Методическое пособие 742

УДК504.054

О.Г. Щукина1, П.В. Чертков2

ВЛИЯНИЕ МОЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ НА ПРИМЕРЕ ООО «ЛЕБЕДЯНЬМОЛОКО»

В статье рассматривается влияние молочного производства на окружающую среду на примере молочного завода города Лебедянь. Молочная промышленность - отрасль пищевой промышленности, объединяющая предприятия по выработке из молока различных молочных продуктов. В состав промышленности входят предприятия по производству животного масла, цельномолочной продукции, молочных консервов, сухого молока, сыра, брынзы, мороженого, казеина и другой молочной продукции. В настоящее время производственная и хозяйственная деятельность оказывают значительное влияние на состояние окружающей среды, а главным источником воздействия является промышленность

Ключевые слова: пищевая промышленность, загрязнение компонентов окружающей среды, молочное производст-

во

Рынок молочной продукции России входит в состав российской пищевой промышленности, которая играет не маловажную роль в экономике страны. В настоящее время отечественная пищевая промышленность включает в себе 25 тысяч предприятий. Молочная промышленность включает в себя ряд отраслей: цельномолочное, сыродельное, маслодельное, молочно-консервное производства, производство сухих молочных продуктов, нежирной продукции, мороженого. Воздействие на атмосферный воздух (выброс загрязняющих веществ), образование отходов, образование сточных вод, именно так влияет деятельность предприятий молочной промышленности на окружающую среду. Технологические процессы предприятия, являющиеся главными источниками загрязнения атмосферы: 1. Производство сухого молока и молочных продуктов (сушильные установки, огневые калориферы); 2. Жестянобаночный цех (лужение, лакировка, травление, пайка); 3. Производство казеина (дробилка, казеиносушилки); 4. Отделение мойки тары и оборудования; 5. Сыродельное производство (коптилки колбасного сыра). В выбросах предприятий пищевой промышленности находятся вещества такие как: эфиры уксусной кислоты, монокарбоновые кислоты, лактаты, формальдегид; нафталин, диацетил, ацетат аммония, этилбензол, диметилбензол, антрацен, акролеин, масляная кислота, фенол, толуол, бензол [1-4].

К главным загрязняющим веществам, поступающим в атмосферный воздух при технологических процессах производства молока и молочной продукции, относятся: пыль, летучие органические соединения, хладагены, содержащие аммиак и галогены, продукты горения (табл. 1). Концентрация оксида углерода (II) СО, превышающая ПДК, приводит к изменениям в организме человека, а превышение ПДК может привести к гибели. Объясняется это тем, что СО - агрессивный газ, который легко соединяется с гемоглобином и образует карбоксигемоглобин. Повышенное содержание карбоксигемоглобина в крови приводит к ухудшению остроты зрения, изменению деятельности сердца и легких, нарушением психомоторных функций головного мозга, сонливости, нарушении дыхания, головным болям. Но образование карбоксигемоглобина это обратимый процесс, после прекращения вдыхания оксида углерода начинается вывод его из крови. По степени интенсивности отрицательного воздействия предприятий пищевой промышленности на объекты окружающей среды первое место занимают водные ресурсы. Сброс сточных вод в водоемы быстро истощает запасы кислорода, что вызывает гибель обитателей этих водоемов.

Пищевая промышленность занимает первое место среди отраслей хозяйства по расходу воды на единицу выпускаемой продукции. Именно поэтому мы можем наблюдать большой оббьем образования сточных вод на предприятиях, к тому же они имеют высокую степень загрязненности и представляют большую опасность для окружающей среды. На предприятиях молочной промышленности воду используют для мойки технологического оборудования, трубопроводов, тары (цистерн, фляг, бутылок), мытья полов, панелей,

201

производственных помещений, охлаждения молока и молочных продуктов, для работы технологических и паросиловыхустановок, а также для хозяйственно бытовых нужд. Часть воды потребляется при восстановлении сухого молока и входит в состав продуктов.

Основные загрязнения сточных вод представлены органическими соединениями (белковыми и минеральными веществами животного происхождения), концентрацию которых можно установить по количеству кислорода, необходимого для химического окисления, или эквивалентного количеству кислорода, необходимого для их биологического окисления.

Сточные воды предприятий молочной промышленности, направляемые на очистные сооружения, предварительно очищают от взвешенных веществ и крупных отбросов. С этой целью в составе очистной станции предусматриваются сооружения механической очистки: решетки, песколовки и отстойники.

Для удаления из воды растворенных органических веществ наиболее часто применяют биохимическое их окисление в природных или искусственно созданных условиях. В первом случае для этого используют почвы, проточные и замкнутые водоемы, во втором специально построенные для очистки сооружения (биофильтры, аэротенки). Образование твердых органических отходов на предприятиях по переработке молока главным образом связано с характером технологических процессов.

При сепарировании молока, производстве сливочного масла получают побочные продукты - обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. Обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка относятся к вторичным ресурсам молочного комплекса.

Переработка молока связана с неизбежными производственными потерями сырья (например, проливы молока). Также к отходам относятся полоски от мытья молочного оборудования, отбросы (сепарационная слизь), осадки, образующиеся в результате работы цен- трифуг-сепараторов и в процессе очистки сточных вод. Кроме того, отходы образуются в результате упаковки продукции, ее хранения и реализации.

Перейдем к рассмотрению «ООО «Лебедяньмолоко». Компания основана в 1925 году как «Лебедянский городской молочный завод». Завод работал для поставки продуктов в Москву. Далее переименован в «Лебедяньмолоко».

1980 г. - продукция «Лебедяньмолоко» отобрана для поставок на Олимпиаду.

1981 г. - построен новый завод, введены новые технологии и сохранены опыт и традиции качества, накопленные за 56 лет.

2002 г. - компания стала называться ОАО «Лебедянский городской молочный завод». Основным направлением деятельности, которого стали молочное животноводство и растениеводство. Охват процесса от производства молока до доставки в розничные сети готовой продукции.

2003 г. - получение первой из 20 золотых медалей на агропромышленной выставке «Золотая осень».

2004 г. - компания переименована из ОАО «Лебедянский городской молочный завод» в ООО «Лебедяньмолоко». Этот год можно считать годом рождения ныне существующего российского бренда.

2012 г. - ребрендинг компании, заявление о четком позиционировании на рынке. Изменение промышленного дизайна.

2014 г. - продукция компании продается в крупнейших сетях и магазинах города и регионов: «Покупайка», «Пятерочка», «Перекресток», «Карусель», «Магнит», «Пролетарский», «Линия», «Липка», «Хомяк», «Росинка», «ОКей», «Европа», «Правильный цыпленок». Штат предприятия насчитывает 3711 человек.

202

Таблица 1 Характеристика источников образования веществ, загрязняющих атмосферу в молочной

промышленности [1]

Запущена собственная универсальная линия по фасовке продукции от молока до йогуртов в современную пластиковую бутылку (табл. 2).

Таблица 2

Характеристики молочного завода города Лебедянь [3]

Рассмотрев доклад о состоянии и охране окружающей среды Липецкой области сделала выводы: 25 % загрязнения атмосферного воздуха в Лебедянском районе приходится на

203

ООО «Лебедяньмолоко», также 23,1 % сброса сточных вод и 20 % водопотребления приходится на молочный завод.

ООО«Лебедяньмолоко» ведет работы по решению проблем экологической ситуации

врайоне по таким направлениям как:

-обеспечение производства высококачественного и экологически безопасного продовольственного сырья;

-совершенствование существующих и разработка новых, в том числе безотходных и экологически чистых технологий пищевых продуктов;

-совершенствование существующих и создание новых видов упаковок для пищевых продуктов; публикация полной информации о потребительских данных продукта, его производителе, требований по безопасному обращению, включая транспортировку, использование

иутилизацию, о также данных о производителях и свойствах упаковки, в том числе о ее экологичности;

-обеспечение медико-биологической и гигиенической оценки продуктов питания и технологий их получения [2].

Таким образом, предприятия молочной промышленности оказывают негативное воздействие на компоненты окружающей среды района. Необходимо для оптимизации экологической обстановки усовершенствовать технологию производства и качество очистных сооружений.

Литература 1. Дегтерев, Г.П. Механизм образования молочных загрязнений и их классификация /

Г.П. Дегтерев // Хранение и переработка сельхозсырья. - М.: Изд-во «Пищевая промышленность», 2008. - № 11. - С. 41 - 43.

2. Кравченко, Э.Ф. Состояние и перспективы переработки и использования молочной сыворотки / Э.Ф. Кравченко. - М.: Изд-во «Агропромиздат», 2008. - 200 с.

3.Кунижев, С.М., Шуваев В.А. Новые технологии в производстве молочных продуктов: монография / С.М. Кунижев, В.А. Шуваев. - М.: Изд-во «ДеЛи принт», 2004. - 203 с.

4.Мишуков, Б.Г. Очистка сточных вод молокоперерабатывающих предприятий / Б.Г. Мишуков // Сборник научных трудов ЛИСИ. - СПб.: Из-во «СПб. гос. архит.-строит. ун-т»,

2005. - № 47. - С. 123-128.

1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный педагогический университет» 2ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет» - филиал в г. Новоросийск

O.G. Shukina1, P.V. Chertkov2

EFFECT OF DAIRY PRODUCTION ON THE ENVIRONMENT ON THE EXAMPLE

OF LLC «LEADERMAC»

The article examines the impact of dairy production on the environment on the example of milk on plant city Lebedyan. Dairy industry - food processing sector, combining companies for the development of milk of different dairy products. Part of industry includes enterprises for the production of the LM-vodnogo oil, dairy products, canned milk, dry milk, cheese, cheese, ice cream, casein and other dairy products. At present, the production and business activities have a significant impact on the environment, and the main source of exposure is industry

Key words: food industry, pollution of the environmental components, milk production

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Voronezh state pedagogical University»

2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Kuban state University» - branch in the town of Novorossiysk

204

СЕКЦИЯ 4. ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ,

СПЕЦИАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ

УДК 001.53

С.Е. Байда

ИНЕРЦИОННЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ: УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

Исследование закономерностей волновых процессов природных и техногенных катастроф, землетрясений, свойств и механизма образования медленных сейсмических SS-волн, позволили обнаружить такое физическое явление, как инерционные физические iФw-волны. Рассмотрены их основные свойства, указаны источники образования. Учет этих свойств даст возможность обеспечить краткосрочный прогноз землетрясений и опасных метеорологических явлений, предупреждать техногенные аварии и катастрофы

Ключевые слова: инерционные физические волны, медленные сейсмические волны, землетрясения, природные и техногенные катастрофы, химические и ядерные реакторы, адронный коллайдер

Исследование статистики возникновения землетрясений, а затем и других природных и техногенных катастрофических явлений, выявили практически аналогичные пространст- венно-временные закономерности их проявления. Это дало основание выдвинуть гипотезу, что причиной этих опасных явлений являются волновые процессы, возникающие в эпицентре землетрясений или при взрывах большой мощности, например, при испытании ядерного оружия. Дальнейший анализ этих пространственно-временных закономерностей позволил определить условия возникновения и описать основные свойства волновых процессов, которые получили название - инерционные физические волны.

Условия возникновения и основные свойства инерционных физических волн.

Исследования частоты и географического распределения землетрясений показали, что значительный вклад в инициирование сейсмической активности вносит наведѐнная сейсмичность, и еѐ основной причиной являются медленные сейсмические волны, имеющие скорость порядка 1 700 км/ч и менее. Последующие исследования, вследствие многообразия причин и областей проявления этих волновых процессов, дал им обобщающееся название, как инерционные физические волны.

В основу исследования были приняты следующие гипотезы [1]:

-каждое последующее землетрясение является следствием предыдущих землетрясе-

ний;

-основным механизмом высвобождения накопленной тектонической напряжѐнности и энергии является приток и взаимодействие волновой энергии, выделяемой при землетрясениях и перераспределяемой в литосфере, гидросфере и атмосфере Земли.

Исследование частотно-временных и пространственно-волновых закономерностей возникновения землетрясений проводилось по анализу частоты откликов «событие (воздействие) - отклик» на фиксированных интервалах времени и дальности от эпицентра предшествовавшего землетрясения. Для расчѐтов использовалась база данных Американской геологической службы за период 2000-2010 гг. Если считать, что произошедшее землетрясение индуцирует последующее и проанализировать частотно-временной спектр землетрясений с магнитудой от 4-5М и более (3 577 землетрясений), то он напоминает кардиограмму сердца человека с частотой пульса 1,8-2,2 суток. Он незначительно сбивается по изменениям фаз Луны, и, в частности, новолуния и полнолуния (рис. 1), а также при повышении солнечной активности и сдвигах земной оси.

205

Рис. 1. Частотно-временной спектр сейсмической активности Земли, индуцированной предыдущим землетрясением с силой от 5М

На рис. 2 показан частотно-временной спектр активизации землетрясений с магнитудой от 6М и техногенных аварий и катастроф, а на рис. 3 пространственно-волновой спектр активизации этих землетрясений и катастроф, который показывает, с какой частотой они распределены на удалении от эпицентра предшествовавшего землетрясения. Для сравнения на рис. 4 показан аналогичный спектр после испытаний ядерного оружия.

Рис. 2. Относительный частотно-временной спектр активизации землетрясений, аварий на энергообъектах и энергосетях, авиакатастроф и аварий на шахтах после сильных землетрясений с магнитудой более 5М

Рис. 3. Пространственно-волновые спектры возникновения новых землетрясений, электроаварий, авиакатастроф и аварий на шахтах в течение 7 суток после землетрясений с магнитудой свыше 6М по дальности от эпицентров землетрясений

Рис. 4. Индуцированная сейсмическая активность на дальности от эпицентра ядерного подземного взрыва

206

Исходя из сейсмического «пульса» Земли, в пакете волн активизации землетрясений, медленная сейсмическая SS-волна с наибольшей скоростью за сутки огибает в противоположной части земной шар и возвращается к эпицентру произошедшего землетрясения, то это соответствует скорости волны-лидера, порядка 1 675 км/ч. Обратим внимание, что эта скорость соответствует скорости волны гравитационного взаимодействия в системе Земля - Луна, составляющей около 1 670 км/ч в наиболее сейсмоактивном районе экватора. Расчѐт скорости волнового пакета (рис. 5) производится по формуле:

Vn = Ln /ΔTn, (1)

где Vn - скорость волны от предыдущего землетрясения, при котором произошло последующее землетрясение; Ln - расстояние от эпицентра землетрясения, на котором произошло последующее землетрясение; ΔTn - разница во времени, после которого произошло последующее землетрясение.

Рис. 4. Все скорости волнового пакета, рассчитанные по удалѐнности возникновения новых землетрясений от эпицентра первичного землетрясения, проявившиеся в течение

7 суток (шаг 200 км/ч)

Эти волновые пакеты показывают диапазон изменения скорости SS-волн, но в каждом конкретном случае скорости Vn SS-волн зависят от глубины очага землетрясения. Они имеют вращательную составляющую, аналогичную вихрям Россби. Расчет основных параметров медленных сейсмических волн производится по системе формул (2-4). Для их оценки используется известная формула Дж. С. Рассела для уединѐнной волны, но вводится коэффициент k, определяющий все возможные скорости в пакете волн. Наличие выраженных значений этих скоростей дали возможность определить дополнительные значения коэффициентов скорости волн в волновом пакете, которые при тех же исходных значениях: k = 1, 2, 4, 8, 16,

32 соответствуют k=√n , то есть k = 1; 1,41; 2; 2,83; 4; 5,66; 8, 11,3 … и т. д.

где Vn - скорость n волны; g - гравитационная постоянная; Н - глубина очага землетрясения; ώ – угловая скорость вращения n волны; Т - период вращения n волны; волновой квантовый коэффициент k = 1, 2, 4, 8, 10, 16, 25, 32, 64, 128 …

Волна-лидер и все последующие за ней менее скоростные волны огибают противоположную эпицентру землетрясения точку земного шара и возвращаются к нему. Этот процесс выхода и возврата SS-волн длится порядка 7-8 суток. В месте встречи возвращающихся SSволн и их догона возникают зоны изменения и активизации всех физических процессов, включая сейсмические (рис. 5 и 6). В процессе движения SS-волн и возврата их энергетическая активность постепенно снижается во времени. Суммирование общей частоты встречи SS-волн с определѐнным шагом по времени возникновения первичного землетрясения и на удалении от эпицентра землетрясения покажет географические области и время активизации

207

идущих физических процессов, включая сейсмические и риски возникновения новых землетрясений. Карта возникновения таких критичных зон для конкретного сейсмического события показана на (рис. 7).

Рис. 5. Образование пакета SS-волн

Рис. 6. Основные фазы развития и взаимодействия пакета медленных сейсмических волн, исходящих из одного источника - эпицентра землетрясения и возвращающихся к нему

Рис. 7. Географические зоны риска возникновения новых землетрясений в течение 7 суток, вызванные землетрясением в Италии 20 мая 2012 г.

208

О физической природе и свойствах медленных сейсмических волн. Медленные сейс-

мические SS-волны названы так по источнику их возникновения и теоретического расчѐтного доказательства их существования. Они обладают, как показывают представленные выше исследования, большинством свойств известных физических явлений и математических феноменов (таблица).

Известные физические явления и математические феномены, и их свойства

Главными физическими свойствами iФf-полей и iФw-волн являются:

-iФw-волны образуются при переменном движении массы - на участке (длине) ускорения и торможения, iФf-поле образуется при постоянном или переменном вращении массы;

-iФw-волна и iФf-поле скалярные и не имеют направленного силового действия, но имеют вектор скорости, вследствие чего происходит пространственное изменение силового взаимодействия (ослабление и усиление) энергетики других физических полей и волн;

-в момент образования до начала движения iФw-волна имеет дипольную структуру в виде конуса, расходящегося из точки начала движения масс и обратного конуса, сходящегося

вэту точку. После прекращения ускоренного движения образуется расходящийся сферообразный диполь с внешней (фронт) и внутренней (хвост) частями;

-расходящийся сферообразный диполь в проекции на материальной плоской поверхности имеет кольцеобразную волновую структуру;

-распространение в пространстве с постоянной поступательной и угловой вращательной скоростью, определяемой процессом, вызвавшим еѐ;

-физические параметры iФf-полей и iФw-волн определяются потенциалом, объѐмной плотностью энергии, длиной волны и еѐ поступательной скоростью, радиусом и угловой скоростью вращения поля;

-единовременно образуется пакет iФw-волн, отличающийся длиной волны, поступательными и угловыми скоростями в соответствии с определѐнными волновыми коэффициентами;

-локальное изменение энергетической плотности пространства-времени во фронте и хвосте волны, определяется энергией процесса, вызвавшего еѐ;

-распространяются в любой среде и в вакууме. Для условий и масштаба Земли практически без уменьшения энергетической плотности волны с расстоянием, но при взаимодействии с физическими процессами, имеющими критериальную аналогию (совпадение волновых коэффициентов и числа Fr) отдаѐт часть своей энергии, усиливает эти процессы при прохождении фронта волны и тормозит при прохождении хвоста iФw-волны;

-изменение силы взаимодействия (гравитационного и электрического) материальных объектов при нахождении в области фронта или хвостовой части волны;

-при встрече или наложении iФw-волны суммарно усиливают активность процессов, но с друг другом не взаимодействуют и после расхождения сохраняют ту, же активность.

Следует выделить естественные природные источники iФw-волн, к ним относятся: землетрясения, экстремальные метеорологические явления, вращение и движение планет, космофизические явления. Например, проявление закономерностей и взаимодействия iФw- волн можно наблюдать в структуре орбит планет солнечной системы.

Искусственными или техногенными источниками iФw-волн являются все виды взрывов, реакторы преобразования химической и ядерной энергии, исследовательские физические установки большой мощности (адронный коллайдер).

Инерционные физические iФw-волны - это общее совокупное проявление гравитационных волн, электрических волн (образование статических электрических зарядов без их переноса) и хрональных волн изменения интенсивности хода времени и интенсивности физических процессов.

Выводы. Исследование закономерностей волновых процессов природных и техногенных катастроф, свойств и механизма образования медленных сейсмических SS-волн, позволили дать им определение - инерционные физические iФw-волны, имеющие более широкое понимание и область проявления как физическое явление.

Учет физических свойств iФw-волн позволяет прогнозировать опасные сейсмические и метеорологические явления. Объяснить причину и предупредить различные техногенные аварии и катастрофы.

210