой и др. Им свойственны такие физиологические процессы, как дыхание, прорастание и возрастные изменения тканей. В процессе этого обмена веществ происходят и химические изменения. Так, в результате дыхания часть сахарозы разлагается до воды и углекислого газа. 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 рН свекловичного сока. Особенно это проявляется при увядании корней и их порче под действием микроорганизмов. Отмечены изменения и в минеральных веществах: среди них растет содержание растворимой золы.

При неблагоприятных условиях корнеплоды подвержены воздействию микроорганизмов. Особенно опасны возбудители кагатной гнили – грибы: Botrytis cenerea, Phoma betae, Scleratinia intermedia и Fusarium culmorum. Кроме того, грибы при дыхании выделяют много тепла, что способствует развитию процесса самосозревания в кагате. Изучение влияния прорастания корнеплодов на потери сахара показало, что они весьма ощутимы. 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. Это неизбежный и нужный физиологический процесс протекает с различной интенсивностью, зависящей больше всего от температуры хранения.

На интенсивность дыхания влияют также: сроки и способы уборки урожая, физическое состояние корнеплодов, их размеры и степень поврежденности, состав окружающей газовой среды, 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 интенсивность дыхания корнеплодов сахарной свеклы при хранении и наличие обильной микрофлоры, окружающей их, способствуют развитию процесса самосогревания в хранимой массе, Основной фактор, ограничивающий развитие этого процесса, – 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 подготовленное соответствующим образом поле массу корней укладывают в кагаты. 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.

Размеры кагатов зависят от стойкости корнеплодов к хранению, намечаемых сроков хранения, наличия площадей и уровня механизации работ по формированию кагата, 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. На длительное хранение закладывают кондиционные партии корнеплодов без признаков поражения. 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 сокращает потребность в земельных участках и укрывных 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. Материалы, применяемые для укрытий, различны, но все они должны обладать низкой теплопроводностью и достаточными гидроизоляционными свойствами.

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. Систематически наблюдают за температурой кагатов, используя буртовые термометры, термопары или термометры сопротивления. Регулируют температуру, меняя положение укрытий: усиливая их при опасности переохлаждения или снимая при повышении температуры. Однако лучшее и надежное средство регулирования физической среды в кагатах – активное вентилирование.

Современные установки для вентилирования кагатов оснащены устройствами кондиционирования воздуха по влажности. В этом случае можно не только регулировать температуру, но и обеспечивать необходимую влажность воздуха в кагате. 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 [15].

1.4 Воздействие пищевой промышленности на окружающую среду

По степени интенсивности отрицательного воздействия предприятий лёгкой и пищевой промышленности на объекты окружающей среды первое место занимают водные ресурсы. По расходу воды на единицу выпускаемой продукции пищевая промышленность занимает одно из первых мест среди отраслей народного хозяйства. Высокий уровень потребления обуславливает большой объем образования сточных вод на предприятиях, при этом они имеют высокую степень загрязненности и представляют опасность для окружающей среды. Сброс сточных вод в водоемы быстро истощает запасы кислорода, что вызывает гибель обитателей этих водоемов.

На предприятиях сахарной, крахмалопаточной, консервной, винодельческой отраслей основной объем сточных вод образуется при гидро-транспортировке и мойке сырья. Для сточных вод этих отраслей характерен высокий показатель содержания взвешенных органических веществ. Этот осадок в течение многих лет накапливается в отстойниках и на полях фильтрации, что приводит к переполнению карт полей фильтрации и попаданию сточных вод в открытые водоемы. Уровень БПК (биологической потребности в кислороде) колеблется от 5,3 тыс. мг/л в сахарной промышленности, до 1,4 тыс. мг/л в консервной. Уровень ХПК (химической потребности в кислороде), тыс. мг/л, в сахарной промышленности составляет 7,5, в крахмалопаточном производстве - 2,9, в пивоварении - 1,2.

Состав сточных вод позволяет использовать их для орошения сельскохозяйственных культур, что решает задачи очистки и повышения плодородия почвы. Вместе с тем этот процесс дорогой, сложный и недостаточно эффективный (очистка сточных вод составляет 35-90 %). Радикальное решение проблемы – использование бессточных производств. Это направление – основное в совершенствовании водного хозяйства предприятий. Наиболее вредные вещества, поступающие в атмосферу от предприятий пищевой промышленности, – органическая пыль, двуокись углерода, бензин и другие углеводороды, выбросы от сжигания топлива. Проблема охраны атмосферного воздуха для перерабатывающих предприятий также актуальна [5].

Одной из наиболее важных проблем является хранение отходов на производстве. Хранение отходов в естественном виде возможно без потерь в течение 2-3 дней. При длительном хранении они теряют свои питательные свойства, закисают, загнивают, забраживают, загрязняя окружающую среду.

К малоиспользуемым в настоящее время отходам относятся: фильтрационный осадок (дефекат) в сахарной промышленности, последрожжевая и послеспиртовая барда в спиртовой отросли, картофельный сок в крахмальном производстве, табачная пыль, а также углекислый газ брожения и вторичный газ брожения в спиртовой и пивоваренной отраслях.

Ежегодно из образующихся в сахарной отрасли свыше 2 млн. т дефеката используется лишь 70 %. Для одного завода мощностью переработки свеклы 3 тыс. т в сутки требуется для складирования дефеката до 5 га земли. Из 5 тыс. т картофельного сока используется лишь до 20 %. Углекислый газ брожения в спиртовой отрасли используется на 20 %, остальное выбрасывается в атмосферу, усиливая парниковый эффект.

Экологическое совершенствование производства предполагает экономию потребляемых ресурсов окружающей среды и сокращение массы отходов, размещаемых в ней. И то и другое достигается путем внедрения малоотходных технологий, создания систем безотходного производства, вывода из эксплуатации устаревших основных фондов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Основные направления научных исследований по решению проблемы безопасности пищевых продуктов:

– обеспечение производства высококачественного и экологически безопасного продовольственного сырья;

– совершенствование существующих и разработка новых, в том числе безотходных и экологически чистых технологий пищевых продуктов;

– совершенствование существующих и создание новых видов упаковок для пищевых продуктов; публикация полной информации о потребительских данных продукта, его производителе, требований по безопасному обращению, включая транспортировку, использование и утилизацию, о также данных о производителях и свойствах упаковки, в том числе о ее эко логичности;

– обеспечение медико-биологической и гигиенической оценки продуктов питания и технологий их получения.

Воздух и вода как составляющие факторы окружающей среды оказывают негативное действие на содержание вредных веществ в продуктах питания при их производстве. Количество в них свинца, кадмия, ртути, сернистых веществ, диоксидов во многих районах России превышает в десятки и сотни раз ПДК (предельно допустимую концентрацию) [21, с. 138-139].

При очистке воды и воздуха необходимо учитывать, что доже микродозы вредных веществ, попадающих в продукты питания, в совокупности могут быть опасны в продукте, так как зачастую действие одного яда усиливается другим. Внимание предпринимателей к пищевой и легкой промышленности, развиваемых преимущественно в малых городах и сельских центрах со слабой инфраструктурой очистных сооружений, ведет к росту удельных (на единицу продукции) загрязнений отходами производств, вредными выбросами в атмосферу и загрязнению водоемов. Вне крупных городов количество коммунальных канализационных сетей и очистных сооружений недостаточно, а в ряде районных центров вообще отсутствуют. В относительно крупных областных городах при остром дефиците средств реконструкция этих систем в ближайшие годы может остановиться. Сбросы же новых предприятий чаще всего будут замыкаться именно на общегородские системы отвода и очистки стоков. В общегородские канализационные сети весьма вероятно будут поступать производственные стоки, на очистку которых муниципальные очистные сооружения не рассчитаны. Возрастает аварийность из-за наличия в трубах активных химически агрессивных отходов. Осадки сточных вод становятся не пригодными для использования в качестве удобрений, встает проблема их утилизации [12].

Серьезно осложняется экологическая обстановка и в связи с усложнением природоохранного контроля. Все системы контроля до настоящего времени были ориентированы на крупные предприятия. Для малых предприятий со специфическим набором выбросов и сбросов нет инструментального обеспечения, не налажена система отчетности.

Серьезный просчет допущен при формировании пакета документов по приватизации государственного имущества. Условиями приватизационных конкурсов не предусматривался установленный уровень экологической безопасности приобретаемого объекта. Таким образом, возникает угроза экономии на экологических издержках. К сожалению, законодательство еще недостаточно подготовлено к решению природоохранных задач в специфических условиях перехода к рыночным отношениям. Относительно новая проблема – экологическая регламентация деятельности зарубежных фирм.

Необходимо экологизировать весь блок хозяйственного законодательства, нормативные акты, регулирующие приватизацию и создание совместных предприятий. Нормативная база природопользования и охраны природы должна быть адаптирована к новым рыночным условиям, избавлена от рецидивов прямого государственного регулирования.

Природоохранное законодательство устанавливает юридические (правовые) нормы и правила, а также вводит ответственность за их нарушение в области охраны природной и окружающей человека среды. Природоохранное законодательство включает в себя правовую охрану природных (естественных) ресурсов, природных охраняемых территорий, природной окружающей среды городов (населенных мест), пригородных зон, зеленых зон, курортов, а также природоохранные международно-правовые аспекты.

Законодательные акты об охране природной и окружающей человека среды включают международные или правительственные решения (конвенции, соглашения, пакты, законы, постановления), решения местных органов государственной власти, ведомственные инструкции и т.п., регулирующие правовые взаимоотношения или устанавливающие ограничения в области охраны природной среды, окружающей человека.

Последствия нарушений природных явлений переходят границы отдельных государств и требуют международных усилий в охране не только отдельных экосистем (лесов, водоемов, болот и т.п.), но и всей биосферы в целом. Все государства испытывают беспокойство за судьбу биосферы и дальнейшее существование человечества. В 1998 году ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), в состав которой входит большинство стран, приняла Международную биологическую программу "Человек и биосфера", изучающую изменения биосферы и ее ресурсов под воздействием человека. Эти важные для судеб человечества проблемы могут быть решены только путем тесного международного сотрудничества.

Природоохранная политика в народном хозяйстве проводится, главным образом, через законы, общие нормативные документы (ОНД), строительные нормы и правила (СНиП) и др. документы, в которых инженерно-технические решения увязаны с экологическим нормативом. Экологический норматив предусматривает обязательные условия сохранения структуры и функций экосистемы (от элементарного биогеоценоза до биосферы в целом), а также всех экологических компонентов, которые жизненно необходимы при хозяйственной деятельности человека. Экологический норматив определяет степень максимально допустимого вмешательства человека в экосистемы, при которой сохраняются экосистемы желательной структуры и динамических качеств. Иными словами, недопустимыми в хозяйственной деятельности человека являются такие воздействия на природную среду, которые приводят к опустыниванию. В качестве примера экологического норматива можно привести биологическую продуктивность биогеоценоза и хозяйственную производительность. Общим экологическим нормативом для всех экосистем является сохранение их динамических качеств, прежде всего надежности и устойчивости [7]. Глобальный экологический норматив определяет сохранение биосферы планеты, и в том числе климата Земли, в виде, пригодном для жизни человека, благоприятном для его хозяйствования.

Таким образом, проблема влияния промышленности и сельского хозяйства на окружающую среду носит глобальный характер, что и обусловило её важность.

1.5 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) [29].

Источники загрязнения производства в атмосферу подразделяются

на следующие виды:

– организованные

– не организованные.

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 газопылевые 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 [7, с. 90]. 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 4).

Таблица 4 – Количество загрязняющих веществ газопылевых 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

Таблица 5 – 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

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.

1.6 Дефекат – побочный продукт свеклосахарного производства

Фильтрационный осадок, иначе именуемом дефекатом, или дефекационной грязью, используется 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 [33].

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 [28].

2 Материал и методика исследований

2.1 Физико-географическая характеристика территории изучаемого объекта

2.1.1 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 –4-5. Абсолютный минимум температуры воздуха -30. 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 +10. 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 . Максимальная плюсовая температура воздуха иногда достигает +40. 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 представлена 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.)	22	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.

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 [24].

Рисунок 3 – Роза ветров

2.1.2 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 6.

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 Апах 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 [9].

2.1.3 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 [24].

2.1.4 Гидрология

Гидросеть Выселковского района представлена реками Журавка (приток реки Бейсужёк правый) длина 161 км, площадь бассейна 1890 км и Бейсуг с притоками, длина 243 км, площадь бассейна 5190 км [8].

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 [17].

2.1.6 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 [20].

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

2.2.1 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 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 Выселковский Завод стал лучшим в крае по сахарному производству.

Водозабор сахарного завода на производственные нужды производится из водоёма «Горлов» на реке Бейсуг в объёме 1368,5 тыс.м3/год. Стационарная насосная станция расположена в 300 м выше существующей плотины на левом берегу реки Бейсуг на 150 км от устья. Водозабор осуществляется скрытым водопроводящим трубопроводом, снабжённым рыбозащитным устройством типа фильтрующей кассеты, построенным в 1993 году. РЭУ устроено на глубине 3,5 м в бетонной подушке, на которую опираются боковые бетонные стены высотой 1,5 м; на глубине 2 м 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 1,5 км 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 500 м.

ЗАО «Кристалл» располагается на 2 промышленных площадках в Выселковском районе Краснодарского края. Основная производственная площадка находится в северо-восточной части ст. Выселки.

Таблица 7 – 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

На основной промплощадке расположены:

– основное производство;

– свеклопункт;

– цех механизации,

– гараж.

Промплощадка №2 представляет собой поля фильтрации, расположенные в 1,5 км северо-восточнее от основной промплощадки (таблица 8).

Таблица 8 – 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 40-500С, направляется на процесс сульфитации [14].

2.2.2 Технологический процесс производства сахара

Непосредственная работа сахарного завода начинается после поступления выкопанных с полей корнеплодов. 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 (сатурация и сульфитация);

– сгущение сока выпариванием;

– кристаллизация сахара; переработка оттеков;

– сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Технологическая схема первого этапа переработки свеклы представлена на рисунке 3. Свекла, поступающая от свеклосеяших хозяйств, хранится на призаводском свеклопункте (кагатном поле), в кагатах высотой 3-4 метра и длиной 400 м. С кагатных полей свекла сталкивается бульдозером в гидротранспорте и с помощью транспортерной воды подается в бурачную.

Для очистки на тракте подачи свеклы в завод используется комплекс оборудования, состоящий из ботво-, камне- и песколовушек. По мере прохождения по тракту подачи из свеклы удаляются лёгкие примеси (ботва, солома) и тяжёлые примеси (камни, грунт).

В результате образуются отходы:

– ботва от корнеплодов, другие подобные растительные остатки (ботва, солома, 5 класс опасности) сбрасываются на асфальтированные площадки, затем собирают в металлические контейнеры по У=2 м3 и вывозят на свалку,

– отходы от механической очистки сахарной свеклы (камни, грунт, 5 класс опасности). Данные отходы собирают на площадке под транспортёром, затем пересыпают в металлические контейнеры по У=2 м3 и вывозят на свалку.

Вода на транспортировку свеклы в завод берётся из реки Бейсуг. Далее свекла отделяется от транспортерной воды, хвостиков, ботвы и растительных остатков. Транспортерная вода направляется для очистки в секционные отстойники. После осветления в отстойниках воду возвращают в гидравлические транспортеры, а осадок: шлам земляной от промывки овощей (свеклы, 5 класс опасности) смешивают со сточными фильтрационными водами, затем выкачивают на большие поля фильтрации. Образующийся осадок вывозят на сельскохозяйственные поля ЗЛО фирма «Агрокомплекс». Кроме того, свекловичные хвосты (5 класс опасности), образующиеся при мойке и сортировке свеклы, возвращают свеклосдатчикам на корм скоту. С выбрасывающей части свекломоек, свекла свеклоэлеваторами поднимается на высоту 19 м и выбрасывается на контрольный транспортер, где дополнительно выбирается ботва, а металлические примеси улавливаются магнитными ловушками.

Из моечного отделения свекла и крупные обломки транспортируются для взвешивания на автоматических порционных весах, затем выгружаются в накопительный бункер. Оттуда они самотеком поступают в свеклорезки и изрезываются в стружку, которая ленточным транспортером подается в диффузионную установку непрерывного действия.

+

На свалку

На корм скоту

На поле с/о

агрокомплекса

Рисунок 4 – Первый этап переработки свеклы

В диффузионном аппарате, куда противотоком подается сульфитированная вода, свекловичная стружка обессахаривается. Для дезинфекции в дифаппараты вводится антисептик: нобок, который поступает на предприятие в полиэтиленовых ёмкостях. После использования вещества образуется тара из-под дезинфицирующих средств обезвреженная (4 класс опасности). Тару промывают проточной водой, собирают в материальном складе S = 4 м, используют для хранения непищевых продуктов.

На следующем этапе переработки свеклы, обессахаренная стружка – жом свекловичный (сырой, 5 класс опасности) выгружается из хвостовой части диффузионного аппарата и подается на отжимные пресса. Отжатый жом, который не идет на сушку, через галерею отправляют в жомовую яму (углублённую бетонированную, У=40000 м), откуда часть отгружают свеклосдатчикам для использования в качестве корма скоту. Часть сырого жома на предприятии подвергают сушке и гранулированию.

В диффузионной установке получается сок с растворённым в нём сахаром. 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. С головки диффузионного аппарата сок откачивается в сборник диффузионного сока. Диффузионный сок очищается на мезголовушке и идёт на известковоуглекислотную очистку.

Цель очистки диффузионного сока состоит в том, чтобы путем воздействия известковым молоком освободить его от взвешенных части, придать ему нейтральную реакцию и удалить наибольшее количество несахаров. Диффузионный сок после преддефекации представляет собой смесь: известь – сахар – вода. Диффузионный сок первоначально поступает в преддефекатор системы Бригель-Мюллера, а затем подается на холодный преддефекатор. При этом в диффузионный сок добавляется известковое молоко в количестве 3,5% к мaссe свеклы.

Преддефекованный сок поступает для основной дефекации в дефекатор, куда добавляется известковое молоко из расчета 2-2,5% СаО к весу свеклы. Дефекованный сок насосом подается на 1-ую сатурацию, где обрабатывается сатурационным газом с содержанием СО2 28-32%. Отгазованный сок 1-ой сатурации поступает через подогреватели на станцию фильтрации.

Фильтльтрование – это разделение суспензии при помощи пористой перегородки на чистую жидкость (фильтрат) и влажный осадок, называемый фильтрационным. Грязевая суспензия с ФиЛСов, насосами подается в напорный сборник перед, корытами вакуум-фильтров, с которых отбирается густая грязь – фильтрационный Осадок сахарного производства (сахарный дефекат, 5 класс опасности).

Промытый фильтрационный осадок разбавляют водой, смешивают в отстойниках со шламом земляным от промывки свеклы и выкачивают на поля фильтрации. Образующийся осадок вывозят на сельскохозяйственные поля ЗАО фирма «Агрокомплекс».

Фильтрационный осадок содержит 75-80% и 20-25% органических и минеральных несахаров, в том числе азотистых и безазотистых органических соединений (белка, пектиновых веществ, кальциевых солей щавелевой, лимонной, яблочной и других кислот, минеральных веществ и др.), которые являются полезными веществами для питания растений и животных.

В качестве опорных фильтрующих перегородок в фильтрах используют лавсановую ткань, бельтинг. В процессе работы тканевые фильтры изнашиваются, и образуется отход – отработанные тканевые фильтры содержащие сахаристые вещества (5 класс опасности). Большую часть (90%) отходов вывозят на свалку, 10% отходов собирают в материальном складе, в полипропиленовые мешки по У=50 кг, затем используют на хозяйственные нужды (в качестве обтирочной ветоши, для укрытия навесов, утепления оконных и дверных проёмов). Сок и промой (раствор от промывки фильтрационного осадка) с вакуум-фильтров через вакуум-сборник сока и промоя поступает в сборник.

Осветленный сок после ФиЛСов насосами подается в пароконтактный подогреватель, где сок подогревается до температуры +850С перед второй сатурацией. На второй сатурации сок отгазовывается сатурационным газом, после чего направляется для фильтрации на УФЛ второй сатурации. После второй фильтрации сок сульфитируется сернистым газом S0 на струйных сульфитаторах системы Выскребцова.

Отсульфитированный сок фильтруется на дисковых фильтрах, а затем поступает в сборник перед увариванием на выпарной станции. На выпарной станции сироп уваривается до СВ=55-60% и поступает в сборник сиропа, сюда же направляется клеровка второго продукта (желтого сахара). Смесь сиропа и клеровки сульфитируются на струйном сульфитаторе сиропа и фильтруются на дисковых фильтрах сиропа и перекачивается в сиропные сборники перед вакуум-аппаратами.

Сироп направляется на варку утфеля 1 продукта, уваривается и сбрасывается в миксер, фугуется на центрифугах 1 продукта, где получается белый сахар и два оттека, это белый и зеленый оттеки. Белый сахар после центрифуг подается виброконвейером на элеватор сырого сахара, на транспортер сырого сахара и в сушильный барабан, где просушивается горячим воздухом. Воздух, отсасываемый вентилятором из сушильно-охладительной установки, очищается от сахарной пыли в циклоне сухой очистки. Уловленная сахарная пудра и комки сахара-песка растворяются соком в мешалке.

После сушки белый сахар поступает в охладительный барабан. Охлажденный сахар отделяется от комочков, а затем элеватором подается на распределительный транспортер над бункерами, распределяется на два бункера, взвешивается в мешки по 50 кг, зашивается на машинах вместе с биркой и мешки подаются транспортером из упаковки на склад готовой продукции. Второй оттек 1 продукта (белая патока) возвращается на варку утфеля 1 продукта.

Первый оттек 1 продукта (зеленая патока) с нижних сборников после центрифуг качается в сборники перед вакуум-аппаратами, забирается на варку утфеля 2 продукта, уваривается, кристаллизуется, фугуется. Оттек утфеля 2 продукта – это меласса. Мелассу взвешивают и выкачивают в металлические резервуары на хранение перед реализацией. Меласса (кормовая патока) – побочный продукт производства. Обычный состав мелассы: сухие вещества – 82% (азотистые органические вещества, бетоин, глютаминовая кислота), сахара – 47,6%, доброкачественные вещества – 58%.

Мелассу свекловичную используют для производства этилового спирта из пищевого сырья, пищевой лимонной кислоты, хлебопекарных, кормовых дрожжей и в качестве корма сельскохозяйственным животным. Копии договоров, платежных документов в бухгалтерии предприятия.

В процессе сгущения сока выпариванием происходит образование осадков, которые отлагаются на поверхности теплообмена в виде накипи. По мере увеличения слоя накипи на поверхности нагрева производительность выпарной установки снижается. Когда слой накипи достигает определенной толщины, ее удаляют с помощью химических реагентов (про водят "выварку" в выпарной установке кальцинированной содой). Отработанный раствор (рН=7,0), сливают в воды 3-ей категории и перекачивают их на поля фильтрации.

Кальцинированная сода на предприятие поступает в полиэтиленовых мешках. После использования вещества образуется мешкотара из-под кальцинированной Соды (4 класс опасности). Тару вместе с мусором вывозят на свалку. Для более наглядного восприятия, схема этапа переработки свекловичной стружки представлено на рисунке 5

В жомовую яму

На корм скоту

На поля фильтрации

И поля с/о

Пищевой спирт

Производство дрожжей

Корм с/х животным

Рисунок 5 – Второй этап переработки свеклы

2.2.3 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 90С) 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 [14].

2.2.4 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 330-340 м. Водовмещающие породы представлены мелкозернистыми песками мощностью 2-20 м. Количество водоносных горизонтов 10-12 м при эффективной мощности 90-100 м.

Водообильность комплекса характеризуется дебитами скважин, 15-35 м3/час. Коэффициент фильтрации равен 3-4 м/сут, водопродимость – 325 м2/сут, пьезопроводимость – 5-10 м2/сут. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине 25-35 м. Гидравлический уклон равен 0,0009 при западном направлении потока подземных вод.

По химическому составу воды гидрокарбонатные натриевые соответствуют ГОСТу. Вода питьевая: сухой остаток 0,4-0,6 г/л, жёсткость общая 0,6-6,6 мг.экв/л.

Водоносный комплекс понтических отложений залегает в интервале глубин 330-420 м. Водовмещающие породы – мелкозернистые пески.

Апробированные эксплуатационные запасы подземных вод по ЗАО «Кристалл» в ст. Выселки составляют:

– по средневерхнеплиоценовому водоносному комплексу 2290 м3/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 60 м от берега ух. Горлов.

Оборудование: насосы марки 3В-200 (3шт: 1-резервный, 2-основных), производительностью 0,1м3/сек. По напорному водоводу протяженностью 7,2 км 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 44 км 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 [14].

2.2.5 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 [27].

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 [10].

Сточные воды сахарного завода ЗАО «Кристалл» условно классифицируют на 3 категории:

1)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.

2)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.

3)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 [10].

2.2.6 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.

2.2.7 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 -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 [14].

2.3 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 9.

Таблица 9 – 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 10.

Таблица 10 – 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 11

Таблица 11 – 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 2982тыс. м/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 следующий вид отхода:

– 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 таблице 12 [14].

Таблица 12 – 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

2.4 Методы исследования

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

Анализ источников загрязнения ЗАО «Кристалл» производился на основе технической документации исследуемого объекта.

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 [19].

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 [32].

2.4.1 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 100 100 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 [32].

2.4.2 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 [32].

Данные показатели представлены в таблице 13

Таблица 13 – Характеристика лиственных пород [32]

Категория деревьев	Основные признаки	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):

КОВi = (Мi / ПДКс/сi) , (1)

где Мi – суммарный выброс i-го загрязняющего вещества, т/год;

ПДКi – среднесуточная предельно допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества, мг/м3;

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 = , (2)

где n – количество загрязняющих веществ на предприятии [23].

2.6 Уточнение размеров санитарно-защитной зоны

В соответствии с СН 245-71 ЗАО сахарный завод «Кристалл» относится ко 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 [32].

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.

3.1 Результаты фитоиндикации

Для фитоиндикации состояния почв в зоне влияния сахарного завода были выбраны 3 пробные площадки 1010 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 14).

Таблица 14 - 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 14 , 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 15.

По данным таблицы 15 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 15 – Характеристика растений в санитарно-защитной зоне полей фильтрации

№ п/п	Семейство, вид	Биологическая группа	Экологические группы
1	2	3	4
1	Астровые Амброзия полынолистная	Стержнекорневой однолетник	Ксеромезофит Эвтроф Гелиофит
2	Астровые Одуванчик лекарственный	Стержнекорневой многолетник	Мезофит Олигомезотроф Гелиофит

Продолжение таблицы 15

1	2	3	4
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 16.

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 16 – Характеристика растений на фоновом участке

№	Семейство, вид	Биологическая группа	Экологические группы
1	2	3	4
1	Астровые Амброзия полынолистная	Стержнекорневой однолетник	Ксеромезофит Эвтроф Гелиофит
2	Астровые Одуванчик лекарственный	Стержнекорневой многолетник	Мезофит Олигомезотроф Гелиофит

Продолжение таблицы 16

1	2	3	4
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 17.

Таблица 17 – 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 17 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 рисунка 6.

Рисунок 6 – Процентное соотношение древесных пород по категориям

3.3 Результаты определения категории опасности ЗАО «Кристалл»

Согласно ГОСТ 12.1005-88 i для разных классов опасности различна: первый класс опасности вещества i = 1,7; второй класс опасности – i = 1,3; третий класс опасности – i = 1,0; четвертый класс опасности – 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 18.

Таблица 18 – Результат расчетов категории опасности вещества

Название вещества	Мi, т/год	ПДК с.с.	Класс опасности вещества		КОВ
1	2	3	4	5	6
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	0,04	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

Продолжение таблицы 18

1	2	3	4	5	6
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:

1 категория – КОП > 1000000;

2 категория – 1000000 < КОП > 10000;

3 категория – 10000 < КОП > 1000;

4 категория – КОП < 1000.

КОП для предприятия равен 2841,380468, следовательно, предприятие относится к 3 категории опасности.

3.4 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 – 240 м,

– северо-восточная сторона СЗЗ – 640 м,

– восточная сторона СЗЗ – 600 м,

– 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 (рисунок 6)

Рисунок 6 – Уточненная СЗЗ

3.5 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 2С 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 [11].

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 [13].

1) Определение вкуса

Метод заключается определении вкуса раствора свекловичной мелассы органолептически. Сначала в предварительно взвешенном стеклянном стакане вместимостью 100 см взвешиваем с точностью до второго десятичного знака 25,00 г свекловичной мелассы и растворяем в 75-80 см дистиллированной воды, отмеренной цилиндром вместимостью 100 см. Вкус наших трех проб полученного раствора был сладким с горьким привкусом, что и соответствует ГОСТ Р 52304-2005.

2) Определение запаха

Этот метод заключается в определении запаха свекловичной мелассы органолептически. Стеклянную банку с притертой пробкой наполняем на ее объема свекловичной мелассой. Банку с содержимым закрываем пробкой и выдерживаем в течение 1 часа при температуре 18 – 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.

3) 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 см взвешиваем с точностью до десятичного знака 52,00 г свекловичной мелассы и растворяем в 30-50 см горячей дистиллированной воды. После охлаждения до 19 – 21 С массу раствора количественно переносим в мерную колбу вместимостью 100 см 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 – 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%.

4) 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 см 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.

5) Определение массовой доли сахара по прямой поляризации

Данный метод заключается в измерении поляризации света в растворах сахарозы. В предварительно взвешенном стеклянном стакане вместимостью 50 см взвешиваем с точностью до второго десятичного знака 26,00 г свекловичной мелассы и количественно переносим теплой водой в мерную колбу вместимостью 100 см. Раствор охлаждаем до 19 – 21 С. Осветление проводим следующим образом: в колбу добавляем 10 см раствора азотнокислого свинца, перемешиваем вращением колбы и добавляем 10 см 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 см фильтрата. Содержимое колбы взбалтываем и после образования белого осадка в колбу добавляем сернистокислый натрий из расчета 0, 20 г на 100 см 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 [13].

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;

0,0611 – коэффициент для поляриметров с клиновой компенсацией, 1/С.

В результате получаем следующее:

1) Образец № 1

%

2) Образец №2

%

3) 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.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. 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. Продукция завода является сертифицированной 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.

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

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

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

4. Основными производственными отходами является меласса и дефекат, которые 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. м/год, фактическая нагрузка – 1678,1 тыс. м/год.
Это позволяет отметить нормальную работу полей фильтрации, они не перегружены.

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.

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

7. 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. Согласно проведенным анализам сахара и его побочных продуктов, было выявлено соответствие качества выпускаемого продукта ГОСТам.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ

1. 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.

2. Использовать дефекат как химический мелиорант на поля севооборота. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института сахарной свеклы, внесение 4.5 тонны дефеката на 1 гектар обеспечивает прибавку урожая до 30 центнеров.

3. Осуществлять уход за зелеными насаждениями на территории предприятия.

4. Осуществлять контроль за соблюдением нормативов ПДВ на источниках выбросов;

5. Осуществлять контроль за качеством используемой воды.

6. Увеличить в производстве использование оборотного водоснабжения (максимального использования отработанных сточных вод в производстве).

7. Улучшить качества конструкций отстойников.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю. – Краснодар, 1961. – 263 с.
2. Агроклиматические ресурсы Краснодарского края. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 46 с
3. Акимова, Т.А. Экология : учеб. для студ. вузов / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. – М. : ЮНИТИ, 1998. – 455 с.
4. Аксенов, И.Я. Транспорт и охрана окружающей среды : учеб. для студ. вузов / И.Я. Аксенов, В.И. Аксенов. М. : Транспорт, 1996 г. – 187 с.
5. Белюченко, И.С. Антропогенная экология / И.С. Белюченко. – Краснодар : Изд-во КГАУ, 1995. – 178 с.
6. Белюченко, И.С. Методическое пособие для проведения лабораторных занятий по общей экологии и экологическому мониторингу / Белюченко И.С, Мельник О.А. – Краснодар, 2010. – 67 с.
7. Богданов, Б.М. Сахарный завод как источник загрязнения воздушного бассейна: учеб. пособие для студ. среднего проф. образования / Б. М. Богданов. – М. : Академия, 2000. – 145 с.
8. Борисов, В.И. Реки Кубани / В.И. Борисов. – Краснодар: Кубан. Кн. Изд-во, 1978. – 80 с.
9. Вальков, В.Ф. Почвоведение (почвы Северного Кавказа) / В.Ф. Вальков, Ю.А. Штомпель. – Краснодар : Изд-во Советская Кубань, 2002. – 538 с.
10. Галабутский, П.Г. Методы исследования и технологический контроль свеклосахарного производства / П.Г. Галабутский, А.А. Герасименко ; под ред. П.В. Головина. – Киев : Изд-во Акад. Наук, 1962. – 480 с.
11. ГОСТ 12570-98 Сахар. Метод определения влаги и сухих веществ. – Введ. 2000-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 2012. – 4с.
12. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – Введ. 1989-01-01. – М. : Изд-во стандартов, 2002. – 25 с.
13. ГОСТ 52304-2005 Меласса свекловичная. Технические условия. – Введ. 2005-11-01. – М. : Изд-во стандартов, 2005. – 23с.
14. Документация ЗАО «Кристалл», общие сведения о предприятии, внутренние документы предприятия. – Выселки, 2012. – 325 с.
15. Коломиец, Ф.С. Развитие свеклосеяния и производства сахара на Кубани / Ф. С. Коломиец. – Краснодар : Книжное изд-во, 1958. – 314 с.
16. Кормилицин, В.И. Основы экологии: учеб. пособие для студ. среднего проф. образования / В.И. Кормилицин, М.С. Цицкилишвили, Ю.И. Яламов. – М. : МПУ,1997. – 368 с.
17. Косенко, И.С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа и Предкавказья / И.С. Косенко. – М. : Колос, 1970. – 950 с.
18. Лемешев, М.Я. Об экологических аспектах промышленной политики / М.Я. Лемешев // Экономика стр-ва. – 1998. – №2 – С. 35-42.
19. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. – СПб., 2002 г. – 78 с.
20. Никитин, Д. П. Окружающая среда и человек : учеб. для студ. вузов / Д. П. Никитин. – М.: Высшая школа, 1989 г. – 424 с.
21. Никоноров, А.М. Глобальная экология : учеб. для студ. вузов / А.М. Никоноров, Т.А. Жоруглая. – М.: Высшая школа, 2001 г. – 225 с.
22. Новиков, Ю.В. Охрана окружающей среды : учеб. для студ. вузов / Ю.В. Новиков. – М.: Высшая школа, 1987. – 287 с.
23. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе содержащихся в выбросах предприятий. – Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – 182 с.
24. Региональная геоморфология Кавказа / Изд-во Наука. – М., 1979. – 196 с.
25. 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., 2000. – 37 с.
26. Сенокосов, А.Н. Система экологических фондов и экологических платежей в России / А.Н. Сенокосов, В.В. Петринин // Финансы. – 1998. - №2 – С. 39-41.
27. Сорокин, А.И. Оборотное водоснабжение сахарных заводов / А.И. Сорокин. – М.: Агропромиздат, 1989. – 175 с.
28. Спичак, В.В. Развитие сахарной промышленности в России / В.В. Спичак, В.Б. Остроумов. – Курск.: Изд-во РНИИСП, 2010. – 315 с.
29. Скрябин, Г. Н. Пылеулавнивание в химической промышленности / Г. Н. Скрябин, П.А. Коузов. – Л.: Химия, 1976 г. – 123 с.
30. СН 245-71 Санитарные нормы пректирования промышленных предприятий. – Введ. 1971-04-01. – М.: Госстрой СССР: Стройиздат, 1972. – 50 с.
31. Научно-прикладной справочник по климату СССР. – Л.: Гидромеоиздат, 1990 г. – 724 с.
32. Стрельников, В.В. Методические указания к выполнению курсового проекта по прикладной экологии : учебно-метод. пособие для студ. вузов / В.В. Стрельников, В.В. Чернышева. – Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2008. – 143 с.
33. Система рисоводства Краснодарского края / под ред. Е.М. Харитонова. – 2011. – 316с.
34. Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды / А.И. Федорова, А.И. Никольская. – М.: Владос, 2001. – 285 с.
35. 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

Рисунок 1 – Карта-схема Сахарного завода ЗАО «Кристалл»

Пектиновые вещества – 2,4 %

Клетчатка – 1,2 %

Гемицеллюлоза – 1,1 %

Прочие вещества – 0,3 %

Вода 75 %

Свекла

Сухие вещества 25 %

Несахара 7,5 %

Сахароза 17,5 %

Нерастворимые несахара 5 %

Растворимые несахара 2,5 %

Органические несахара 2 %

Неорганические несахара

(зола) 0,5 %

Азотсодержащие

несахара 1,1 %

Безазотистые несахара 0,9 %

Белки – 0,6 %

Небелковые

вещества – 0,5 %

Редуцирующие вещества – 0,1 %

Пектиновые вещества – 0,1 %

Органические кислоты – 0,47 %

Прочие вещества – 0,23 %

K2O – 0,25 %

Na2O, CaO, MgO – 0,12 %

P2O5 – 0,08 %

Прочие – 0,05 %

Свекла

Кагатное поле

Трансп. вода

Отходы.

Свекл. хвосты

Мех. отходы

Отходы. Растит. остатки

Переработка свеклы до свекл. стружки

На свалку

Обраб. вода

Отстойники

Свекловичная стружка

Известковое молоко

Отходы

жом свекловичный

Диффузионный сок

Фильтрование

Сок

Отходы

сах. дефекат

Сироп

Отходы

меласса

Сахар

EMBED Excel.Chart.8 \s

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА САХАРА НА ПРИМЕРЕ ВЫСЕЛКОВСКОГО САХАРНОГО ЗАВОДА