18. Технологии переработки отходов в виноградно – винодельческой отрасли в Крыму.

Анализ способов переработки виноградной лозы

Виноградарские хозяйства применяют стандартную технологию обрезки и уборки виноградной лозы. Процесс обрезки начинается с конца октября и заканчивается в конце января. Период обрезки – это период утилизации виноградной лозы, технология которой состоит из следующих этапов:

1.  Обрезка виноградной лозы без формирования валка.

2.  Выгребание виноградной лозы из междурядья на межклеточную дорогу.

3.  Выволакивание копен волокушей за пределы плантации.

4.  Сжигание лозы.

Существующая технология удаления срезанных лоз за пределы виноградников с последующим их сжиганием не выдерживает никакой критики. Во-первых, пропадает весь энергетический потенциал накопленной биомассы, что составляет около 130 Гдж/га, во-вторых, наносится непоправимый вред окружающей среде.

В настоящее время существуют новые, более перспективные технологии переработки виноградной лозы. Хозяйства, которые занимаются выращиванием винограда, осуществляют поиск путей её рационального применения.

Весьма важным источником повышения содержания гумуса в почве является переработка виноградной лозы на органические удобрения.

Разработаны два метода использования виноградной лозы в качестве удобрения: в виде компоста или свежеизмельчённой массы, вносимой непосредственно в почву.

Первый метод приготовления компоста включает в себя следующие технические операции: измельчение виноградной лозы, смешивание компонентов для приготовления компоста («активного» ила, измельчённой лозы, виноградной выжимки, дрожжевых осадков, сульфитов и сульфатов), создание буртов, периодическое увлажнение буртов с перелопачиванием (1–2 раза в месяц). Компостирование происходит при температуре 60…70° С. Для ускорения процесса компостообразования и улучшения его качества слои обрезанной виноградной лозы пересыпают слоями навоза.

Второй метод - Измельченная масса лозы, которая остается в грунте после перегнивания, превращается в удобрения, тем самым уменьшается их потребность на восстановление плодородия почвы.

Наименее затратной и высокопроизводительной (с точки зрения возможности использования механизированных средств) является технология, предусматривающая сбор и измельчение обрезков лозы на фракции длиной в среднем 5 см с разбрасыванием их в междурядья. При этом количество обрезков длиной более 20 см, которые могут отрицательно сказываться при проведении дальнейших операций по уходу за почвой, не должны превышать 2‒3 % от общего веса измельченной массы Выполнение такой технологии возможно с использованием одного агрегата – трактора с измельчителем.

Раздробленная масса лозы также может быть использована в других целях, например, для изготовления топливных брикетов, что не менее важно в период энергетического кризиса, или как наполнитель при изготовлении деревостружечных плит (ДСП) и др. стройматериалов

Строение однолетней лозы во многом сходно со строением ствола дерева. Здесь также древесина и древесные составляющие (корка, перидерма, флоэма, луб, ксилема, сердцевина) – основные элементы в строении лозы.

Технологическая схема переработки обрезков лозы в топливные брикеты

Технология переработки виноградной лозы в топливо должна включать следующие этапы:

Виноградная лоза обрезается и формируется в валок. Измельчитель заезжает в междурядье, подбирает и измельчает виноградную лозу в бункер–накопитель. Агрегатируется с трактором МТЗ–80. Длина измельченных частичек регулируется от 20 до 50 мм. После наполнения бункера измельченную лозу выгружают в самосвальный двухосный прицеп 2ПТС–40, в агрегате с МТЗ–80, для транспортировки измельченной виноградной лозы в перерабатывающий цех. После складирования привезённая щепа из приемного бункера шнековым транспортером подаётся в вакуумную сушилку ВК777, где происходит процесс вакуумной сушки при температуре 50˚С. Из сушилки щепа попадает на просеивание через первое сито с отверстиями диаметром 10 мм и далее на второе сито с отверстиями диаметром 1,4 мм. Сырьё, не прошедшее в первое сито, отправляется шнековым транспортёром в доизмельчитель, который расположен над первым ситом. Сырьё со второго сита шнековым транспортером подаётся в дозатор, из которого подаётся на пресс–экструдер, работа которого основана на воздействии высокого давления и температуры на сырьё. С помощью пресс– изготавливаются топливные брикеты

При этом каждый этап потребует использования не только имеющихся средств механизации, но и разработку нового, а также специального перерабатывающего оборудования.

Немаловажное значение имеет и экологический аспект проблемы, кроме того, что экономически эффективно решается проблема очистки отходов из виноградной лозы.

Наиболее интересным и приемлемым направлением использования древесной лозы является переработка ее для специальных целей, а именно переработка в щепу, пригодную для производства строительных материалов: древесностружечных плит (ДСП), лозолита (наполнителя из виноградной лозы) для изготовления мебели, а также производства экологически чистой тары для транспортировки и хранения овощей и фруктов. Схема технологического процесса переработки виноградной лозы для производства строительных материалов и ящичной тары аналогична схеме, представленной на рисунке

Эта технология перспективна, но она ещё не получила широкого распространения, так как сам процесс изготовления строительных материалов и их заменителей дорогостоящий, а формальдегидные смолы, являющиеся связующим элементом, токсичны.

Методом гидролиза виноградная лоза может перерабатываться на сухие кормовые дрожжи, которые могут быть использованы на корм скоту. В 1 кг измельчённой виноградной лозы при влажности 36 %, содержится 29 г протеина. А в одном килограмме муки из лозы содержится 48 г протеина. По питательности белок в кормовых дрожжах обладает более высокой усвояемостью, чем в кормах, приготовленных из других отходов сельскохозяйственного производства. Так, одна тонна кормовых дрожжей обеспечивает экономию по выращиванию 5–7 тонн зерна. Исследования по переработке виноградной лозы на кормовые дрожжи показали, что для получения одной тонны сухих кормовых дрожжей используется 4–5 тонны обрезанной виноградной лозы.

Детальное исследование этой технологии показывает наличие ряда недостатков, таких, как:

1.  Высокая себестоимость производства кормовых дрожжей.

2.  Передозировка кормовых дрожжей может вызвать интоксикацию организма из-за высокого содержания соединений меди в самих обрезках виноградной лозы.

При переработке винограда на сусло, брожении сусла, обработке и перегонке виноматериалов образуются отходы, в состав которых входят ценные компоненты: сахар, спирт, виннокислые соединения. Для получения полезных компонентов отходы перерабатывают. Отходы, которые перерабатывают, называют вторичным сырьем (выжимки, дрожжевые и гущевые осадки, коньячная барда).

Технологическая схема переработки сладкой выжимки, полученной по белому способу виноделия

№ п/п	Наименование операций	Температура, °C	Примечания
1.	Взвешивание выжимки
2.	Дозированная подача выжимки транспортером в экстрактор
3.	Экстрагирование из выжимок сахара и виннокислых соединений горячей водой с добавлением серной кислоты в соответствии с инструкцией по эксплуатации экстрактора	50 - 65	Подкисленная вода до pH = 3. Расход концен. серной кислоты 0,5 кг на 1 т выжимки
4.	Отбор промывного раствора и подача на нейтрализацию насосом		Выход раствора по отношению к выжимке 1:1
5.	Фильтрация промывного раствора на автоматическом камерном фильтр-прессе
6	Нейтрализация промывного раствора (диффузионного сока) до слабокислой реакции pH = 5,5 в реакторах нейтрализаторах с лопатной мешалкой. Сначала задается хлористый кальций в виде 20 % раствора или в сухом виде, затем известковое молоко 10 - 20 % концентрации или молотый мел	45 - 50	Расход хлористого кальция 2,5 кг, негашеной извести 10 кг на 100 дал раствора
7.	Разделение суспензии ВКИ на жидкую фракцию и осадок осуществляется на центрифуге до влажности не более 30 % или отстойным методом
8.	Высушивание ВКИ в сушилке	90 - 95	До влажности 3 %
9.	Упаковка ВКИ в бумажные мешки, взвешивание
10.	Подача ВКИ электропогрузчиком на склад, отправка на заводы виннокаменной кислоты
11.	Сбраживание сахаросодержащей жидкости, полученной после отделения ВКИ, в потоке в батарее бродильных резервуаров	28 - 30	Брожение продолжается 36 часов
12.	Подача бражки в аппаратное отделение
13.	Отгонка спирта на брагоперегонной или на брагоректификационной установке		Расход пара на перегонку - 22 кг на 1 дал спирта
14.	Отжим отработанной выжимки на прессах непрерывного действия		До влажности 55 %
15.	Подача выжимки транспортером в бункер-дозатор
16.	Высушивание выжимки в сушильном агрегате, отделение семян от кожицы		Полнота отделения семян - 85 %
17.	Измельчение кожицы в муку, гранулирование на грануляторе
18.	Затаривание кормовой муки в контейнеры, взвешивание, хранение и отправка		Хранение - двое суток
19.	Очистка семян на зерноочистителе, затаривание в контейнеры, взвешивание, хранение и отправка		Хранение - двое суток
20.	Отработанная барда направляется в цех очистки барды

В условиях Крыма особую актуальность приобретают технологии биодеструкции отходов виног. и виноделия для получения удобрений Биотехнологии относятся к числу наиболее современных наукоемких и ресурсосберегающих технологий.