Apa in industria alimentara [309450]

Apa in industria alimentara

In industria alimentara se foloseste apa pentru:

[anonimizat] a ambalajelor

Producerea aburului ca agent de racire

In scopul economisirii apei se procedeaza in recuperarea condensului provenit din abur si uneori la recircularea apei in cazul instalatiilor de racire si acelor pentru mijloacele de transport.

[anonimizat]. Duritatea sa nu trebuie sa depaseasca 28 [anonimizat] o crusta tare la suprafata produsului trebuie sa fie cat mai mica deoarece favorizeaza formarea unei culori maronii iar fierul nu trebuie sa depaseasca 0.05 mg/L.

In apa folosita pentru spalarea carnii proaspete si a utilajelor continutul de saruri nu are un rol esential. Cu toate acestea materiile in suspensie incluzand substantele organice si bacteriile care produc degradarea acestora trebuie indepartate complet din apa inainte de utilizare.

Consumul total de apa pentru abatoarele de porci este de 14.8-17.5 m3/tona.

Fig1. Utilizarea apei in industria alimentara

Surse de poluare a apei

Sursele de poluare a apei se pot clasifica in 2 categorii:

[anonimizat], colectate prin sistemul de canalizare. Din aceasta categorie fac parte: [anonimizat]. [anonimizat]-se total emisiilor.

[anonimizat], [anonimizat]. In aceasta categorie se inclus si sursele ocazionale (spalarea animalelor, a utilajelor, etc.) si cele accidentale (inundatii, [anonimizat], etc.). Sursele accidentale intervin mai rar dar pot avea efecte deosebit de grave. [anonimizat], debite reduse.Ele produc o [anonimizat].

Apele uzate de la abatoare

Apele uzate provenite de la abatoare contin cantitati importante de poluanti si produse reziduale rezultate in urma procesului tehnologic.

3.1. Formarea, [anonimizat], curatirea corpurilor sau a [anonimizat], [anonimizat], etc.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], cea mai mare parte din apa folosita este evacuata ca apa uzata.

[anonimizat], [anonimizat].

Canalele de transport a apelor uzate din fiecare sectie trebuie adaptate specificului sectiei respective in asa fel incat sa se poata transporta usor, atat materialul solid care se depune repede, cat si grasimile care au tendinta de a ramane pe pereti.

O posibila grupare a canalelor in functie de specificul apelor uzate, care sa permita preepurarea lor in conditii bune ar fi urmatoarea:

– ape care contin preponderent materii in suspensie

– ape care contin grasimi

– ape care contin sange

Fiecare tip de apa uzata trebuie sa fie preepurata corespunzator. O buna functionare a retelei de canalizare si indepartarea unei parti importante de materii impurificatoare se poate obtine acordand o mare atentie la evacuarea deseurilor din sectiile productive si la recuperarea produselor secundare. Odata retinute, produsele secundare, trebuie sa aiba o utilizare imediata si la indemana, fara sa necesite transportul la distante neeconomicea unor materiale fara valoare a caror manipulare este dificila si care are efecte poluante asupra mediului.

Produsele secundare care ar trebui recuperate in procesul de productie si valorificate sunt: sangele care are cea mai mare valoare de CBO2 (consumul biochimic de oxigen) indepartarea continutului stomacal prin antrenarea cu apa mareste impurificarea apelor uzate, grasimile de la spalarea carcaselor este recomandabil sa fie colectate prin folosirea unor cantitati mici de ape care sa fie evacuate impreuna cu sangele, aceste ape contin grasimi de buna calitate.

3.2 Caracteristicile apelor uzate si infuenta lor asupra receptorilor

Apele uzate de la abatoare contin fragmente de carne, grasimi, sange, excremente, resturi de furaje, par, coarne, etc. Volumul deseurilor si proportia dintre ele variaza in functie de tipul animalelor sacrificate si de starea lor de ingrasare.

Aspectul apelor uzate de la abatoare este tulbure ca urmare a prezentei urmatoarelor componente: materii coloidale in suspensie, emulsie de grasimi, sange coagulat, produse partial descompuse in timpul digestiei.

Culoarea acestor ape este data de prezenta sangelui si a continutului stomacal, iar temperatura este de 30-40oC, avand tendinta de a intra repede in fermentatie anaeroba. Gazele fermentate au un miros specific de abator, provocand neplaceri in jur si atragand mustele.

De asemenea trebuie mentionata posibilitatea tranzmiterii prin apele reziduale a unor microorganisme patogene din Salmonella, genul Micobacteryum (M. Tuberculosis).

Datorita continutului de grasimi care se depun pe tuburile de beton din cauza scaderii temperaturii apelor uzate fata de locul de producere a lor, aceste ape pot provoca dificultati la evacuare in reteaua de canalizare.

Desi asemanatoare cu apele menajere, compozitia apelor uzate de la abatoare difera totusi prin concentratia mult mai mare in materii organice.

Evacuarea directa in receptori sau in reteaua de canalizare oraseneasca are un efect daunator prin consumarea rapida a oxigenului dizolvat, cu consecinte negative asupra florei si faunei acvatice.

Epurare → Receptor

(defectele depind de eficienta epurarii)

APE UZATE DE LA

FABRICAREA CARNII

Evacuare → Receptor

directa (consumarea oxigenului dizolvat cu consecinte negative asupra florei si a faunei acvatice)

Fig.2 Caracteristicile apelor uzate de la prelucrarea carnii si influenta acestor ape asupra receptorilor

Tabelul 1. Caracteristicile apelor uzate de la abatoare

3.3 Epurarea apelor uzate de la abatoare

3.3.1 Preepurarea mecanica

Indepartarea materialului grosier evacuat cu apele uzate poate fi realizata chiar in incinta abatorului cu instalatii speciale utilizate in acest scop si utilizarea acestui material la fabricarea produselor secundare:faina furajera, untura tehnica si faina de oase.

Evacuarea apei uzate din sectiile productive trebuie facuta dupa retinerea materialului grosier chiar in incinta sectiilor si colectarea materialului (par, resturi de carnet, oase, bucati de grasime), pentru aceasta se pot folosi gratare, site, centrifuge, separatoare de grasimie.

Egalizarea debitelor si a concentratiilor face de asemenea parte din procesul de preepurare a apelor uzate.

Gratarele sunt necesare la urmatoarele sectii: indepartarea continutului stomacal, camera de sacrificare, indepartarea parului, indepartarea sangelui, etc.

In conditiile actuale, la abatoarele din tara noastra se utilizeaza gratare fixe cu dimensiuni intre bare 1.5-2.5cm cu curatire manuala. Gratarele cu curatire manuala necesita o supraveghere continua pentru indepartarea la timp a materialului colectat, in caz contrar se produce colmatarea lor si infundarea lor completa. Colectarea materialului depus pe gratar trebuie asigurata atat in incinta sectiilor cat si in exterior, unde se fac frecvent depozite langa gratar care intra in descompunere si sunt surse de infectie in special vara cand apar mustele.

Gratarele cu curatire mecanica se folosesc de regula cu rezultate bune pentru statii mari de epurare. Materialul retinut de gratar este material grosier deoarece apele uzate de la abatoare transporta in majoritate corpuri moi care trec cu usurinta prin bare fiind antrenate de curentul de apa.

Sitele rotative sunt utilizare in abatoare pentru preepurarea apelor uzate inainte de evacuarea in reteaua de canalizare oraseneasca.Aceste site rotative sunt utilizate pentru a impiedica colmatarea orificiilor si pentru a permite scurgerea apei.

Utilizarea sitelor vibratoarea permite indepartarea materialului grosier si a bucatilor de grasime din apele uzate de la abatoare in conditii bune.

Se mai pot folosi discuri rotative si orizontale.

Separatorul de grasimi – prin separarea grasimilor la sectii, se intelege operatie deosebit de importanta ce urmareste recuperarea si valorificarea lor, evitarea colmatarii retelei de canalizare, precum si o exploatare normala a statiei de epurare.

Datorita evacuarii de grasime este absolut necesar ca abatorul sa fie prevazut cu separatoare de grasimi avand posibilitati de curatire, astfel se poate impiedica evacuarea apei uzate care in unele cazuri contine mai mult de jumatate grasime, chiar daca aceste evacuari sunt intamplatoare.

Separatoarele de grasimi utilizate la abatoare, in conditiile actuale sunt de tipul: fara insuflare de aer si cu insuflare de aer.

Fig 3. Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune (0,5 – 0,7 atm)

Pentru indepartarea namolului fundul se executa inclinat asigurand scurgerea namolului spre baza de colectare.

Fig.4 Separator de grasimi:1-aerisire, 2-intrarea apei, 3-spatiu pentru namol, 4-nivel namol; 5,6,7-compartimente de separare a grasimilor; 8,9-fund in panta pentru scurgere, 10-deversor, 11-iesirea apei fara grasimi.

Grasimile colectate la suprafata trebuie indepartate intr-o camera de ingrosare. Depozitarea grasimilor separate nu ridica probleme deoarece ele pot fi utilizate pentru fabricarea de grasimi tehnice si in hrana animalelor. Unele separatoare de grasimi sunt bicompartimentate, cu colectare laterala pentru grasimi; inaltimea apei este de circa 1m.

Separatoarele sunt amplasate ingropat fiind alimentate gravitational.

3.3.2 Epurarea apelor uzate

Epurarea apelor uzate se poate realiza in mod eficient numai dupa o buna preepurare a lor, pentru indepartarea materialului grosier si a grasimilor, care ingreuneaza o buna functionare a statiilor de epurare. Pentru obtinerea unei epurari avansate se foloseste epurarea biologica.

Epurarea mecanica

Apele uzate brute contin cantitati mari de materii in suspensie atat grosiere cat si coloidale. Majoritatea materiilor in suspensie grosiere decanteaza in primele 15-30min . Restul de materie in suspensie fiind si coloidale, raman in apa uzata chiar dupa 2 ore de decantare.

La epurarea mecanica sunt folosite:

– decantoare cu functionare discontinua: utilizarea decantoarelor orizontale biocompartimentate, fara pod raclor, cu functionare alternativa, este posibila in cazul unor abatoare mici, ca sa se poata asigura timpul necesar pentru evacuarea namolului si curatarea compartimentului scos din functiune.

– decantoare orizontale cu functionare continua: decantoarele longitudinale sau orizontale cu raclare mecanica se considera potrivite pentru acest tip de ape uzate. Eficienta decantorului orizontal este in functie de incarcarea hidraulica superficiala, incarcarea superficiala in materii in suspensie si caracteristicile apelor uzate.

Fig. 5 Forma decantoarelor primare longitudinale

Decantoarele cu etaj se utilizeaza de asemenea la abatoarele din tara noastra. Eficienta decantoarelor este puternic influentata de caracteristicile apelor uzate. Prin utilizarea acestor decantoare se evita dificultatile legate de ridicarea namolului la suprafata.

Decantoarele cu etaj pot solutiona problema prelucrarii namolului primar, el fiind partial descompus prin fermentare anaeroba

Fig. 6 Decantor Emscher (decantor cu etaj)

Epurarea mecano-chimica

La abatoare, acest tip de epurare se aplica prin tratare cu coagulanti. Ca agenti de precipitare se folosesc saruri de aluminiu (300mg/L) sau de fier, cel mai frecvent in combinatie cu varul (500mg/L). Utilizarea unui singur coagulant presupune utilizarea unei doze mari.

In cazul apelor de la abatoare adaugarea de acid produce in acelasi timp precipitarea proteinelor si reducerea concentratiei de substante organice dizolvate.

Epurarea biologica

Pentru indrepartarea mai avansata a materiei organice din efluentul treptei mecanice acesta poate fi supus epurarii biologice, in cazul apelor uzate de la abatoare, unde impurificatorul principal este materia organica, procedeele biologice de epurare pot avea eficiente ridicate circa 90-95%.

Epurarea biologica anaeroba

Procedeele de epurare biologic-anaeroba pentru apele uzate de la abatoare pot fi artificiale, in instalatii adecvate sau naturale, in lagune anaerobe.

Lagunele anaerobe sepreteaza foarte bine pentru epurarea acestor ape care au un continut ridicat de grasimi, proteine, concentratii mari de nutrienti si suspensii.

Avantajele lagunelor sunt costul mic initial, expoatarea lor usoara, posibilitatea de a retine cantitati mari de grasimi. Datorita suprafetei lor mari ele inca nu pot fi utilizate in abatoare moderne, cu debite mari.

Epurarea biologica-aeroba

Epurarea biologica-aeroba pentru apele uzate de la abatoare se poate realiza prin procedee biologice in iazuri aerobe, iazuri de mica adancime, biofiltre si instalatii cu namol activ.

In cazul abatoarelor moderne, cu debite si incarcare mare, procedeul cu namol activ poate fi aplicat pentru a obtine eficiente bune.

Procedeul cu namol activ este unul din procedeele cele mai eficiente pentru degradarea apelor uzate cu continut mare de substante organice.Apa uzata bruta, datorita continutului ridicat de substante organice usor biodegradabile, reprezinta o adevarata cultura micta bacteriana, activ descompunatoare, care favorizeaza formarea destul de rapida a flocoanelor de namol activ.

Epurarea biologica cu namol activ poate fi utilizata in mai multe variante: in sistem complet amestecat, aerare in trepte, contact-stabilizare, aerare prelungita, nitrificare cu aerare prelungita, apele uzate de la abatoare, se preteaza pentru a fi epurate dupa oricare aceste variante, ele fiind aplicate in functie de gradul de epurare solicitat si de posibilitatile locale de a le aplica.

3.3.3. Prelucrarea namolului

Namolul separat in instalatiile de epurare este caracterizat de o mare instabilitate, fiind descompus foarte usor anaerob, de aceea evacuarea sa directa pe patul de uscare nu este recomandata, acesta fiind colectat foarte repede. Prelucrarea namolului se preteaza sa se faca in decantoare cu etaj sau in bazine de fermentare inchise, timpul de fermentare variind intre 5-20 zile.

Gazul degajat este bogat in metan si poate fi captat si utilizat la incalzirea instalatiilor si a statiei de epurare.

Fermentarea anaeroba a namolului primar se poate face impreuna cu alte deseuri rezultate in incinta abatorului, care nu pot fi utilizate in alte scopuri, cat si cu excesul de namol activ, in special daca acesta este intrudus in decantorul primar pentru a imbunatati eficienta acestuia.

La unele abatoare, namolul primar, partial fermentat, impreuna cu excesul de namol activ sunt stabilizate aerob.

Stabilizarea aeroba a namolului activ si anaeroba separat si a namolului primar implica investitii suplimentare.

Namolul deshidratat este utilizat in agricultura, nu necesita platforme pentru depozitarea lui. Namolul obtinut dupa deshidratare nu prezinta miros neplacut, poate fi usor lopatat si transportat, are umiditate de 60%.

Compostarea namolului este o metoda moderna pentru utilizarea deseurilor de natura organica. In cazul namolului de la abatoare el este compostat fie cu continutul stomacal sau cu paie, borhot sau alte gunoaie.

Temperatura de compostare se ridica pana la 60-70oC timp de 8-28 zile, in functie de temperatura de compostare, de felul in care este alcatuit compostul si de dirijarea procesului. Valoarea pH-ului dupa compostare este de 7.2-9 (unitati de pH), produsul obtinut neavand miros neplacut. El poate fi folosit in hrana animalelor sau a pasarilor, sau ca ingredient agricol.

Fig. 8 Bazin de fermentare de mare incarcare: 1 – amestecator; 2 – namol poaspat la fermentare; 3 – conducta pentru indepartarea namolului plutitor; 4 – evacuarea namolului; 5-evacuarea namolului fermentat; 6 – evacuare namol plutitor; 7 – evacuare apa de namol; 8 –deversor; 9 – captare namol; 10 – pompa de namol; 11 – schimbator de caldura; 12 – captor de gaze; 13 – gaz spre stocare; 14 – gaz spre cazanul de ardere; 15 – preaplin; 16 – cazan de incalzire.