Оценка производственных процессов цеха по степени безотходности

 

Одним из важнейших принципов устойчивого экологического развития является рациональное использование природных ресурсов и уменьшение отходов.

Отходами называются продукты деятельности человека в быту, на транспорте, в промышленности, не используемые непосредственно в местах своего образования и которые могут быть реально или потенциально использованы как сырьё в других отраслях хозяйства или в ходе регенерации.

Отходы производства - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся в ходе производства и частично или полностью потерявшие свои потребительские свойства.

Безотходная технология - это такой способ производства продукции, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные сырьевые ресурсы таким образом, что любые взаимодействия на окружающую среду не нарушают её нормального функционирования.

Под малоотходным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом по техническим, организационным, экономическим или другим причинам часть сырья и материалов переходит в отходы и направляется на длительное хранение или захоронение.

Чистое производство - это производство, которое характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды таким образом, чтобы понизить риск для человечества и окружающей среды.

Состояние окружающей среды является одним из наиболее существенных факторов, формирующих здоровье людей.

Отходы в зависимости от токсичности химических веществ, содержащихся в них, проявляют различную степень воздействия на окружающую среду и могут быть чрезвычайно опасными, высоко опасными, умеренно опасными и малоопасными.

Требования современного рынка диктуют необходимость создания и внедрения в производство технологий с низкой энерго-, ресурсо- и капиталоемкостью, позволяющей выпускать качественную и конкурентно способную продукцию. Малоотходные и безотходные технологии позволяют, с одной стороны, максимально и комплексно извлекать все ценные компоненты сырья, превращая их в полезные продукты, а с другой - исключать или уменьшать ущерб, наносимый окружающей среде в результате выбросов отходов производства. Перевод производства на замкнутые циклы рассматривается как одно из фундаментальных направлений в решении вопросов рационального использования природно-сырьевых ресурсов и охраны окружающей среды.

Внедрение безотходных технологий вызывает необходимость проведения их количественной эколого-экономической оценки. Количественным критерием в методике служит коэффициент (уровень) безотходности К_б - интегральный показатель, характеризующий производство, процесс, технологию с точки зрения их соответствия современным требованиям рационального природопользования.

Он формируется из следующих элементарных составляющих - коэффициента полноты использования материально-сырьевых ресурсов, характеризующего степень замкнутости технологического процесса на «входе» и «выходе» по отношению к окружающей среде, и коэффициента экологичности, характеризующего интенсивность воздействия процесса на окружающую среду.

Степень замкнутости процесса (производства) по отношению к окружающей среде определяется отношением массы произведенной продукции к израсходованной на её получение массе материально-сырьевых ресурсов. К произведенной относится основная продукция, побочная продукция, изготавливаемая на предприятии из отходов, а также масса отходов, реализуемая на другие производства или отрасли, где они служат либо исходным сырьем для получения продукции, либо готовой продукцией (корм).

Коэффициент полноты использования материально-сырьевых ресурсов К_м рассчитывается по формуле:

 

, (5.1)

 

где H_q - фактический расход сырья, на единицу производимой продукции;

V_n - объем производства продукции;

V_H - годовой объем неиспользуемых отходов.

Коэффициент экологичности К_э характеризует степень безопасности производства по отношению к окружающей среде и рассчитывается по формуле:

 

, (5.2)

 

где К_о - коэффициент отходоемкости, определяемый как отношение массы неиспользуемых побочных вспомогательных продуктов и твердых, жидких и газообразных отходов, поступающих в окружающую среду с учетом относительной опасности каждого вида, к единице перерабатываемой продукции (перерабатываемого сырья):

 

, (5.3)

 

где V_Hi - годовой объем неиспользуемого отхода i-го вида, размещаемого в окружающей среде;

P_i - показатель относительной опасности i-го вида.

На основе рассчитанных коэффициентов полноты использования материальных ресурсов и экологичности определяют интегральный коэффициент безотходности процесса:

 

, (5.4)

 

Данный метод оценки предприятия используется для ранжирования технологий и производств, применяемых в пищевой промышленности, по степени мало- и безотходности, а также для определения тех из них, которые подлежат замене или выводу из процесса.

Технологии (производства), имеющие значения К_б от 0,9 до 1,0, относятся к категории условно-безотходных (абсолютно безотходные технологии должны иметь К_б = 1).

Технологии с коэффициентом безотходности, попадающим в область значений от 0,7 до 0,9 - к категории малоотходных.

Технологии с К_б < 0,7 относятся к категории рядовых.

При подготовке яблок, моркови и свеклы отделение отходов наблюдается на следующих стадиях технологического процесса:

- на стадии мойки с яблок, моркови и свеклы удаляются вместе с водой минеральные примеси, загрязнения и микроорганизмы;

-  на стадии удаления плодоножек, которой подвергаются яблоки, удаляются плодоножки;

-  на стадии инспекции вымытое сырье сортируется по качеству и размерам, удаляются плоды с поврежденной поверхностью, незрелые, загнившие, с плесенью, концы моркови и свеклы;

-  на стадии пароочистки, которой подвергается морковь и свекла, наблюдается отслоение кожицы под действием пара;

-  на стадии прессования яблочного сока идет отделение сока и образование мезги.

Нормативное количество образования отходов яблок, моркови и свеклы представлено соответственно в таблицах 5.1, 5.2, 5.3.

Таблица 5.1 - Нормативное количество образования отходов яблок

Сырье	Плодоножки	Брак	Мезга	Общее количество
	%	%	%	%
Яблоки	1,2	2	34,6	37,8

 

Таблица 5.2 - Нормативное количество образования отходов моркови

Сырье	Брак	Кожица	Концы моркови	Общее количество
	%	%	%	%
Морковь	3	6	4	13

 

Таблица 5.3 - Нормативное количество образования отходов свеклы

Сырье	Брак	Кожица	Концы свеклы	Общее количество
	%	%	%	%
Свекла	3	5,3	4	12,3

 

Исходные данные для производства яблочного, яблочно-морковного и яблочно-морковно-свекольного соков представлены соответственно в таблицах 5.4, 5.5, 5.6.

 

Таблица 5.4 - Исходные данные для производства яблочного сока

Показатели	Значение показателей
	кг/сут	т/год	%
Производительность яблочного сока	4000	1120	62,2
Расход яблок	6427	1799,6	100
Неиспользуемые отходы:
- плодоножки (яблоки)	77,1	21,6	1,2
- брак (яблоки)	128,5	36	2
- мезга (яблоки)	2221,4	622	34,6
Итого	2427	679,6	37,8

 

Таблица 5.5 - Исходные данные для производства яблочно-морковного сока

Показатели	Значение показателей
	кг/сут	т/год	%
Производительность яблочно-морковного сока	4000	1120	72,6
Расход яблок	3213	899,8	50
Расход моркови	2300	644	50
Неиспользуемые отходы:
- плодоножки (яблоки)	63,5	17,7	0,6
- брак (яблоки)	89,3	25	1
- мезга (яблоки)	1135,7	318	17,3
- брак (морковь)	59,5	16,7	1,5
- кожица (морковь)	94	26,3	3
- концы (морковь)	71	19,9	2
Итого	1513	423,6	27,4

 

Таблица 5.6 - Исходные данные для производства яблочно-морковно-свекольного сока

Показатели	Значение показателей
	кг/сут	т/год	%
Производительность яблочно-морковно-свекольного сока	2000	560	72,6
Расход:
- яблоки;	1606,5	449,8	50
- морковь;	1035	289,8	45
- свекла.	114	31,9	5
Неиспользуемые отходы:
- плодоножки (яблоки);	55	15,4	0,6
- брак (яблоки);	67,8	19	1
- мезга (яблоки);	313,6	87,8	17,3
- брак (морковь);	58,2	16,3	1,4
- кожица (морковь);	79,1	22,1	2,7
- концы (морковь);	64,6	18,1	1,8
- брак (свекла);	38,1	10,7	0,15
- кожица (свекла);	39,7	11,1	0,25
- концы (свекла).	38,9	10,9	0,2
Итого	755,5	211,5	25,4

 

Коэффициент полноты использования материально-сырьевых ресурсов рассчитывается по формуле (5.1):

 

Коэффициент отходоемкости рассчитывается по формуле (5.3):

 

 

Коэффициент экологичности рассчитывается по формуле (5.2):

 

 

Интегральный коэффициент безотходности процесса рассчитывается по формуле (5.4):

Полученные данные сводим в таблицу 5.7.

 

Таблица 5.7 - Полученные данные

Показатели	Значения показателей
Коэффициент полноты использования материальных ресурсов Км	0,9997
Коэффициент отходоемкости Ко	0,0003
Коэффициент экологичности Кэ	0,9997
Коэффициент безотходности Кб	0,9994

 

Полученные данные говорят о том, что данная технология производства относится к категории условно-безотходных. Возможные пути утилизации отходов представлены на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Варианты обращения с отходами

Главное в малоотходном и безотходном или чистом производстве - не переработка отходов, а организация технологических процессов по переработке сырья таким образом, чтобы отходы не образовывались на самом производстве. Ведь отходы производства - это часть по тем или иным причинам неиспользованного или недоиспользованного сырья, полуфабрикаты, бракованная продукция. Неутилизируемые на данный период времени и поступающие в окружающую среду, однако в большинстве случаев отходы являются сырьем для других производств и отраслей.

К утилизируемым отходам относятся кожура моркови и свеклы, концы моркови, свеклы, мезга яблок, брак моркови, свеклы и яблок, они направлены по договору в животноводческие хозяйства в качестве корма сельскохозяйственным животным.

Конечной целью безотходного или чистого производства является максимально возможное удовлетворение потребностей людей без ухудшения среды обитания.

Безопасность труда