3. Маловідходні і безвідходні технології.

Відходи - це речовини, матеріали і предмети, які утворюються у процесі людської діяльності, непридатні для подальшого використання за місцем утворення чи виявлення; власник відходів має намір або повинен позбутися їх (утилізувати чи видалити). Вони, з одного боку, можуть негативно впливати на живі й неживі об'єкти довкілля, а з іншого - слугувати вторинними матеріальними та енергетичними ресурсами для можливої утилізації.

У процесі виробництва і переробки сільськогосподарської продукції можуть зʼявлятися наступні відходи: барда, вижимки (синоніми - вичавки, макуха), віск, гнильні рештки, гній, гранулят, екстракт, жом, зола (попіл), кісточки, компост (перегній), костра, лузга, лушпиння (насіннєва оболонка), міздря, меляса (кормова патока), насіння, осад фільтраційний (дефекат), послід, сажа, фільтрат, фус (фуз, кубовий відстій), шкаралупа (лушпина), шрот (жмих).

Загальний стан відходів відбивають такі терміни, як гель, емульсія, суспензія, золь, коагулят, паста, порошок, пил, розчин, мміш, смола та ін.

Утворення відходів призводить до втрати частини цінних речовин, становить загрозу для навколишнього середовища, а їх збирання, перевезення, зберігання, переробка, утилізація, видалення, знешкодження, поховання, контроль за цими операціями, нагляд за місцями видалення потребують додаткових витрат. Переведення виробництва на безвідходні технології дає змогу раціональніше використовувати природні ресурси й підтримувати екологічну рівновагу.

Безвідходна технологія - це сукупність технологічних процесів, які забезпечують роботу виробництва за замкненим циклом і повне використання в процесі виробництва вихідної сировини і побічної продукції (відходу).

Головним завданням і водночас змістом безвідходного виробництва є не стільки утилізація відходів, тобто використання їх як вторинних матеріальних, енергетичних ресурсів для отримання корисної продукції чи з іншою метою, як комплексна, максимально глибока переробка сировини і зменшення кількості відходів.

Шкідливий вплив на навколишнє середовище цукрових заводів пов'язаний із процесами, які відбуваються під час тимчасового зберігання та переробки коренеплодів, а також із відходами виробництва.

Заходи, спрямовані на зниження втрат при зберіганні і переробці буряків, треба починати здійснювати ще під час вирощування і збирання врожаю. Так, застосування біозасобів (ферментних препаратів, інгібіторів ферментів) сприяє посиленню синтезу сахарози, пригніченню ферментів, які її розщеплюють, внаслідок чого знижуються питомі втрати корисних речовин під час переробки. Передзбиральне хіміко-патологічне обстеження бурякових плантацій проводять з метою визначення черговості збирання і переробки буряків і тим самим зменшують можливі втрати при зберіганні, підвищують якість продукції.

Очищення буряків, які надходять на переробку, доцільніше проводити «мокрим» способом при гідророзвантаженні, переміщенні по тракту подачі і на водовіддільниках. Це дає змогу відокремити понад 90 % домішок, тоді як за «сухого» способу - 50 %.

Процес екстрагування цукрів можна вдосконалити:

1) інтенсивним попереднім нагріванням стружки до 75 - 80 °С протягом 3 - 10 хв на агрегатах високої потужності;

2) застосуванням пресово-дифузної технології з глибоким пресу ванням жому (до 22 - 26 % вмісту сухої речовини) і поверненням жомопресової води в процес екстрагування.

Підвищення якості екстрагента за рахунок використання чистих деамонізованих конденсатів (методи електродіалізу, суперкавітації) призводить до збільшення забруднення навколишнього середовища, тому екстракцію доцільніше проводити в пароконтактних нагрівниках.

Важливе значення для зменшення забруднення довкілля має використання вторинних ресурсів і відходів цукрових заводів.

Бурякові відходи (буряковий «бій», хвостики) переробляють окремо від основного потоку, а отриманий цукровмісний сік змішують з основним або використовують для виробництва спирту. Грудки цукру, цукровий пил повертають у технологічний процес.

Буряковий жом згодовують худобі у свіжому вигляді або силосують, чи сушать. Після збагачення його використовують для годівлі худоби. Із сушеного жому виготовляють харчовий пектин.

Мелясу, вихід якої становить близько 5 % маси сировини, застосовують як кормову добавку, з неї отримують хлібопекарські і кормові дріжджі, лимонну і молочну кислоти тощо.

Фільтраційний осад, який містить 75 - 80 % СаСО₃, використовують як місцеве вапнякове добриво, у виробництві кормів, як в'яжучу речовину для виготовлення силікатної цегли.

При зберіганні сирої картоплі середні втрати досягають 30 %. За традиційної технології переробки її на крохмаль у відходи (мезгу і стічні води) потрапляє значна кількість сухих речовин (до 1/3), більша частина яких надходить у водойми і спричинює їх евтрофування.

Технологія сушіння картоплі пластинками дає змогу знизити втрати при зберіганні до 2 %, однак вона досить енерговитратна. Виробництво картоплепродуктів (чіпсів, крекерів, крупки тощо) подовжує строк їх зберігання порівняно зі свіжою картоплею, полегшує транспортування, забезпечує повнішу переробку сировини.

Особливістю й однією з обов'язкових умов комплексної переробки картоплі стало застосування механічного зневоднення подрібнено: картопляної маси на фільтрпресах з розділенням її на щільну і рідку фракції, що істотно знижує витрати енергії на сушіння порівняне з випарюванням.

При переробці плодів і овочів обсяг відходів може досягати 50 %, а з ними втрачаються цукри, білки, органічні кислоти, вітаміни тощо. Зменшення кількості відходів і збільшення виходу готової продукції добиваються вжиттям комплексу заходів.

1. Добір сортів з урахуванням мети переробки (строки достигання, придатність для механізованого збирання, вміст цінних речовин тощо).

2. Дотримання агротехніки (захист рослин, удобрення, технологія збирання та ін.) для вирощування високоякісної продукції, зменшення її деформування та травмування.

3. Застосування сучасних технологій переробки (електроплазмолізація, центрифугування, прес-пакування, прес-фільтрація, хімічні способи очищення сировини, мембранні технології тощо).

З відходів переробки плодів, ягід і овочів добувають цінні продукти. Порошки, отримані з плодово-ягідних вичавків, містять понад 25 % цукрів, їх застосовують при випіканні хліба, виготовленні цукатів, кондитерських та інших виробів. Сухі вичавки використовують для виготовлення пектину, на корм худобі.

Сік, вичавки, виноматеріали є сировиною для виробництва плодового оцту. Для цього цукор зброджують в етиловий спирт, який за наявності кисню оцтовокислими бактеріями перетворюється на оцет.

Відходи переробних молокопідприемств містять біогенні елементи, органічні речовини, які завдають навколишньому середовищу значної шкоди. Системи очисних споруд цих підприємств неспроможні повністю їх очистити. Застосуванням безвідходних технологій зменшують кількість відходів.

За традиційної технології переробки молока утворюються вторинні молочні ресурси - знежирене молоко, сколотини, сироватка, в які переходить значна частина корисних речовин. Поряд із давно відомими методами переробки цих продуктів (сушіння і згущення) застосовують і фізико-хімічні - гель-фільтрацію, іонний обмін, електрокоагуляцію, електродіаліз, ультрафільтрацію, зворотний осмос тощо.

Перспективними є мембранні методи, що характеризуються низькими енергозатратами, забезпечують розділення молочних продуктів без фазових перетворень окремих компонентів і зміни їх якості, здійснення технологічного процесу за низької температури. Поєднанням мембранних методів з іншими можна розробити безвідходні технології переробки молокопродуктів.