КУРСОВА РОБОТА. Оцінка впливу на навколишнє природне середовище при проектуванні і будівництві виробництва етилового спирту у місті Надвірна Івано-Франківської області»

МНС України

Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

Інститут цивільного захисту

Кафедра екологічної безпеки

КУРСОВА РОБОТА

з предмету «Екологічна безпека»

на тему:

«Оцінка впливу на навколишнє природне середовище при проектуванні і будівництві виробництва етилового спирту у місті Надвірна Івано-Франківської області»

Виконала

студентка групи ЕК-31

___________ - Туревич М.В.

Прийняла

___________ - дц. кафедри ЕБ, к.т.н. Степова К.В.

Львів-2012

УДК 663.54.

Оцінка впливу на навколишнє природне середовище при проектуванні і будівництві виробництва етилового спирту у місті Надвірна Івано-Франківської області. Туревич М.В. – Курсова робота. Кафедра екологічної безпеки. – Львів,ЛДУБЖД, 2012.

35с. текст. част., 7 рис., 2 табл.., 10 джерел, 1 додаток.

В курсовій роботі виконано завдання по за проектуванні виробництва етилового спирту у м. Надвірна Івано-Франківської області.

Викладені та обговорені різні сучасні методи виробництва етилового спирту за різними технологіями з різної сировини.

Визначено економічну доцільність виробництва етилового спирту з меляси. Представлена технологічна схема виробництва.

Проведена оцінка впливу виробництва на навколишнє природне середовище.

ЗМІСТ

Вступ

1. Підстави для проведення ОВНС…………………………………………6

2. Фізико-географічні особливості району і майданчика розміщення підприємства ………………………………………………………………7

3. Загальна характеристика виробництва етилового спирту……………..9

3.1. Техніко-економічне обґрунтування доцільності будівництва підприємства…………………………………………………………………..9

3.2. Характеристика цільового продукту…………………………………..9

3.3. Техніко-економічна характеристика підприємства, що будується….9

3.4. Позитивні екологічні і економічні аспекти реалізації виробництва етилового спирту………………………………………………………………10

3.5. Характеристика планової діяльності……………………………………11

3.5.1. Картопля…………………………………………………………………11

3.5.2. Зернові культури……………………………………………………….12

3.5.3. Кукурудза……………………………………………………………….12

3.5.4. Пшениця, ячмінь, овес, ріж……………………………………………12

3.5.5. Меляса…………………………………………………………………...12

3.6. опис апаратурно-технологічної схеми………………………………….13

3.7. Розрахунок чисельності виробничого персоналу та фонду заробітної плати…………………………………………………………………………….18

3.8. охорона праці…………………………………………………………….18

3.8.1. Перелік шкідливих і небезпечних виробничих чинників…………..19

3.8.2. Шкідливі речовини, які зустрічаються на виробництві……………19

3.9. Охорона навколишнього середовища…………………………………20

4. Оцінка впливів планової діяльності на навколишнє природне

середовище……………………………………………………………………22

4.1. Повітряне середовище……………………………………………….22

4.2. утилізація мелясної барди…………………………………………..28

4.3. очищення стічних вод спиртзаводу………………………………...30

5. оцінка впливів планової діяльності на навколишнє соціальне

середовище…………………………………………………………………33

6. Оцінка впливів планової діяльності на навколишнє техногенне середовище…………………………………………………………………34

7. Комплексні заходи щодо забезпечення нормативного стану навколишнього середовища та його безпеки…………………………….35

8. Заява про екологічні наслідки діяльності……………………………..37

Висновки

Спиасок використаної літератури

Додотки

ВСТУП

В економіці України ринок алкогольної продукції займає вагоме місце. Ставиться завдання покращити якісні показники спирту, знизити його собівартість та підвищити ефективність переробки. На сьогодні усі питання, які пов’язані з виробництвом, реалізацією і споживанням етилового спирту та алкогольних напоїв в Україні, регулюються державою.

З одного боку, виробництво спирту забезпечує економічну безпеку і технологічну незалежність країни. Таким чином, спирт – один з бюджетоформуючих продуктів.

1. Підстави для проведення ОВНС

Було одержано завдання запроектувати підприємство по виробництву етилового спирту у м. Надвірна Івано-Франківської області. Оцінити вплив планової діяльності на навколишнє природне середовище, запропонувати схеми очистки шкідливих викидів, з метою охорони навколишнього природного середовища.

2. Фізико-географічні особливості району і майданчика розміщення підприємства по виробництву етилового спирту

Надвірнянський район розташований у південно-західній частині Івано-Франківській області. Адміністративний центр району – місто Надвірна, розташоване в передгір’ї Українських Карпат на правому березі річки Бистриці Надвірнянської (басейн Дністра). Територія м. Надвірна припадає на Перед карпатську рівнину. В межах району виділяють Довбушанські Горгани, які розташовані між долинами Бистриці Надвірнянської і Пруту.

Територія району лежить в межах таких тектонічних структур: Південно-західної окраїни Східно-Європейської платформи (Волино-Подільської плити); внутрішньої зони Передкарпатського передового прогину;
складчастої області Українських Карпат: Скибової зони.

Клімат району помірно-контенентальний, вологий, прохолодний влітку та м’який взимку. Пересічна температура січня від -4,3°C (Яремче) до – 7,6°C (Пожижевська); відповідно липня – +17°C; + 12°C.

У районі протягом року в середньому переважають північно-західний та південно-східний напрямки вітру.

На рівнині і в передгірних районах ліси займають понад 18% території, а на схилах Карпат – 55% . У лісах ростуть бук, дуб, граб, липа, береза, ясен, явір, клен, смерека, ялина, сосна. З кущів можна зустріти брусницю, ліщину, калину, глід, терен, шипшину. Серед трав поширені тонконіг, осока, фіалка лісова, анемона діброва та інші. В Горганах збереглися реліктові види рослин: тис ягідний, листовик склопендровмй, лунарія оживаюча.

У широколистяних лісах, на рівнинах району можна зустріти таких тварин, як заєць-русак, кріт, лисиця, дикий кабан, козуля; плазунів – ящірка, вуж; птахів– шпак, горобець, синиця, галка, сойка. У річках водяться щуки, коропи, окуні, в’юни.

Зараз у горах можна побачити бурого ведмедя, оленя карпатського, зозулю, рись, дикого кабана, вовка, куницю, а з птахів – глухаря, карпатського, шишкаря ялинкового. Лелеку гірського.

Тут знаходиться Карпатський Природній Національний парк (державного значення); заказники: Лісовий Бредулецький, орнітологічний Пожератульський і Садки, ботанічні: Кливський та Товпишірський заказник, комплексна пам’ятка природи – урочища Верхнє озерище, дендропарк Високогірний. Всього місцевого значення – 8 заказників, 31 пам’ятки природи; 17 заповідних урочищ.

Рис 2.1. Карта міста Надвірна

3. Загальна характеристика виробництва етилового спирту

3.1. Техніко-економічне обґрунтування доцільності будівництва підприємства

В харчовій промисловості етиловий спирт в основному використовується в лікеро-горілчаному виробництві і виноробстві. В багато чому якість лікеро-горілчаних виробів залежить від якості продукції (спирту), що надходить на переробку. Звідси ясно,що першочергове значення має якість спирту, отриманих на мелясних спиртових заводах.

Територія заданого мені підприємства займатиме приблизно 15 га. Тут розміщатимуться основні цехи: спиртовий, дріжджовий, вуглекислотний, а також дільниця випарювання барди.

На території підприємства дві гілки залізничних колій. По одній з них цистерни з мелясою подаються до мелясних зливів, а по іншій проводиться відвантаження спирту залізничними цистернами.

3.2. Характеристика цільового продукту

Етанол C2H5OH (метилкарбінол, етиловий спирт) -безбарвна рухлива рідина з пекучим смаком і характерним запахом, температура кипіння 78,39°З, температура плавлення - 114,15°З, щільність 0,794 т/м3. Етанол змішується в усіх відношеннях з водою, спиртами, гліцерином, діетиловим ефіром і іншими органічнимирозчинниками. З деякими з них (водою, бензолом, етилацетатом, хлороформом) він утворює азеотропнісуміші різного складу. З водою дає азеотропну суміш, 95,6пирта, що містить, і, киплячу при температурі 78,1°С. У вигляді такого ректифікату етиловий спирт зазвичай і вживають в технології.

3.3. Техніко-економічна характеристика підприємства, що будується

Даний спирт завод складається з таких основних цехів: спиртово дріжджовий цех, вуглекислотний цех,дільниця випарювання барди, котельня, електроцех, транспортний цех.

В якості палива на спиртовому заводі використовується газ, що надходить із Надвірнянського УЕГГ.

Електроенергію завод отримує від Надвірнянського РЕМ.

Вода на технологічні потреби використовується із двох артезіанських свердловин глибиною 700 м. кожна.

Сировиною для виробництва спирту є меляса. Вона поступає на завод із ряду підприємств. В основному це заводи Івано-Франківської області. Основний постачальник меляси Городенківський цукровий завод. Меляса надходить з заводів в залізничних цистернах чи автоцистернах.

Під час будівництва передбачається перевести обігрів елюраційної колони з гострої пари на пари, що виходять із бражної колони. Це дозволить зменшити витрати граючої пари, а отже зменшити собівартість продукції.

Під час будівництва спиртового заводу передбачається зменшити собівартість продукції за рахунок зменшення витрат на транспортування спирту та сировини.

Також проектом передбачається монтаж колони кінцевої очистки. Це дозволить збільшити вихід спирту та покращити його якість, що перш за все передбачає зменшення собівартості спирту.

3.4. Позитивні екологічні і економічні аспекти реалізації виробництва етилового спирту

Запропонована технологія дозволяє вдосконалити та зробити більш безпечним для навколишнього середовища меляси на етанол. В її основу покладено збільшення виходу етанолу за рахунок скорочення до мінімуму (на 75-90%) об’єму безперервно вирощуваних засівних дріжджів і зменшення, за рахунок цього витрат цукру з меляси на 1,5 – 2%, які є резервом збільшення виходу етанолу. Крім цього використання методу підвищення концентрації дріжджової біомаси за рахунок її багаторазового використання дає можливість прискорити процес спиртоутворення. Разом з тим забезпечує зменшення викидів в атмосферу двооксиду вуглецю на стадії культивування дріжджів.

Технологія може бути використана з метою удосконалення процесу виробництва етанолу з меляси, який може використовуватися як технічний спирт та біопаливо.

Впровадження технології дозволяє підвищити економічність та продуктивність процесу отримання етанолу, скоротити витрати теплової енергії та зменшити об’єм викидів в атмосферу двооксиду вуглецю і кількість після спиртової барди – найбільш забрудненого відходу виробництва.

3.5. Характеристика планової діяльності

Сировина, що використовується для виробництва спирту, повинна щорічно відновлюватися в кількості, достатній для промислової переробки, мати високий вміст крохмалю та цукру та добре зберігатися, що забезпечує економічну доцільність виробництва. Цим вимогам відповідають клубні картоплі зерно рослин сімейства мятликових (злаків) та меляса.

Відповідно до географічного положення та структури господарства, що склалася в різноманітних країнах для виробництва спирту використовують різноманітні види сировини.

3.5.1. Картопля

З усіх видів рослинної харчової сировини картопля в найбільшій мірі відповідає технологічним вимогам спиртового виробництва. З картоплі з одиниці посівної площі отримують в 3 – 4 рази більше крохмалю у порівнянні з зерном. Картопляний крохмаль швидше розварюється, утворюється рухливе сусло, в ньому знаходяться азотисті та фосфорні речовини в кількості, достатній для харчування дріжджів, з нього отримують найбільший вихід спирту. При переробці картоплі виробнича потужність заводу на 10% більша, ніж при переробці зерна, а витрати палива на 12% менші ніж собівартість спирту.

До недоліків картоплі як сировини для виробництва спирту відносять значні витрати праці на вирощування картоплі, погану зберігаїмость через великий вміст вологи та легке підупадання під вплив захворювань, а також великі витрати на транспортування на великі відстані.

3.5.2. Зернові культури

На спирт перероблюють будь-яке зерно, в тому числі й зерно, що не використовується в харчових та кормових цілях. Щорічний об’єм переробки складає (%): пшениці 50 (переважно дефектної), ячменю 20, ржі 12, кукурудзи 8, проса 5, вівса 2 та інших культур (грачихи, вікі, гороху, рису та ін.) 3. для приготування солоду використовують конвенційне високоякісне зерно.

3.5.3. Кукурудза

Із зернових культур кращою сировиною для виробництва спирту є кукурудза. В ній міститься порівняно більше крохмалю, менше клітковини, більше жиру (що підвищує харчову цінність барди). Родючість кукурудзи в 2 – 3 рази вища родючості інших зернових культур.

3.5.4. Пшениця, ячмінь, овес, ріж

Ріж, пшениця, ячмінь та овес вирощуються в нашій країні та можуть використовуватися в якості сировини для виробництва спирту, проте виробництво спирту саме з цих зернових культур веде до великих грошових витрат, що в свою чергу впливає на підвищення собівартості спирту,до того ж технологічна схема виробництва спирту ускладнюється через необхідність розварювання сировини та осахарювання крохмалю.

3.5.5. Меляса

Мелясою називають останній маточний розчин – відтік, що утворюється при відокремленні кристалів сахарози на центрифугах. В мелясі містяться цукрі соку цукрового буряка чи цукрового тросику, що не видаляються при її хімічній очистці, та сахароза, яку виділяти класичним методом кристалізації вже економічно невигідно. При видобутку цукру з буряку вихід меляси у перерахунку на безводну коливається від 3,5 до 5% від її маси. З мелясою відходить від 10 до 15% усього цукру, що міститься в буряку, який перероблюється.

Відповідно до виду вихідної сировини для виробництва цукру розрізнюють бурячну та тросникову мелясу. В нашій країні цукровий тросник не вирощується, проте на цукрових заводах після буряку на білий цукор перероблюють імпортований цукор-сирець. Мелясу, що при цьому отримують називають сирцевою.

Меляса являє собою густу в’язку рідину темно-коричневого кольору зі специфічним запахом карамелі та меланоїдинів; бурячна меляса має також запах три метиламіну та інших летких амінів, що утворюються при розпаді бетаїну.

Для спиртового виробництва меляса – найкраща сировина. Цінність її в тому, що поряд з високим вмістом цукру в ній знаходяться всі речовини, необхідні для нормальної життєдіяльності дріжджів. При переробці меляси спрощується технологічна схема, тому що виключається операції розварювання сировини та осахарювання крохмалю ферментами солоду чи культур плісеневих грибів. В меляснім суслі відсутні декстрини та неосахарений крохмаль, тому воно швидше зброджується, при цьому зменшуються витрати вуглеводів, що зброджується, та збільшується вихід спирту у перерахунку на умовний крохмаль, знижується собівартість спирту та підвищується виробничисть праці. До того ж з мелясної барди можна отримувати великий асортимент цінних для народного господарства продуктів, які ідуть як побічні продукти при виробництві етилового спирту і на їх виробництво не потребується додаткових витрат. Що також робить економічно привабливим виробництво спирту з бурячної меляси.[6.]

Зараз в Україні при виробництві спирту із меляси заключною стадією виробництва являється перегонка бражки і ректифікація спирту.

3.6. Опис апаратурно-технологічної схеми

Меляса на завод поступає залізничним транспортом. Із залізничнодорожної цистерни меляса потрапляє у зливну воронку, яка розміщена між залізничними коліями, а потім йде у прийомний збірник, з якого вона шестирінчатим насосом безпосередньо подається на виробництво, або у мелясосховище, а вже звідти по мірі необхідності меляса відбирається на переробку.

Меляса подається в напірні збірники, з них вона самопливом потрапляє на ваги, які розраховані на 10т, з вагів у проміжний збірник, а звідти в 2 заторних апарати, по трубопроводу надходить вода та додається антисептик. В окремому збірнику готується розчин поживних речовин, сюди із складу подається діафоній фосфат (коли немає ортофосфорної кислоти) і карбамід та вода, потім все переміщується повітрям. Готовий розчин відцентровим насосом перекачується в мірник розчину поживних речовин, з якого подається в заторний апарат. З цистерни в мірник соляної кислоти підходить соляна кислота, яка також поступає до заторного апарату. Сюди ж додають олеїнову кислоту. Від повітродувки до барботера у заторному апараті підводиться повітря. Гази, що утворюються при перемішуванні відводяться газовим трубопроводом. Періодично заторний апарат та інше обладнання стерилізується (не менше двох годин) парою.

Затор витримують не менше 8 годин, а потім передають його на механічний вловлювач, з якого відцентровим насосом перекачується у напірний збірник, з якого меляса частково (20-25%) подається у бродильне відділення, а решта (70-75%) у дріжджегенераторне відділення.

Чисту культуру дріжджів отримують в центральній лабораторії, а потім розводять в АЧК. З АЧК дріжджі перепускаються зтисненим повітрям в држджегенератори. Перший дріжджегенератор заповнюється 8 годин. Вони з’єднані комунікаціями і заповнюються почергово.

Закачавши перший дріждігенератор, сюди подається розсиропка із розсиропника. У розсиропнику меляса доводиться до концентрації 17% сухих речовин, t=24-26 ⁰С, pH=4.95-5.1 і поступає безперервно на всі 5 дріжджегенераторів. За час поки заповнюється перший дріжджегенератор, з другого спускають дріжджі в бродильне відділення, він миється, обробляється хлорним вапном, пропарюється, охолоджується, потім половина дріжджової маси з першого дріжджегенератора перекачується у другий, і розсиропка подається до двох разом. Так заповнюється вся батарея. В дріжджегенераторах дріжджі безперервно продувають утисненим повітрям з розрахунку на 1 м³ первичного середовища 5-7 м³/год повітря, що сприяє кращому живленню дріжджових клітин киснем. Повітря для цього відбирається повітродувкою, що знаходиться на вулиці. При керуванні йде сильне виділення піни, яку гасять олеїновою кислотою, що подається в дріжджегенератори, покриваючи сусло плівкою. Гази бродіння з піною, що залишилась, по трубопроводу йдуть на піновловлювач, в якому є сітка, що затримує залишки піни, руйнуючи її. Далі гази бродіння уже без піни поступають у спиртовловлювач. Водно-спиртова суміш, що утворюється, подається в збірник водно-спиртової суміші.

Для підтримання тиску на дріжджегенераторах встановлено вакуум-переривачі.

При зброджуванні цукрів меляси, виділяється багато тепла, яке відводиться завдяки охолоджуваній воді, що подається на змійовик.

При встановленій роботі дріжджі через спеціальні воронки, що встановлені у дріжджегенераторах, подаються у бродильне відділення.

Зрілі дріжджі з дріжджегенераторів по комунікаціям самопливом потрапляють в перший головний бродильний апарат. Одночасно з потоком дріжджів в перший бродильний апарат подають з напірного збірника розсиропку 55-60%. Подачу розсиропки у перший бродильний апарат продовжують весь час, протягом якого зрілі дріжджі поступають у цей апарат. Після його заповнення дріжджами ти подачі туди розсиропки, бражку перепускають у другий бродильний апарат. Одночасно подають розсиропку, в такій кількості, щоб повністю компенсувати цукри, що недодані в дріжджову розсиропку.

Кількість меляси, яку слід додати, залежить від початкової концентрації мелясного сусла. Піну, яка утворилася при бродінні, гасять олеїновою кислотою.

Після заповнення другого бродильного апарату бражку перепускають у третій, четвертий і так далі, до повного заповнення бродильної батареї.

Кількість розсиропки, що надходить в обидва бродильні апарати вимірюють візуально-щілевими витратомірами.

З останнього дозріла бражка відцентровим насосом через фільтри подається на дріжджові сепаратори, де відокремлюються дозрілі дріжджі від бражки.

Вуглекислотні пари разом з парами спирту підходять у спиртовловлювач, де спирт вловлюється, вуглекислота направляється у вуглекислотний цех.

На рис 3.6.2. показано безвідходне виробництво ректифікованого спирту. Також ще одна схема виробництва етилового спирту наведена у додатку А.

Рис. 3.6. 2. Схема виробництва ректифікованого спирту в замкненому циклі (Безвідходне виробництво)

3.7. Розрахунок чисельності виробничого персоналу та фонду заробітної плати

Наявна чисельність працюючих розраховується на основі галузевих нормтехнологічного проектування, довідника нормативів чисельності, норм обслуговування, норм часу і виробітку.

Середньоспискова чисельність працюючих визначається як добуток наявної чисельності робітників і коефіцієнта, що дорівнює відношенню номінального до ефективного фонду робочого часу одного робітника, визначеного на основі розробленого балансу робочого часу.

3.8. Охорона праці

Служба охорони праці повинна існувати на даному спиртовому заводі, тому що кількість працюючих перевищує 50 чоловік.

Відповідно до ст.. 13 закону України «Про охорону праці» роботодавець зобов’язаний створити на робочому місці в кожному структурному підрозділі умови праці відповідно до нормативно-правових актів, а також забезпечити додержання вимог законодавства щодо прав працівників у галузі охорони праці.

Основними чинниками шкідливості у апаратному відділі є тепловиділення, так як процес перегонки і ректифікації проходить при 105 . Шум створюють рідини, що рухаються по трубопроводах, а шкідливі гази виділяються із спиртолавушки.

Небезпечні та шкідливі виробничі фактори, що існують на підприємствах за природою дії поділяються на групи: фізичні, хімічні, біологічні та психофізіологічні.[1.]

На даному спиртовому заводі на працюючих впливають такі фактори з групи фізичних:

Ø Рухомі машини та механізми;

Ø Незахищені рухомі елементи виробничого обладнання;

Ø Підвищена газованість повітря робочої зони СО2;

Ø Підвищена температура поверхонь обладнання;

Ø Підвищений рівень шуму, вібрації;

Ø Підвищена вологість повітря у окремих відділеннях.

До групи хімічних факторів:

Ø Пари кислот, що використовуються для антисептування меляси;

Ø Пари спирту, що виділяються з дріжджогенераторів, бродильних апаратів та іншого обладнання через нещільність.[3.]

3.8.1. Перелік шкідливих і небезпечних виробничих чинників

Перелік шкідливих і небезпечних виробничих чинників на даному спиртовому заводі представлений у таблиці 1.[1.]

Таблиця3.8.1. 1. Перелік шкідливих і небезпечних виробничих чинників

Шкідливі і небезпечні виробничі чинники	Джерела їх виникнення
Токсичні речовини (тальк, SiO₂, MgO, CaO)	Технологічне обладнання
Шум, вібрація	Технологічне обладнання
Електрична напруга V=220/380 В	Технологічне обладнання
Вибухо-пожежонебезпечність: - спирт (t_спл= 28 ⁰С);	Браго-ректифікаційне відділення
Влогість φ= 80-85%	Дріжджове відділення

3.8.2. Шкідливі речовини, які зустрічаються на виробництві

При виробництві етилового спирту зустрічаються шкідливі речовини, перелік яких наведений у таблиці 2.

Таблиця 3.8.2. 2. Характеристика шкідливих речовин, які зустрічаються при виробництві етилового спирту

Речовина	Токсичність	ГДК, мг/м3	Клас небезпеки
Карбамід	Впливає на органи дихання		III
С₂Н₅ОН	Впливає на слизові оболонки, печінку, нирки		IV
Тальк	Впливає на органи дихання		III

3.9. Охорона навколишнього середовища

На даному етапі розвитку нашої країни питання охорони навколишнього середовища все частіше постає гостро.

Вирішення питання інтенсивного ресурсо- та енергозбереження в значній мірі допомагає вирішувати екологічну проблему, тісно пов’язану з викидами відходів виробництва та продуктів згорання енергоносіїв в навколишнє середовище.

На заводах при виробництві етилового спирту встановлюють санітарно-захисну зону згідно СН 245-71 в 100 м.

За ступенем впливу на довкілля до нешкідливих належать: після спиртова зернова барда, дріжджі цукроміцети та вуглекислота бродіння, а до шкідливих належать: мелясна барда, головна фракція етилового спирту та сивушне масло.

Щоб менше забруднювати навколишнє середовище, барду, що утворюється в результаті перегонки і ректифікації упарюють і використовують як живлення на полях, для будівництва, як зміцнюючий матеріал, для добування руд.[4.]

Вуглекислий газ, що виділяється в результаті бродіння, вловлюється і потім використовується для газування напоїв, як джерело сухого льоду

Щоб не забруднювати повітря, гази, що викидаються в атмосферу в брагоректифікаційному відділенні проходять конденсатор і спиртовловлювач для повного вловлювання спиртових парів.[6.]

При виробництві спирту утворюється велика кількість сильно забруднених стічних вод.

Стічні води заводу діляться на чотири категорії:

- теплообмінні;

- після продування котлів;

- лютерна вода, конденсати вторинної пари;

- після миття обладнання, господарсько-побутові стоки, первинна і вторинна вода.

Вода умовно чиста надходить на повторне використання, а забруднена на поля фільтрації

4. Оцінка впливів планової діяльності на навколишнє природне середовище

4.1. Повітряне середовище

Утилізація вуглекислоти при виробництві етилового спирту

При бродінні оцукреної маси крохмалю і цукровмісної сировини в герметично закритих бродильних апаратах виділяються гази, які є майже чистою вуглекислотою: вміст вуглекислоти в них складає 99-99,5%.

Процес виділення вуглекислоти протікає по рівнянню:

С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

Цукор етиловий спирт вуглекислий газ

Вихід вуглекислоти складає 95,5т ваги спирту, 51,3 відваги сахарози і 54,2от ваги крохмалю.

Приймаючи в середньому вихід спирту рівним 90,3т. теоретичного, що складає 65,0 дкл з 1 т крохмалю,отримаємо розрахунковий вихід вуглекислоти, рівний 7,53 кг на 1 дкл отриманого спирту, або 48,95 кг вуглекислоти на1 т. переробленого крохмалю.

Практично міра використання вуглекислоти при переробці зерново-картопляної сировини може складати приблизно 70% від загального її виходу, оскільки при наповненні бродильних апаратів вуглекислота змішується з повітрям. При безперервному процесі зброджування з постійним припливом газ не змішується з повітрям і може бути використаний майже повністю. При переробці меляси використовується лише 50% вуглекислот, що виділяється в дріжджегенераторах, оскільки вона також розбавлена повітрям.

Як домішки у вуглекислоті, що виділяється при бродінні, виявляються спирт (0,4—0,8% по вазі СО2), ефіри (0,03—0,4%), кислоти (0,08—0,09%) і сліди альдегідів.

Після нескладного очищення з цього газу можна отримати харчову, майже хімічно чисту вуглекислоту у вигляді товарної рідкої або (твердою) сухої вуглекислоти або споживати на місці в газоподібному стані.

Виробництво рідкої вуглекислоти

Здобуття рідкої харчової вуглекислоти з газів бродіння на спиртних і пивоварних заводах ведеться за схемою, змальованою на рис. 1.

Рис. 3. Схема виробництва рідкої СО2 з вуглекислоти бродіння: А - загальний газовий трубопровід; Б — трубопровід в атмосферу

Вуглекислий газ, що виділяється при бродінні з герметично закритих бродильних чанів , забезпечених гідравлічними запобіжниками, прямує в спіртовловлювач 2 для промивання і звільнення від продуктів бродіння.

Під час чергового заповнення кожного бродильного чана повітря разом з тим, що почав виділятися вуглекислим газом відводять в атмосферу; як тільки залишок повітря буде витиснений газом, що виділяється, чан підключають до збірного газопроводу.[4.]

Вуглекислий газ, проходячи гідравлічний спиртовловлювач, прямує в холодний скрубер 5, зрошуваний водою за допомогою насоса 4; тут відбувається попереднє промивання і видалення з газу ефірів, альдегідів, вищих спиртів, сивушних масел і інших побічних продуктів спиртного бродіння. Очищена в скрубері вуглекислота через бризговловлювач 5 нагнітається вентилятором в збірку газу — газгольдер 6.

З газгольдера вуглекислий газ, проходячи грязевика, поступає у всмоктуючу лінію першого рівня жаття трьохступеневого вуглекислотного компресора, де він стискується до тиску 4,5 атм., унаслідок чого температура його підвищується до 100°С. Стискування необхідне для того, щоб газ міг здолати значні опори в подальших фільтрах.

Після першого рівня стискування вуглекислий газ піддається ретельному очищенню від різного роду домішок, що залишилися в нім, і охолоджуванню до температури 25 °С.

До вступу в очисну батарею СО2 проходить масловіддільник (для уловлювання суспензій масла, що можуть попасти від компресора) і холодильник для охолоджування, після чого прямує на очищення.

Очисна батарея складається з послідовно сполучених циліндрових резервуарів — фільтрів, заповнених, — 1 %-ным розчином перманганату калія — для окислення органічних домішок газу; два, що по черзі працюють, заповнених активованим вугіллям для очищення вуглекислоти від різного роду запахів, що можуть бути в ній.

Потім газ прямує послідовно в другий і третій рівні стискування і звідти поступає на розлив в балони або для здобуття сухого льоду.

З газгольдера 6 газ засмоктується і стискується до 1 — 1,5 аті одноступінчатим повітряним компресором 7. Стислий газ, пройшовши проміжний охолоджувач 8 і масловіддільник 9, нагнітається для очищення послідовно в колону з розчином марганцевокислого калію 10 і колонку з розчином соди. Далі газ охолоджується в холодильнику газу 12 і поступає для сушки в колонку, наповнену безводним хлористим кальцієм або силікагелем 13. Після осушення газ поступає для остаточного очищення в колонку з активованим вугіллям 14, після чого прямує в триступінчатий вуглекислотний компрессор15 для стискування і зріджування.

У другому рівні компресора газ стискується до 18—20 аті, при цьому тиску, пройшовши проміжний охолоджувач 16 і колонку з хлористим кальцієм 17, він поступає на третій рівень компресора, де стискується до 60—70 аті залежно від температури води, що охолоджується. Далі газ проходить масловіддільник 18 і поступає на фільтр з силікагелем 19 і вуглекислотний конденсатор, звідти зріджена вуглекислота прямує в наповнювально-вагову станцію для розливу в балони.

Колонки з хлористим кальцієм або силікагелем і активованим вугіллям доцільно здвоювати, щоб проводити їх перезарядку без порушення процесу очищення вуглекислоти.

Здобуття сухого льоду

Для здобуття твердої вуглекислоти рідина прямує у випарник, де частина її випаровується, а залишок перетворюється на снігоподібну масу (сухий лід), яка спресовується в тверде тіло.

Виробництво і вжиток рідкої вуглекислоти пов'язане з організацією балонного господарства (ємкостей) із сталевих балонів, що працюють під високим тиском і призначених для наповнення, зберігання, перевезень і витрачання вуглекислоти. Сталеві балони для рідкої вуглекислоти потребують постійного технічного нагляду і систематичного ремонту для підтримки в працездатному і безпечному стані.

Організація і вміст багаточисельного складного і дорогого балонного господарства вимагає великих витрат праці і витрата на неї складає понад 30% до загального розміру капітальних вкладень на введення в дію нових потужностей для виробництва рідкої вуглекислоти.

Зберігання і витрачання вибухонебезпечної рідкої вуглекислоти регламентовані певними технічними правилами, що забезпечують безпеку роботи, але що вимагають додаткових витрат праці і грошових коштів.

Сухий лід при зріджуванні дає вуглекислий газ 100%-ній чистота, її вимагає при перевезенні тари, розрахованої на високий тиск, тому і вартість перевезень його набагато нижча.

Сховище для сухого льоду (рис.4.1.4. ). У зв'язку з низькою температурою (мінус 78,9°С) сухий лід сприймає тепло довкілля і сублімується (випаровується).

Рис.4.1. 4. Сховище для сухого льоду

Вживання вуглекислоти для перемішування браги

На ряду спиртних заводів з 1955 р. застосовується спосіб перемішування браги і дріжджів вуглекислим газом (рис. 4.1.5.).

Рис. 4.1.5. Схема перемішування вуглекислим газом вмісту бродильних чанів і дріжджанок

Вуглекислий газ, звільнений від спирту спеціальним компресором, прямує в збірку-ресівер, де підтримується тиск 3—3,5 атм. З ресівера вуглекислий газ поступає в барботери, встановлені в нижній частині бродильного чана, викликаючи при цьому енергійне перемішування маси. Перемішування СО2 проводиться 3 рази до початку головного бродіння, а саме: після заповнення 1/3 чана, 1/2 чана і після повного заповнення, а після закінчення 36 ч від початку заповнення чана — через кожних 5 ч до кінця бродіння.

Використання вуглекислого газу в сільському господарстві

Останнім часом приділяється велика увага використанню газового добрива в сільському господарстві.

В процесі фотосинтезу рослини засвоюють з повітря вуглекислий газ і перетворять неорганічні мінеральні речовини в органічні. Проте вміст вуглекислого газу в атмосфері — близько 5 г/м3, або 0,03% за об'ємом, недостатньо для фотосинтезу. Для заповнення недоліку вуглекислого газу застосовують газове добриво.

На деяких спиртних заводах вуглекислий газ бродіння відводиться в теплиці, розташовані поблизу заводів. У ці тепліци в холодну пору року подається тепла вода по трубопроводу, який в теплий час використовується для підведення вуглекислого газу. Як показав досвід теплиць Мартиновського спиртного заводу, при поливанні водою, насиченою вуглекислим газом, врожайність овочів значно підвищилася.

Вуглекислий газ по трубопроводах за допомогою компресора може бути транспортований і на колгоспні поля. При цьому спіртовий завод продуктивністю 1000 дав спирту в добу може забезпечити щодобовим газовим добривом 120 га посівів.

4.2. Утилізація мелясної барди
Нині післяспиртову барду (відходи спиртового виробництва) ферментують у технології кормових дріжджів або скидають у відстійники нагромаджувачі. Мелясна післяспиртова барда з вмістом сухих речовин 5–7 відсотків непридатна для згодовування великій рогатій худобі, оскільки переповнена зольними елементами, які порушують водно сольовий обмін в організмі. Використання такої барди для поливання сільськогосподарських угідь часто призводить до забруднення ґрунтів, а скидання її на поля фільтрації, де барда розкладається, пов'язане із забрудненням біосфери Як переконує світовий досвід, очищення мелясної післяспиртової барди – до