Критерий эффективности утилизации отходов Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

Описан комплексный критерий эффективности утилизации отходов данной технологии, оценивающий безотходность, глубинУ переработки сырья и экологичность. Показана работоспособность этого критерия на примере утилизации отходов производства пива.

Проблема переработки отходов характерна для всех отраслей промышленного производства. В связи с этим возникает задача разделения отходов на используемые и неиспользуемые и повышения эффективности их утилизации. Одним из наиболее перспективных направлений является использование эколого-экономи-ческого механизма для стимулирования переработки отходов [1].

Для оценки эффективности процесса переработки предприятием отходов в продукцию необходим комплекс интегральных критериев, характеризующих количественную и качественную стороны этого процесса. Необходимость введения комплекса таких критериев обусловлена тем, что в настоящее время существует лишь качественная оценка существующих технологий [2], в которых отсутствует экономическая и, что очень актуально, экологическая составляющая, без которых нет полноты оценки процесса.

В работе [1] отмечена актуальность формирования средств количественной оценки для наиболее общего случая, когда из нескольких видов сырья вырабатывается несколько продуктов и получается несколько видов отходов.

Ранее нами сделана попытка представить комплекс таких критериев в стоимостной форме [3]. Настоящая работа посвящена дальнейшему развитию этого комплекса.

Схема формирования критериев представлена на рисунке. Она показывает, что I компонентов сырья превращаются в Ь готовых продуктов и3 отходов. При этом учитываются их массы V и стоимость единицы массы Н.

Были приняты следующие допущения:

- может быть составлен продуктовый баланс, позволяющий определить, какая часть данного сырьевого компонента присутствует в данном виде отходов;

- глубина переработки продукта оценивается его стоимостью;

ПРОДУКТЫ I ? 1,2,...,I

СЫРЬЕВЫЕ КОМПОНЕНТЫ і ? 1,2,...,I

Не 2; Ус-

Н„,; У„,

НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ] ? 1,2,...,3

Н ,;У

о1 ’ О.

Ног ;Уо

Рисунок. Схема разделения компонентов сырья и его обработки.

- экологическая опасность отходов оценивается затратами на их нейтрализацию или устранение последствий их воздействия на окружающую среду;

- стоимость отходов и затраты на их нейтрализацию включены в стоимость продукта;

- оценка технологии тем выше, чем больше значение критерия, максимально значение критерия равно единице.

Интегральная оценка того, как эффективно предприятие использует передовые технологии по переработке отходов в различные виды продукции и рационально ведет процесс переработки в соответствии с современными требованиями природопользования, характеризуется критерием безотходности технологического процесса:

Кб = 1 -

(1)

I Не^с ’

где Н ■ - стоимость сырьевых компонентов, заложенная в единицу массы ] -го вида отходов,

Н, =1 НеЬ , = 1; (2)

Н(Л - стоимость единицы массы /-го сырьевого компонента;

Д - доля I - го вида сырьевого компонента в ] -м виде отходов.

Предприятие должно стремиться к максимально возможной переработке сырья в продукцию, что можно оценить посредством максимизации критерия безотходности технологического процесса

К0б = тах Л -

I ■] IН

(3)

В формуле (3) и далее индекс к - порядковый номер множества рассматриваемых технологий.

Для оценки степени совершенства получения из отходов предприятием продукции различного назначения (как технического, так и пищевого) введем критерий глубины переработки сырья:

Кг = 1 --

(4)

IНп^п1 -Ко] + Ни] где Нп1 и Vnl - соответственно стоимость единицы массы 1-го продукта, вырабатываемого из рассматриваемого сырья, и его масса; Н] - стоимость нейтрализации единицы массы ] - го отхода.

Коэффициент глубины переработки должен также стремиться к его максимальному значению

К0, = тах

1-

ц

IНп,Уп, -К + Ни, )о

о]

Г(5)

Имеется потребность во введении критерия экологичности технологического процесса, который характеризует, насколько опасна для окружающей среды применяемая предприятием технология по нейтрализации отходов. Такой критерий имеет вид

IН V ■

^ и,Г 0}_________

К, = 1 —

(6)

I Нп^п1 -К + Ни,

Критерий экологичности также стремится к максимуму

К0Э = тах

1-

У Н V ■

^11иГ 0}

IНп^п1 -К + Ни, ))

о,

.(7)

Перечисленные критерии являются составляющей частью интегрального критерия эффективности технологического процесса, который характеризует полноту и совершенство технологических процессов, реализуемых на конкретном производстве по переработке и утилизации отходов и вторичных материальных ресурсов данного предприятия, с точки зрения экономической эффективности и экологической безопасности произведенной продукции

Ктэ = К0б К0г К0Э ® 1,0.

(8)

Расчет по формулам (1), (4), (6) и (8) эффективности технологии утилизации дробины по сравнению с реализацией дробины потребителю в жидком виде был выполнен для условий одного из производителей пива города Оренбурга. Новая технология заключается в реутилизации пивной дробины и пшеничных отрубей. При этом отделяется дисперсная фаза пивной дробины, которая смешивается с пшеничными отрубями. Смесь экструдируется, и экст-рудат сорбирует оставшуюся дисперсионную среду пивной дробины. После этого полуфабрикат высушивается в конвективной сушилке. Такая технология позволяет сохранять все водорастворимые вещества пивной дробины и делает утилизацию пивной дробины безотходной. Результаты расчета приведены в таблице.

Анализ результатов таблицы показывает, что предлагаемая технология повышает эффек-

тивность рассматриваемого производства в основном за счет повышения уровня его безотход-ности. Несколько увеличивается глубина переработки отходов. Экологические показатели остаются на том же уровне.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что предлагаемая технология реутилизации отходов бродильных и зерноперерабатывающих производств соответствует основным направлениям исследований в области переработки вторичных материальных ресурсов перерабатывающих отраслей АПК. Она реализует принцип единого подхода для всех предприятий отрасли и внедрения новых «экологически

Таблица. Оценка эффективности реутилизации пивной дробины

Технология Кб Кг Кэ К Ктэ

Существующая 0,763 0,960 0,997 0,739

Предлагаемая 0,814 0,962 0,997 0,781

чистых» технологий по переработке отходов. Оптимизация процессов основана на комплексной оценке эффективности по безотходности технологических процессов, глубины переработки сырья и экологичности производства. Это демонстрирует работоспособность предложенного комплекса критериев.

Список использованной литературы:

1. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды: Справочник / Под общей редакцией акад. РАСХН Е.И. Сизенко - М., 1999.

2. Комаров В.И., Мануйлова Т.А., Василькова Л.Б., Кривцун Л.В. Количественная оценка технологических процессов по степени их мало- и безотходности // Пищевая промышленность, № 3, 1995.

3. Антимонов С.В., Василевская С.П. Пути решения проблемы переработки отходов в отрасли хлебопродуктов // Вестник ОГУ, 2003, №1.