Proiectarea Unui Bazin de Aerare cu Tuburi Difuzoare cu Membrane de la O Statie de Epurare Care Deserveste O Fabrica de Bere

Proiectarea Unui Bazin de Aerare cu Tuburi Difuzoare cu Membrane de la O Statie de Epurare Care Deserveste O Fabrica de Bere

Byadmin ianuarie 1, 2024

Cuprins

1. Studiu documentar privitor la epurarea apelor uzate din fabricile de bere

1.1. Aspecte generale industria fermentativă

Industria fermentativă ocupă un loc important în cadrul industriei alimentare. Ea se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă glucidele fermentescibile din materii prime de origine vegetală și chiar animală în alte substanțe care constituie produsele finite. Prin procese fermentative se pot obține o gamă largă de produse. Procesul tehnologic de fabricare a berii, alcoolului, drojdiei, fabricarea vinului se bazează pe următoarea schemă tehnologică generală:

Fig 1.1 Schema tehnologică generală de obținere a produselor pe cale fermentativă[5]

Materiile prime utilizate sunt diferite substraturi bogate în glucide fermentescibile, medii naturale ce conțin și alte substanțe necesare pentru un metabolism activ:

malțul ce conține diglucidul maltoză se folosește la fabricarea berii;

materii prime amidonoase folosite la fabricarea alcoolului, ce conțin poliglucidul amidon, hidrolizat în prealabil pe cale chimică sau enzimatică până la formarea de glucide fermentescibile. Această zaharificare prealabilă este obligatorie, deoarece drojdiile de fermentare nu pot produce hidroliză enzimatică a poliglucidelor;

melasa, reziduu de la fabricarea zahărului din sfeclă de zahăr sau trestie de zahăr folosită la fabricarea alcoolului și a drojdiei de panificație sau a drojdiei furajere, ce conține diglucidul zaharoză;

strugurii folosiți la fabricarea vinului, ș.a.

Diglucidele întâlnite în mediile naturale sunt hidrolizate, de către enzimele drojdiilor, în glucide simple, direct fermentescibile, astfel:

maltază

Maltoză –––2 glucoză

invertază

Zaharoză –––– glucoză + fructoză

celobiaza

Celobioză –––- 2 glucoză

lactaza

Lactoză ––– glucoză + galactoză

Materiile prime sunt supuse mai întâi, în funcție de compoziția lor chimică, unor operații de pregătire în vederea fermentării în urma cărora se obține o plămadă sau un must limpede, ce conține glucide fermentescibile și alte substanțe nutritive necesare activității drojdiei. Fermentarea se realizează cu ajutorul unei culturi pure de drojdie, care se multiplică mai întâi în laborator și apoi în stația de culturi pure în condiții sterile în vederea obținerii unor plămezi de drojdie în cantitatea necesară pentru însămânțarea plămezii principale. În funcție de condițiile de dezvoltare, drojdiile pot produce fermentație alcoolică sau pot produce acumulare de biomasă. Astfel, prin fermentare în condiții anaerobe, sub acțiunea complexului zimazic al celulei de drojdiei în stare activă, glucidele fermentescibile sunt metabolizate prin reacții de oxidoreducere, în produși principali – alcool etilic și CO2 – , produși secundari – alcooli superiori, acizi, aldehide – și o cantitate mică de energie, conform reacției globale:

Agenții tipici ai fermentației alcoolice sunt drojdiile din genul Saccharomyces care, prin fermentarea glucidelor, pot să producă mai mult de 8% vol. alcool etilic. Enzimele sunt implicate în metabolismul energetic al celulei de drojdie, prin care se obține energia necesară diferitelor activități biologice. Punctul de plecare al proceselor producătoare de energie este reprezentat de glucoză, al cărui metabolism are loc, de regulă, pe calea unor reacții catalizate de enzime corespunzătoare procesului de glicoliză (calea Embden-Meyerhof-Parnas).

Calea enzimatică a fermentației alcoolice a fost elucidată pe parcursul multor ani de cercetare. S-a demonstrat că enzimele de fermentație pot funcționa și după eliberare din structuri celulare. Harden și Young au descoperit că, pentru ca fermentația alcoolică să aibă loc, este nevoie de două fracțiuni de extract de drojdie: o fracțiune termolabilă numită zimază, conținând probabil enzimele necesare procesului și o fracțiune termostabilă, cozimază, necesară activității zimazei. Fracțiunea termostabilă a fost ulterior descrisă ca având două componente esențiale, coenzima de oxidoreducere nicotinamidadenin- dinucleotidul sau NAD și un amestec de adenin nucleotidele ADP și ATP (Lehninger, A.L., 1987).

Sub acțiunea complexului zimazic al celulei de drojdie în stare activă, în condiții anaerobe are loc fermentația alcoolică, prin care se transformă D-glucoza, D-fructoza, D-manoza și după hidroliza enzimatică la nivelul membranei, zaharoză, maltoză și 1/3 din rafinoză, în alcool etilic, dioxid de carbon și o cantitate mică de energie.

Mecanismul fermentației alcoolice produse de drojdii cuprind 5 etape principale, catalizate de enzimele complexului zimazic:

formarea esterilor fosforici, formă sub care glucidele fermentescibile sunt transportate prin membrană celulară și metabolizate;

scindarea esterului fructofuranozo 1-6 difosfat, în prezența aldolazei, în două trioze: aldehidă fosfoglicerica și fosfodioxiacetona, aflate în echilibru tautomer; metabolizarea triozelor cu formare de acid piruvic, component de bază format în cadrul metabolismului microbian;

decarboxilarea acidului piruvic, cu eliberarea dioxidului de carbon ca produs principal și formarea acetaldehidei;

formarea alcoolului etilic ca urmare a faptului că aldehida acetică devine acceptor.

La finalul procesului de fermentare se obține o plămadă fermentată care este supusă în continuare unor operații de prelucrare în vederea obținerii produsului finit: bere, alcool rafinat, vin, drojdie de panificație sau drojdie furajeră.[5]

Berea: definiție, scurt istoric, aspecte actuale ale industriei berii

Berea este o băutură slab alcoolică, nedistilată, obținută prin fermentare, cu ajutorul drojdiei, a unui must fabricat din malț, apă și hamei, malțul putând fi înlocuit parțial cu cereale nemalțificate (porumb, brizură de orez, orz) și, eventual, enzime.

Etimologia cuvântului bere se pare că are la origini ca sursă latinescul „bibere” – a bea.

Calitățile organoleptice/gustative ale berii conferă acestui produs o largă adresabilitate la mai multe categorii de consumatori, este un produs de masă, se consumă indiferent de momentul zilei, indiferent de starea sufletească.

După însușirile senzoriale și fizico-chimice, berea se clasifică în următoarele categorii:

bere blondă;

bere brună;

bere specialitate.

Pe plan mondial se produc în prezent peste 3000 tipuri de bere, numai în Germania și Belgia producându-se în jur de 1000 tipuri. Procesul tehnologic este un secret al fiecărei fabrici, care nu poate fi divulgat: numai astfel se menține specificitatea sortimentului de bere produs.

În România, berea nu este o băutură națională, tradiția este însa veche. Un document din Transilvania din 1366 îl menționează pe Jakob Berarul din Cluj. În Moldova, la 1401, domnitorul Alexandru cel Bun a stabilit într-un cod de legi comerciale că străinii nu au dreptul să producă bere. O moară de malț, ce a fost donată mănăstirii Moldovița, este menționată într-un document din 31.10.1402. Paul von Alep povestește despre o petrecere de la curtea domnitorului Vasile Lupu unde s-a băut bere rece. Conform cronicilor, la 1522 domnitorul Radu de la Afumați a adus bere în țara Românească din Brașov.

După toate aceste informații, berea pare să fi fost mai mult o băutură de lux pentru nobili și oameni înstăriți.

Berea, aliment și medicament

Berea este un aliment datorită conținutului său în glucide și în substanțe proteice. Cantitativ principalele componente ale berii sunt apă, extractul și alcoolul etilic, alături de care, o mare varietate de compuși chimici contribuie la însușirile senzoriale și la valoarea nutritivă a berii. Glucidele și aminoacizii sunt factori esențiali pentru obținerea energiei și sinteza de noi proteine umane.

Ansamblul componenților și în special dioxidul de carbon, conferă un efect răcoritor și de stimulare a digestiei. Prin evaporarea unei cantități de dioxid de carbon antrenate prin bulele ce se degajă în cavitatea bucală și tractul intestinal se mărește efectul răcoritor caracteristic băuturilor carbogazoase și se stimulează secreția de suc gastric.

S-a constatat ca, glucidele continute în bere întârzie absorbtia alcoolului, astfel ca alcoolul din bere se absoarbe mai lent decât o simpla solutie alcoolica. Pe de alta parte, absorbtia este întârziata si din cauza volumului mare de lichid si a concentratiei alcoolice mici ceea ce face ca alcoolul sa ajunga mai greu pe suprafatade absorbtie.

Berea este și o băutură igienică. Datorită pH – ului scăzut, conținutului în alcool și substanțelor amare din hamei, în bere nu se pot dezvolta și prin ea nu se pot transmite microbi patogeni.

Din numeroasele date existente în literatura de specialitate, se desprinde concluzia că, un consum moderat de bere este benefic pentru sănătate și că această băutură naturală, oferită la parametrii ceruți prin lege, are atât calități de aliment “pâine lichidă”, de băutură răcoritoare și în anumite cazuri, de adjuvant al medicației. De aceea se consideră ca o necesitate de ordin moral, medical, social, ca berea să fie recunoscută ca un produs cu largă adresabilitate, care nu trebuie situat alături de băuturi alcoolice tari, adesea contrafăcute, fiind așa cum s-a arătat prin argumentele prezentate o băutură-aliment și în același timp, o băutură-medicament.[5]

1.2. Tehnologia de producere a berii

1.2.1. Materii prime folosite la fabricarea berii

Principalele materii prime folosite la fabricarea berii sunt:

orzul (orzoaică);

înlocuitori ai malțului;

hameiul – materie primă specifică pentru fabricarea berii;

apă;

drojdia de bere;

preparatele enzimatice, ș.a.

Orzul, materie primă pentru fabricarea malțului

.A fost cultivat din cele mai vechi timpuri, cu circa 7000 de ani î.d.H., pentru prima dată în Orientul Apropiat.

Orzul-orzoaica constituie principala materie primă pentru fabricarea berii, deoarece:

boabele de orz(orzoaica) au un înveliș păios, aderent, care protejează germenele în timpul procesului de malțificare;

pe parcursul filtrării mustului, învelișurile păioase ale boabelor formează stratul filtrant care asigură separarea corespunzătoare a mustului de malț din plămadă zaharificată;

în timpul procesului tehnologic de obținere a mustului, malțul din orz-orzoaica oferă cel mai bogat echipament enzimatic și substrat pentru acțiunea enzimelor; berea fabricată din malț din orz-orzoaica este considerată a fi cea mai autentică, cu toate că s-a verificat experimental și la nivel industrial că și alte cereale (grâul, secara, maniocul) pot conduce la obținerea malțului;

orzul este o plantă foarte răspândită, care nu este folosită în alimentația umană, puțin pretențioasa la condițiile de cultivare;

orzul nu conține substanțe dăunătoare pentru gustul berii.

Înlocuitorii malțului

Înlocuitorii malțului se folosesc într-o proporție variabilă, ce poate reprezenta 10-50% din totalul cantității de malț folosită în procesul de obținere a berii. Utilizarea lor este avantajoasă din punct de vedere economic, deoarece produc un extract mult mai ieftin decât cel obținut în cazul malțului și mai puțin în ceea ce privește calitatea berii finite. Înlocuitorii malțului se folosesc pentru corectarea fermentescibilității mustului, pentru îmbunătățirea stabilității spumei, pentru modificarea culorii berii sau pentru ajustarea aromei produsului finit.

Înlocuitorii malțului se pot clasifica după mai multe criterii, de exemplu:

după locul în care se adaugă în procesul tehnologic de fabricare a berii;

după necesitatea prelucrării prin fierbere;

după originea și gradul lor de prelucrare necesar pentru utilizarea în industria berii

.

În prezent, în industria berii se utilizează următoarele categorii de înlocuitori ai malțului:

înlocuitori care se adaugă în cazanul de plămădire;

înlocuitori adăugați în cazanul de fierbere a mustului;

înlocuitori care se adaugă înainte de fermentația secundară;

înlocuitori care pot fi adăugați în berea finită, pentru a conferi produsului finit gust dulce și diverse arome.

Hameiul

Hameiul este o materie primă specifică foarte impo malțul din orz-orzoaica oferă cel mai bogat echipament enzimatic și substrat pentru acțiunea enzimelor; berea fabricată din malț din orz-orzoaica este considerată a fi cea mai autentică, cu toate că s-a verificat experimental și la nivel industrial că și alte cereale (grâul, secara, maniocul) pot conduce la obținerea malțului;

orzul este o plantă foarte răspândită, care nu este folosită în alimentația umană, puțin pretențioasa la condițiile de cultivare;

orzul nu conține substanțe dăunătoare pentru gustul berii.

Înlocuitorii malțului

Înlocuitorii malțului se folosesc într-o proporție variabilă, ce poate reprezenta 10-50% din totalul cantității de malț folosită în procesul de obținere a berii. Utilizarea lor este avantajoasă din punct de vedere economic, deoarece produc un extract mult mai ieftin decât cel obținut în cazul malțului și mai puțin în ceea ce privește calitatea berii finite. Înlocuitorii malțului se folosesc pentru corectarea fermentescibilității mustului, pentru îmbunătățirea stabilității spumei, pentru modificarea culorii berii sau pentru ajustarea aromei produsului finit.

Înlocuitorii malțului se pot clasifica după mai multe criterii, de exemplu:

după locul în care se adaugă în procesul tehnologic de fabricare a berii;

după necesitatea prelucrării prin fierbere;

după originea și gradul lor de prelucrare necesar pentru utilizarea în industria berii

.

În prezent, în industria berii se utilizează următoarele categorii de înlocuitori ai malțului:

înlocuitori care se adaugă în cazanul de plămădire;

înlocuitori adăugați în cazanul de fierbere a mustului;

înlocuitori care se adaugă înainte de fermentația secundară;

înlocuitori care pot fi adăugați în berea finită, pentru a conferi produsului finit gust dulce și diverse arome.

Hameiul

Hameiul este o materie primă specifică foarte importantă pentru fabricarea berii, rolul său situându-se imediat după malț, reprezintă „condimentul” care se adaugă berii. Pe plan mondial întreaga producție de bere se realizează cu hamei sau cu produse derivate din hamei. Până în prezent nu a fost găsită nici o substanță chimică sintetică care ar putea să înlocuiască cu succes lupulina din conurile de hamei, deci hameiul se bucură de privilegiul de a fi unică materie primă specifică utilizată la fabricarea berii

Hameiul se folosește în industria berii deoarece acesta:

conferă gust amar și aromă specifică berii;

îmbunătățește spumă și stabilitatea coloidală a berii;

prezintă acțiune antiseptică, fiind un conservant natural al berii.

Folosirea hameiului sub formă de conuri prezintă în practică unele dezavantaje, cum ar fi:

dificultăți în depozitare și transport;

deprecierea substanțelor utile din conurile de hamei în timpul depozitării;

randament scăzut de extracție a substanțelor amare;

neomogenitatea substanțelor utile prezente în conurile de hamei îngreunându-se dozarea hameiului în procesul tehnologic.

Extracte de hamei.

Se obțin prin extracția cu solvenți organici a rășinilor de hamei și a uleiurilor eterice care au un caracter hidrofob. De obicei, pentru extracție se utilizează alcoolul etilic și dioxidul de carbon.

Extractele izomerizate de hamei sunt în prezent foarte răspândite, în următoarele tipuri:

Extracte rășinoase izomerizate se utilizează sub formă de soluție 2-5% în apă distilată sau demineralizată, pentru a evita formarea de săruri insolubile de Ca și Mg care dau tulbureală.

Extracte izomerizate postfermentare se pot utiliza sub formă de soluție apoasă adăugată în berea matură înainte de filtrare, contribuind la îmbunătățirea berii în substanțe amare; de aceea, prin adăugarea acestora trebuie să se asigure numai 20-60% din unitățile de amăreală din berea finită.

Extracte de hamei reduse se utilizează la sortimentele de bere stabile la lumină, chiar în cazul ambalării în sticle incolore, precum și pentru îmbunătățirea spumei și aderenței. Aceste extracte se pot adăuga în orice stadiu al procesului tehnologic.

Apa

Apa este o materie primă importantă pentru industria berii, de compoziția căreia depinde în mare măsură calitatea produsului finit, cantitativ reprezentând 80-90% din compoziția acestuia. Principalele domenii de utilizare ale apei, în industria berii, sunt:

materie primă propriu-zisă;

spălarea utilajelor, ambalajelor și încăperilor tehnologice;

producerea aburului;

agent de răcire.

Apa utilizată ca materie primă trebuie să îndeplinească anumite cerințe, reglementate prin standarde de calitate. Cele mai renumite și mai tipice beri fabricate în lume își datorează caracteristicile îndeosebi calităților apelor cu care sunt obținute. Fabricile de bere își pot procura apa necesară în procesul tehnologic din diverse surse. Astfel, se poate utiliza apă de suprafață, mai săracă în săruri, dar de regulă expusă în mai mare măsură poluării, costul apei din aceste surse se mărește cu costul tratamentului de depoluare. Fabricile de bere pot utiliza și apă subterană extrasă din puțuri proprii, care are un grad de poluare mai scăzut, o stabilitate mai mare a debitului asigurat, o temperatură uniformă, puritate microbiologică ridicată. Se poate utiliza și apă din rețeaua urbană care îndeplinește condițiile unei ape potabile.

Tratarea apei utilizate la fabricarea malțului și berii

Tratarea apei depinde de măsura în care aceasta răspunde cerințelor specifice de calitate și constă în:

corectarea durității apei, care se poate realiza prin următoarele metode:

fierberea apei la presiune normală sau sub presiune cu precipitarea carbonatului de calciu;

decarbonatarea cu lapte de var;

decarbonatarea sau demineralizarea prin folosirea schimbătorilor de ioni;

demineralizarea prin electroosmoză;

demineralizarea prin electrodializă;

metode speciale de compensare a alcalinității apei.

compensarea alcalinității;

corectarea pH-ului.

Cele mai utilizate metode sunt cele de decarbonatare a apei cu schimbători cationici sau lapte de var.

Drojdia de bere

Drojdia de bere aparține grupei ascosporogene, familia Saccharomycetaceae, genul Saccharomyces.

Acest gen se distinge prin următoarele caractere:

înmulțirea celulelor se face prin înmugurire;

formează uneori pseudomiceliu;

sporii sunt de obicei rotunzi sau ovali;

fermentează întotdeauna alcoolic și nu asimilează azotații.

Din punct de vedere al fermentării există:

drojdii de fermentație inferioară – Saccharomyces carlsbergensis – care fermentează la temperaturi scăzute, mergând până la 0-10C și care se depun pe fundul vasului la sfârșitul fermentației;

drojdii de fermentație superioară – Saccharomyces cerevisiae – care fermentează la temperaturi ridicate, iar la sfârșitul fermentației se ridică la suprafața lichidului.

Drojdia de bere presată conține aproximativ 75% apă, iar substanța uscată a celulei conține 90-95% substanță organică și 5-10% substanțe anorganice.

Compușii principali ai celulei sunt:

glicogenul;

trehaloza;

substanțele azotate;

gumele;

lipidele;

substanțele minerale.

În condiții normale de fermentare, drojdia floculează de obicei prea devreme, celulele nu vor mai produce fermentarea mustului, iar dacă nu floculează la sfârșitul fermentației, berea rămâne tulbure, produce greutăți la filtrare și gustul său va fi mai puțin corespunzător.

În ceea ce privește fenomenul de floculare, se disting 4 categorii de drojdii și anume:

drojdii foarte pulverulente, caz în care aglomeratele se produc până la circa 10 celule și de obicei se mențin în suspensie în bere;

drojdii pulverulente, caz în care aglomeratele merg până la 1000 celule și se formează în a două treime a fermentării;

drojdii floculante, caz în care aglomeratele conțin mai multe mii de celule și se formează în a două jumătate a fermentației;

drojdii foarte floculante, caz în care flocularea se produce chiar de la începutul fermentației, celulele rămânând lipite una de alta în timpul cât se multiplică.

Printre factorii care influențează flocularea drojdiei se menționează:

sarcina electrică a celulei;

slăbirea activității de înmulțire;

slăbirea activității de fermentare;

prezența sărurilor în mediu, care pot influența valoarea pH-ului;

acțiunea produselor de metabolism;

influența bacteriilor;

vârsta celulei;

cationii bi și trivalenți;

unii constituenți ai materiilor prime folosite, ș.a.

Preparatele enzimatice

Preparatele enzimatice exogene de origine microbiană se folosesc în procesul tehnologic de fabricare a berii în diferite faze tehnologice, și anume:

la operația de plămădire-zaharificare, în cazul utilizării unui procent ridicat de cereale nemalțificate se folosesc preparate enzimatice pentru lichefiere ce conțin enzime amilolitice: glucanaza, peptidaze, celulaze care hidrolizează substanțele macromoleculare, insolubile prezente în plămezi, în substanțe cu moleculă mai mică, solubile;

la fermentarea primară a mustului de bere se utilizează preparate enzimatice amilolitice în scopul hidrolizei urmelor de amidon din must, pentru creșterea gradului de fermentare și pentru îmbunătățirea filtrabilității berii;

la fermentarea secundară și la maturarea berii se utilizează preparatele enzimatice pentru: o îndepărtare a proteinelor care ar produce în berea finită trubul coloidal: papaina, care se adaugă în tancul de fermentare secundară, în timpul maturării berii când pH-ul este mic, favorabil activității enzimei, de regulă cu 10-14 zile înainte de filtrare. Doza de preparat comercial utilizată este de 2-10 g/hl; o îndepărtare a compușilor fenolici prin folosirea de polifenoloxidază; o îndepărtare a oxigenului. Oxigenul dizolvat în bere poate să modifice caracteristicile senzoriale ale acesteia, prin reacții de oxidare. Pentru îndepărtarea acestuia se poate utiliza preparatul enzimatic glucoxidaza – catalaza de origine fungică; o accelerare a maturării berii prin reducerea diacetilului și a acetoinei prin folosirea de t-acetolactat decarboxilaza sau diacetilreductaza, timpul de fabricare al berii se scurtează cu 5-6 zile.[5]

Dintre preparatele enzimatice exogene ce se utilizează la fermentația primară se pot enumera:

Fungamyl 800 L, în proporție de 0,3-1 ml/hl must, pentru un grad de fermentare de 80-85%;

Fumgamyl 800 L, în proporție de 1-5 ml/hl must, pentru un grad de fermentare de 85-90%. Preparatul enzimatic se adaugă în linul de fermentare;

AMG – 300 L (amiloglucozidaza), în proporție de 5 ml/hl must, în care caz se obține un grad de fermentare foarte mare, berile respective având un grad redus de hidrați de carbon;

Promozym 200 L, în proporție de 32 ml/hl must, pentru a obține un grad de fermentare de până la 90%, enzima producând deramificarea dextrinelor și amilopectinei, prin scindarea legăturilor t-1,6;

Ambazyme 200 L (amiloglucozidaza), care se folosește în proporție de 3-9 g/hl must;

Amylozime 200 L, care se folosește în proporție de 1-2 g/hl must.[5]

Fig 1.2 Schemă tehnologică de fabricare a berii[5]

1.2.2. Obținerea mustului de bere

Obținerea mustului de bere din malț, cu sau fără adaos de cereale nemalțificate, apă și hamei se împarte în următoarele faze principale:

pretratarea malțului

măcinarea malțului și eventual a altor cereale;

plămădirea-zaharificarea;

fierberea mustului cu hamei;

răcirea și limpezirea mustului fiert.

Deși cuprind aceleași operații tehnologice principale prezentate mai sus, schemele tehnologice de obținere a mustului variază în funcție de tipul și modul de amplasare a utilajelor tehnologice. Secțiile în care se obține mustul de bere se numesc secții de fierbere, la noi în țara întâlnim trei tipuri:

Secțiile de fierbere clasică se caracterizează prin măcinarea uscată a malțului cât și prin folosirea unor cazane de cupru de formă rotundă amplasate pe orizontală. Filtrarea plămezii se poate realiza atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât și cu filtrul de plămadă. Fierberile clasice se întâlnesc în fabricile mai vechi de bere.

Secțiile de fierbere tip bloc se caracterizează prin amplasarea principalelor utilaje tehnologice pe verticală sub formă unui bloc zidit, rezultând din această dispunere un necesar mai redus de spațiu și de energie. Filtrarea plămezii se poate face atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât și a filtrului de plămadă. Asemenea secție de fierbere funcționează la fabrica de bere din Bacău.

Secțiile de fierbere tip Hydro – Automatic, folosesc măcinarea umedă a malțului și cazane de formă paralelipipedică dispuse pe orizontală. Filtrarea plămezii se realizează cu ajutorul unui cazan de filtrare special, într-un strat mult mai gros decât la cazanele obișnuite. Aceste fierberi se întâlnesc în fabricile mai noi de bere, atât în formă originală (Steinecker) cât și modificată, concepută și realizată în țară. Procesul tehnologic de obținere a mustului se dirijează de la un panou central de comandă și automatizare, în unele cazuri folosindu-se și programatoare. În aceste condiții pentru deservirea secției de fierbere este necesară o singură persoană.

Pretratarea malțului

Malțul achiziționat de fabrică este depozitat în silozuri. În siloz, malțul trebuie păstrat la temperaturi de 10…15°C și într-o atmosferă cu umiditate relativă mică. Chiar în aceste condiții se pot dezvolta insecte, de aceea, silozurile trebuie să fie dezinsectizate periodic. înainte de utilizare, malțul trebuie curățat de impurități prin trecere prin separator magnetic și tarar aspirator. Din masa de malț trebuie aspirat și praful care dăunează sănătății personalului și creează pericol de explozie. Malțul curățat, prelucrat pe șarjă, este cântărit cu un cântar automat cantitatea de malț înregistrată fiind necesară calculării randamentului secției de fierbere și consumului de malț pentru 1 hl bere.

Măcinarea malțului

Măcinarea malțului este un proces tehnologic mecanic care se face cu scopul de a permite solubilizarea enzimatică a malțului, solubilizare care are loc în procesul de plămădire-zaharificare.

Măcinarea trebuie realizată în așa fel încât cojile să nu fie rupte. Coaja bobului de orz elastică, conținând celuloză, polifenoli, lipide, proteine și silicați, substanțe insolubile sau defavorabile calității berii, trebuie mărunțită cât mai puțin. Cojile folosesc și la formarea stratului filtrant, în utilajele de filtrare cu strat filtrant de borhot. Mărimea cojilor determină volumul măcinișului și volumul borhotului. Numai în aceste condiții borhotul devine afânat, se poate realiza o scurgere normală a mustului și o spălare mai rapidă a borhotului. Totodată se urmărește ca miezul făinos al bobului de malț să fie transformat, prin măcinare, într-o faină foarte fină. Ambele cerințe se pot realiza numai folosind un malț de calitate corespunzătoare.[1]

În practică se folosește un compromis între o măcinare prea fină și una prea grosieră, gradul de măcinare stabilindu-se în special în funcție de sistemul de filtrare folosit.

Măcinarea malțului se poate realiza în două moduri:

pe cale uscată;

pe cale umedă.

Măcinarea uscată

Măcinarea uscată este metoda cea mai răspândită. Se realizează în mori cu valțuri așezate în perechi. Frecvent utilizate sunt morile cu 3 perechi de valțuri și cu seturi de site vibratoare montate între perechile do valțuri. Sitele sortează materialul măcinat rezultat de la perechea anterioară de valțuri. Produsele rezultate din măcinare sunt cojile, grișurile mari grișurile fine I. grișurile fine ÎI faină și pudră Structura măcinișului se poate determina eu ajutorul plansichterului ale cărui site au caracteristicile prezentate în tabelul 1.1.

Tabel 1.1 Caracteristicile plansichterului pentru analiza măcinișului de malț[1]

Structura măcinișului determină volumul și porozitatea stratului filtrant de borhot și ea trebuie stabilită în funcție de utilajul în care se realizează filtrarea mustului de malț după brasaj. Structura măcinișului pentru diferite tipuri de filtrare a mustului este prezentată în tabelul 1.2

Tabel 1.2 Structura normală a măcinișului în funcție de tipul de filtrare pentru mustul de malț[1]

Modul de prelucrare a valțurilor și distanța dintre valțuri influențează structura măcinișului. Suprafața valțului este rifluită cu 600-900 rifluri. După poziția muchiilor riflurilor, valțurile pot fi așezate în următoarele moduri: tăiș pe tăiș, tăiș pe spate , spate pe spate sau spate pe tăiș. La valțurile pentru grișuri, așezarea cea mai frecventă este spate pe spate. Riflurile, de obicei, sunt răsucite față de axul valțului, răsucire care variază între 4 și 14 %. Diametrul optim al valțurilor este de 200-300 mm. Lungimea valțurilor se alege în funcție de productivitatea morii de regulă până la 1000 mm. Turația valțurilor este diferită în cadrul aceleiași perechi sau de la pereche la pereche de valțuri, în funcție de structura măcinișului care trebuie obținut și în funcție de productivitate (tabelul 1.3).

Tabel 1.3 Productivitatea specifică a morii în funcție de tipul de măciniș și turația valțurilor[1]

Distanța dintre valțuri depinde, de asemenea, de structura măcinișului care trebuie obținut și de modul de măcinare (tabel 1.4)

Tabel 1.4 Distanța dintre valțuri în funcție de structura măcinișului și de modul de măcinare[1]

Măcinarea uscată a malțului se poate efectua în diferite tipuri de mori de malțcu una, două sau trei perechi de valțuri cu sau fără condiționare prealabilă a malțului prin umezire.

Condiționarea malțului constă în ridicarea umidității malțului cu 0,1%, cu ajutorul apei sau aburului, în scopul creșterii elasticității cojilor și măcinării lor în fragmente cât mai mari. La condiționare, absorbția apei în bob este neuniformă. Conținutul de apă al cojilor crește cu 1,5-1,7 %, iar al endospermului numai cu 0,3-0,5 %. Prin condiționarea malțului crește volumul borhotului, crește viteza de scurgere a mustului la filtrare, crește randamentul în extract și scade durata de zaharificare. În timpul condiționăriiemperatura malțului trebuie să fie < 40°C. Condiționarea malțului poate fi făcută astfel:

în șnec de condiționare, care se realizează prin pulverizarea malțului cu apă, cu temperatura de 30°C, în timpul deplasării acestuia în utilaj pe o durată de circa un minut.

prin înmuiere, care se realizează în mori care au încorporate și instalația de condiționare (fig.1.3). Morile de acest tip sunt cu două sau cu patru valțuri. Instalația de condiționare, care este fără piese în mișcare, realizează înmuierea cojilor boabelor de malț prin trecerea lor într-o cuvă de înmuiere, timp de 1 min. În timpul trecerii malțului prin cuva de înmuiere, acesta este pulverizat cu apă cu temperatura de 60…70°C. În continuare, malțul condiționat este trecut la o moară prevăzută cu valț dozator unde, la prima pereche de valțuri, sunt desprinse cojile, iar la a doua pereche este măcinat endospermul.[1]

Fig 1.3 Moară de măcinare malt cu instalație de conditionare incorporată

1-rezervor de malț, 2-instalație de condiționare, 3-alimentare cu apă, 4-valț de dozare, 5-valțuri de măcinare, 6-duze, 7-duze de spălare, 8-pompă de plamadă[1]

Morile cu o pereche de valțuri permit obținerea unui măciniș cu circa 30% coji, 50% grișuri și 20% făinăși se pretează numai la măcinarea malțurilor bine solubilizate. Din această cauză ele sunt mai puțin răspândite.

Morile cu două perechi de valțuri realizează o mărunțire mai fină a malțului, iar cojile sunt mai puțin zdrobite, rezultând în final un măciniș cu 25÷28% coji, 54÷60% grișuri și 12÷16% făină. Și acest tip de moară este puțin folosit.

Fig 1.4 Moară cu doua perechi de valțuri

1-tăvălug de distribuire, 2-dispozitiv de reglare a alimentării, 3-tăvălug de măcinare grosieră, 4,9-tavalugi de măcinare fină, 5-sita oscilantă, 6-bielă, 7-coji, 8-grișuri, 10-faină[5]

Morile cu două perechi de valțuri (fig.1.4) posedă un mic tăvălug de distribuire 1 care împreună cu dispozitivul de reglare a alimentării 2, asigură încărcarea uniformă a primei perechi de tăvălugi de măcinare grosieră 3, astfel realizată, încât să se efectueze numai o spargere a bobului, dar nu și o rupere a cojii. Granulele mici trec prin fantă fără a fi sfărâmate. Urmează a doua pereche de valțuri care au 260 rot./min., distanța dintre ele fiind mai mică. La aceste tipuri de mori se separășrotul de la prima pereche de valțuri cu sitele oscilante 5 acționate cu biela 6 și se macinăseparat. Măcinarea fină se efectuează numai la grișurile grosiere 8 și pentru aceasta, tăvălugii de la a doua pereche de valțuri au viteze diferite, respectiv de 330 și 165 rot./min. Sitele se curăță continuu cu ajutorul unor bile de cauciuc.

Morile cu trei perechi de valțuri reprezintă tipul cel mai perfecționat de moară de măcinare uscată, care permite obținerea gradului dorit de măcinare chiar și la prelucrarea malțurilor slab solubilizate (fig.1.5).

Malțul este trecut mai întâi prin prima pereche de valțuri, în care are loc o primă mărunțire în coji cu grișuri aderente și făină. Făina este evacuată din moară, iar cojile cu grișuri aderente sunt trecute la cea de a doua pereche de valțuri, unde are loc desprinderea grișurilor de pe coji, cojile sunt evacuate, iar grișurile rezultate de la primele două perechi de valțuri trec la cea de a treia pereche de valțuri, unde se realizează o mărunțire mai fină a acestora.

Separarea fracțiunilor menționate se face cu ajutorul a două site duble vibratoare situate între cele trei perechi de valțuri. Întrucât evacuarea cojilor din această moară se face separat, este posibilă depozitarea lor într-un buncăr și adăugarea lor într-o anumită fază a plămădirii și zaharificarea în cadrul procedeului cu separare de coji. Prin acest procedeu se obțin beri mai sărace în polifenoli, de culoare mai deschisăși cu un gust mai plăcut.

Fig 1.5 Moaraă cu trei perechi de valțuri

1-valț de distribuire, 2-pereche de valțuri prezdrobire, 3-pereche de valțuri pentru coji, 4-pereche de valțuri pentru grișuri, 5-sită oscilantă, 6-sită oscilantă inferioară, 8-grișuri, 9-faină[5]

Morile de măcinare uscată sunt amplasate deasupra instalației de fierbere, măcinișul fiind trecut apoi în buncăre speciale, cu un unghi de golire de circa 450. Capacitatea morilor trebuie astfel aleasă încât șarja de malț să poată fi măcinată în maximum 2 ore.

Măcinarea umedă

Măcinarea umedă a malțului constituie un procedeu mai nou de măcinare care, datorită avantajelor pe care le prezintă față de măcinarea uscată, și-a găsit o largă răspândire pe plan mondial, inclusiv în toate fabricile noi de bere din țara noastră.

Procedeul se bazează pe înmuierea cu apă a malțului înainte de măcinare până la o umiditate de circa 30%, prin care cojile devin elastice astfel că în timpul măcinării rămân întregi. Ca urmare borhotul format în cazanul de filtrare este mult mai afânat, filtrarea decurge mai rapid, astfel încât se poate mări înălțimea stratului de borhot cu circa 50% față de procedeul clasic cu cazan de filtrare. Datorită păstrării cojilor întregi se diminueazăși trecerea polifenolilor în must, rezultând beri de culoare mai deschisăși cu un gust mai fin.

Măcinarea umedă a malțului se realizează în mori speciale (Maișomat-uri, fig 1.6) prevăzute deasupra cu un buncăr de înmuiere și cu numai o pereche de valțuri rifluite la distanța de 0,35÷0,45 mm.[1]

Fig 1.6 Moară de măcinare umedă

1-buncăr alimentare, 2-rezervor maciniș, 3, 4-valț de strivire, 5-valțuri de distribuție, 6-pompă, 7-dispozitiv de dozare apă[1]

Procesul de măcinare se realizează în patru faze și anume:

înmuierea cu apă cu temperatura de 30-50°C în buncărul de înmuiere timp de 20-25 minute, urmată de recircularea apei timp de 10 minute până la atingerea unei umidități a malțului de circa 30%. Temperatura apei de înmuiere este cu atât mai ridicată cu cât malțul este mai bine solubilizat;

evacuarea apei de înmuiere cu un extract de circa 0,3-1% care poate fi trecută în cazanul de plămădire ca apă de plămădire sau aruncată la canal. Această operație durează în medie 5 minute;

măcinarea umedă propriu-zisă a malțului timp de 40 minute, perioadă în care se introduce în camera de amestec de sub valțuri, apa de plămădire, raportul dintre malț și apă fiind de 1:3 sau chiar mai mult;

curățirea și spălarea morii prin șprițuire de apă și pomparea apei de spălare în cazanul de plămădire în timp de 5 minute.

Măcinarea umedă prezintă următoarele avantaje:

se păstrează mai bine integritatea tegumentului, diminuându-se posibilitatea

extracției substanțelor polifenolice în cursul procesului de plămădire;

se pot obține randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de

măcinare și plămădire;

se pot obține straturi de borhot de filtrare cu înălțimi mai mari;

se evită pierderile de malț la măcinare (nu se mai produce praf)

La alegerea procedeului de măcinare trebuie să se țină cont de următoarele aspecte:

mărimea și uniformitatea boabelor de malț;

intensitatea modificărilor care au avut loc la malțificare;

metoda de brasaj ce urmează a fi aplicată;

metoda de filtrare care se va adopta după brasaj

1.2.3.Plămădirea – Zaharificarea

Plămădirea – zaharificarea sau brasajul reprezintă operația tehnologică în care se realizează procesul de dezagregare a proteinelor, de transformare a amidonului în maltoză și dextrină, în prezența apei și sub acțiunea enzimelor formate în timpul procesului de germinare a orzului.

Operația se execută în scopul obținerii mustului de malț. La brasaj, cea mai mare parte a substanței uscate a malțului, care este insolubilă, trebuie să devină cât mai solubilă. Substanțele care trec în soluție la brasaj formează extractul mustului. O mică parte din extract este formată prin dizolvarea substanțelor solubile existente în malț, dar cea mai mare parte provine în urma acțiunii enzimelor asupra componentelor macromoleculare din malț. Principalele enzime care acționează la brasaj, în plămadă, sunt menționate în tabelul următor:

Tabelul 1.5 Principalele enzime din plămadă și caracteristicile lor[1]

Un exemplu de brasaj:

plămădirea malțului cu apă la temperatura de 500C timp de 60 minute, raportulîntre malț și apa fiind de 1:4;

încălzirea plămezii de la 500C la 63÷650C timp de 15 minute;

pauză pentru zaharificare la 63÷650C timp de 60 minute;

încălzirea plămezii la 700C timp de 5 minute;

zaharificarea finală a plămezii la 700C timp de 20 minute;

încălzirea plămezii zaharificate până la 760C;

pauză la 760C timp de 10 minute pentru reducerea vâscozității mustului de malț;

pomparea la filtrare.

Transformările cele mai importante le suferă la brasaj amidonul, proteinele, hemicelulozele și gumele, polifenolii și substanțele cu fosfor, de care depinde compoziția mustului de bere, care împreuna cu drojdia folosită sunt hotărâtoare pentru fabricarea unei beri de calitate superioară.

Transformarea amidonului

Este procesul enzimatic cel mai important care are loc la plămădire-zaharificare, de care depinde în mare măsură fermentescibilitatea mustului de bere.

Acest proces se desfășoară în trei faze mai importante:

îmbibarea cu apă a granulelor de amidon;

gelifierea amidonului;

hidroliză enzimatică propriu-zisă a amidonului sub acțiunea amilazelor.

Obiectivul principal al plămădirii, în ceea ce privește degradarea amidonului, constă în zaharificarea acestuia. Gradul de dezagregare se determină prin proba decolorare cu iodul. Suspensiile și soluțiile de amidon dau cu o soluție de iod-iodura de potasiu o colorație albastră. La apariția de dextrine limită colorația trece în rosu-violet. În momentul zaharificării corespunzătoare dispare colorația, plămada devine iod-normala.

Stadiul întâi, granulă de amidon absoarbe apă, cu atât mai mult cu cât temperatura apei este mai mare și își mărește volumul, care devine maxim la 50°C.

Stadiul al doilea, care se desfășoară la temperaturi mai mari, granula de amidon se fisurează, iar la temperatura de gelatinizare granula se distruge și amidonul se transformă într-o soluție vâscoasă care la răcire dă gelul de amidon. Gelul de amidon este format din molecule de amilopectină care dau vâscozitate și din molecule de amiloză, dispersate coloidal, cu rol de coloid protector.

În stadiul al treilea sub acțiunea amilazelor au loc:

lichefierea amidonului, manifestată prin micșorarea viscozității amidonului gelatinizat sub acțiunea dextrinizanta a α-amilazei;

zaharificarea, care constă în scindarea legăturilor α 1,4 – glucozidice din interiorul lanțurilor de amiloză și amilopectină, cu formare de dextrine cu moleculă din ce în ce mai mică, până la formarea de dextrine cu 7-12 resturi de glucoză, nefermentescibile și care nu mai dau colorație cu iodul.

La brasaj, degradarea amidonului până la produși ce nu mai dau colorație cu iodul este foarte importantă, deoarece urmele de amidon nedegradat în bere produc tulburarea amidonoasă a acesteia Plămada zaharificată care nu mai dă colorație cu iodul se numește iod normală Zaharificarea amidonului este, de asemenea, consecința acțiunii β-amilazei asupra lanțurilor de amiloză și amilopectină prin desprinderea, pas cu pas, a unei molecule de maltoză de la capătul nereducător al lanțurilor de amiloză și amilopectină Datorită acțiunii de formare a maltozei și în măsură mai mică a glucozei și maltotriozei, β-amilaza determină în mare măsură conținutul mustului în zaharuri fermentescibile (gradul final de fermentare sau atenuarea limită a mustului).

Atât în cazul α-amilazei cât și al β-amilazei, acțiunea se oprește la 2-3 resturi de glucoză în fața legăturilor α 1,6 – glucozidice, formându-se în acest fel dextrinele limită. Datorită temperaturii de inactivare redusă, enzima dextrinază limită are o acțiune foarte slabă la brasaj. Compoziția extractului fermentescibil intr- un must pentru beri blonde, cu grad final aparent de fermentare de 80%, este prezentată în tabelul (tabelul 1.6)

Condițiile optime de acțiune ale enzimelor amilolitice sunt:

α-amilaza: temperatura – 72÷750C, pH – 5,6÷5,8;

β-amilaza: temperatura – 60÷650C, pH – 5,4÷5,6.

Tabelul 1.6 Compoziția extractului fermentescibil din mustul pentru berea blondă[1]

Amidonul se descompune în următoarele componente:

amilodextrina – care este componenta principală a amidonului și care, în prezența soluției de iod, se colorează în albastru;

eritrodextrina – reprezintă dextrina cu molecula mai mică decât precedentă, iar în prezența iodului dă o colorație brun-roșcată;

acrodextrina – este solubilă în apă și nu se colorează cu amidonul;

maltodextrina – este asemănătoare cu maltoza și nu se colorează cu iodul.

Ca măsură pentru hidroliza amidonului îl reprezintă și gradul final de fermentare al mustului, care trebuie să corespundă tipului de bere:

pentru berile blonde 78÷85%;

pentru berile brune 68÷75%.

Transformarea proteinelor

Care a avut loc într-o măsură mult mai mare la germinare în comparație cu cea a amidonului, se continuă și la brasaj, formându-se o serie de fracțiuni proteice care intră în componența azotului solubil al mustului de bere.

Enzimele proteolitice acționează în același mod ca la germinare, atât asupra proteinelor nedegradate cât și asupra fracțiunilor proteice formate la germinare, acțiunea lor fiind favorizată de temperatura optimă de circa 500C.

Conținutul mustului în fracțiuni proteice depinde de solubilizarea inițială a malțului, de temperatura, pH și de concentrația plămezii. Cu cât malțul folosit are o mai bună solubilizare proteică cu atât se va evita mai mult o degradare prea avansată a proteinelor la plamadire-zaharificare. În cazul malturilor cu solubilizare proteică insuficientă este necesar să se mențină dimpotrivă o pauză de „proteine” la 47÷530C, în care are loc o creștere a conținutului mustului în azot solubil, în special în aminoacizi.

Transformarea hemicelulozelor și gumelor

Care a avut loc în măsura mai mare sau mică la germinare, se continuă și la plamadire-zaharificare sub acțiunea endo- și exo- glucanazelor.

Hemicelulozele sunt insolubile în apă iar gumele sunt solubile. Ambele componente au structuri apropiate, formate din 80-90% glucani și 10-20% pentozani.

β-Glucanii (macromolecule cu masa moleculară de 2 000 000) se găsesc în pereții celulari ai malțului, au o structură liniară, între lanțurile de β-glucani, stabilindu-se legături de hidrogen, iar între glucani și proteine legături esterice. Β-glucanii în apă, la cald, dau soluții vâscoase, producând dificultăți la filtrarea mustului și uneori a berii. Legăturile esterice trebuie hidrolizate la brasaj.

Pentozanii suferă modificări slabe și au influență redusă asupra vâscozității mustului. Cea mai importantă degradare este produsă de endo-β-glucanaze sub acțiunea cărora din β-glucani se formează β-glucan-dextrine cu acțiune favorabilă asupra însușirilor de spumare și asupra plinătății gustului berii. Sub acțiunea β-glucansolubilazei, din gume se eliberează β-glucani macromoleculari și proteine.

Degradarea hemicetulozelor și gumelor este apreciată prin diferența de randament între măcinișul fin și grosier, prin vâscozitatea mustului șl prin determinarea valorii friabilimetrice a malțului prelucrat, care trebuie să fie > 80. Vâscozitatea mustului Kongress (standardizat la 8,6% extract) este de 1,51-1,63 mPa-s, a mustului primitiv de 12% de 1,73-2,20 mPa-s, iar a unei beri de 12% de 1,78-1,95 mPa-s. Degradarea hemicetulozelor și, respectiv, a β-glucanilor este influențată de calitatea malțului (gradul lui de solubilizare și conținutul de endo-β-glucanaze, β-glucansolubilaza și pentozanaze). Malțurile din orz de toamnă dau musturi mai bogate în β-glucani. Conținutul în enzime și solubilizarea depind de: condițiile de malțificare; gradul de măcinare a malțului în sensul că dintr-un măciniș fin se extrag mai mulți β-glucani, dar hidroliza lor este mai slabă decât din mâcinișui grosier (tabelul 1.7); intensitatea procesului de brasaj, care influențează degradarea hemicelulozelor și β-glucanilor prin temperatura de plămădire. Temperatura poate fi folosită ca factor de corectarea a conținutului mustului în β-glucani, factorul principal rămânând calitatea malțului.[5]

Tabelul 1.7 Influența solubilizării și a gradului de măcinare al malțului asupra conținutului în substanțe gumoase[1]

Degradarea substanțelor cu azot.

Substanțele cu azot din must sunt implicate în însușirile senzoriale ale berii, ca plinătatea și rotunjirea gustului berii, în capacitatea de spumare și însușirile spumei berii, în formarea culorii berii, în formarea de sisteme tampon, în nutriția drojdiei și, prin aceasta, în formarea de substanțe de aromă în timpul fermentației.

Unele substanțe cu azot sunt implicate în formarea trubului în berea finită, deci în stabilitatea ei coloidală. Din aceste considerente, transformările substanțelor cu azot la brasaj sunt de mare importanță, deși conținutul lor în must este mic în comparație cu cel al glucidelor (5-6 % din extract), în plămadă se găsesc prolamine și gluteline insolubile precum și albumine și globuline solubile, inclusiv macropeptide, polipeptide, peptide simple și aminoacizi liberi.

În timpul brasajului, substanțele cu azot aduse de malț și menționate anterior sunt degradate progresiv de către endo- și exopeptidaze.

Proteinele insolubile și nedegradate se elimină cu borhotul de malț. Endopeptidazele atacă proteinele native, fragmentând molecula de proteină în macro- și polipeptide, fragmentarea fiind dusă, după un timp mai mare de acțiune, până ia compuși cu masă moleculară mai mică. Exopeptidazele eliberează aminoacizi din proteine și produși de degradare ai endopeptidazelor.

Degradarea substanțelor cu azot depinde de:

gradul de solubilizare a malțului și conținutul acestuia în enzime proteolitice (tabelul 1.8);

condițiile de brasaj, respectiv temperatura și durata pauzei la temperatura de degradare a proteinelor.

În această direcție, menționăm că enzimele care hidrolizează proteinele au temperatura optimă de 45…55°C. La 45˚C se formează mai mulți compuși cu masa moleculară mică, iar la 55°C mai mulți compuși cu masă moleculară mare (tabelul 1.9).

Tabelul 1.8 Conținutul în azot solubil din mustul Congres și în apa rece la malțuri cu diferite grade de solubilizare[1]

Tabelul 1.9 Conținutul în azot total și azot α-aminic liber la plămădirea izotermă[1]

O pauză de proteină lungă la temperatura de 50°C conduce la beri cu capacități reduse de spumare și cu rezistență redusă a spumei.

La temperatura de 65…70°C are loc o continuare a proteolizei sub acțiunea “desmo-proteazelor", cu formare de substanțe macromoleculare cu azot;

pH-ul plămezii, care influențează activitatea enzimelor proteolitice în plămadă. Cele mai importante enzime proteolitice au pH-ul optim la 5,0-5,2. Prin corectarea apei de brasaj sau prin acidifierea biologică a plămezii se intensifică degradarea enzimatică a substanțelor cu azot (tabelul 1.10).

Tabelul 1.10 Influența pH-ului asupra hidrolizei proteinelor[1]

Concentrația plămezii influențează activitatea enzimelor proteolitice în sensul că la creșterea concentrației plămezii crește activitatea endopeptidazelor.

Durata pauzei de proteoliză influențează, de asemenea, hidroliza substanțelor cu azot într-o măsură semnificativă (tabelul 1.11).

Tabelul 1.11 Influența duratei pauzei de proteoliză asupra hidrolizei substanțelor cu azot[1]

Produșii rezultați în urma activității combinate a endo- și exopeptidazelor sunt următorii:

compuși macromoleculari cu masă moleculară > 60 000, care constituie azotul coagulabil și care reprezintă circa 20% din substanțele cu azot din mustul de malț nefiert.

Acești compuși sunt coagulabili la plămădire și mai ales la fierberea mustului. Sunt precursori activi de trub în bere;

compuși cu masă moleculară medie (10 000-60 000), care reprezintă circa 20% din substanțele cu azot din must.

Au acțiune favorabilă în formarea spumei berii și sunt relativ termostabili;

compuși cu masă moleculară mică reprezentând circa 60% din substanțele cu azot din must, din care circa 22% sunt a-aminoacizi liberi, sursa de azot pentru drojdie.

Conținutul în α-aminoacizi al mustului trebuie să fie > 200 mg N /1 must pentru a se asigura multiplicarea drojdiei, o viteză normală de fermentare și o aromă corectă a berii.

La brasaj, proteinele native dizolvate în plămadă (albumine și globuline) coagulează mai mult sau mai puțin sub influența temperaturilor înalte. Coagulează, de asemenea, și substanțele macromoleculare rezultate din hidroliza enzimatică și intră în combinație cu substanțele polifenolice din malț.

Controlul degradării substanțelor cu azot la brasaj se face prin determinarea azotului solubil din must, a azotului coagulabil, a diferitelor fracțiuni cu azot și în special a azotului α-aminic liber.

Un indice important este cifra intensității plămădirii, după Kolbach, cu valori între 80 și 120 (normal 105), care se calculează cu relația:

Intensitatea plămădirii =

Degradarea compușilor cu fosfor

Degradarea fosfaților are loc sub acțiunea fosfatazelor din malț, care hidrolizează compușii cu fosfor organici, eliberând acid fosforic. Acidul fosforic reacționează cu sărurile din apă și formează în plămadă și în must sisteme tampon importante. Are loc și o scădere plămezii. Condițiile optime pentru fosfataze sunt la temperatura de 50..53˚C (sunt inactivate la temperaturi mai mari de 60°C și la pH 5,0). Temperatura de plămădire de 58…62°C restrânge activitatea fosfatazelor. Degradarea compușilor organici cu fosfor este influențată de gradul de solubilizare a malțului, de activitatea fosfatazică a malțului și de condițiile de brasaj. Un rol important îI are temperatura de plămădire (tabelul 1.12)[1]

Tabel 1.12 Intensitatea brasajului și variația pH-ului la fabricarea beri[1]

Un conținut mai ridicat în fosfați în plămadă determină o scădere mai mică a pH-ului la fierberea mustului și la fermentare.

Modificarea polifenolilor.

Polifenolii reprezintă 0,3-0,4% din substanța uscată a orzului, fiind localizați în coaja bobului, în stratul aleuronic (în cantități mai mici) și în endosperm. La brasaj, modificarea polifenolilor merge paralel cu degradarea substanțelor cu azot. Substanțele polifenolice formează cu substanțele cu azot complecși ce pot deveni insolubili la temperaturi de plămădire mai mari de 50…60°C. De asemenea, polifenolii se pot polimeriza prin oxidare catalizată enzimatic de peroxidază și polifenoloxidază, mărindu-și astfel capacitatea tanantă. Polifenolii polimerizați formează cu proteinele complecși insolubili la rece. La 45˚C, prin oxidarea polifenolilor se pierd circa 42% din polifenoli, iar la 65°C circa 65%. La brasaj în atmosferă de azot, în condiții normale de aerare și prin insuflare de aer, are loc micșorarea concentrației antocianilor, taninului, polifenolilor totali din musturile obținute (tabelul 1.13).

Tabel 1.13 Conținutul în polifenoli (mg/l) al musturilor obținute prin brasaj în diferite condiții[1]

Conținutul mustului în polifenoli este influențat de condițiile de brasaj: cu cât este mai fin măcinată coaja bobului de malț, cu atât mustul este mai bogat în polifenoli, care au indicele de polimerizare cel mai ridicat; cu cât endospermul este mai profund măcinat, cu atât mai mult se intensifică eliberarea antocianilor (tabelul 1.14).

Tabel 1.14 Tipul măcinișului și conținutul de polifenoli din mustul primitiv, mg/l [1]

Apa de brasaj cu alcalinitate remanentă mare conduce la musturi cu un conținut mare de polifenoli, respectiv polifenoli cu indice de polimerizare mai mare.

O temperatură de plămădire ridicată și o durată de brasaj scurtă conduc la un must cu conținut redus în polifenoli. O cantitate mare de polifenoli în must se constată la brasajul cu pauze lungi la 50°C.

Intensificarea aerării la brasaj prin cantitatea de aer din măciniș, înglobarea de aer la plămădire sau prin utilizarea unui agitator nepotrivit conduce la creșterea indicelui de polimerizare a polifenolilor din must. Polifenolii cu indice de polimerizare ridicat imprimă amăreală persistentă și închiderea culorii mustului, care nu se mai poate înlătura / ameliora la fermentare.

Polifenolii înalt polimerizați dau complecși cu substanțele cu azot cu masă moleculară mare, complecși ce devin insolubili la brasaj și la fierberea mustului cu hamei, rezultatul fiind o bere mai stabilă coloidal. Polifenolii cu masă moleculară mică au însușiri reducătoare și conduc la creșterea stabilității gustului berii.

Degradarea lipidelor.

Degradarea lipidelor aduse de malț (trigliceride, mono- și digliceride, acizi grași liberi, fosfatide) are loc, la brasaj, sub influența lipazelor din malț cu eliberare de acizi grași și glicerină. Lipazele au temperatura optimă de acțiune de 50°C și sunt inactivate după 30 min la 65°C. La plămădire, la 62…64°C, în must se găsește o cantitate mică de lipide, în timp ce la temperatura de plămădire de 68°C concentrația lipidelor în must este mai mare. La fierberea mustului și la răcirea acestuia, o dată cu trubul format se elimină din must o mare parte din lipide, în extractul mustului primitiv regăsindu-se numai 10—26% din acizii grași totali din mustul nefiert.

Conținutul de lipide din must influențează însușirile de spumare ale berii. Conținutul mustului în acizi grași nesaturați este important pentru metabolismul drojdiei, respectiv pentru formarea esterilor la fermentare.

Extractul obținut din malț la brasaj reprezintă 75-80% față de malț. Cea mai mare parte a extractului este formată din glucide fermentescibile (61-65%), care vor da gradul de fermentare final real al acelui must, corespunzător unui grad- de fermentare final aparent de 75-80%.

Necesarul de apă la plămădire.

Cantitatea de apă de plămădire în raport cu cea de malț determină concentrația plămezii și influențează compoziția mustului și tipul berii. Pentru berile de culoare deschisă se utilizează cantități mai mari de apă' de plămădire (raport malț: apă = 1:4 sau chiar 1 : 5) în comparație cu berile de culoare închisă (raport 1 : 2 sau 1 : 2,5) care la pauză de zaharificare se aduc la concentrații mai mici, corespunzătoare raportului 1 : 3,5 sau 1 : 5.

Cantitatea de apă de plămădire necesară obținerii unei anumite concentrații a primului must (epm), atunci când se prelucrează 100 kg malț cu un randament în extract R, se determină cu relația:

W = [hl apă/100kg malț]

Mustul rezultat M(kg) din 100kg va fi:

M = R + W

Concentrația procentuală a acestui must se calculează cu relația:

[%]

Volumul plămezii obținute din 100kg malț se calculează cu relația:

V = W +0.7 [hl/100kg malț],

Unde: 0,7 reprezintă volumul ocupat de 100kg măciniș utilizat la plămădire.

Pentru utilizării practice, necesarul de apa de plămădire și volumul plămezii în funcție de concentrația primului must sunt date în tabelul 1.15

Tabelul 1.15 Concentrația primului must, volumul de apă de plămădire și volumul plămezii pentru un randament R = 75%[1]

Plămădirea și zaharificarea se realizează în cazane speciale de plămădire și zaharificare de formă rotundă sau paralelipipedică prevăzute cu manta de încălzire astfel dimensionată încât să asigure încălzirea plămezilor în diferite faze cu cel puțin 1,5÷20C pe minut. De asemenea aceste cazane sunt prevăzute cu un agitator reglabil cu palete, acționat de un motor electric.

1.2.4.Procedee de plămădire și zaharificare.

În conducerea practică a procesului de plămădire și zaharificare se urmărește aducerea amestecului de măcinișși apă de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 77÷780C printr-un domeniu de temperaturi favorabile pentru acțiunea diferitelor grupe de enzime din malț, care contribuie la solubilizarea și degradarea componentelor acestuia.

Procedeele de brasaj se clasifică în procedee prin infuzie și procedee prin decocție, în cadrul fiecărui procedeu existând mai multe variante de brasaj. Alegerea variantei de brasaj depinde de caracteristicile berii care se fabrică, de caracteristicile utilajelor de fierbere și de calitatea malțului folosit.

Procedeele practice la care aceste procese de degradare se realizează numai pe cale enzimatică poartă denumirea de procedee prin infuzie. În cadrul acestor procedee întreaga masă de plămadă se încălzește până la temperatura finală, cu pauzele respective, fără ca o parte din plămadă să fie prelevată și fiartă într-un cazan separat.

Dintre avantajele procedeului de brasaj prin infuzie putem enumera:

procesul tehnologic poate fi automatizat;

necesarul de energie este mai scăzut cu 25÷50% decât la decocție;

se obțin musturi care dau beri de culoare mai deschisă și gust mai puțin pronunțat.

Dezavantajul procedeului prin infuzie este randamentul în extract mai scăzut, mai ales la utilizarea unui malț slab solubilizat.

Solubilizarea componentelor malțului se mai poate realiza și pe cale fizică prin fierberea unei porțiuni de plămadă, când amidonul este cleificat și poate fi astfel atacat de enzime după întoarcerea plămezii fierte în restul de plămadă. Plămezile parțial fierte reprezintăși un mijloc de ridicare a temperaturii restului de plămadă. Astfel de procedee poartă denumirea de procedee prin decocție, iar în funcție de numărul de plămezi care se fierb deosebim procedee cu una, două sau trei plămezi.

Fierberea unei părți din plămadă, care se efectuează în cazanul de zaharificare, diferit de cel de plămădire, conduce la:

gelatinizarea și zaharificarea amidonului nemodificat la malțificare;

extracție mai mare a substanțelor din coajă bobului;

formarea mai intensă de melanoidine;

degradare mai slabă a proteinelor din decoct;

reducerea cantității de enzime active din întreaga plămadă;

un randament mai mare la fierbere.

Ca dezavantaje pentru brasajul prin decocție se pot enumera: creșterea necesarului de energie cu 20%, energie consumată pentru fierberea decoctului, utilizarea a două cazane diferite, pentru plămădire și zaharificare.

În unele cazuri este necesară combinarea infuziei cu decocția rezultând așa- numitele procedee mixte de plămădire-zaharificare. În cazul folosirii cerealelor nemalțificate la plămădire-zaharificare se lucrează de asemenea după procedee speciale care diferă în funcție de calitatea malțului și felul cerealelor nemalțificate utilizate.

Brasajul prin infuzie este cel mai simplu procedeu, el necesitând un singur cazan pentru prelucrarea plămezii. Acest procedeu conduce la obținerea de beri cu gust mai puțin pronunțat de malț și culoare mai deschisă. Avantajele procedeului sunt următoarele, conducerea operației poate fi realizată automat, iar necesarul de energie este cu 26-50% mai mic decât la procedeul prin decocțle. În fig. 1.7 sunt prezentate exemple de diagrame de brasaj prin infuzie. Diagramele diferă tntre ele prin temperatura de plămădire: plămădirea la 36˚C favorizează o hidroliză profundă a proteinelor și a β-glucanilor, în timp ce o plămădire la 58˚C reduce hidroliza proteinelor.

Fig 1.7 Diagrame de brasaj prin infuzie[1]

Brasajul prin decocție este caracterizat de faptul că o parte din plămadă este transvazată în cazanul de zaharificare unde este fiartă (formând decoctul). Prin reintroducerea decoctului peste restul de plămadă se ridică temperatura întregii plămezi până la nivelul următorului palier de temperatură. După numărul de decocții, metodele de brasaj sunt cu trei decocții, cu două decocții sau cu o decocție.

Preplămăditorul de malț. Este utilizat pentru plămădirea măcinăturii obținute prin măcinare uscată cu sau fără condiționare. Utilizarea preplămăditorului minimalizează înglobarea de aer în plămadă. Schița de principiu a preplămăditorului, montat pe cazanul de plămădire, este prezentată în fig. 1.8

Fig. 1.8. Preplămăditor de malț:

1-intrare malț; 2-alimentare cu apă; 3-tub perforat; 4-plămadă.[1]

Cazanul de plămădire este un recipient metalic cu încălzire indirectăși prevăzut cu un sistem de agitare (fig.1.9). La instalația clasică predomină secțiunea rotundă, fundul bombat sau plan, manta de încălzire izolată, capacul cu hotă pentru evacuarea vaporilor. Părțile în contact cu produsul sunt confecționate din cupru și mai rar din tablă de oțel.

Fig 1.9 Cazan de plămădire cu secțiune circulară

1-preplămăditor, 2-hotă, 3-vizor, 4-serpentină de incălzire, 5-oală de condens, 6-ventile de abur pentru doua rânduri de serpentine, 7-ventil de golire, 8-ventil de evacuare, 9-agitator, 10-motor[1]

Fig 1.10 Cazan de plămadă cu secțiune rectangulară (din instalația Hydroautomatic):

1-intrare abur; 2-manta de încălzire; 3-condens; 4-agitator; 5-vizor; 6-cap de spălare; 7-apă; 8-electromotor, 9-hotă pentru abur secundar.[1]

Agitatorul trebuie astfel dimensionat încât să asigure o amestecare intimă, o mărire a turbulenței pentru creșterea coeficientului de transmisie a căldurii prin perete și să evite o vătămare a cojilor ce vor constitui patul filtrant în cazul utilizării de cazane de filtrare. Forma și turația agitatorului sunt astfel alese încât să realizeze o ridicare a plămezii pe marginea cazanului și căderea acesteia în partea centrală, asigurându-se obținerea unei turbulențe ridicate. Se preferă agitatorul tip elice. Acționarea agitatorului are loc de jos, realizându-se de cele mai multe ori douăviteze. În momentul încărcării se lucrează cu viteză mare de 35÷40 rot./min., iar la sfârșitul procesului, în momentul transvazării, cu 10÷12 rot./min.

Încălzirea are loc prin manta cu abur, aplicată pe fund sau cu serpentine. Acestea din urmă se construiesc mai ușor, dar se curăță mai greu. În mod uzual, serpentinele se amplasează pe unul sau două rânduri inelare.

Suprafața de schimb de căldură este formată dintr-o mantă dublă din profiluri sudate pe peretele exterior sau din țevi semiciiindrice sudate pe peretele exterior. La cazanele cu secțiune circulară în interior poate fi montată o suprafață de încălzire suplimentară sub forma uni fierbător tubular. Suprafața de încălzire trebuie să asigure un ritm de încălzire de 1˚C / min. Volumul util al cazanului este de circa 60% din volumul total, iar acesta este de 7-8 hl pentru 100 kg malț.

Cazanul de zaharificare. Este asemănător din punct de vedere constructiv cu cel de plămădire. Capacitatea acestuia variază între o valoare minimă de 70% din plămada totală și capacitatea maximă egală cu cea a cazanului de plămădire. Suprafața de încălzire trebuie să asigure un ritm de încălzire de 2°C/min, iar agitatorul trebuie să aibă 20-25 rot/min.

1.2.5. Filtrarea plămezii

Filtrarea plămezii este operația tehnologică care urmează după plămădire-zaharificare în scopul obținerii mustului de bere, operație care în tehnologia clasică de fabricare a berii se realizează cu ajutorul cazanului de filtrare și a filtrului de plămadă.

Procesul de filtrare se realizează în două faze:

scurgerea primului must;

spălarea și epuizarea borhotului în extract.

Filtrarea cu ajutorul cazanului de filtrare

Este cel mai răspândit procedeu de filtrare a plămezii, folosindu-se atât cazane clasice cât și cazane de filtrare rapidă în cadrul fierberilor cu măcinare umedă a malțului sistem Hydro-Automatic(fig. 1.11).

Cazanele clasice de filtrare sunt prevăzute cu un fund perforat cu suprafață liberă de circa 10% din cea totală, pe care se depune borhotul într-un strat de 30÷40 cm. Fundul perforat este împărțit în mai multe zone, de obicei 10, de la care se colectează separat mustul limpede.

Fig 1.11. Cazan filtrare

1-hotă pentru eliminarea vaporilor, 2-capac, 3-fund, 4-fund intermediar, 5-izolație termică, 6-conductă de plamadă, 7-dispozitiv de tăiere cu cutite, 8-acționarea dispozitivului de tăiere, 9-dispozitiv de ridicare a cuțitelor, 10-conductă pentru ridicarea dispozitivului de tăiere, 11-conductă de apa pentru spălarea borhotuluui, 12-braț rotativ, 13-conducte pentru evacuare must, 14-baterie de robinete, 15-preaplin la robinete, 16-jgheab de evacuare[5]

Cazanul de filtrare tip Hydro-Automatic este prevăzut cu o sită din profile sudate cu o suprafață liberă de trecere de 20÷30%, iar înălțimea stratului de borhot este de circa 60 cm. Acest lucru este posibil datorită măcinării umede a malțului prin care se păstrează întregi cojile și care formează la filtrare un strat afânat. Unele cazane sunt prevăzute și cu site laterale care măresc și mai mult suprafața de filtrare. Fundul cazanului este prevăzut cu un singur racord pentru evacuarea mustului, existând și posibilitatea de sifonare a primului must limpede de deasupra stratului de borhot.

Conducerea practică a filtrării plămezii cu ajutorul cazanului de filtrare se realizează astfel:

înainte de introducerea plămezii în cazan se pompează apă fierbinte având temperatura cu 30C mai ridicată decât cea a plămezii zaharificate, de exemplu 780C până ce nivelul apei ajunge la 10 mm față de sita perforată; în acest fel se realizează dezaerarea spațiului de sub sita perforată;

se pompează plămada în cazan, se uniformizează grosimea stratului filtrant cu ajutorul dispozitivului de afânare și se lasă în repaus 10÷30 minute pentru sedimentare. Cu cât malțul este mai bine solubilizat cu atât durata de sedimentare este mai mică;

se pompează primele porțiuni de must tulbure din nou în cazanul de filtrare și se începe filtrarea primului must. Când mustul a ajuns la nivelul borhotului se oprește colectarea și se face afânarea cu ajutorul dispozitivului de afânare. Se continuăcolectarea primului must și afânarea în același fel până când nivelul primului must ajunge la circa 40 mm față de sita perforată. Durata de scurgere a primului must este de 1÷2 ore;

în scopul scurtării duratei de obținere a primului must se practicași șifonarea mustului limpede de deasupra după terminarea sedimentării, până ce nivelul mustului ajunge la circa 20 mm față de stratul de borhot. Prin acest procedeu are loc și o scurtare a duratei de scurgere a apelor de spălare, întrucât stratul de borhot este mai puțin solicitat;

după scurgerea primului must se face spălarea borhotului, deoarece particulele de borhot rețin o mare cantitate de extract, atât la suprafață0 cât și în interiorul lor.

Spălarea se realizează cu apă caldă cu temperatura de 75 C, care se adaugă în 2÷3 porțiuni, uneori chiar 4. În timpul spălării borhotului se controlează epuizarea în extract, considerându-se spălarea terminată când extractul ultimelor ape de spălare nu depășește 0,6÷0,8%. Durata de spălare a borhotului este de 1 ½ ÷2 ore.

după scurgerea apelor de spălare se face evacuarea borhotului cu ajutorul dispozitivului de afânare.

Evacuarea se efectuează într-un șnec dozator și de aici borhotul este transportat cu aer comprimat la silozul de borhot, așezat la înălțime pe un schelet de beton sau metalic, astfel încât borhotul să poată fi descărcat direct în autocamioane. Durata de evacuare a borhotului este de circa 15 minute. În acest fel durata totală a filtrării cu ajutorul cazanului de filtrare este de 4 ore, astfel încât se pot realiza maximum 6 fierberi pe zi.

Filtrarea cu ajutorul filtrului de plămadă.

Principiul filtrării plămezii cu ajutorul filtrului de plămadă este diferit de cel al cazanului de filtrare. În timp ce în cazanul de filtrare borhotul este dispus orizontal într-un strat gros de 30-60 cm și constituie materialul filtrant, în cazul filtrului de plămadă borhotul este dispus vertical într-un strat gros de 60-80 mm în spațiul format de ramele filtrului, mărginit lateral de pânze prin care trece mustul, în timp ce borhotul rămâne în acest spațiu

Filtrul de plămadă este de tipul unui filtru-presă cu rame și plăci. Pânzele filtrante sunt confecționate din bumbac sau material sintetic. Conducerea filtrării se realizează astfel:

după montarea filtrului și strângerea lui hidraulic sau pneumatic se face o încălzire a acestuia prin pompare de apă fierbinte cu temperatura de 800C și menținerea ei timp de 30 minute;

după scurgerea apei se pompează în filtru plămada din cazanul de plămădire care se menține sub agitare continuă, astfel încât umplerea filtrului să fie uniformă. În acest scop este necesarăși dezaerarea filtrului. Umplerea filtrului cu plămadă durează 25÷35 minute și coincide cu filtrarea primului must, în momentul în care se termină pomparea plămezii s-a scurs și primul must. Dispare astfel durata de sedimentare a plămezii, realizându-se o economie însemnată de timp de 60÷90 minute față de cazanul de filtrare;

după terminarea pompării plămezii se spală cazanul de plămădire cu apă fierbinte, pompându-se și apele de spălare în filtru;

spălarea borhotului se face prin introducerea de apă fierbinte pe la partea inferioară a plăcilor și durează circa 90 minute. În timpul spălării borhotului se controlează extractul apelor de spălare. Ultimele ape de spălare nu trebuie să conțină un extract mai mare de 0,3÷0,5 %;

după terminarea operației de spălare a borhotului, se desface filtrul, iar borhotul cade într-un jgheab colector de unde este transportat în afara secției cu un transportor elicoidal. Această operație durează 20 minute. Se face apoi spălarea filtrului cu apă, operație care durează 30 minute. Întreg procesul de filtrare durează maximum 4 ore.

Avantajele acestui procedeu de filtrare sunt următoarele:

independența față de calitatea malțului și proporția de cereale nemalțificate;

creșterea productivității prin realizarea unui număr mai mare de fierberi;

obținerea unui randament al fierberii mai ridicat, în medie cu 0,5% mai scăzut decât randamentul de laborator al malțului.

Cantitatea de borhot obținută variază între 115÷130 kg la 100 kg malț prelucrat.

Borhotul conține proteine, celuloză, lipide, substanțe cu un grad ridicat de asimilare, astfel încât borhotul de malț reprezintă un furaj prețios mult solicitat.

1.2.6. Fierberea mustului cu hamei

Fierberea mustului diluat, rezultat din amestecarea primului must cu apele de spălare a borhotului are următoarele scopuri:

extracția și transformarea substanțelor amare, de aromă și polifenolice din hamei;

definitivarea compoziției chimice a mustului prin inactivarea enzimelor;

sterilizarea mustului;

evaporarea surplusului de apă și atingerea concentrației în extract a mustului specifică sortimentului de bere produs;

formarea de substanțe reducătoare și de culoare;

eliminarea unor substanțe cu sulf;

coagularea unor substanțe cu azot și a complexelor proteine-polifenoli și intensificarea stabilizării naturale a viitoarei beri.

Hameiul adăugat la fierbere conferă mustului un gust amar și o anumităaromă, ca urmare a solubilizării substanțelor amare și respectiv a uleiurilor eterice. În afară de aceasta hameiul favorizează precipitarea proteinelor și asigură o anumităconservabilitate berii finite.

Dintre metodele de fierbere care se folosesc în prezent la fabricarea berii se pot enumera:

fierberea convențională;

fierberea la presiune joasă;

fierberea la presiune ridicată.

Fierberea convențională.

Se realizează la presiune atmosferică, pe o durată de 2 ore, în cazanul de fierbere de diferite forme constructive:

cazan cu secțiune circulară;

cazan cu secțiune dreptunghiulară

Pentru fierberea mustului se folosesc cazane de fierbere construite din tablă de cupru, oțel sau oțel inoxidabil, având capacitatea de 8÷9 hl/100 kg malț prelucrat. Cuprul prezintă un coeficient de conducție cu 30% mai mare decât oțelul, însă ionii de cupru au acțiune negativă asupra calității și stabilității berii.

Pentru a se mări eficiența fierberii se montează uneori și serpentine de încălzire în interiorul cazanelor. Folosirea agitatoarelor se recomandă în special la încălzirea mustului, pentru a se evita supraîncălzirile locale și închiderea la culoare.

Pentru recuperarea căldurii vaporilor rezultați de la fierbere, se folosesc recuperatoare speciale (FADUKO), obținându-se cu ajutorul lor apă caldă pentru secția de fierbere.

Cazanul de fierbere cu secțiune circulară este construit din tablă de cupru sau de oțel placată cu oțel inoxidabil sau din oțel inoxidabil.

Deși coeficientul de transfer termic al tablei de cupru este cu 30% mai mare ca cel al tablei din oțel inoxidabil, se preferă cazanele din oțel inoxidabil, întrucât ionii de Cu2+ au acțiune negativă asupra calității și stabilității berii.

Cazanul de fierbere pentru capacități mari (fig.1.12) are fundul ridicat la mijloc pentru a se realiza o mai bună convecție. Cazanul are un volum corespunzător la 9 hl / 100 kg malț prelucrat, volumul total fiind cu 25% mai mare.

Fig. 1.12 Cazan de fierbere cu fund ridicat[1]

Cazanul de fierbere din instalația Hydroautomatic este o construcție paralelipipedică cu fundul în formă de pană asimetrică (fig. 1.13), cu unghiuri de înclinare a pereților de 33°și 38°. Pe cele două suprafețe inegale ale fundului este distribuită asimetric suprafața de încălzire formată din profituri sudate. încălzirea cazanului se face cu abur de 3 bar. Coeficientul de umplere a cazanului este de 60 – 80%, iar coeficientul de evaporare orară de 6 – 8%. Cazanul este dotat cu două agitatoare de 28 și 58 rot/min.

Fig. 1.13 Cazan de fierbere a mustului cu secțiune rectangulară (instalația de fierbere Hydromatic Steinecker-Lenz):1,2-suprafațe de schimb de căldură; 3-conductă pentru spălare cazan; 4-agitator; 5-vizor; 6-termometru[1]

Cazanul de fierbere din intalatia de fierbere bloc (Ziemann) este un cazan paralelipipedic, cu fund semicilindric, montat la partea inferioară a instalației bloc (fig. 1.14) Cazanul nu are agitator, dar realizează o bună convecție a mustului prin dispunerea asimetrică a suprafeței de incazire formată din țevi semicilindrice sudate pe suprafața exterioară a fundului cazanului. În acest cazan se realizează o cifră de evaporare de 8 -10%

Fig. 1.14 Instalație de fierbere-bloc, cu filtru de plămadă (Ziemann):

AB.E.F-cazane de plămădire-zaharificare; D- rezervor intermediar de must; H-cazan de fierbere a mustului; CG-filtru de plămadă cu rame și plăci; V-rezervor ape de spălare.[1]

Fierberea sub presiune.

Prin creșterea temperaturii de fierbere, toate reacțiile fizico-chimice în must se desfășoară mai rapid. Efectul temperaturii de peste 100°C conduce la creșterea vitezei de coagulare a proteinelor, dar și la creșterea vitezei reacției Maillard.

Fierberea la presiune joasă se poate realiza în instalații de diferite construcții,care au închise în construcție suprafețe suplimentare de căldură de tipul fierbătorului interior și al fierbătorului exterior:

cazanul de fierbere cu fierbător interior (fig. 1.15), care are în interior un schimbător de căldură tubular, mustul deplasându-se ascendent în interiorul țevilor încălzite de abur care circulă în spațiu intertubular. La ieșire din fierbătorul interior, mustul este pulverizat printr-un distribuitor al fierbătorului, evitându- se în acest fel spumarea mustului. Cazanul este caracterizat printr-o circulație intensă a mustului.

Fig 1.15 Cazan de fierbere must cu fierbător interior.[1]

cazanul de fierbere cu fierbător exterior, care este folosit pentru o primă fierbere în interiorul cazanului la 100°C, urmată de o fierbere la 102 … 108°C, într-un fierbător exterior reprezentat de un schimbător de căldură multitubular (fig. 1.16). în decursul fierberii, mustul este recirculat de 7 – 12 ori / h prin fierbătorul exterior. La întoarcerea mustului din fierbătorul exterior în cazan are loc o evaporare intensă, datorită diferenței de presiune. în schimbătorul tubular exterior, mustul circulă cu viteza de 2,5 m/s. Temperatura de fierbere în fierbătorul exterior este de 102..104°C, pentru berile de fermentație inferioară, și de 104…108°C, pentru berile de fermentație superioară. Fierberea cu fierbător exterior se poate realiza și intr-o instalație combinată dintr-un cazan Whirlpool în care se poate realiza fierberea și separarea trubului la cald și dintr-un fierbător exterior.

Fig 1.16 Cazan de fierbere must cu fierbător exterior.[1]

Fierberea la presiune ridicată se realizează în două tipuri de instalații:

• instalații de fierbere la presiune ridicată cu destindere în mai multe trepte(fig 1.17); în această instalație mustul este încălzit treptat cu vapori din prima treaptă de destindere și ulterior, cu abur primar până la temperatura de 120÷1220C.

Menținerea la această temperatura variază între 4 și 10 minute, după calitatea mustului obținut. În ultimul vas de detenta se creează un vid de 0,1 bar;

Fig 1.17 Instalație de fierbere a mustului la presiune ridicată cu destindere în mai multe trepte:

1-rezervor pentru must; 2-schimbătoare de căldură pentru încălzirea mustului cu abur secundar, 3-schimbător de căldură pentru încălzirea, cu abur primar, a mustului la 130…140°C; 4-schimbător de căldură pentru încălzire apă la 85°C cu căldură din condens; 5-serpentină de menținere a mustului la temperatură maximă, 2%-3 min; 6-vas de detentă, cu scăderea temperaturii mustului la 115…120°C; 7-vas de detentă cu scăderea temperaturii mustului la 100°C.[1]

• instalații de fierbere la presiune ridicată cu destindere în două trepte(fig 1.18) în care se realizează preîncălzirea treptată a mustului în trei schimbătoare de căldură până la 1400C ( temperatura corespunzătoare presiunii de 6 bar), temperatura la care mustul este ținut 5 minute. Mustul fiert trece treptat în două vase de depresiune cu scăderea temperaturii la 1200C și apoi la 1000C. Vaporii rezultați din detentă sunt utilizați la preîncălzirea mustului.

Fig. 1.18 Instalație de fierberea mustului la presiune ridicată (HDK) cu destindere în două trepte:

1-cazane pentru must; 2-vas pentru hamei; 3,5-schimbătoare de căldură; 4-răcitor pentru condens; 7-vas de detentă; 8(I,II,III)—rotapool; KW-apă rece; WW-apă caldă; AD1 și AD2- abur secundar de la treaptă I și, respectiv, II detentă.[1]

1.2.7. Separarea trubului la cald

Mustul fiert cu hamei conține în suspensie borhotul de hamei și precipitatele formate în timpul fierberii mustului, trubul la cald sau trubul grosier. Borhotul de hamei, atunci când hameiul s-a utilizat sub formă de hamei floare se îndepărtează prin trecerea mustului prin separatorul de conuri de hamei. Dacă la hameiere s-a utilizat hamei măcinat sau peleți, borhotul se separă concomitent cu separarea trubului la cald.

Trubul la cald se poate separa prin sedimentare, centrifugare, filtrare sau separare hidrodinamică.

Separarea hidrodinamică în Whirlpool sau Rotapool

Este procedeul cel mai utilizat. Whirlpoolul (fig. .1.9) este un vas cilindric închis, așezat vertical, în care mustul cu trub este alimentat tangențial. Forțele care acționează la separarea trubului sunt forța centrifugași forțele de frecare a lichidului de pereții și fundul vasului care orientează particulele de trub către centrul fundului vasului unde se acumulează depozitul de trub sub forma unui con, deasupra căruia mustul rămâne limpede. Whirlpoolul este construit din oțel placat cu oțel inox sau aluminiu. Alimentarea cu must se face tangențial printr-un racord situat în treimea inferioară a înălțimii vasului, alimentare care imprimă mișcarea de rotație lichidului din vas (fig. 1.19) sau printr-un racord situat pe fundul vasului pentru a preveni absorbția de oxigen în must. Evacuarea mustului se face printr-un racord situat deasupra nivelului maxim al conului de trub. Mustul rămâne în Whirlpool circa 20÷40 minute.

După evacuarea mustului care este trimis la răcire, trubul este evacuat cu o cantitate de apă de 1,5÷2% față de volumul mustului fiert, amestecul format din trub și apă fiind trimis la filtrarea plămezii, după scurgerea primului must. Pierderile de must cu trubul sunt de 0,3÷0,5% față de cantitatea de must fiert sau de 3÷3,5 l/100 kg malț.

Fig. 1.19 Rotapool (Whirpool): 1-hotă evacuare abur secundar; 2-capac; 3-îndepărtare apă condens; 4-instalație CIP; 5-bec de iluminare; 6-vizor; 7-perete lateral; 8-izolație; 9-fund cu pantă 10%; 10-jet de spălare de la CIP; 11-racord pentru umplere tangențială; 12-racord de golire.[1]

Fig 1.20 Forțele care permit separarea trubului în Rotapool: 1-forțe centrifuge; 2-forțe de frecare de peretele și fundul rotapool- lui; 3-curenți circulari care împiedică concentrarea trubului în zona centrală a fundului.[1]

Separarea centrifugală a trubului la cald

Se poate face atât cu separatoare centrifugale cu camere inelare cât și în separatoare centrifugale cu talere. Separatoarele centrifugale cu camere inelare lucrează la 4000 rot/min, spațiul de depunere a trubului fiind de 60÷70 l. Funcționarea este discontinuă, curățirea lor fiind greoaie. Trubul este eliminat cu 70% umiditate, pierderile de must fiind mici.

Separatoarele cu talere funcționează cu descărcarea automată a trubului, la o turație de 6000÷7000 rot/min. Descărcarea trubului poate fi intermitentă sau continuă. Separarea centrifugală a trubului este costisitoare ca investiție și consum de energie, dar este rapidă.

1.2.8. Răcirea mustului

Răcirea mustului este o operație tehnologică care se efectuează cu scopul:

reducerii temperaturii mustului până la 5-12°C, temperatură la care se va realiza însămânțarea mustului de bere cu drojdie pentru fermentare;

formării trubului la rece, trub ce se formează din complexe proteine-polifenoli care precipită la răcirea mustului.

Pentru răcire se pot utiliza:

linuri de răcire, în care mustul se aduce în strat de 10 cm – metoda nu mai este folosită, deoarece prin acest procedeu mustul se poate contamina;

răcitoare deschise formate din țevi orizontale prin care circulă agentul de răcire, iar mustul este răcit la suprafața țevilor – procedeu utilizat foarte rar, datorită pericolului de contaminare a mustului;

răcitoare plane care prezintă același dezavantaj că precedentele;

răcitoare tubulare închise;

răcitoare țeavă în țeavă;

răcitoare aeratoare;

răcitoare cu plăci în sistem închis, care permit o răcire rapidă a mustului, evitându-se contaminările cu microorganisme.

Răcitoarele cu plăci sun formate din pachete de plăci din tablă de oțel inoxidabil prevăzute cu orificii pentru introducerea și ieșirea mustului și a apei de răcire. Utilajul este împărțit în două zone:

în prima zonă, formată dintr-un număr mai mare de plăci se realizează răcirea mustului cu apă potabilă obișnuită până la temperatura de 20÷250C;

în cea de-a doua zonă se răcește mustul până la temperatura de însămânțare cu drojdie de 5÷120C, folosind ca agent de răcire apa răcită la 0,5÷10C.

Fig. 1.21 Răcitor cu plăci -placa frontală anterioară (pentru fixare) -placa de început tip A (are rolul de a efectua schimbul termic între circuitul primar și cel secundar) -placa de tip C (cu rolul de a efectua schimbul termic între circuitul primar și circuitul secundar) -placa de tip B (cu rolul de a efectua schimbul termic între circuitul primar și circuitul secundar) -placa de final tip D (are rolul de a efectua schimbul termic între circuitul primar și cel secundar) -placa posterioară (pentru fixare) -tiranti (pentru fixare)[14]

Fig. 1.22 Schița de principiu a unui răcitor de must cu plăci, cu doua zone: 1-rezervor apă glacială, 2-pompă pentru apa glacială, 3-zona de racire adâncaă, 4-zona de prerăcire.[1]

Răcitorul cu plăci (fig.1.21) se confecționează din oțel inoxidabil și are două sectoare de răcire, respectiv treapta întâia cu apa din rețeaua obișnuită cu temperatura medie de 150C și treapta a doua, cu apa răcită la 0÷20C sau cu etilenglicol.

Plăcile schimbătoare de căldură au un profil special cu nervuri pentru realizarea unor regimuri de curgere favorabile transferului termic intens. Montarea lor se efectuează în mod alternativ, o placă cu raza nervurilor în sus, una cu raza nervurilor în jos, s.a.m.d. Plăcile sunt prevăzute cu garnituri de etanșare care rezistă la temperaturi de 1200C, în vederea sterilizării lor.

Tiranții laterali au rolul de a strânge plăcile în vederea realizării canalelor de curgere. Ei sunt formați din câte două tije articulate la un capăt și filetate una pe dreapta, cealaltă pe stânga și un manșon filetat dreapta-stânga. Strângerea se execută cu alternatie pe o parte și cealaltă a schimbătorului, pentru a realiza o presiune uniformă pe garnitură.

1.2.9. Limpezirea le rece a mustului

La răcirea mustului sub 60°C, acesta începe să se tulbure datorită formării unor precipitate fine care constituie trubul la rece sau trubul fin. Răcirea mustului sub 30°C și până la 0°C conduce la creșterea cantității de trub la rece. La 0°C cantitatea de trub la rece variază între 15 și 30 g/hl, ceea ce reprezintă 15 – 35% din cantitate de trub la cald.

Trubul la rece trebuie bine îndepărtat pentru o bună filtrabilitate și fermentare a mustului. Separarea trubului la rece se face prin diferite metode care diferă între ele prin procentul de îndepărtare a trubului la rece (tabelul 1.16).

Tabel 1.16 Eficiența de îndepărtare a trubului la rece[5]

1.2.10 Separarea trubului la rece

Trubul la rece este format din particule mult mai fine, cu dimensiuni de 0,5-1 μ și cu o masă specifică mai scăzută ca cea a trubului la cald, ceea ce face ca separarea completă a trubului la rece să nu fie posibilă în practică. Conținutul mustului în trub la rece variază între 150-300 mg s.u./l reprezentând cam 1/3 din cantitatea de trub la cald. Cantitatea de trub la rece depinde de mai mulți factori tehnologici:

măcinarea malțului;

procedeele de brasaj utilizate;

compoziția chimică a hameiului folosit la fierberea mustului, ș.a.

Dintre procedeele utilizate de separare a trubului la rece se pot enumera:

separatoarele centrifugale – se folosesc aceleași tipuri de separatoare centrifugale cu funcționare automată, ca și la separarea trubului la cald, cu deosebirea că în acest caz se lucrează la o capacitate mai redusă, deoarece vâscozitatea mustului răcit este mult mai mare decât cea a mustului fierbinte, iar densitatea particulelor care formează trubul la rece este mai scăzută. Separatoarele centrifugale necesită un consum mai ridicat de energie, dar manopera este scăzută în condițiile automatizării procesului, inclusiv a curățirii separatoarelor. Pierderile în extract sunt de circa 0,2%;

filtrul cu kieselgur – permite îndepărtarea trubului la rece din must în proporția cea mai ridicată de 75-85%, recomandându-se în special în cazul procedeelor de fermentare accelerată a berii. Se folosesc aceleași tipuri de filtre cu kieselgur ca la filtrarea berii, cu deosebirea că se lucrează la o capacitate cu 50-60% mai mare.

Ca avantaje ale utilizării filtrului cu kieselgur se pot enumera:

mărirea eficienței de separare a trubului la rece;

scăderea azotului coagulabil cu 10-15% și a polifenolilor cu 17-20%, rezultând beri cu o mai bună stabilitate coloidală.

Ca dezavantaje, în cazul utilizării filtrelor cu kieselgur, se pot enumera:

manopera mai ridicată necesară pentru deservirea filtrului;

se produc pierderi în substanțe amare de 10÷14% în berea finită

ușoară diminuare a spumării berii.

tancul de flotație – se bazează pe antrenarea particulelor care formează trubul la rece cu ajutorul aerului insuflat în must în cantitate mare. Bulele de aer se ridică la suprafața mustului antrenând cu ele trubul la rece sub formă unui strat de spumă, care după câteva ore se colorează în brun. Prin acest procedeu se realizează concomitent și o foarte bună aerare a mustului.

Durata flotației este de 4÷8 ore. Prin flotare se îndepărtează 60÷65% din trubul la rece. Ca avantaje ale procedeului:

costul investiției mai redus;

manopera mai redusă;

nu se folosesc aditivi de filtrare.

1.2.11. Tehnologia fermentării mustului de bere

Mustul de bere răcit reprezintă un semifabricat pentru următoarea etapă importantă din procesul tehnologic de fabricare a berii, fermentarea, și în același timp substratul pentru activitatea drojdiei de bere ca agent al fermentației alcoolice

Fermentarea în industria berii este utilizată pentru transformarea mustului de malț în bere, respectiv pentru transformarea glucidelor fermentescibile din must (maltoză) în alcool etilic și dioxid de carbon ca produse principale cât și o serie de produse secundare de fermentație care contribuie la gustul și aroma berii.

Fermentarea mustului se realizează în două faze:

fermentarea principală sau primară;

fermentarea secundară (finală).

În timpul fermentării primare are loc transformarea celei mai mari părți a extractului fermentescibil în alcool etilic și dioxid de carbon, iar în timpul fermentării secundare se continuă fermentarea extractului nefermentat, făcându-se totodată și limpezirea berii, urmată de saturarea ei în dioxid de carbon.

Rezultatul fermentării primare a mustului este așa numita bere tânără, care este trecută în continuare la fermentarea secundară, apoi la filtrare, după care se obține berea finită.

Fermentarea primară a mustului de bere

Are loc la temperatura de 6-8°C, timp de maximum 8 zile. Prin compoziția sa, mustul este un mediu de cultură ideal pentru diferite microorganisme dăunătoare beriiDe aceea se impune o bună curățire și dezinfectare a vaselor, utilajelor și încăperilor unde are loc procesul de fermentare.

Mustul de malț hameiat, răcit la 6÷80C, cu pH = 5,4÷5,6 este însămânțat cu o cantitate de lapte de drojdie de 1 litru/hl, respectiv cu 1÷3 milioane celule/ml. Pentru ca drojdia să se poată înmulți în must, acesta trebuie să conțină 6 mg oxigen dizolvat/litru.

Mustul fiert cu hamei utilizat ca mediu de fermentare este bogat în nutrienți, deoarece conține un spectru larg de zaharuri asimilabile, de aminoacizi și alte substanțe azotoase simple, substanțe minerale (incluzând calciu, magneziu, sodiu, potasiu, fier, zinc, cupru, mangan, cloruri, sulfati, carbonati, fosfati), vitamine cum ar fi biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamină, piridoxină, acidul nicotinic, etc. (tab.1.17).

Pentru creștere drojdiile au nevoie de zaharuri, aminoacizi, săruri minerale, vitamine, acizi grași nesaturați, steroli și oxigen. În afară de oxigen și unele săruri, malțul și nemalțificatele furnizează toți nutrienții necesari, zaharurile producând energie pentru producție și biosinteză, aminoacizii fiind folosiți pentru biosinteză (în special proteine), sarurile și vitaminele având roluri metabolice importante. Sinteza membranei celulare depinde de nivelul de acizi grași nesaturați.

Tabel 1.17 Compoziția substanței uscate a mustului de bere[5]

Pentru crestere drojdiile au nevoie de zaharuri, aminoacizi, saruri minerale,vitamine, acizi grasi nesaturați, steroli si oxigen. În afara de oxigen si unele saruri,malțul si nemalțificatele furnizeaza toți nutrienții necesari, zaharurile producând energie pentru producție si biosinteza, aminoacizii fiind folosiți pentru biosinteza (în special proteine), sarurile si vitaminele având roluri metabolice importante. Sinteza membranei celulare depinde de nivelul de acizi grasi nesaturați.

Compoziția mustului va influența atât viteza de fermentație, gradul de fermentare, cât și cantitatea de biomasă produsă și, în final, calitatea berii. Dintre constituenții mustului menționați anterior un rol deosebit îl au: zaharurile fermentescibile; compușii cu azot asimilabili și, în particular, aminoacizii, purinele și pirimididinele, vitaminele; nivelul ionilor de Zn2+, fermentația fiind accelerată la nivel de 0,2 mg Zn/l must. Niveluri mai mari de Zn2+ promovează autoliza și devin toxici atunci când și nivelul de Mn< 0,01 mg/l.

Compoziția mustului este influențată de temperatura de plămădire.

Temperaturile de plămădire mai scăzute conduc la musturi mai fermentescibile, cu o mai bună atenuare.

Prezența în must a particulelor în suspensie influențează fermentația în sensul favorizării dezvoltării drojdiilor, dar și al formării alcoolilor de fuzel și glicerinei. Prezența particulelor în suspensie, mai ales cele din trubul la cald, influențează negativ procesul de floculare și favorizează autoliza. Berea tânără obținută are un gust de trub, culoare mai închisa și însușiri de spumare mai reduse.

Particulele din trubul la rece într-o proporție redusă se consideră ca au influență pozitivă în ceea ce privește fermentarea și însușirile senzoriale ale berii finite. În cantități mai mari, particulele din trubul la rece îngreunează filtrabilitatea berii. pH-ul mustului hameiat este favorabil dezvoltării drojdiilor (5,2÷5,7), iar scăderea lui în timpul fermentației până la valori de 4,35÷4,65, scădere explicată prin consumul aminoacizilor, formarea de acizi organici ficși și volatili, precum și prin deplasarea efectului tampon al mediului spre zona mai acidă, nu influențează pH-ul celulei de drojdie, care rămâne la 6,0. Scăderea pH –ului poate fi influențată artificial prin creșterea temperaturii de fermentare, creșterea cantității de drojdie și a nivelului de aerare, respectiv prin agitarea mustului în fermentare.

Compoziția mustului va influența atât viteza de fermentație, gradul de fermentare, cât și cantitatea de biomasă produsă și, în final, calitatea berii.

Dintre constituenții mustului menționați anterior un rol deosebit îl au: zaharurile fermentescibile; compușii cu azot asimilabili și, în particular, aminoacizii, purinele și pirimididinele, vitaminele; nivelul ionilor de Zn2+, fermentația fiind accelerată la nivel de 0,2 mg Zn/l must. Niveluri mai mari de Zn2+ promovează autoliza și devin toxici atunci când și nivelul de Mn< 0,01 mg/l.

Compoziția mustului este influențată de temperatura de plămădire.

Temperaturile de plămădire mai scăzute conduc la musturi mai fermentescibile, cu o mai bună atenuare.

Prezența în must a particulelor în suspensie influențează fermentația în sensul favorizării dezvoltării drojdiilor, dar și al formării alcoolilor de fuzel și glicerinei. Prezența particulelor în suspensie, mai ales cele din trubul la cald, influențează negativ procesul de floculare și favorizează autoliza. Berea tânără obținută are un gust de trub, culoare mai închisa și însușiri de spumare mai reduse.

Particulele din trubul la rece într-o proporție redusă se consideră ca au influență pozitivă în ceea ce privește fermentarea și însușirile senzoriale ale berii finite. În cantități mai mari, particulele din trubul la rece îngreunează filtrabilitatea berii. pH-ul mustului hameiat este favorabil dezvoltării drojdiilor (5,2÷5,7), iar scăderea lui în timpul fermentației până la valori de 4,35÷4,65, scădere explicată prin consumul aminoacizilor, formarea de acizi organici ficși și volatili, precum și prin deplasarea efectului tampon al mediului spre zona mai acidă, nu influențează pH-ul celulei de drojdie, care rămâne la 6,0. Scăderea pH –ului poate fi influențată artificial prin creșterea temperaturii de fermentare, creșterea cantității de drojdie și a nivelului de aerare, respectiv prin agitarea mustului în fermentare.

Modificarea cea mai importantă care are loc la fermentarea primară o constituie transformarea glucidelor fermentescibile din must în alcool etilic și dioxid de carbon după ecuația:

Dintre factorii care influențează fermentarea primară se pot enumera:

compoziția chimică a mustului;

drojdia utilizată;

condițiile de fermentare;

durata și temperatura de fermentare;

presiunea mediului;

dimensiunea și formă vaselor de fermentare.

Compoziția mustului influențează atât viteza de fermentație, gradul de fermentare, cât și cantitatea de biomasă produsă și, în final, calitatea berii. La formarea produșilor secundari participă 3% din glucidele fermentescibile, 95% fiind utilizate pentru producția de alcool etilic, iar restul de 2% se folosesc pentru formarea de noi celule de drojdii.

În general, la fermentarea primară se formează în principal diacetil, aldehide și compușii cu sulf care conferă berii tinere o aromă (gust și miros) de bere imatură, neechilibrată. Se mai formează și alcooli superiori și esteri, dar în cantitate mai mare la fermentare secundară (maturare), care contribuie la aroma definitivă a berii.

La fermentare, au loc și alte reacții care conduc la modificări ale calității berii:

modificări în compoziția compușilor cu azot;

scăderea pH-ului;

modificarea potențialului redox;

diminuarea culorii berii;

precipitarea substanțelor amare și a polifenolilor;

dizolvarea dioxidului de carbon în bere.

Tabelul 1.18 Compușii de aromă din must[5]

Fermentarea primară se desfășoară sub controlul riguros al temperaturii și începe prin pregătirea mustului în vederea însămânțării cu drojdie, pregătire care constă în aerarea mustului răcit și limpezit. În timpul fermentării primare se deosebesc patru faze distincte:

faza inițială (la 15-20 de ore după însămânțare), care durează 2-3 zile și care se caracterizează prin apariția la suprafața mustului a unei spume albe, care conține proteine și rășini de hamei precipitate. În această fază drojdia se dezvoltă intens, iar extractul scade cu 0,1-0,2% zilnic;

faza crestelor joase este însoțită de o degajare intensă de dioxid de carbon, se formează o spumă groasă, cu o formă frumoasă a crestelor. Această fază durează 2-3 zile și extractul scade cu 0,5-1,0% zilnic;

faza crestelor înalte, este caracterizată printr-o fermentație intensă, cu o îndepărtare mai accentuată a rășinilor de hamei. Crestele capătă o culoare brună cu nuanța cenusie-murdară. Faza durează 3-4 zile, iar extractul scade cu 1,0-1,5% zilnic. În această fază dezvoltarea drojdiei este frânată semnificativ, cauza fiind epuizarea oxigenului din mediu și începe și flocularea. La sfârșitul acestei faze, gradul de fermentare pentru berea blondă trebuie să fie de 40-45%;

faza finală este însoțită de scăderea treptată a spumei, depunerea drojdiei sub formă de strat compact și limpezirea berii în circa 2 zile, fermentarea primară considerându-se terminată când extractul mustului scade cu 0,1-0,2% zilnic.

La sfârșitul fermentării primare, berea tânără se acoperă cu un strat de spumă uniformă.

În timpul fermentării primare se face un control permanent al aspectului mustului în fermentație, a temperaturii și scăderii extractului. Controlul temperaturii se efectuează de două ori pe zi, dimineața și seara, iar a extractului o singură dată pe zi, trecându-se valorile obținute într-o fișă anexată la fiecare lin de fermentare în care mai sunt înscrise: sortimentul de bere, numărul fierberilor din care provine mustul, cantitatea de must cât și evoluția impusă a temperaturii în timpul fermentației primare.

Fermentarea primara are loc în linuri deschise sau în vase de fermentare amplasate într-o încăpere specială denumită pivniță de fermentare, deoarece înainte această era situată la subsol. În fabricile mai noi de bere fermentarea primara ocupă nivelele superioare ale secției de fermentare, fiind situată deasupra palierelor cu tancuri de fermentație secundară astfel încât berea tânără să parcurgă cel mai scurt drum până la tancuri

Pivnița de fermentare primara trebuie să fie bine izolată și răcită la o temperatura de 5÷7ºC . Linurile de fermentare primară au de obicei formă paralelipipedică și capacități până la 1000 hl. De obicei, capacitatea unui lin corespunde unei fierberi sau la 2÷3 fierberi, capacitatea utilă a linurilor este de circa 90%, lăsându-se loc deasupra pentru stratul de spumă. Forma paralelipipedică a linurilor permite cea mai bună utilizare a spațiului de fermentare.

Linurile de fermentare pot fi construite din tablă de oțel sau aluminiu, consolidată în exterior cu beton, sau din beton armat, protejat în interior prin smolire sau cu materiale plastice.

Linurile metalice se construiesc pentru capacități mai mici de până la 500 hl, în timp ce linurile din beton au practic o capacitate și o durată de funcționare nelimitată.

Cele mai folosite linuri închise sunt din beton armat, prevăzute cu conducte de captare a dioxidului de carbon rezultat în timpul fermentației, care este evacuat în exterior cu ajutorul unui ventilator sau trimis în instalația de prelucrare a dioxidului de carbon.

Un lin de fermentare primară din beton armat este prevăzut cu o serpentină de răcire, prin care circulă agentul de răcire, un racord de evacuare a berii tinere, un robinet de luat probe și o teacă pentru termometru. Pentru o ușoară deservire, linurile de beton sunt dispuse la o înălțime de 60÷100 cm de pardoseală și prezintă o înclinare a fundului spre racordul de evacuare de 5%. Periodic este necesară smolirea și curățirea pietrei depuse și a serpentinelor de răcire din cupru cu ajutorul unei soluții de acid sulfuric 10% sau a altor substanțe.

În afară de linurile de fermentare închise se folosesc astăzi și tancuri de fermentație primară de diverse tipuri: cilindrice orizontale sau verticale, cilindroconice sau sfero-conice, având capacități de până la 5000 hl, sau chiar mai mult.

Cu ajutorul tancurilor cilindro-conice se poate lucra după procedeul Uni-tanc, de fermentare primară și secundară în același tanc, după ce la sfârșitul fermentației primare se evacuează drojdia depusă la baza tancului.

Tancurile de fermentare de mare capacitate se amplasează astăzi în aer liber și realizează o fermentare accelerată a berii.

Tancurile metalice de fermentare primară se utilizează astăzi și în cadrul procedeului de fermentare sub presiune, după care lucrează unele fabrici noi din țara noastră.

Pivnița de fermentare primară trebuie să fie bine izolată și răcită la o temperatura de 5÷70C. În cazul folosirii vaselor deschise de fermentare sunt prevăzute ventilatoare pentru evacuarea dioxidului de carbon degajat.

În timpul fermentării primare se dezvoltă o cantitate de dioxid de carbon de aproximativ 50% din glucidele care fermentează. O parte din dioxidul de carbon se elimină la începutul fermentării o dată cu aerul din vas, altă parte rămâne dizolvată în mediu, iar o anumită cantitate se degaja. În condiții bune de captare, la 1 hl de bere cu un extract inițial de 12%, poate fi recuperat aproximativ 2,8 kg dioxid de carbon.

Pentru captarea dioxidului de carbon, vasele de fermentare primară trebuie să fie închise cu capace, prevăzute cu guri de vizitare, închise ermetic prin intermediul capacelor. Capacele vaselor de fermentare primară, trebuie să fie prevăzute și cu orificiu pentru serpentină de răcire, vizoare de sticlă, supapa de siguranță și conducta pentru evacuarea dioxidului de carbon.

Din linurile de fermentare dioxidul de carbon este trecut la instalația de prelucrare a acestuia, în care se realizează atât îndepărtarea impurităților volatile pe care le antrenează, cât și comprimarea și eventual lichefierea. Instalația cuprinde un gazometru, care alimentează compresorul de dioxid de carbon; la instalațiile mai mari compresorul este legat direct la conductă de dioxid de carbon. Se face mai întâi o comprimare până la circa 12 at. și apoi o răcire pentru îndepărtarea unei părți din vaporii de apă și alte produse volatile, care se separă prin centrifugare. Dioxidul de carbon astfel purificat est trecut într-un tanc de depozitare, care să asigure capacitatea pe circa 2 zile, după care este trimis prin conducte la consumatorii din

fabrică, reducându-se în prealabil presiunea la 2-3 at. Din tancul de depozitare, dioxidul de carbon poate fi în continuare comprimat sau lichefiat cu ajutorul unui compresor frigorific la temperatura de – 330C și trimis apoi la aparatul de umplere în butelii sub presiune.

Răcirea mustului în fermentație trebuie să se realizeze cu atenție, îndepărtându-se numai căldura degajată din procesul de fermentație. Pentru răcire se utilizează de obicei apa răcită la 0,5÷10C, amestecuri de apă și alcool etilic sau etilenglicol și uneori chiar un sistem de răcire directă.

Fermentarea secundară

Berea tânără se caracterizează prin gust și aromă neplăcute, datorită formării unor produse secundare de fermentație ca aldehide, diacetil, compuși cu sulf, conține o cantitate insuficientă de dioxid de carbon de circa 0,2 g/100ml și este mai mult sau mai puțin tulbure, ca urmare a prezenței drojdiilor și a altor particule în suspensie. Din aceste motive, berea tânără este supusă în continuare unei fermentații secundare care se desfășoară lent.

În timpul fermentării secundare au loc următoarele transformări:

continuarea fermentării extractului fermentescibil din berea tânără;

saturarea berii cu dioxid de carbon;

limpezirea berii;

maturarea berii.

Fermentarea secundară a berii se realizează în două faze mai importante:

în prima fază, procesul de fermentare se face cu vasul deschis, timp de 24 ore de la trecerea berii tinere la fermentarea secundară;

a două fază a fermentării are loc în aceleași vase, dar închise.

După închidere, vasele de fermentare secundară se cuplează la dispozitivele de siguranță, care mențin o anumită presiune a dioxidului de carbon în vas.

Berea tânără conține aproximativ 0,2% dioxid de carbon dizolvat, în timp ce conținutul de dioxid de carbon al berii finite este de 0,35÷0,4%. Deci, în timpul fermentării secundare trebuie să se acumuleze în mediu o cantitate de 0,15÷0,2% dioxid de carbon. Saturarea berii cu CO2 depinde de solubilitatea acestuia în bere, solubilitate care crește cu scăderea temperaturii berii și, conform legii lui Henry, cu creșterea presiunii exercitate asupra berii.

În timpul fermentării secundare are loc și limpezirea berii, ca urmare a scăderii temperaturii și agitării, produse de bulele de dioxid de carbon care provoacă coagularea substanțelor azotate, a rășinilor de hamei și a taninului, celulele de drojdie, substanțele proteice și rășinile de hamei (coagulate) depunându-se pe fundul vaselor de fermentare.

Fermentarea secundară are loc în vase închise sub presiune, în încăperi cu o temperatura cuprinsă între – 20C și + 30C, denumite pivnițe de fermentare. Secția de fermentare secundară este amplasată la un nivel inferior secției de fermentare primară, berea tânără fiind transportată la fermentarea secundară prin cădere liberă.

Pivnițele de depozitare se amplasează astăzi pe mai multe nivele sub pivniță de fermentare primară și în apropiere de secția de filtrare – umplere, astfel încât să rezulte trasee cât mai scurte de bere.

Durata fermentării secundare depinde de tipul de bere și concentrația ei în extract, de cantitatea de hamei și de gradul de fermentare care trebuie realizat, cât și de temperatură.

Pentru fermentația secundară se folosesc astăzi două tipuri de tancuri:

metalice;

din beton armat.

În fabricile vechi de bere sau în cele unde nu s-a renunțat la tradiție (de exemplu, Pilsen) se mai întâlnesc și vase din lemn.

Tancurile metalice pot fi confecționate din tablă de oțel protejat în interior prin smolire, oțel inoxidabil, aluminiu și aliaje ale acestuia cu manganul și magneziul. Ele prezintă un grad de utilizare a spațiului de fermentare secundară de 50%.

Forma tancurilor metalice este de cele mai multe ori cilindrică, cu funduri bombate. Asemenea tancuri pot fi orizontale sau verticale. În afară de acestea se mai cunosc astăzi și tancurile de formă cilindro-conica, folosite atât pentru fermentația primară cât și pentru fermentația secundară.

La noi în țara se folosesc cel mai mult tancurile metalice orizontale și în mai mică măsură tancurile din beton.

Tancurile sunt prevăzute cu un racord de umplere-golire, cu o gură de vizitare, un aparat de siguranță (pentru menținerea suprapresiunii dorite) și un robinet de luat probe.

Tancurile metalice au capacități de până la 2000 hl, cu excepția tancurilor amplasate în aer liber. De obicei, se folosesc capacități de 200, 400, 800 hl, capacități egale cu cele ale linurilor de fermentare.

Tancurile din aluminiu nu se pretează însa decât până la suprapresiuni de lucru până la o atmosferă, iar cele din oțel emailat au capacitatea limitată până la 400 hl. Din oțel inoxidabil se pot construi tancuri de mare capacitate până la 4000 hl, însa acest material este scump.

Tancurile din beton prezintă un grad ridicat de utilizare a spațiului de fermentare secundară de până la 85%. Ele sunt de formă paralelipipedică, cu colțurile rotunjite și sunt acoperite în interior cu un strat de smoală ca și linurile de fermentație primară. Ele se construiesc odată cu clădirea, fiind dispuse pe mai multe etaje, datorită rezistenței mecanice ridicate. Asemenea tancuri sunt însa sensibile la suprapresiuni mai mari de o atmosferă și prezintă pericol de infiltrații, deci pierderi în dioxid de carbon.

Tancurile de fermentație secundară sunt prevăzute cu dispozitive de menținere a suprapresiunii dorite, denumite aparate de siguranță (spundaparate), care au rol și de supape de siguranță, asigurând securitatea tancurilor de eventualele spargeri ca urmare a dezvoltării unor presiuni mai mari datorită degajării dioxidului de carbon.

În timpul fermentării secundare se face un control al temperaturii și a suprapresiunii din tancuri, care trebuie să fie de 0,3÷0,4 at. Conținutul în dioxid de carbon al berii se poate determina pe cale manometrică sau pe cale chimică în laborator.

Este necesar de asemenea să se urmărească procesul de limpezire a berii, prin luarea unei probe de bere într-un pahar de sticlă și observarea limpidității. Dacă se lasă paharul timp de 24 ore, la fundul lui se formează un depozit, iar berea de deasupra trebuie să fie limpede. Acest lucru denotă o bună limpezire la fermentarea secundară. Dacă la sfârșitul fermentării secundare berea rămâne tulbure este necesar să se depisteze cauzele acestei tulbureli.

În timpul fermentării secundare mai este necesară și determinarea gradului de fermentare, la început săptămânal și apoi mai rar, urmărindu-se obținerea unui grad de fermentare corespunzător tipului de bere produs. La circa jumătate din perioada fermentării secundare este necesar să se facă și o degustare a berii, apreciindu-se culoarea, limpiditatea, pH-ul, gustul și spumarea, astfel încât, dacă este cazul să se mai poată face corecțiile necesare.

Durata fermentării secundare depinde de tipul de bere și concentrația ei în extract, de cantitatea de hamei și de gradul de fermentare care trebuie realizat, cât și de temperatura.

Durata de fermentare a sortimentelor de bere fabricate în țara noastră este prezentată în tabelul 1.19.

Tabelul 1.19 Durata de fermentarea a principalelor sortimente de bere fabricate în țara noastră[5]

Procedee de fermentare și maturare accelerată a berii

Prin analiza factorilor care influențează procesul de fermentare s-au adus o serie de îmbunătățiri metodelor și utilajelor clasice de fermentare, prin care se realizează o accelerare a fermentației și maturării berii în condițiile păstrării calității berii finite.

Cercetările efectuate până în prezent au lămurit toate problemele privind fermentarea continuă a mustului de bere, așa cum sunt:

mecanismul de multiplicare a drojdiilor în timpul fermentării;

măsuri igienico-sanitare;

însușirile organoleptice ale berii;

valorificarea ulterioară a drojdiei depuse.

Procedeul Kugala

Fermentarea se desfășoară într-un singur vas, a cărui înălțime este de 10 m, pe baza principiului stratificării mustului în timpul fermentării ca urmare a unor densități diferite. Vasul de fermentare este împărțit în trei compartimente: răcire, fermentare și depozitare. La suprafața exterioară, vasul de fermentare se răcește prin intermediul unui sistem de conducte. În partea de jos a vasului se introduce dioxid de carbon pentru saturarea berii și menținerea drojdiei în suspensie pentru o mai bună fermentare.

Procedeul Coutts

Specific acestui procedeu este faptul ca mustul este eliberat de trub și este însămânțat în mod continuu cu drojdie, în timpul trecerii printr-un vas de fermentare închis. Cantitatea de drojdie utilizată este de 10 ori mai mare decât în cazul procedeului static (5 l lapte de drojdie în loc de 0,5 l/hl must).

Operația de fermentare totală și de măturare a berii durează aproximativ 18 ore.

Vasul de fermentare poate fi de formă dreptunghiulară sau cilindrică și este prevăzut la interior cu un agitator care se rotește în interiorul unui difuzor al cărui diametru este de 1/6 din diametrul vasului de fermentare[5]

1.2.12. Filtrarea berii

Berea finită, după terminarea fermentării secundare, poate fi imediat desfăcută la halbă sau la pahar sub formă de bere nefiltrată, sau poate fi filtrată în vederea îmbutelierii la butoi sau la sticle, sau desfacerii directe la pahar sau la halbă ca bere filtrată.

Prin filtrare, din bere se înlătură acele substanțe care se află în stare de suspensie și care produc tulburarea acesteia. În funcție de mărimea lor, particulele care formează tulbureala se pot împărți în trei grupe:

dispersii grosiere, cu dimensiunea particulelor mai mare de 0,1 μ (celule de drojdie sau bacterii, proteine și rășini din hamei coagulate). Prin îndepărtarea lor se îmbunătățește în special stabilitatea biologică a berii;

substanțe coloidale, cu dimensiunea particulelor de 0,001-0,1 μ, reprezentate de coloizi de natură proteică, gume și rășini de hamei coloidale. Prin îndepărtarea lor se îmbunătățește stabilitatea coloidală a berii. Nu se urmărește o îndepărtare prea avansată a acestor substanțe, deoarece are loc înrăutățirea spumei și plinătății berii;

substanțe dizolvate molecular, cu dimensiunea particulelor mai mică de 0,001 μ, care formează soluții adevărate.

Filtrarea prin strat natural de borhot

Se face în cazane de filtrare de diverse constructii, în structura carora exista intotdeauna un suport din tabla perforata pe care se formeaza stratul de borhot (fig. 1.23). Viteza de scurgere a primului must ca si a apelor de spalare depinde de:

temperatura plamezii si a apei pentru spalare, care influenteaza vascozitatea si care trebuie sa fie cat mai ridicata, dar sa nu depaseasca 80°C;

porozitatea stratului filtrant din borhot;

Fig. 1.23 Cazan de filtrare pentru plămadă:

1-conductă alimentare, 2-valvă pentru intrarea plămezii, 3-dispozitiv pentru afânare, 4-cuțite, 5-evacuare borhot, 6-sistem de antrenare si ridicare dispozitiv de afânare, 7-conducte scurgere must, 8-cameră pentru colectare must, 9-racord iesire must, 10-racord pentru evacuare borhot, 11-cap de spălare din instalatia CIP, 12-valvă pentru evacuare borhot, 13-rezervor de borhot, 14-izolație, 15-gură de vizitare, 16-bec de iluminare[1]

Filtrarea cu placi si masa filtrantă

Este procedeul de filtrare cel mai raspândit în fabricile de bere din tara noastra în special în cele mai vechi. Placile de filtru se monteaza în pachete cu ajutorul a doua placi de cap. Placile de cap se termina sus si jos cu câte un canal, la placile de intrare, berea nefiltrata intra pe un canal prin partea de jos si pe unul în partea de sus. Placa de iesire are aceleasi canale ca si cea de intrare, ea fiind pusa în legatura cu canalele pe unde iese berea filtrata. Masa filtranta este formata din fibre de bumbac spalate si degresate, la care se adauga 0,5÷2% fulgi de azbest.

Conducerea filtrarii cu masa filtranta este destul de simpla, însa este necesara o manopera ridicata pentru regenerarea masei filtrante, iar cantitatile de bere amestecate cu apa rezultate la începutul si sfârsitul filtrarii sunt mai mari.

Filtrarea cu placi si cartoane filtrante

Filtrul folosit în acest scop este un filtru cu plăci metalice, care are aceeași schemă de circulație a berii ca si filtrul cu masă filtrantă, cu deosebirea că în locul turtelor de masa filtranta se introduc cartoane filtrante. O conditie importantă pentru reusita filtrarii o constituie prelimpezirea berii prin filtrare cu kieselgur astfel încât filtrului cu placi sa nu-i ramână decât sarcina de a reține ultimele particule rămase în suspensie în bere. Daca prefiltrarea este slaba are loc o crestere rapida a presiunii, fiind necesara schimbarea deasa a cartoanelor filtrante.

În locul cartoanelor filtrante se mai folosesc astăzi si membrane filtrante confecționate din ester de celuloza, având o porozitate mult mai mare decât materialele convenționale de filtrare, astfel încât productivitatea acestora ajunge pâna la 200 hl/m2h. Spre deosebire de cartoanele filtrante, care actioneaza adsorbtiv si astfel duc la o scadere a spumarii si plinatatii berii, membranele filtrante au numai efect de retinere mecanica, astfel încât nu modifica însusirile berii

Filtrarea cu kieselgur

Principiul filtrarii cu kieselgur consta în formarea unui strat filtrant de kieselgur prin colmatare initiala prin care se introduce apoi bere nefiltrata, în care se dozeaza în mod continuu o suspensie de kieselgur(fig. 1.24). Ca suport pentru stratul de kieselgur se pot utiliza cartoane din material celulozic, site metalice fine, lumânari ceramice sau din material poros.`

Fig. 1.24 Filtru cu lumânări

1-placă, 2-tablă perforată, 3-lumânare, 4-recipient anexă, 5-carucior colector de namol, 6-partea inferioară a filtrului, 7-dozator, 8-pompă[5]

Elementul de filtrare pe care se depune stratul de kieselgur are aspectul unor lumânări asezate în pozitie verticala. Filtrul cu lumânări dispune de mai multe elemente filtrante fixate de catre o placa 1. Tuburile constau din tabla perforata 2, învelita cu o spirala de sârma. În fantele subtiri dintre aceste spirale are loc aluvionarea si filtrarea. Datorita numarului mare de lumânari si aranjamentului acestora în filtru, capacitatea de filtrare este foarte ridicata. La sfârsitul filtrarii are loc eliminarea berii reziduale prin suflare de aer, iar namolul ramâne înca aderent de lumânari. Dintr-un recipient separat se debiteaza sub presiune un amestec de aer si apa în sens contrar cu cel de filtrare, trecând prin lumânari. În consecinta namolul cade în partea conica a filtrului si de aici, cu aer, este trecut într-un recipient colector, de unde poate fi evacuat cu un carucior.

Avantajele filtrului cu lumânari constau în faptul ca nu contine parti în miscare, reducându-se astfel consumul de energie si uzura. Deservirea este usoara, iar procesul poate fi automatizat.

1.2.13. Îmbutelierea berii

Îmbutelierea berii este operatia necesara în vederea asigurarii acesteia de la locul de productie pâna la locul de desfacere-consum. Cele mai raspândite ambalaje de îmbuteliere a berii sunt butoaiele si sticlele. Înainte de a fi trecuta la umplerea sticlelor si butoaielor, berea filtrata este de obicei depozitata în tancuri de otel inoxidabil unde se mentine sub presiune pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon. Aceste tancuri sunt amplasate într-o încapere speciala situata în vecinatatea filtrelor si a instalatiilor de umplere si joaca rol de rezervoare tampon, compensând diferentele de capacitate care apar între filtrare si umplere. În acest fel, atât filtrarea cât si umplerea decurg linistit si fara socuri, iar berea filtrata mai poate fi înca odata analizata, în special în ceea ce priveste continutul în dioxid de carbon.

Tancurile de bere filtrata denumite si tancuri de „linistire” sunt prevazute cu sticle de nivel si scala gradata, astfel încât sa se poata tine evidenta berii filtrate, iar capacitatea unui tanc trebuie sa corespunda la productia pe 2÷3 ore de umplere. Capacitatea tuturor tancurilor de bere filtrata trebuie sa asigure productia de bere pe 1÷2 zile.

Metode de imbuteliere:

imbutelierea la butoi, se îmbuteliaza si se transporta în butoaie atunci când distanta de locul desfacerii este mare, precum si atunci când cererea de bere este mare, în special în perioada calda si în zonele cu consum mare de bere.

imbutelierea la sticle, procesul tehnologic de îmbuteliere se realizeaza cu ajutorul utilajelor componente din linia de îmbuteliere. Acestea pot fi simple sau complexe, semiautomate sau automate si auxiliare.

îmbutelierea berii în cutii metalice si în butelii de material plastic, folosirea cutiilor metalice la îmbutelierea berii prezinta urmatoarele avantaje: nu se sparg; sunt mult mai usoare decât buteliile de sticla; pot fi depozitate si stocate usor; sunt impermeabile la lumina, protejând astfel aroma berii; berea poate fi supusa operatiei de pasteurizare în cutii închise; cutiile metalice constituie cea mai economica cale de ambalare a berii.

1.2.14. Pasteurizarea berii

Pasteurizarea berii este operatia tehnologica care are drept scop protejarea acesteia, pentru a putea fi conservata o perioada mai mare de 30 zile, împotriva unei degradari biologice.

În practică se pot utiliza urmatoarele procedee de pasteurizare a berii:

• pasteurizarea berii în sticle, cu ajutorul pasteurizatoarelor tunel;(fig. 1.25)

• pasteurizarea în flux (vrac) a berii cu ajutorul pasteurizatoarelor cu placi, cu tragerea berii la rece, în condiții sterile sau cu îmbutelierea la cald a berii.

Pasteurizarea berii în sticle. Pentru reusita pasteurizarii berii ambalate în sticle, este necesar ca temperatura apei de stropire sa fie cu 50C mai mare ca cea de pasteurizare. Cresterea temperaturii pâna la temperatura de pasteurizare trebuie sa se realizeze lent, cu 30C/minut, iar racirea sticlelor cu bere pasteurizata cu 20C/minut, pentru a evita spargerea sticlelor. Utilizarea tunelului de pasteurizare prezinta dezavantajul ca ocupa un spatiu de amplasare mare (3÷3,5 m2 pentru 1000 sticle/h) este scump, necesita un consum mare de energie (1,2 milioane kj/1000 sticle) si prezintă, de asemenea, riscul unei suprapasteurizari.

Fig1.25 Tunel de pasteurizare[1]

Pasteurizarea berii în flux („flash pasteurizator”) se efectueaza cu ajutorul pasteurizatorului cu placi, care necesita un spatiu relativ redus pentru amplasare si asigura, prin modul de conceptie, un coeficient de recuperare a caldurii de 97% din energia utilizata la pasteurizare. Regimul de temperatura poate fi controlat cu strictețe. Berea iese din pasteurizator cu temperatura de 40C si poate fi apoi îmbuteliată. Mentinerea saturatiei berii în CO2, în timpul pasteurizarii, se efectueaza cu ajutorul unei pompe de presiune înalta, care asigura presiuni mai mari de 12 bar.

Pasteurizarea berii este obligatorie pentru unele tipuri de bere, ca de exemplu berea caramel si facultativa pentru celelalte tipuri de bere, blonde si brune. Berea pasteurizata în sticle se poate pastra la temperaturi mai ridicate cuprinse între 4 si 200C.

1.3. Formarea și caracteristicile apelor uzate în industria berii

Formarea apelor uzate provenite de la fabricile de bere

Principalele operații ale procesului tehnologic de fabricare a berii, cu evidențierea modului de formarea a apelor uzate rezultate din acesta, sunt prezentate în schemă din figura 1.26[2]

Fig.1.26 Schema procesului tehnologic de fabricare a berii și formarea apelor uzate[2]

Malțul concasat este umezit cu apă în aparate de îmbibare preliminară, apoi este înmuiat cu apă caldă, în vederea obținerii unui extract mai bogat în maltoză, dar conținând încă dextrină. Aceste operații se fac în bacuri de metal prevăzute cu agitatoare, fie prin fierbere, fie prin infuzie, cu ajutorul apei foarte calde. Malțul înmuiat este separat într-un bazin de sedimentare sau prin filtrare în filtre presă, de reziduul în suspensie de la înmuiere (drojdie de bere sau borhot) și de albumine, celuloze și urme de substanțe minerale depuse pe reziduu. Acest extras se numește must de malț. Reziduurile prezenatate anterior, a căror cantitate este superioară celei a malțului tratat, sunt utilizate în stare umedă sau după uscare pentru alimentația animalelor. De asemenea există interes în acest sens, aceste reziduuri pot fi amestecate cu alte deșeuri organice în vederea fabricării compostului. În acest caz valoarea optimă a raportului C/N este de 30:1, iar a conținutului în apă a amestecului de 40 – 60%

Mustului limpezit i se adaugă apoi hamei și se fierbe în cazane de fiebere în vederea distrugerii enzimelor și precipitării albuminelor. Reziduurile de hamei rezultate după firbere (drojdie de hamei) sunt separate prin sitare și sunt utilizate că îngrășământ, iar uneori că materie primă de adaos la fabricarea hârtie și cartonului. În unele fabrici sunt mărunțite sub formă de pudră fină și evacuate în apele uzate.

După fierbere mustul cald este adus într-o cameră de răcire, mai întâi în recipienți metalici, în care se separă prin depunere suspensiile constituite din albumine coagulate, taninurile, resturile de hamei, etc. Aceste reziduuri sunt de asemenea utilizabile pentru mai multe scopuri. Apoi răcirea mustului continuă în refrigeratoare cu șiroire la suprafață.

Mustul răcit este trasmis apoi la fementare, unde este pus în bazine deschise și însămânțat cu drojdie pură de cultură în vederea fermentării principale, a cărei durată depinde de tipul de bere dorită a fi obținută, bere care poartă denumirea de bere nouă.

Berea nouă este apoi adusă în cramă pentru fermentarea coplementară.

În fabricile de bere care nu au și măltării efluenții de la borhot și drojdiile de hamei, provenind de la fabricarea multului de malț, formează primele ape uzate concentrate. Dacă aceste reziduuri sunt făcute prin uscare apte pentru conservare, se adaugă apelor uzate rămase ape de condensare care sunt mult mai puțin încărcate cu poluare organică.

Epurarea drojdiilor formate cu ocazia fermentării, prin spălare cu apă și presare, sau alte procedee, dă ape uzate concentrate de spălare a drojdiilor. Transformarea drojdiilor în drojdii uscate, extrase de drojdie, aromate pentru supe, etc. dă naștere la ape uzate mult mai puțin poluate.

În afară de aceste ape uzate rezultate din procesul de fabricație a berii, în fabricile de bere se mai produc și mari cantități de ape uzate provenite de la curățarea bazinelor, cazanelor, instalaților, butoaielor și sticlelor, precum și de la curățarea incintelor, care sunt mult mai puțin poluate.

În sfârșit trabuie să fie menționate și volumele la fel de importante de de ape curate de răcire și condensare (cu conținuturi slabe de uleiuri), provenite de la agregatele de producere a gheții și de la alte componente a liniei de fabricație, că și ape uzate conținând nămoluri de calciu, atunci când fabrica are în componență și o instalație de dedurizarea a apelor sale de alimentare.[2]

Caracteristicile apelor uzate provenite de la fabricile de bere

Referințele din literatuara de specialitate cu privire la volumele de ape uzate rezultate de la fabricarea berii sunt foarte divergente diferite surse indicând valori care oscilează de la 3 – 5 ori până la 40 – 60 ori producția de bere exprimată în hectolitri (hl). În această categorie intră atât fabricile complexe de fabricare a malțului și berii, că și fabricile de bere care nu fabrică malț, a căror ape uzate rezultate ar trebui să fie în mod natural diferite. Cantitățile de apă uzată rezultate variază și în funcție de modul în care fabrice își asigură apă de alimentare, din surse proprii sau de la reâeaua urbană de alimentare cu apă, după necesitatea de a trata sau nu apă de alimentare în scopul dedurizării, sau alte criterii. Studiile efectuate arată că din consumul total de apă de alimentare dintr-o fabrică de bere de importanță medie (care nu are în componență mălțărie),.cu o valoare de cca. 800 m3/zi, 23,25% au fost ape uzate provenite de la fierbere, fermentare și de curățare a incintelor și instalaților, iar 65,5% au fost ape curate de răcie și condensare, restulrămânând în circuit pentru prepararea mustului, fabricarea berii, fabricarea gheții sau se pierde prin evaporare.

În urma unor cercetări făcute într-o fabrică de bere din Germania (fără mălțărie) volumul total zilnic de ape uzate oscila între 17 – 24 hl/hl de bere produsă.

De asemenea pentru 9 fabrici de bere importante și câteva fabrici de bere mai puțin importante din Germania, care au fabricat anual o cantitate de bere de cca. 2,11 milioane hl, a rezultat un volum anual de ape uzate de cca. 7 milioane m3 (ceea ce corespunde la o valoare de cca. 33 hl apă uzată la hl de bere fabricată).

Publicații de specialitate din S.U.A. indică pentru fabricile de bere fără fabrici de malț cifre comparative mai mici, cu valori între 13,3 – 16,6 hl apă uzată/hl bere fabricată.

Din cauza conținutului ridicat în materii organice degradabile și în urma cantităților de germeni de fermentare pe care îi antrenează, apele uzate industriale concentrate, în special, și apele uzate de spălare și clătire, într-un grad mai mic, suportă o descompunere rapidă, asociată cu o acidifiere și o degajare de mirosuri (din cauza intrării în putrefacție). În tabelul 11.2 este prezentat un rezumat sistetic, bazat pe 80 de studii efectuate, al rezulatelor obținute privitoare la compoziția apelor uzate totale de la fabricile e bere din Munchen (Germania).

Zona de fluctuație a cifrelor analitice, pentru o apă uzată de la o fabrică de bere, este extrem de largă chiar și pentru probele medii orare. Astfel în cursul acelorați studii s-au observat dispersii ale valorilor ale consumului biologic de oxigen CBO5 de la 24 – 4820 mg/dm3, și dispersii ale valorilor ale consumului chimic de oxigen CCO de la 128 – 8420 mg/dm3. Pe probe săptămânale, s-au întâlnit mereu diferențe care au mers până la 240%.

Tabelul 1.20 Consumul biologic de oxigen[2]

Informativ în tabelul 1.21 este prezentat conținutul în nutrienți, determinat pe probe de ape foarte poluate de la fabricile de bere din Germania.

Tabelul 1.21 Conținutul în nutrienți[2]

Pentru apele uzate de la fabricile de bere din Belgia, în tabelul 1.22 se indică compoziția compoziția pe diverse categorii de ape uzate.

Tabelul 1.22 Compoziția apelor uzate[2]

1.4. Metode de epurare a apelor uzate

Pentru evitarea unei poluări inutile a apelor uzate și perturbări în funcționarea stației de epurare, trebuie că în toate cazurile, să se rețină cât mai complet posibil, reziduurile de malț și hamei, particulele de drojdie, turbiditățile datorate albuminelor și solidelor diverse prin sitare și decantare. Este mai avantajos, din punct de vedere economic, să fie utilizate pentru hrana animalelor și pentru îngrășăminte, decât să fie lăsate să încarce inutil apele uzate, ceea ce ar produce cheltuieli de epurare suplimentare.

O preepurare mecanică a apelor uzate nu este necesară în toate cazurile. Dacă, de exemplu apele uzate sunt destinate la irigarea unor terenuri cultivate, este suficientă o sitare prin site fine (cu dimensiunea ochiurilor de 0,6 – 1 mm) realizându-se astfel o eliminare a suspensiilor grosiere conținute. Se procedează similar și atunci când se utilizează epurarea biologică artificială cu nămol activ cu aerare prelungită. Epurarea biologică artificială în filtre biologice sau în instalații cu nămol activ cu funcționare obișnuită, presupune totuși și o clarificare prealabilă a apelor uzate influente în decantoare cu timp de staționare de cca. 2 ore.

Utilizarea apelor uzate pentru irigații, prin aspersiune sau brazde se poate face fără restricții în regiunile rurale, căci este un procedeu simplu și în principiu nu revine mai scump că alte procedee de epurare posibile. Din punct de vedere al protecției cursurilor naturale de apă, acest mod de tratare constituie soluționarea optimă a problemei apelor uzate provenite de la fabricarea berii, atât prin protejarea emisarilor naturali contra poluării, cât și prin valorificarea elementelor conținute în apele uzate la sporirea producțiilor culturilor irigate. De menționat că apele uzate aplicate prin aspersiune, dacă sunt în stare proaspătă nu provoacă neplăceri prin degajări de mirosuri.

În epurarea biologică artificială, variațiile de concentrație care se produc în apele uzate provenite de la fabricarea berii pot produce perturbații extrem de serioase prin diminuarea severă a eficienței de epurare a instalației. Este limpede deci că nu se poate obține o eficiență ridicată și constantă de epurare decât luându-se măsuri de compensare a volumului și concentrațiilor apelor uzate din punct de vedere al conținutului.

Dacă tratarea biologică artificială se face cu filtre biologice, problema se rezolvă prin prevederea unui bazin colector anterior filtrelor biologice, în care are loc o diluare a apelor uzate brute cu ape deja epurate biologic și uniformizare a conținutului apelor uzate. În absența unei astfel de măsuri, chiar tratarea apelor uzate în instalații cu filtre biologice în două trepte nu poate produce decât o epurare cu rezultate foarte variabile. În rest, pentru instalațiile cu filtre biologice nu trebuie mărită încărcarea apelor uzate dincolo de capacitate prescrisă. Se menționează că utilizarea instalațiilor cu filtre biologice alternante este recomandată la epurarea apelor uzate provenite de la fabricarea berii, obținându-se bune rezultate.

Dacă tratarea biologică artificială se face cu nămol activ, uniformizarea concentrațiilor se face de la sine, dacă tratamentul se face în bazine cu nămol activ cu aerare prelungită, în șanțuri de oxidare sau iazuri de oxidare prevăzute cu aeratoare mecanice. Încărcarea apelor uzate este un parametru doar relativ important în instalații biologice de acest gen, fiind mult mai ridicată în șanțurile de oxidare decât în iazurile de oxidare. De aceea cheltuielile de investiții și de exploatare sunt mult mai reduse decât pentru instalațiile cu nămol activ de tip obișnuit. În plus aceste variante ale procedeului cu nămol activ au importantul avantaj de a avea o mare siguranță în funcționare și de a realiza un grad de epurare ridicat. În aceste instalații, producerea de nămol excedentar este atât de slabă încât în cele mai multe cazuri se poate renunța la instalațiile speciale pentru sedimentarea nămolurilor. Totuși la fabricile importante care produc volume însemnate de ape uzate pot recurge la procedeul de epurare biologică cu nămol activ de tip uzual, mai ales dacă lipsa de spațiu le constrânge la aceasta, însă numai dacă se asigură în prealabil o uniformizare a concentrației. În acest caz producția de nămol este mai ridicată, astfel că este necesar să fie prevăzute atât instalații de separare a nămolului din apă epurată biologic cât și instalații de tratare ulterioară a nămolului. Se menționează că un procedeu modern și din ce în ce mai utilizat pentru separarea nămolului din apă epurată biologic este flotarea cu aer dizolvat (DAF).

Evacuarea apelor uzate proaspete provenite de la fabricile de bere, preepurate mecanic și eventual răcite, în rețeaua de canalizare urbană și tratarea acestora în comun cu apele uzate urbane în stația de epurare a apelor uzate urbane este de asemenea un mod corespunzător de evacuare, propriu mai ales marilor orașe.

Calitatea apelor este cel mai mult afectată de deversarea de către om de ape uzate. Prin urmare, principala măsură practică de protecție a calității apelor de suprafață este să epureze apele uzate.

Epurarea este un proces complex de reținere și neutralizare, prin diferite mijloace a substanțelor nocive dizolvate, în stare coloidală sau în suspensii prezente în apele industriale reziduale și orășenești în scopul deversării lor în emisar fără ca prin aceasta să se aducă prejudicii atât florei și faunei acvatice cât și omului sau pentru reutilizarea și refolosirea lor în procese tehnologice industriale mai puțin pretențioase unde nu se cer calități de ape cu exigență de potabilitate.

Epurarea apelor uzate cuprinde două mari grupe de operații successive:

reținerea sau neutralizarea substanțelor nocive conținute în apele uzate

prelucrarea substanțelor rezultate din prima operație, denumite nămoluri.

De aici vor rezulta ca produse finale:

ape epurate în grade diferite care sunt vărsate în emisar sau pot fi valorificate în irigații sau alte folosințe

nămoluri care sunt valorificate, depozitate sau descompuse.

Metodele de epurare a apelor reziduale pot fi clasificate astfel:

Mecanice, în care procesele de epurare sunt în principal de natură fizică;

Chimice, în care procesele de epurare sunt în principal de natură fizico- chimică;

Biologice, în care procesele de epurare au un character combinat de natură fizică și biochimică

Epurarea apelor uzate cuprinde, în linii mari, următoarele etape:

epurarea mecanică;

epurarea mecano-chimica (coagularea, decantarea, dezinfecția, etc.).

epurarea biologică a apelor reziduale și a nămolului rezultat în urma decantării emisiilor în apă[4]

Metoda de epurare mecanică

Această metodă asigură eliminarea din apă a corpurilor mari vehiculele de aceasta, a impurităților care se depun și a celor care plutesc sau pot fi aduse în stare de plutire.

Tipuri de instalații folosite pentru epurarea mecanică sunt în general următoarele:

grătarele și sitele, care rețin corpurile și murdârile plutitoare aflate în suspenisie în curentul apei (cârpe, hârtii, cutii, fibre, etc.)

separatoarele de grăsimi care rețin grăsimile și uleiurile care plutesc la suprafața apei, funcționând prin flotare cu sau fără aer comprimat;

desnisipatoarele, care rețin și elimină particulele minerale mai grele din apă, ca: nisip, pietricele, etc;

decantoarele care rețin restul și cea mai mare parte a impurităților insolubile a căror greutate specifică este mai mare decât a apei.

Instalațiile ale treptei de epurare mecanică sunt:

Instalații pentru colectarea, fărâmițarea (dezintegrarea) și evacuarea corpurilor plutitoare reținute pe grătare și site;

Instalații pentru colectarea.transportul , spălarea și uscarea depunerilor (nisipului) reținute în desnisipatoare;

Instalații pentru digestia (fermentarea) depunerilor (nămolului) reținute la decantoare;

Instalații pentru deshidratarea nămolurilor fermentate: câmpuri de uscare, filtre presă, filter cu vid, mașini centrifuge.

Suspensiile reținute din apele uzate formează nămolul care este o masă vâscoasă urât mirositoare cu un aspect neplăcut și cu un înalt grad de nocivitate. În funcție de condițiile locale nămolul poate fi îndepărtat în stare proaspătă sau este prelucrat în instalații auxiliare ca:

Centrală termică ce produce energie caloric necesară uscării nămolurilor;

Rezervoare unde se înmagazinează gazele produse la fermentarea nămolurilor;

Stații de pompare de ape uzate și de nămol;

Platform pentru depozitarea nămolurilor;

Rețea de alimentare cu apă potabilă și industrial;

Dispositive și aparate de măsură și control;

Fig.1.26. Schema de epurare mecanică cu decantor.

1.influent-ape uzate; 2.grătar; 3.dezintegrator;4. desnisipator; 5.decantor primar; 6.ape decantate; 7.platforme de uscare; 8.ape de drenaj; 9.emisar.[6]

Metoda de epurare chimică:

Este un procedeu mai complex care înglobează o treaptă mecanică și una chmicâ cu scopul de a îndepărta substanțele coloidale prezentate în apă.

Epurarea chimică se ocupă în special cu coagularea nămolurilor având la baza precipitatea chimică care constituie un procedeu industrial de tratare cu coagulant ice măresc depunerile gravimetrice reducând cantitățile de suspensii și coloizii cu 60-85%.

Pe lângă operația de precipitare chimică, cea mai larg utilizată, intervine și o altă serie de procese cu specific de reactive chimică.

neutralizarea sau corectarea pH-ului, operație care se aplică apelor uzate acide sau alkaline evacuate din diferite întreprinderi industriale;irea unor material care puse în contact cu o apă ce conține substanțe ionizate să înlocuiască ionii din apa cu ionii proveniți din materialul schimbătorului;

schimbul ionic bazat pe însușirea unor materiale care puse în contact cu o apă ce conține substanțe ionizate să înlocuiască ionii din apa cu ionii proveniți din materialul schimbătorului;

oxidarea chimică se aplică în cazul când apa uzată conține substanțe organice biorezistente sau unele substanțe anorganice nedorite prin dozarea clorului și a derivațiilor săi permangamantul de potasiu și ferații de sodiu sau potasiu;

dezinfectarea chimică a apelor uzate (clorinare și ozonizare);

Un mare dezavantaj al acestei tehnologii este că impune o exploatare competență în permanență adâncită prin experimentări de laborator și la scară industrială impune o supraveghere atentă și tratare corespunzătoare cu doze exacte ale reactivului.

1.27.Schema de stație de epurare mecano-chimica

l.ape uzate; 2.epurare mecanică; 3.ape decantate;4.stație de preparare și dozare; 5.bazinul de amestec și reacție;

6.efluent; 7.emisar.[6]

O exploatare insuficient de atentă provoacă perturbarea decantării amestecarea nămolului cu apă care trebuie tratată și alte fenomene ce duc în final la evacuarea de apă murdară din decantor în emisar.

Metoda de epurare biologică

Epurarea biologică se consideră în prezent cea mai eficientă metodă de eliminare a substanțelor organice din apele uzate. Realizarea ei a devenit necesară aproape în toate stațiile de epurare, datorită numărului mare de industrii și creșterii populației la orașe.în epurarea biologică impuritățile organice din apă uzată sunt transformate de către o cultură de microorganisme, în produși de degradare inofensivi (C02, H20, alte produse) și în masă celulară nouă (biomasă). Rolul principal în epurarea biologică îl dețin bacteriile. Aceste microorganisme care consumă substanțele organice din apă uzată pot trăi în prezența sau în absența oxigenului (obligat aerobe, facultativ aerobe și obligat anaerobe). Prin urmare, în funcție de necesarul de cxigen, procesele de epurare pot fi aerobe sau anaerobe.

Epurarea biologică trebuie precedată în mod obligatoriu de epurarea mecanică, aceasta din urmă având ca scop îndepărtarea materiilor solide în suspensie, decantabile; epurarea biologică respectiv treaptă a doua de epurare are ca scop, îndepărtarea materiilor dizolvate și coloidale din apă uzată.

Principii generate ale epurării biologice

Epurarea biologică se realizează că urmare a metabolismului bacterian. Substanțele organice pot fi îndepărtate din apă de către microorganismele care le utilizează că hrană, respectiv drept sursă de carbon. O parte din materiile organice utilizate de către microorganisme servesc la producerea energiei necesare pentru mișcare sau pentru desfășurarea altor reacții consumatoare de energie, legate de sinteză de materie vie, respectiv de reproducerea (înmulțirea) microorganismelor.

Totalitatea proceselor implicate în activitatea biologică a unei celule poartă numele de metabolism.

Aceste procese pot fi separate în:

procese de dezasimilare sau catabolism care cuprind reacții prin care se produce energie în urma degradării substanțelor din mediu;

procese de asimilare sau anabolism cuprinzând reacții care conduc la sintetizarea noului material celular pe baza energiei eliberată în faza de dezasimilare.(fig. 1.28).

Fig 1.28. Sinteza noului material celuar[11]

Aceste două procese sunt interconectate,astfel încât prin degradarea substanțelor din mediu se asigură pe lângă energie și blocurile de constructive chimică sau precursorii acestora,necesari sintezei componenților celulari.

În ansamblu,diferitele reacții biochimice ale metabolismului îndeplinesc patru funcții esențiale pentru viața celulei și anume:

producerea substanțelor folosite pentru construcția constituienților celulari pornind de de la substanțele nutritive;

eliberarea de energie și stocarea acesteia sub diferite forme;

activarea substanțelor de construcție pe baza energiei stocate;

formarea de nou material celular prin utilizarea substanțelor.

Epurarea mecano-biologica poate fi realizată prin două grupe mari de contructii:

-construcții în care epurarea se poate produce în condiții apropiate de cele naturale câmpuri de irigații,de infiltrații,de infiltrații și iazuri biologice din care se colectează apele de drenaj și se varsă că ape epurate în emisar fig. 1.29.

-construcții în care epurarea biologică se realizează în condiții artificiale :filtre biologice și bazinele cu nămol activ.

Fig 1.29.Schema de epurare biologică cu nămol activ

1.influent-ape uzate; 2.grătar; 3.dezintegrator; 4. desnisipator; 5.separator de grăsimi; 6.decantor primar; 7.bazine de aerare cu nămol activ;8.decantor secundar;9.instalație de clorinare; l0.bazin de contacte(efluent);ll.ape epurate;12.emisar;13.ape de drenaj; 14.platforme de uscare nămol; 15.nămol spre valorificare; 16.concentrator de nămol; 17.stație de pompare nămol; 18.rezervor de fermentare metanica; 19.rezervor de gaze; 20.centrală termică.[6]

Caracteristici

Treaptă mecanică are în componență un grătar fix, pasiv, plasat la intrarea în bazinul de acumulare care curate grosier apă și o pompă submersibilă, comandată de senzori de nivel maxim minim din bazinul de acumulare. Pompa alementează cu apă uzată treaptă biologică.

Grătare rare au interspații mari care permit trecerea unor materii cu dimensiuni de 50-100 mm.Curățarea lor este manuală. Se urmărește trecerea la grătare grătare rare cu interspații de maxim 20 mm și cu sistem de sistem de curățare mecanică .

Fig 1.30 Grătar rar[13]

Grătarele dese au, în general interspații între bare de 16 între bare de 16 -20 mm,iar curățarea lor se face manual sau mecanic. Acolo unde există sistemele de curățare mecanică a grătarelor dese sunt ineficiente și nefiabile.

Fig 1.31 Grătare fine[13]

Sitele au rol identic grătarelor, dar au ochiuri dese, reținând solide cu diametru mai mic.

Deznisipatoarele sau decantoarele pentru particule grosiere asigură depunerea pe fundul bazinelor lor a nisipului și pietrișului fin și altor particule ce au trecut de site dar care nu se mențin în ape liniștite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colectează mecanic de pe fundul bazinelor și se gestionează ca deșeu împreună cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece conține multe impurități organice.

Fig 1.32 Deznisipatoare[13]

Treaptă biologică constă din:

bazin de aerare;

Fig 1.33 Bazine de aerare[15]

decantoarele secundare sunt bazine în care se sedimentează materialele de suspensie formate în urma proceselor complexe din aerotancuri. Acest nămol este trimis la metantancuri iar gazele (ce conțin mult metan) se folosesc ca și combustibil de exemplu la centrala termică.

Fig 1.34 Decantor Radial[16]

În treaptă biologică are loc: descompunerea carbonului, procese de nitrificare, decantare secundară recirculare nămol, extragere nămol în exces și extragere spumă.

Aerarea se realizează cu bule fine, provenite din tuburi cu membrane elastică și aer comprimat, furnizat de o suflantă de joasă presiune. în bazinul de decantare sunt amplasate pompele aer-lift pentru recircularea nămolului, pentru extragerea nămolului în exces și pentru extragerea spumei.

Sursa de aer comprimat pentru aer-lifturi este suflanta care furnizează aerul comprimat pentru aerare. Nămolul primar și în exces se extrage periodic și se transportă cu mașina de vidanjat în locurile de depozitare sau la instalația de deshidratat nămolul. Unitatea de comandă și deservire conține un dulap de automatizare care asigură funcționarea în regim automat a întregii instalații.

1.5. Stații de epurare a apei uzate provenite din fabricile de bere

Stațiile deepurare reprezintă mijloace eficiente de prevenire și combatere a poluării apelor, activitatea lor având ca rezultat eliminarea din apele uzate a unor cantiatii foarte mari de poluanți, înainte de evacuarea lor în râuri. Rezultatele acțiunii de combatere a poluării prin stațiile de epurare pot fi apreciate analizând eficiența în cele trei trepte de epurare, materializate în tabelul de mai jos:

Tabelul 1.23 Eficiența stațiilor de epurare[6]

Activitatea unei stații de epurare este organizată în scopul obținerii unei eficiențe maxime la toate instalațiile sale. Ea cuprinde deopotrivă exploatarea tehnică propriu-zisă a intalatiilor, pe baza planurilor și a evidentelor întocmite pentru fiecare dintre ele, precum și măsurile de supraveghere, control și optimizare permanentă a parametrilor de funcționare.

Eficiența stației de epurare depinde de:

proveniența apelor uzate

caracteristicile lor fizico-chimice

dotarea și gradul de dezvoltare al stației

tehnologia aplicată

calificarea personalului de exploatare

Tehnologia fabricării berii generează o apă uzată unică ca produs secundar. Apa uzată are o concentrație ridicată de oxigen biochimic din carbohidrații și proteinele folosite în procesul tehnologic.Nivelul ridicat de oxigen solubil și temperatura crescută fac din apele uzate din berării un substrat ideal pentru tratamentul anaerobic. Tratamentul anaerobic al apei uzate din berării este un succes dovedit.

Calitate apelor uzate poate fi definită de caracteristicile fizice și chimice. Parametrii fizici includ culoarea, mirosul, temperatura și turbiditatea. Substanțele insolubile ca totalitatea solidelor, ulei și grăsime se încadrează tot în această categorie. Parametrii chimici asociați cu continulul organic al apelor uzate includ necesarul de oxigen biochimic, necesarul de oxigen chimic, totalitatea carbonului organic și necesarul total de oxigen.

Tratamentul fizic este pentru a înlătura solidele grosiere și alte materiale mari, decât poluanți dizolvați. Poate fi și un proces pasiv ca, sedimentarea, pentru a permite poluanților aflați în suspensie să se așeze sau să plutească la suprafață în mod natural.

Cea mai eficientă metodă din punct de vedere al costurilor pentru a reduce semnificativ incarcatura efluentului este separarea solidelor din apa uzată propriu zisă. Echipamentul necesar include decantoare, cisterne care pot transporta mai departe materialul, pompe și sistem de țevi sau furtunuri pentru transfer.

De obicei deșeurile solide includ grâne folosite, trub, drojdie folosită, suspensii de la filtrare și materiale de ambalat.

Din producerea berii rezultă o varietate de reziduri ca ,cereale folosite, care au o valoare comercială și pot fi vândute ca produs secundar pentru hrana animalelor. Valoarea nutritivă a acestor cereale folosite este mult sub aceea a orzului uscat, dar umezeală îl face ușor digerabil de către animale. Trubul este o suspensie de must, particule de hamei și proteine coloidale instabile coagulate în timpul fierberii mustului.

În berării surplusul de drojdie este recuperat prin sedimentare naturală la sfârșitul sedimentării și condiționării. Numai o parte din drojdie poate fi refolosită pentru o nouă producție de drojdie. Drojdia folosită are un conținut ridicat în proteine și vitamina B, și poate fi folosită în hrana animalelor ca suplimet alimentar.

În general , apa uzată este sitata pentru a elimina cioburi, etichete și capace de sticlă, bucăți de sticlă plutitoare și cereale folosite. După sitare poate fi trimisă într-o cameră pentru pietriș, unde nisipul, pietrișul și pietre mici sedimentaza. După sitare și eliminarea pietrișului, apa uzată încă conține constituienti organici și anorganici dizolvați și solide în suspensie.

Solidele în suspensie constau în particule mici de substanțe care pot fi înlăturate din apa uzată prin tratamente ulteriore ca sedimentarea sau flocularea chimică. Dintre metodele de tratare chimică, schimbarea pH-ului și flocularea sunt cele mai folosite în berării pentru îndepărtarea materialelor toxice și impurităților coloidale.Aciditatea sau alcalinitatea apei uzate afectează atât tratamentul apei uzate cât și mediul înconjurător. Un pH scăzut indică creșterea acidității în timp ce un pH ridicat indică creștea alcalinității. pH-ul apei uzate trebuie să rămână între 6 – 9 pentru a proteja microorganismele folosite în procesul de tratare. Flocularea este agitarea sau amestecarea apei tratate chimic pentru a induce coagularea. Flocularea crește performatele sedimentării prin creșterea dimensiunii particulelor rezultând în creșterea ratei de sedimentare. După ce apa uzată din berării a suferit tratamente fizice și chimice poate fi supusă unui tratamet biologic suplimentar. Tratamentul biologic poate fi aerobic sau anaerobic. În general tratamentul aerob se aplică pentru tratametul apei uzate din berării dar recent tratametul anaerobic a devenit o opțiune atractivă. (7)

Efluentul de apa uzată conține concentrații ridicate de materii organice, deci o cantitate mare de oxigen este necesară. De asemenea este necesar un control adecvat al nămolului. Din această cauză procesele anaerobe sunt preferate în tratametul apei uzate din industria berii deoarece nu doar reduce consumul de energie dar și micșorează costurile de evacuare a nămolului.

Tratarea apei uzate se face în 2 pași importați:

producerea gazului de fermentare

aerarea

Cele 2 metode au un cost energetic scăzut, produce puțin nămol. Un reactor de formare a metanului, numit metantanc (fig 1.35), este de obicei folosit pentru convertirea materiei organice în energie folositoare sub formă de gaz. Întregul proces de conversie biologică are loc în atmosferă și temperatura controlată de unde rezultă o conversie eficientă și generează cantități bune de gaz. Există multe aplicații pentru gaz în locul arderii acestuia. Una dintre cele mai comune aplicații a gazului de fermentare este folosirea ca combustibil pentru boilere. Deoarece sistemul anaerobic de fermentare necesită o sursă de căldură, biogzul poate fi un combustibil gratis. Acesta poate fi amestecat cu gazul natural și folosit în boilere din producție.

Fig 1.35 Bazin de fermentare de mare încărcare

1-amestecător, 2-nămol proaspăt la fermentare, 3-conducta pentru îndepărtarea nămolului plutitor, 4-evacuare nămol, 5-evacuare nămol fermentat, 6-evacuare nămol plutitor, 7-evacuare apa de nămol, 8-deversor, 9-captare nămol, 10-pompa nămol, 11-schimbator de căldură, 12-captor de gaza, 13-gaz spre stocare, 14-gaz spre cazanul de ardere, 15-preaplin, 16- cazan de încălzire[11]

Sistemul de aerare primește apa uzată din uzina de formare a metanului dar și din alte surse ca apă condensată sau cea provenită din spălarea podelelor.

Apa uzată din berării este supusă la 2 tipuri de tratament aerob :sisteml convențional cu nămol activ urmat de un proces de aerare extins. Apa uzată evacuta poate fi suspusă în continuare unor tratamente ca clorinarea și osmoză inversă.

Tratamentul aerobic utilizează procese biologice, în care microorganismele convertesc solidele nesedimentabile în solide sedimentabile. De obicei urmează procesul de sedimentare pentru a permite solidelor să sedimenteze.

Se pot folosi 3 metode: nămol activat, biofilm și filtre biologice.

Fig 1.36 Schema unei stații de epurare deservite unei fabrici de bere[7]

1.6. Instalatii din treapta biologica si utilaje folosite în statia de epurare

După ce din apă supusă procesului de epurare, în treaptă mecanică au fost extrase impuritățile grosiere, suspensiile granuloase, suspensiile ușoare, suspensiile decantabile precum și suspensiile nedecantabile aduse în stare decantabilă prin procedee fizico-mecanice, efluentul rezultat este supus în treaptă biologică unui tratament biologic prin care se încearcă eliminarea substanțelor organice dizolvate aflate în apa uzată.

În acest scop, în treaptă biologică, într-o primă etapă, apa supusă tratamentului este pusă în contact cu o cultură de microorganisme (dintre care rolul principal îl au bacteriiile aerobe) care utilizează încărcarea organică ca substrat (proces care are loc într-o multitudine de faze succesive ce poartă denumirea de fermentare aerobă), rezultând produși de fermentație inerți din punct biologic (dacă procesul se desfășoară în echilibru materia organică fiind transformată până în final în bioxid de carbon și apă), apoi, într-o a doua etapă, apa supusă tratamentului este separată de biomasa bacteriană (care a realizat epurarea biologică) prin separare gravitațională (proces de decantare).

După modul în care cultura de microorganisme care realizează fermentarea biologică se găsește în bazinul de reacție sub formă de peliculă biologică fixată pe suporți inerți sau dispersată în apa supusă tratamentului, obiectele tehnologice în care are loc epurarea biologică sunt de tip filtre biologice sau biodiscuri sau de tip bazine aerate cu nămol activ.

Filtre biologice și biodiscuri

Filtrele biologice (biofiltrele) sunt obiecte tehnologice ale stațiilor de epurare în care impuritățile organice din apele uzate sunt eliminate de către o cultură de microorganisme aerobe care se găsește sub formă de peliculă biologică fixată pe suprafața unui material granular de umplutură inert din punct de vedere biologic.

Procesul de epurare biologică într-un biofiltru are loc astfel: apa uzată cu conținut de impurități organice este introdusă pe la partea superioară a biofiltrului, străbate materialul granular la suprafața căruia se dezvoltă peliculă biologică și părăsește instalația pe la partea inferioară. Ca urmare a activității microorganismelor, pelicula biologică se îngroașe și la anumite intervale de timp se desprinde de pe umplutură (fenomen de năpârlire) și este antrenată de către efluent. Bucățile desprinse de peliculă biologică se îndepărtează din efluent în cadrul unui decantor secundar cu care filtrul biologic lucreză în agregat. De menționat că rolul principal în procesul de epurare îl au bacteriile aerobe, dar pe mai lângă acestea, în filtrele biologice mai trăiesc și număr mare de alte microorganisme și organisme cum ar fi: protozoare, viermi, crustacee, larve de insecte, etc. În general o singură parcurgere a materialului de umplutură nu este suficientă pentru obținerea unei eficiențe corespunzătoare de epurare a efluentului și din această cauză în cele mai multe cazuri efluentul se recirculă după decantare.

Fig 1.37 Scheme de principiu biofiltre[6]

Subansambluri principale ale biofiltrelor:

Pereții laterali ai fitrului biologic se construiesc în general din beton armat și au grosimi de 0,2 -0,3 m. Forma în plan transversal orizontal a filtrelor biologice (vezi figura 1.37) poate fi dreptunghiulară sau circulară (la început biofiltrele au avut mai ales formă dreptunghiulară, dar în prezent majoritatea biofiltrelor au formă circulară).

Radierul drenant este elementul de susținere a materialului drenant de umplutură și este executat de regulă din semifabricate (de exemplu: plăci din beton cu dimensiuni de 1m × 0,5m ×0,08m dispuse astfel încât să formeze între ele fante de 0,03m) așezate pe grinzi de susținere fixate pe radierul compact.

Radierul compact se execută din beton sau beton armat și este așezat pe o fundație de nisip și pietriș. Radierul compact este construit cu o pantă de 1 – 5% pentru a dirija scurgerea efluentului într-o rigolă periferică.

Fig 1.38 Biofiltre[6]

Materialul granular de umplutură trebuie îndeplinească o serie de condiții și anume: să aibă rezistență mecanică, să reziste la variațiile de temperatură și de compoziție ale apelor uzate, să aibă o suprafață cât mai poroasă și cât mai rugoasă pentru a oferi peliculei biologice suprafețe de contact cât mai mari, să nu conțină substanțe inhibitoare pentru procesul de epurare biologică, să aibă o constituție uniformă și să nu conțină părți fine care ar putea duce la colmatare și să fie curat. Inițial s-au utilizat materiale de umplutură cum ar fi: zgura provenită de la cazane, cocsul, rocă spartă de diferite origini, cărămida, pietriș, materiale ceramice, etc (vezi figura 4). Dimensiunile ale particulelor constitutive ale umpluturii sunt în gama 30 – 100 mm, uzual 30 – 60 mm.

În prezent au fost concepute și se utilizează pe o scară din ce în ce mai largă materiale de umplutură din mase plastice cu diferite forme și structuri care oferă peliculei biologice suprafețe de contact și condiții de dezvoltare mult superioare materialelor de umplutură clasice. În figură 5 este prezentat un filtru bilogic cu umplutură din material plastic, iar în figură 1.35 sunt prezentate diferite tipuri de materiale de umplutură din mase plastice cu diverse forme și structuri.

Fig 1.39 Biofiltre cu materiale de umplutură clasică/din material plastic[6]

Fig 1.40 Diferite tipuri de umpluturi din material plastic[6]

Înălțimea uzuală stratului granular de umplutură variază între 1 – 4 m depinzând de mulți factori cum ar fi: concentrația impurităților organice în influentul de apă uzată, tratabilitatea biologigă a apei uzate, dimensiunile granulelor materialului de umplutură, modul de aerare a biofiltrului, gradul de epurare urmărit, etc. În general la biofiltrele obișnuite înălțimea stratului granular este de cca. 1,8 – 2 m.

Sistemul de distribuție a influentului pe suprafața filtrului biologic are rolul de a repartiza cât mai uniform influentul de apă uzată pe suprafața materialului de umplutură. La modul cel mai general, distribuția apei uzate în biofiltru se poate face continuu sau intermitent. În ambele cazuri pentru distribuția apei sunt necesare distribuitoare, iar în cazul distribuției intermitente, pe lângă distribuitoare mai sunt necesare și rezervoare de dozare. Distribuitoarele pot fi fixe sau mobile, iar la rândul lor cele mobile pot fi rotative (utilizate în cazul filtrelor biologice cu secțiune circulară) sau de translație, de regulă cu mișcare „du-te vino” (utilizate în cazul filtrelor biologice cu secțiune dreptunghiulară). Constructiv distribuitoarele pot fi sub forma unor conducte sau jgheaburi cu orificii sau de cunducte cu diuze (sprinklere). În figură 1.41 este prezentat un sistem de distrbuție fix iar în figură 1.42 este prezentat un sistem de distribuție rotativ.

Fig 1.41. Sistem de distribuție fix[17] Fig. 1.42. Sistem de distribuție rotativ[18]

Conductele cu diuze se poziționează la o distanță de 0,3 – 0,75 m de suprafața materialului de umplutură, iar în cazul în care se utilizează material granular de umplutură clasic, pentru o uniformitate superioară de distribuție a influentului la suprafața umpluturii se formează un strat de repartiție de cca. 0,2 m grosime din granule cu dimensiuni de 20-30 mm.

Aerarea în filtrele biologice este absolut necesară deoarece procesul de epurare este aerob. Aerul se introduce prin ventilație naturală sau artificială. Ventilația naturală se obține ca urmare a diferenței de temperatură dintre aerul din interiorul , respectiv exteriorul biofiltrului. Circulația aerului din biofiltru este în funcție de climă și anume: iarna, aerul din interiorul biofiltrului este de regulă mai cald decât cel din afara acestuia, și se ridică favorizând admisia aerului proaspăt pe la partea inferioară a biofiltrului, deci o circulație a aerului de jos în sus; vara, aerul din interiorul biofiltrului este mai rece decât cel din afară, deci coboară și parasește biofiltrul pe la partea inferioară, favorizând admisia aerului proaspăt pe la partea superioară a biofiltrului, deci o circulație a aerului de sus în jos; de multe ori, în anumite perioade, circulația aerului se inversează de câteva ori pe zi, deoarece temperatura aerului din interiorul biofiltrului este egală cu cea a apei care este relativ constantă pe când temperatura din exteriorul biofiltrului poate avea mari fluctuații; de asemenea se poate întâmpla ca în anumite condiții circulația aerului din biofiltru chiar să stagneze, situație deloc favorabilă. Pentru a permite circulația aerului prin biofiltru, în zona inferioară a acestuia între radierul drenant și cel compact sunt prevăzute deschideri pe unde să treacă curentul de aer (normele americane prevăd ca suprafața deschiderilor dintre radierele biofiltrului să reprezinte cca. 15% din suprafața transversală orizontală a acestuia). În anumite cazuri se practică ventilația artificială caz în care biofiltrele poartă numele de aerofiltre.

Pentru un control riguros al procesului de lucru din biofiltre împotriva manifestărilor meteorologice precum și a variațiilor climatice, o tendință actuală este acoperirea biofiltrelor cu acoperișuri de tip dom

Fig 1.43. Biofiltre acoperite[6]

Pe lângă filtrele biologice clasice, a căror construcție și funcționare au fost descrise pe larg anterior, în practică se mai întâlnesc două categorii distincte de filtre biologice și anume: filtrele biologice de contact și filtrele biologice scufundate.

Filtrele biologice de contact au fost di punct de vedere istoric primele instalații în care s-a folosit procesul de epurare biologică, construcția lor începând încă din secolul al XIX-lea. Constructiv aceste instalații sunt constituite din bazine puțin adânci (sub 1m) umplute cu material granular inert (de obicei piatră spartă) în care apa uzată este introdusă o dată sau de două ori pe zi și este reținută timp de 3-4 ore, după care este evacuată. În restul timpului biofiltrul rămâne fără apă în scopul aerării și formării peliculei biologice. În figura 1.44 este prezentat un exemplu de filtru biologic de contact.

Fig 1.44 Filtre biologice de contact[6]

Filtrele biologice scufundate sunt instalații în care materialul granular de umplutură este menținut în permanență sub apă. Această categorie de filtre lucrează numai cu aerare artificială, aerul fiind insuflat permanent de către o suflantă sau compresor prin intermediul unor conducte perforate care se găsesc în partea inferioară a materialului granular de umplutură. Pelicula biologică, care se formează la suprafața materialului de umplutură, se dezvoltă și „năpârlește”, bucățile de peliculă biologică desprinse fiind antrenate de curentul ascendent de apă și bule de aer către partea superioară a biofiltrului de unde sunt evacuate împreună cu efluentul de apă tratată către decantorul secundar.

Avantajul filtrelor biologice scufundate este realizarea unor eficiențe pe unitatea de volum ridicate, mai mari chiar decât cele obținute în bazinele cu nămol activ, dar prezintă și dezavantajul major al unei înfundări rapide în condițiile unei exploatări necorespunzătoare.

Fig 1.45 Biofiltre scufundate[6]

În lume, în afară de filtrele biologice clasice, cu un singur strat de umplutură, au mai fost construite și filtre biologice cu mai multe straturi de umplutură dispuse suprapus care poartă numele de biofiltre turn.

Filtrele biologice turn sunt alcătuite din 2 – 4 straturi din material granular de umplutură, fiecare având înălțimi de 2 – 4 m (în general materialul granular de umplutură utilizat la biofiltrele turn are o granulație mai grosieră și anume: 40 – 100 mm). Între straturile succesive se lasă interspații cu dimensiuni de 0,4 – 0,5 m. Înălțimea mare a acestui tip de biofiltru precum și interspațiile mari dintre straturile de umplutură creează un tiraj natural foarte pronunțat care contribuie la o aerare foarte accentuată. Filtrele biologice turn se utilizează mai ales pentru epurarea apelor uzate orășenești cu încărcătură organică mare.

Funcționare: influentul de apă uzată brută intră în biofiltru pe la partea superioară a acestuia și este distribuit uniform pe suprafața stratului superior al biofiltrului prin intermediul sistemului de distribuție. De aici apa uzată se infiltrează prin umplutură și coboară (datorită gravitației) parcurgând succesiv straturile de umplutură și interspațiile 3(de menționat că interspațiile sunt mărginite de plăci poroase care susțin umplutura straturilor dar care totodată permit circulația apei și aerului). La biofiltrele turn clasice umplutura era pormată din rocă spartă, cocs, zgură, pietriș, etc dar tendința actuală este de a se înlocui aceaste materiale cu corpuri din material plastic cu diferite forme și structuri care oferă peliculei biologice suprafețe de contact și condiții de dezvoltare mult superioare materialelor de umplutură clasice .

Fig 1.46 Biofiltre turn[19][20]

1.7. Bazine aerate cu nămol activ

Epurarea biologică se realizează în bazine cu nămol activ în care se produce o aerare artificială, prin introducerea de aer printr-un sistem de conducte. Sunt construcții în care epurarea biologică aerată a apei are loc în prezența unui amestec de nămol și apă uzată, accelerarea procesului se realizează prin introducerea unei cantități de nămol activ, numit astfel întrucât conține microorganisme ce prelucrează substanțele organice din apă și prin insuflarea de aer ce conține oxigen pentru a susține procesele de oxidare.

Bazinele de epurare biologică utilizând nămolul de la bazinele de decantare sunt de o formă alungită, asemenea unor canale longitudinale, în care procesul de epurare avansează pe măsură ce apele din bazin se apropie de zona de evacuare.

Epurarea este activată pe de o parte de către aerul introdus forțat în apa bazinului, pe de altă parte de către agitația permanentă a apei ce asigură o omogenizare a lichidului din bazin și în mod deosebit de către nămolul introdus suplimentar. Nămolul introdus în acest bazin provine din decantorul secundar, întrucât doar o mică parte din nămol este introdus în bazin, restul nămolului, numit nămol în exces este trimis la fermentare împreună cu nămolul din decantoarele primare.

Fig 1.47 Schema tipică a unei trepte biologice dotată cu bazine de aerare cu nămol activ[6]

Bazinele de epurare biologică cu nămol, din punct de vedere al modului de introducere a aerului în interiorul apei uzate se împart în două mari grupe:

cu aerare pneumatică;

cu aerare mecanică;

Ambele variante trebuie să îndeplinească 3 funcții esențiale:

să transfere cât mai intens apei uzate și flocoanelor existente oxigenul necesar ca procesul de epurare să se desfășoare în condiții aerobe.

să mijlocească circulația flocoanelor în apa uzată și să creeze un contact cât mai intens între flocoane și apă.

să împiedice flocoanele să se sedimenteze pe radierul bazinelor unde ar putea să intre în fermentație anaerobă și să prejudicieze calitatea procesului de epurare biologică.

Pentru ca eficiența procesului biologic de fermentație biologică să fie cât mai mare, în practică au fost dezvoltate diferite variante ale procesului cu nămol activ, în scopul asigurării unor concentrații de nămol activ și încărcare organică cât mai adecvate în tot volumul bazinului de aerare. Schemele de principiu ale celor mai reprezentative variante de sisteme de epurare biologică cu nămol activ, și anume:

schema epurării cu nămol activ clasică convențională

Fig. 1.48 Schema epurarii cu namol activ clasica[6]

schema distribuției în etape a influentului de apă uzată cu încărcare organică- se caracterizează prin alimentarea cu influent în mai multe puncte de-a lungul bazinului realizându-se o alimentare uniformă a culturii de microorganisme cu substanță organică de-a lungul bazinului de aerare

Fig. 1.49 Schema distributiei în etape a influentului

I – influent, E – efluent, BA – bazin de aerare, DS – decantor secundar, NR – nămol recirculat, NE – nămol în exces[6]

schema distribuției în etape atât a influentului de apă uzată cu încărcare organică cât și a nămolului recirculat – realizează o distribuție uniformă atât a încărcării organice cât și concentrației nămolului activ în întregul volum al bazinului de aerare; dacă în plus accesul fracționat al influentului și nămolului recirculat se face prin deversare pe la suprafața apei, atunci se realizează o aerare suplimentară, cu efecte foarte favorabile asupra procesului de fermentare aerobă, și în plus se combate și efectul de spumare produs de detergenți sau alte substanțe tensioactive din apa uzată supusă tratamentului;

Fig. 1.50 Schema distributiei în etape a influentului si namolului recirculat[6]

schema epurării în două trepte – constă în trecerea apei uzate prin două perechi succesive de bazine de aerare și decantoare secundare, rezultând două calității de nămol activ care pot fi mai corespunzător folosite printr-o distribuție rațională în cadrul instalației;

Fig. 1.51 Schema epurarii în doua trepte

I – influent, E – efluent, BA – bazin de aerare, DS – decantor secundar, NR – nămol recirculat, NE – nămol în exces[6]

schema epurării cu regenerarea nămoluluil activ – regenerarea nămolului activ separat în decantorul secundar se face într-un bazin special de regenerare în care nămolul este reținut un timp mai îndelungat și aerat în vederea îmbunătățirii calității, micșorării volumului și îmbunătățirea capacităților sale de pompare; în procesul de regenerare a nămolului trebuie să fie adăugată și hrana corespunzătoare care este supernatant (apă de nămol) provenit de la instalațiile de fermentare anaerobă a nămolurilor; prin regenerarea nămolului activ se asigură eficiențe superioare ale procesului de epurare biologică cu volume de nămol activ semnificativ reduse, în acelați timp evitându-se umflarea nămolului și mărindu-se decantabilitatea acestuia.

Fig. 1.52 Schema epurarii cu renerarea namolului

I – influent, E – efluent, BA – bazin de aerare, DS – decantor secundar, BR – bazin de regenerare a nămolului, NR – nămol recirculat, NE – nămol în exces[6]

După principiul de funcționare sistemele de aerare pot fi clasificate în:

sisteme de aerare pneumatice la care aerul este comprimat și introdus în bazinul de aerare cu nămol activ prin intermediul unor echipamente sub formă de: bule fine (cu diametre de 1 – 1,5 mm), bule mijlocii (cu diametre de 1,5 – 3 mm) sau bule grosire (cu diametre de 3 – 120 mm);

sisteme de aerare mecanice – la care conținutul bazinului cu nămol activ se pune în contact cu aerul atmosferic printr-o agitare (amestecare) foarte intensă;

sisteme de aerare mixte – care utilizează atât dizpozitive pneumatice de insuflare a aerului cât și dispozitive mecanice de agitare a conținutul bazinului cu nămol activ.

În cazul bazinelor cu aerare pneumatică oxigenul necesar se introduce o dată cu aerul atmosferic, în unele fiind introdus chiar oxigen gazos. Introducerea aerului în interiorul masei de apă uzată se face prin conducte, iar eliminarea aerului în apă se face prin intermediul unor difuzoare poroase fine, prin duze cu orificii mici sau prin plăci poroase[]6:

Fig 1.53. Difuzor poros tubular[11]

Fig 1.54 Bazin de aerare cu plăci poroase[11]

Fig 1.55 Difuzoare poroase de tip disc amplasate pe tubur[11]

Important de reținut este faptul ca introducerea apei în bazin trebuie să imprime apei o mișcare în spirală a apei de la intrarea spre ieșirea apei din bazin.

Acest curent de apă cu bule de aer în formă de spirală ce se realizează în apa asigură antrenarea tuturor particulelor din apă și astfel se împiedică formarea de depuneri de nămol pe fundul bazinelor. Se recomandă la construcția bazinelor rotunjirea colțurilor de la fundul bazinului și de la partea superioară, pentru a dirija circulația apei în spirală. În figură 1.52 este prezentat un astfel de bazin, precum și modul de introducere a aerului pentru a se putea forma spirala amestecului aer plus apa.

Fig 1.56 Bazine cu aerare pneumatică

a. cu placa poroasă;b. cu conducte cu orificii.[11]

În cazul aerării mecanice se realizează o agitație puternică a apei din bazin, ceea ce face să se producă o amestecare intensă între apă, nămol și aerul atmosferic. După modul în care se realizează absorbția aerului, sistemele de aerare mecanică sunt de următoarele tipuri:

aeratoare mecanice cu aspirație;

aeratoare mecanice cu rotor;

aeratoare mecanice cu palete sau perii.

Fig 1.57 Bazin cu aerare mecanică cu palete[11]

Fig 1.58 Bazin de aerare cu perie

1- grup de antrenare; 2 – perie ( palete) 3- ecran; 4 – bazin de aerare[11]

Fig 1.59 Bazin cu aerare mecanică cu aspirație[11]

Bazine cu aeratoare mecanice cu rotor.

Aeratoarele cu rotoare se grupează în două categorii:

cu tub central sub rotor

fără tub central

Fig 1.60 Bazin de aerarea echipat cu aerator mecanic de suprafață

1- axul rotorului; 2 – motor de antrenare; 3 – rotor cu palete.[11]

Fig 1.61 Aerator mecanic de mare adâncime

1 -pâlnie pentru absorbția aerului; 2-tub pentru adsorbția aerului; 3- motorul pentru antrenarea rotorului; 4- bazinul de aerare.[11]

Sistemele de aerare mixte sunt sisteme combinate, formate de regulă dintr-un dispozitiv de insuflare a aerului sub formă de bule fine și un dispozitiv mecanic de agitare de tip perie sau amestecător.[11]

2. Proiectarea unui bazin de aerare cu tuburi difuzoare cu membrane de la o stație de epurare care deservește o fabrică de bere

Date inițiale privitoare la fabrica de bere

Producție: 10m3/zi

Personal: 200 persoane (20 birouri; 50 grupa I; 50 grupa II; 80 grupa VI)

Clădiri: 15 (se consideră că un posibil incendiu afectează 5 clădiri)

Volum maxim: 21000m3

Necesar de apa specific pentru fabricile de bere: 5 – 13m3 apa/m2 bere

2.1. Stabilirea debitelor caracteristice de apă uzată provenite din unitatea industrială

2.1.1. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului de de apă de alimentare ale unității industriale

Debitul de ape uzate preluat din unitatea industrială și prelucrat de stația de epurare nu este constant pe perioada unei zile, prezentând fluctuații în funcție de modul în care se consumă apa de alimentare. De aceea se utilizează mai multe mărimi caracteristice care să definească cât mai bine acest debit fluctuant și anume:

debitul zilnic mediu Qu zi med exprimat în unitatea caracteristică [m3/zi], sau în unitatea S.I. [m3/s] este valoarea medie a debitelor zilnice de apă uzată produse în unitatea industrială pe parcursul unui an;

debitul zilnic maxim Qu zi max [m3/zi, m3/s] este valoarea maximă a debitelor zilnice de apă uzată produse în unitatea industrială pe parcursul unui an;

debitul orar maxim de ape uzate Qu orar max [m3/h, m3/s] este valoarea maximă a debitelor orare de apă uzată produse în unitatea industrială pe parcursul unei zile;

debitul orar minim de ape uzate Qu orar min [m3/h, m3/s] este valoarea minimă a debitelor orare de apă uzată produse în unitatea industrială pe parcursul unei zile;

Debitului de apă uzată produsă în unitatea industrială se determină în funcție de consumul de apă de alimentare, valorile caracteristice ale acestuia obținându-se după următorul algoritm succesiv: se calculează valorile caracteristice ale necesarelor și cerințelor de apă de alimentare, apoi se calculează calculează valorile caracteristice ale debitului de apă uzată a unității industriale.

Necesarul de apă de alimentare al unității industriale se exprimă prin următoarele mărimi caracteristice: debitul necesarului zilnic mediu de apă de alimentare QnI zi med [m3/zi], debitul necesarului zilnic maxim de apă de alimentare QnI zi max [m3/zi] și debitul necesarului orar maxim de apă de alimentare QnI orar max [m3/h].

în care:

l – indice referitor la numărul categoriilor de produse industriale fabricate;

Utl – numărul de unități din mărimea caracteristică a categoriei de produse industriale: tone, m3, bucăți, etc. (producție finită, materie primă sau după caz producție intermediară) în perioada considerată (în cazul de față pe zi).

ntl [m3/unitate caracteristică a categoriei de produse industriale] – necesarul de apă specific corespunzător unităților de capacitate a categoriei de produse industriale. În tabelul 2.1 sunt date orientative despre necesarul specific de apă pentru produse din diferite unități industriale;

mI – indice referitor la numărul de întreprinderi industriale care realizează categorii de produse;

m – indice referitor la numărul de folosințe;

Ugm – numărul de unități din mărimea caracteristică a folosinței: persoane, clădiri, schimburi, vehicule, etc. sau combinații: persoane×schimburi, vehicule×schimburi, etc. în perioada considerată (în cazul de față pe zi);

ngm [l/unitate sau combinații de unități caracteristice ale folosinței] – necesarul specific de apă corespunzător unităților sau combinațiilor de unități ale folosinței;

Kzi, Ko – coeficienți de neuniformitate a debitului zilnic ;

respectiv coeficientul de variație orară;

ninc – indice referitor la numărul de incendii simultane la unități industriale;

n – indice referitor la numărul clădirilor din unitatea industrială atinsă de incendiu;

Qinc [l/s] – debitul specific de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor din clădiri, ținându-se seama de volumul Vn [m3] al clădirii n atinsă de incendiu și gradul de rezistență la foc al clădirilor, cu valori orientative indicate în tabelele 2.2, 2.3, 2.4.

Tabelul 2.1 Necesarul de apă specific pentru diferite unități industriale (3)

Tabelul 2.2 Debitul de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor la clădiri civile izolate, pentru învățământ, spitale, clădiri cu săli aglomerate, clădiri social-administrative (3)

Tabelul 2.3Debitul de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor la clădiri industriale obișnuite (3)

Tabelul 2.4Debitul de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor la clădiri industriale monobloc (3)

2.1.2. Determinarea debitelor caracteristice ale cerinței de apă de alimentare ale unității industriale

Practic, cerința de apă de alimentare pentru unitățile industriale se determină prin considerarea debitelor zilnice QnI [m3/zi] în cazul surselor de apă neamenajate, respectiv prin considerarea debitelor lunare medii QnI [m3/lună] în cazul surselor de apă cu lucrări de regularizare a debitelor, cu evidențierea variației acestora în timpul anului. În lipsa unor date concrete despre variația acestor debite în timpul anului, în continuare în lucrare se vor lua în considerare valorile caracteristice ale debitului zilnic al necesarului de apă pentru alimentarea unităților industriale.

Debitele cerinței de apă exprimată în m3/s au următoarele valori:

Determinarea debitelor caracteristice de ape uzate produse în unitatea industrială

Valorile caracteristice ale debitului de ape uzate provenite din unitatea industrială, respectiv debitul de ape uzate zilnic mediu QuI zi med [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate zilnic maxim QuI zi max [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate orar maxim QuI orar max [m3/h, m3/s] și debitul de ape uzate orar minim QuI orar min [m3/h, m3/s] se stabilesc în funcție de valorile caracteristice similare ale cerinței totale de apă de alimentare a centrului populat, cu următoarele relații:

Debitele de ape uzate provenite din unitatea industrială exprimate în [m3/s]

în care: Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] și Qs tot orar max [m3/h, m3/s] sunt valorile caracteristice ale debitului cerinței totale zilnice medii, zilnice maxime, respectiv orare maxime de apă de alimentare ale unității industriale.

p – coeficient adimensional în funcție de numărul de locuitori ai centrului populat (vezi tabelul 2.5).

Tabelul 2.5[2]

2.2. Stabilirea parametrilor principali ai bazinului cu nămol active cu aerare prin difuzoare cu membrană

2.2.1. Determinarea indicatorilor caracteristici ai bazinului de aerare cu nămol activ

Determinarea debitului de calcul de apă uzată care pătrunde în bazinul de aerare cu nămol activ din cadrul stației de epurare

Qc=Quzimax

Qc=4090 [m3/zi]

Qch=170.583

Qc[m3/zi] –debitul de calcul (dimensionare) de apă uzată care pătrunde în bazinul de aerare cu nămol activ

Qch[m3/zi] debitul de calcul (dimensionare) de apă uzată care pătrunde în bazinul de aerare cu nămol activ

Quzimax[m3/zi] debitul zilnic maxim de apă uzată a fabricii deservite de stația de epurare

Determinarea debitului maxim admis în exploatare de recirculare a nămolului active preluat din decantorul secundar și reintrodus în bazinul de aerare

QRmax[m3/h] debitul maxim admis în exploatare de recircualre a nămolului active preluat din decantorul secundar și reintrodus în bazinul de aerare

Determinarea debitului de verificare de apă uzată care pătrunde în bazinul de aerare cu nămol active din cadrul stației de epurare

Qv=Qch + QRmax

Qv =289.992

Qv [m3/h]debitul de verficare, de apă uzată care pătrunde în bazinul de aerare cu nămol activ din cadrul stației de epurare

Determinarea cantiatii L5 de substanță organic (exprimată CBO) care intră în stația de epurare într-o zi prin apa uzată influenta

L5 =10-3 ∙ CBO5 ∙ Qc

L5=1392

L5[kg/zi] –cantitatea de substrata organic (exprimată în CBO5) care intră în stația de epurare într-o zi prin apa uzată influenta

CBO5[mg/dm3] –consumul biochimic de oxygen al apei uzate a fabricii deservite de stația de epurare cu valori orientative pentru apele uzate brute între 100-400 mg/dm3

CBO5 =340

Determinarea cantității L5B de substrata organic ( exprimată în CBO) care intră în treaptă biologică a stației de epurare într-o zi prin apa uzată influenta

ɳM= 25

L5B =1044

L5B[kg/zi] –cantitatea de substanță organic (exprimată în CBO5) care intră în treaptă biologică a stației de epurare într-o zi prin apa uzată infuenta

ɳM[%] –eficienta treptei mecanice privind reducerea substanțelor organice, cu valor între 20 -30%

Determinarea încărcării ION organice a nămolului active din bazinul de aerare

ION =

ION =0.812

ION[kg/zi] –incarcarea organic a nămolului active din bazinul de aerare, cu valori în funcție de funcție de procesul tehnologic adoptat și anume:

-pentru bazine de medie încărcare: ION =0.3 …. 1.5kg/kg zi

Determinarea încărcării IOB organice a bazinului de aerare

IOB =CN*ION

IOB =2.029

CN[kg/m3] –concentratia nămolului activat din bazinul de aerare, cu valori recomandate între 2.5 – 4 kg/m3

CN =2.5

IOB[kg/m3 zi] –incarcarea organic a bazinului de aerare

Determinarea cantității GN totală de nămol activat (exprimată în materii toatale în suspensie) care se găsește în bazinul de aerare

GN =

GN =1286

GN[kg] – cantitatea totală de nămol activat (exprimat în materii totale în suspensie) care se găsește în bazinul de aerare

Determinarea indicelui IVN volumetric al nămolului activat recirculat

IVN =150

IVN[cm3/g] –indicele volumetric al nămolului activat recirculat

Determinarea concentrației CR a nămolului activat recirculat

CR=

CR= 6.667

CR [kg/m3] –concetratia nămolului activat recirculat

Determinarea coeficientului de recirculare a nămolului activat -R

R=

R=60

R[%] –coeficientul de recirclare a nămolului activat

Determinarea debitului de nămol activar recirculat –QR

QR=

QR =2456

QR[m3/zi] –debitul de nămol active recirculat

Determinarea cantităților de azot amoniacal influenta, respective efluenta stației de epurare

Nzi=10-3 * Ni * Qc

Ni =30

Nzi =122.82

Nze =10-3 * Ne * Qc

Ne =1

Nze =4.094

Ni[mg/dm3] –cantiatea influență de azot amoniacal, cu valori uzuale orientative între 30 -100 mg/dm3

Ne[mg/dm3] –cantitatea efluentă de azot amoniacal, cu valori uzuale orientative între 1 -2 mg/dm3

Nzi[kg/zi] =cantitatea zilnică de azot amoniacal influentă stației de epurare

Nze[kg/zi] =cantitatea zilnică de azot amoniacal efluentă stației de epurare

Determinarea cantității de oxygen necesare respirației de substrat, respirației endogene și proceselor de nitrificare

ON = a * * L5B +b * GN +c *(Nzi –Nze)

ON =1040

a =0.5

b =0.15

c =3.4

a[kg/kg] –coeficientul respirației de substrat, care are valoarea medie 0.5 kg/kg pentru apele uzate urbane

b[kg/kgzi] –coeficientul respirației endogene, cu valori între 0.12 -0.17kg/kgzi

c[kg/kg] –coeficientul respirației de substrat în procesul de nitrificare , care are valoarea medie de 3.4kg/kg pentru apele uzate urbane

ON[kg/zi] –cantitatea de oxygen necesară respirației ..

Determinarea concentrației a oxigenului în apă, la saturație pentru apa curate la presiunea barometrică de 760 mm col Hg

CS =

CS =9.177

T =20

T[grade C] –temperatura de lucru a procesului de epurare biologică, intervalul de valori recomandate fiind 9 -24 grade C

CS[mg/dm3] –concentratia oxigenului în apă, la saturație, pentru apă curate la presiunea barometrică de 760 mm col Hg

Determinareaa concentrației oxigenului în amescul apă-namol, la saturație

CSA= 11.321683 -0.42157243* T0.74271808

CSA =7.421

CSA[mg/dm3] –concentratia oxigenului în amestecul apa-namol, la saturație

Determinarea raportului al coeficienților de transfer

rapT =e0.18737922-0.018699274T

rapT =0.83

rapT –raportul (K10/KT)^0.5, al coeficienților de transfer ai oxigenului la 10grade C, respective la temperature de lucru a procesului de epurare biologică

Determinarea capacității de oxigenare necesare proceselor de epurare biologică

CO =ON * * *rapT *

CO=1371

α =0.9

p =760

α = raportul dintre capacitatea de transfer a oxigenului în apa uzată și capacitatea de transfer a oxigenului în apa curată care are valoarea 0.9 pentu ape uzate urbane

p[mm col Hg] –presiunea barometrică medie anuală la care are loc procesul de epurare biologică, intervalul de valori recomandate fiind 750 -765 mm col Hg

Determinarea cantității de nămol biologic activat în exces

Nex = 1.2 *ION0.23 * * L5B

Nex =1015

Nex[kg/zi] –cantitatea de nămol biologic activat în exces

2.3. Stabilirea parametrilor principali și alegerea sistemului de aerare cu difuzoare cu membrană

Determinarea tipului de bazin de aerare cu nămol activat

Qch=170.583 <= 3.6 *50

Se alege tipul de bazin de aerare cu nămol activat omogen

Determinarea volumului util al bazinului de aerare

V =

V =514.5

V[m3] –volumul util al bazinului de aerare

Determinarea timpului de aerare corespunzător debitului de calcul

t =

t =1.769

t[h] -timpul de aerare corespunzător debitului de calcul, care trebuie să aibă valori mai mari de 3h la eficiențe ale treptei biologice de peste 85%

Determinarea timpului de aerare prin care se ține seama și de debitul de recirculare

tr =

tr =1.769

Qoramax =171.5

tr[h] –timpul de aerare care ține seama și de debitul de recirculare, care trebuie să aibă valori mai mari de 2h la eficiențe ăla treptei biologice de peste 85%

Qoramax[m3/h] –debitul orar maxim de apă uzată a fabricii deservite de stația de epurare

Determinarea coeficientului pentru determinarea capacității de oxigenare orare

Qch=170 <=3.6 *50, δ=15

δ –coeficient pentru determinarea capacității de oxigenare orare

Determinarea capacității de oxigenare orară a sistemelor de aerare

COprim =

COprim =91.394

COprim[kg/h] –capacitatea de oxigenare orară a sistemelor de aerare

Impunerea vitezelor pentru fluide din conductele instalațiilor aferente bazinului de aerare cu nămol activ

Viteza vau[m/s] a apei uzate prin conductele instalațiilor aferente bazinului de aerare trebuie să aibă valori admisibile inte 0.7 -1.6m/s

Se impune viteza vau =1.5

Viteza vna[m/s] a nămolului activat prin conductele instalațiilor aferente bazinului de aerare trebuie să aibă valori admisibile între 0.7 -1m/s

Se impune viteza vna =0.9

Viteza vs[m/s] a aerului prin conductele instalațiilor aferente bazinului de aerare trebuie să aibă valori admisibile între 8 -20m/s

Se impune viteza va =15

Determinarea parametrilor specifici dimensionali și funcționali ai bazinului cu nămol activat dotat cu sistem de aerare pneumatic

Bazinul de aerare este echipat cu un sistem de aerare pneumatic cu bule fine la joasă presiune

Determinareaa lățimii Bp a bazinului de aerare în cazul echipării acestuia cu sistem de aerare pneumatic

Bp=cB ∙ Hp

Bp=1.15∙ 3

Bp=3.45

Unde

Bp[m] este lățimea bazinului de aerare

cB –coeficient pentru calculul lățimii bazinelor cu aerare pneumatic,cu valori recomandate între 1 -1.5

Hp[m] –adancimea utilă a bazinelor cu aerare pnenumatica cu valori recomandate între 3-5m

Determinarea lungimii Lp a bazinului de aerare în cazul echipării acestuia cu sisteme de aerare pneumatic

Lungimea Lp[m] a bazinului de aerare în cazul echipării acestuia cu sisteme de aerare pneumatic trebuie să aibă valoarea cuprinsă între Lpmin și Lpmax

Lp=

Lp=49.71

Lpmin=8∙ Bp =27.6

Lpmax=18∙ Bp =62.1

Determinarea lungimii Lj a jgheabului de distribuție fracționară a apei uzate și nămol recirculat

Lungimea Lj[m] a jgheabului de distribuție fracționară a apei uzate și nămolului recirculat în cazul bazinelor cu nămol active cu distribuție fracționară a apei și nămolului trebuie să aibă valoarea cuprinsă între Ljmin și Ljmax

Ljmin=0.333∙ Lp =16.553

Ljmax=0.667∙ Lp =33.157

Se impune lungimea Lj=33

Determinarea înălțimii Hptot totale a bazinului de aerare în cazul echipării acestuia cu sistem de aerare pneumatic

Hptot -=Hp+hs

Hptot =3.5

Hptot[m] –inaltimea totală a bazinului

Determinarea capacității cOprim specifică de oxygen (de transfer de oxygen) a sistemului de insuflare pneumatic pe metru adâncime bazin

cOprim=cOprimbf=9

cOprim[g/m3m] –capacitatea specifică de oxigenare (de transfer de oxygen) a sistemului de insuflare pneumatic pe metru adâncime de bazin

Determinarea cantității de aer necesară să fie insuflată de către sistemul pneumatic – Qaer

Qaer = =3385

Qaer[m3/h] –cantiatatea necesare de aer

Determinarea dimensiunii orificiilor sistemlor de distribuție a aerului –dorif

dorif =dorifbf =0.25

dorif –dimensiunea orificiilor sistemelor de distribuție a aerului

dorifbf –dimensiunea orficiilor sistemelor de distribuție bule fine

Mențiune. Organele de distribuție a bulelor fine sunt de tipul tuburi poroase.

Determinarea adâncimii de imersare a organelor de distribuție a aerului –Him

Him =hdpjp =0.8

Him –adancimea de imersare a organelor de distribuție a aerului

Se alege sistemul de aerare cu bule fine tip ADISS

Tuburi difuzoare de aer cu membrane elastice tip OTT

Tuburile difuzoare de aer cu membrana sunt cel mai nou si performant sistem de aerare cu bule fine existent. Ele au în componenta o teava suport din polipropilena ecologica, peste care sunt prinse doua membrane elastice din EPDM-special.

Teava suport se poate racorda la teava de alimentare cu aer si printr-unb canal de distributie a aerului acesta ajunge intre teava suport si membrana elastica, iar prin orificiile foarte fine din membrana elastica aerul iese, cu bule fine, în exterior.

Fig. 2.1 Tub difuzor cu membrana elastica, neflotant: 1-teava suport, 2-membrana EPDM, 3-spatiu de flotare, 4-distributia aerului, 5-dispozitiv de prindere, 6-teava de distributie[8]

Modul de montare al elementelor de conductă cu membrană elastică este foarte simplu și rapid prescutat în figura 2.2.

Fig 2.2 Montarea tubului difuzor cu membrana elastica[8]

Tuburile difuzoare cu membrana elastica, au cateva avantaje care le deosebesc de alte tipuri de difuzoare (sistem placa, sistem discuri) si anume:

pot sa lucreze cu intermitenta, deoarece depunerile datorate opririi aerului, nu le afecteaza eficacitatea, membrana elastica fiind perforata doar în partea laterala unde este imposibila depunerea nisipului sau a impuritatilor mecanice.

tinand cont ca în interiorul tevii suport patrunde apa, tuburile nu floteaza, deci nu este necesara fixarea de fundul bazinului, în acest fel este posibila folosirea tuburilor în sisteme de distributie rabatabile,

avand în vedere forma cilindrica a tuburilor, acestea pot fi montate pe orice bazin indiferent de forma acestuia

Fig. 2.3. Tub difuzor cu membrana elastica[8]

Folosirea sistemului de aerare cu conducte cu membrane elastice are următoarele avantaje:

eficiența maxima a procesului de aerare;

valoare mare a coeficientului a;

economii de energie între 40 – 60%;

agitare intense a amestecului apă-nămol;

greutate mica a tubului ;

este posibilă cuplarea pe țeava pătrată și pe țeava rotunda;

unitate de aerare este de sine stătătoare într-o singură bucată;

siguranță mare în exploatare cu cheltuieli minime pentru întreținere;

nu este posibilă apariția fenomenului de obturare fiindcă porii membranei elastice se deschid numai în timpul exploatării;

posibilitate de reglare a cantității de oxigen în funcție de gradul de încărcare;

rezistența la factorii de coroziune și impuritățile din apa din treapta biologică;

capacitatea de formare a bulelor rămâne neschimbată de-a lungul timpului, datorită calității membrane elastice;

simplu de montat în bazinele existente;

domeniu foarte larg de debit – 2-15 Nm3/mh.

Transportul aerului de la suflante pana la tuburile difuzoare, trebuie efectuat în conducte din material anticoroziv pentru a se evita infundarea porilor fini ai membranelor, datorita ruginei.

Alimentarea tuburilor difuzoare cu o retea de tevi fixa:

Fig. 2.4 Depunerea conductelor în bazin

Fig 2.5 Alimentarea tuburilor difuzoare cu o rețea de țevi fixe[8]

Alimentarea tuburilor difuzoare cu sistem rabatabil brevet ADISS:

Fig. 2.6 Sistem rabatabil

Fig. 2.7 Alimentarea tuburilor cu sistem rabatabil[8]

Caracteristicile dimensionale ale elementelor de conductă cu membrană elastică sunt prezentate în figura de mai jos si tabelul 2.6.

Tabelul 2.6 Caracteristici dimensionale ale elementelor de conducta[8]

Debitul specific qaer [Nm3/mh] de aer care se insuflă în bazinul de aerare este de 10 Nm3/mh (ales din forma recomandată de valori a sistemului care este 2-15 Nm3/mh).

Lungimea activă totală a elementelor de conductă cu membrană elastică necesară pentru echiparea unui compartiment de bazin se determină cu relația.

Lecm=

Bazinul de aerare considerat în proiect deservit de elemente de conductă cu membrană elastică cu lungimea totală de 2200 mm, care au lungimea activă de aerare Liaer de 2000 mm (2m).

înseamnă că numărul de elemente de conductă cu cu membrană elastică necesar într- un compartiment este de :

Iecm=

Lungimea de dispunere a elementelor de conductă cu membrană elastică de-a lungul conductei de elementare se impune a fi 400 mm.

Având în vedere se utilizează sistemul dispunere a elementelor de conductă cu membrană elastică din figura de mai jos ne rezultă că pe un rând se vor găsi un număr ier 8 elemente cu conductă cu membrană elastică.

Aceasta înseamnă că pe lungimea unui compartiment al bazinului de aerare vor fi un număr de rânduri de elemente de conducte cu membrane elastică determinat de valorile:

Iranduri=

2.4. Probleme legate de exploatarea și întreținerea bazinelor cu nămol activ

Exploatarea acestor instalații necesită o atenție deosebită mai ales în dozarea concentrațiilor de nămol recirculat și a debitelor tratare, iar operațiile ce trebuie efectuatre sunt complexe. Indicațiile generale legate de exploatare se adaptează pentru fiecare tip de instalație conform specificului și mărimii ei.

2.4.1. Operații în cadrul unei exploatări normale

Punerea în funcțiune a unui bazin de aerare

Înainte de se dă în funcțiune o stație nouă, trebuie ca toate bazinele și conductele să fie curățate de nisip și de resturile rămase de la execuția lucrărilor, tot echipamentul mechanic să fie în perfectă stare de funcționare și bine gresat.

Obținerea unui nămol active corespunzător din apele uzate se realizează rapid, într-o perioadă variind de la câteva zile la 2-3 săptămâni. Pentru aceasta trebuie să fie îndeplinite următoarele condiții:

să se asigure cantiatea de oxygen cerută de procesul de epurare pentru a oxide impuritățile organice și pentru menținerea viabilității microorganismelor;

să se dispună de un volum al bazinelor de aerare suficient de mare pentru a asigura un timp de staționare adecvat în care să se facă epurarea

să se recircule nămolul depus în decantoarele secundare, în așa fel încât aceasta nu intre în fermentare anaerobă.

În ciuda simplității aparente a procesului de epurare, aplicarea practică a procesului de epuare nu se efectuează ușor.

Probleme speciale rezultă din natură diferită a microorganismelor care efectuează epurarea, din schimbarea continuă a caracteristicilor apelor uzate, precum și din dificultățile menținerii unui nămol ușor sedimentabil.

Se poate începe epurarea unei porțiuni până la o treime din debitul de ape uzate influent stației, folosind numai acele părți din stație care sunt necesare prelucrării acestui debit.

Admisia efluentului primar trebuie crescută treptat, iar întregul debit de apă poate fi trevut prin stație numai atunci când concetratia de substanțe solide în suspensie în apa reziduală amestecată cu nămol recirculat ajunge între 500 și 800 mg/l. Tot nămolul care se sedimentează în bazinele de decantare finală trebuie recirculat imediat în bazinele de aerare.

Cantitatea de aer folosită trebuie să fie sufficient de mare pentru a menține oxigenul dizolvat în apele reziduale amestecate cu nămol active între 2 și 4mg/l. Este necesar de asemenea să se asigure o agitare suficientă a apelor amestecate. Nerealizarea agitării va favoriza depunerea nămolului în colțurile sau spațiile moarte ale bazinului, unde va intra în descompunere.

Formarea nămolului active depinde în mare măsură de temperature. Creșterea masei biologice întârzie în perioadele mai reci și se accelerează în perioadele de timp mai cald. Rezultă că temperaturile predominante ale aerului și apelor uzate au o influență directă asupra timpului în care se dezvoltă flocoanele de nămol active.

Controlul și menținerea concentrației de nămol

Sunt 3 categorii de nămoluri care intervin în funcționarea bazinelor de aerare: nămolul active din bazinul de aerare, nămolul de recirculat și nămolul în exces. Stația trebuie exploatată în așa fel, prin reglarea cantităților de nămol recirculat și evacuate ca excedentar, încât în bazinul de aerare să se păstreze o concentrație aproximativ constantă și cât mai ridicată.

Totuși, această concentrație este limitată de capacitatea de oxigenare a stației și de posibilitatea decantorului secundar de a efectua o separare eficientă. În mod obișnuit, performanțele decantorului secundar de a efectua o separare eficientă. În mod obișnuit, performanțele decantoarelor secundare sunt cele care determină concentrarea nămolului și realizarea unei anumite concentrații a acestuia în bazinul de aerare.

Pentru a putea stabili concentrația nămolului active în bazinul de aerare se poate folosi valoarea indicelui de nămol În și a debitului de recirculare q. Desigur că metodă este aproximativă, întrucât indicele de nămol este un parametru cu limite largi de variație. Cu toatea acestea, aproximațiile care se obțin sunt acceptabile pentru explatarea corectă a unei stații de epurare.

În scopul unui control operativ, se întocmesc diagrame și monograme care evidențiază dependent dintre principalii parametric ai procesului.

Se consideră că debitul mediu influent inițial al bazinului de aerare este Q, debitul de recirculare al nămolului active din decantorul secundar este q, iar debitul de nămol în exces Qw, este nul. Volumul maxim ocupat de nămol, exprimat în ml raportat la un litru suspensie din bazinul de aerare, se poate calcula cu relația:

Volumul de nămol = =Vn (ml)

Acest volum poate fi comparat cu volumul de nămol care sedimentează timp de 30 minute în cadrul testelor de determinare a indicelui de nămol. Pentru apele uzate orășenești acest raport variază între 10 -25%, cu o medie de 12%,volumul de nămol depus reprezentând 100 – 250 ml/l.

Eficiența procesului de epurare cu nămol activat pentru reducerea încărcării nămolului depinde de cantitatea de suspensii din nămolul activat din sistem și de sănătatea organismelor care sunt o parte din suspensii. Pentru a menține cu success controlul suspensiilor și al sănătății organismelor se cere observarea și verificarea continuă de către operatori

Determinarea vârstei nămolului

Atunci când se pornește o nouă instalație sau se verifică funcționarea instalației existente, vârsta nămolului este utilizată pentru a indica momentul când ar trebui înlăturat nămol activat și, dacă este necesar, cantitatea de nămol în exces de pompat.

Vârsta nămolului este una din metodele folosite de operatori pentru a determina și a menține cantitatea dorită de substanță solidă din nămolul activat în bazinele de aerare. Vârsta nămolului se recomandă pentru controlul operațional din cauză că suspensiile sunt relativ ușor de măsurat. În plus, vârsta nămolului ia în considerare doi factori esențiali pentru succesul operațiunii :substanța solidă (hrană) care intră în procesul de epurare și substanța solidă (organisme) disponibile pentru tratarea nămolului introdus (hrană).

Un aspect dificil de admis este că testul suspensiilor este capabil să indice atât cantitatea de hrană transportată de influent în proces cât și numărul de organisme disponibile pentru tratarea nămolului.

Vom considera că exemplul nostru de intalatie cu nămol activat are un efluent admis CBO de 20mg/l. O vârstă de 5 zile a nămolului, va folosi ca încărcare satisfăcătoare de atins în timpul pornirii acestei instalații. După ce instalația este în funcțiune, în încercarea îmbunătățirii calității efluentului pot fi încercate vârste diferite ale nămolului

Informația necesară pentru a determina vârsta nămolului include:

Suspensiile din amestecul apă-nămol = 2.380 mg/l

Suspensii solide din efluentul primar compozit (media valorilor zilnice pentru săptămâna anterioară) = 72mg/l

Media zilnică a debitului de influent = 176 l/s.

Factorul de aerare = 2,475

Determinarea masei suspensiilor solide în amestecul apa-namol din bazinul de aerare

Suspensii în bazin, Kg = MLSS, mg/l x Volumul aeratorului, mc x 1.000 Kg/mc

= 2.380 mg/l x 2,475

= 5.890 Kg, sau aprox. 6.000 Kg.

Determinarea masei suspensiilor adăugate zilnic sistemului din efluentul primar

Materii solide adăugate de efluentul primar, Kg/zi

= s.s. din efluentul primar, mg/l x debit, mc/zi x 1.000 Kg/mc

= 72 mg/l x 15.200 mc/zi x 1.000 Kg/mc

= 72 x 15,2 Kg/zi

= 1090,908 Kg/zi, sau aprox. 1.100 Kg/zi.

Calcularea vârstei nămolului în zile

Vârsta nămolului,zile =

= = 5.36 zile

Dacă rezultatele testelor de laborator și calculele indică o vârsta a nămolului de 5,36 zile atunci când se țintește spre o vârstă a nămolului de 5 zile, nu ar trebui evacuat nămol. Dacă o vârstă a nămolului de 5 zile a fost obținută în timpul amorsării instalației din exemplu, operatorul ar trebui să continue să permită materiilor solide să crească în aerator. Într-o instalație existentă, dacă vârsta nămolului este sub nivelul dorit, orice evacuare de nămol ar trebui redusă sau oprită.

Un mod de a găsi masa dorită de suspensii în bazinul de aerare care să fie menținută este de a multiplica cantitățile medii zilnice de suspensii din efluentul primar adăugate zilnic cu vârsta dorită a nămolului.

Dacă nămolul activat este descărcat în îngroșătorul gravitațional, în efluentul din decantorul primar nu vor fi așa multe organisme. De aceea evacuările instalațiilor în decantorul primar pot a avea o vârstă a nămolului scăzută față de evacuările intalatiilor într-un îngroșător gravitațional. Cu cât vremea este mia calta cu atât organismele sunt mai active, astfel încât vârsta nămolului poate fi mai scăzută prin reducerea suspensiei din apa-namol(MLSS).

Evacuarea nămolului activat în exces

Cantitatea de nămol activat evacuată poate varia între 1 și 20 procente din totalul debitului de alimentare. În mod normal nămolul activat evacuat se exprimă în mc/zi sau greutatea materiei solide îndepărtata din sistemul de aerare. Se preferă evacuarea continuă. Încercați să nu modificați debitul nămolului evacuat cu mai mult de 10-15 procente de la o zi la alta. Scopul principal este de a menține o vârstă a nămolului care produce cel mai bun efluent.

Evacuarea este în mod normal realizată prin dirijarea unei părți din nămolul recirculat spre decantorul primar, îngroșător, îngroșătorul gravitațional cu bandă, bazinul de fermentare anaerobă sau de fermentare aerobă. Exploatarea obișnuită într-o instalație convențională de nămol activat va efectua recircularea nămolului și evacuarea nămolului de 3 până la patru ori în funcție de concentrația de materie solidă din amestecul apă-nămol. Aceasta poate furniza un nămol recirculat cu o concentrație de 2.000 până la 10.000 mg/l, sau 0.2 până la 1,0 procente de suspensii solide totale.

Dacă traseul de evacuare a nămolului descarcă direct în sistemul de fermentare anaerobă, acesta ar conține de 10-20 ori mai multă apă decât ar trebui să intre în sistemul anaerob cu această cantitate de materii solide. Funcționarea unui sistem anaerob ar fi dificilă în aceste condiții. Ar fi mai înțelept să se evacueze în decantorul primar unde combinația cu nămolul primar reduce adaosul de apă în exces pentru fermentator.

Scăpări de nămol activat vor interveni în efluent în orice caz în mod controlat sau necontrolat. În toate instalațiile de nămol activat evacuarea trebuie să Fie controlată de către operator. Suspensiile solide din amestecul apă-nămol care trebuie evacuat se acumulează din două surse. Prima este reprezentată de suspensiile solide din efluentul decantorului primar sau din apa uzată brută. A doua și principală sursă este reprezentată de producția nouă de celule a microorganismelor.

Pentru fiecare cantitate de CBO sau suspensii înlăturate din sistemul de nămol activat, o parte din această cantitate va rămâne în sistem ca microorganisme. Valoarea producției de nămol în exces va depinde de tipul de proces care funcționează și de natura încărcării evacuate. Instalația de nămol activat de mare capacitate este capabilă să producă 0,75 Kg de substanță volatilă în nămol pentru fiecare Kg de CBO îndepărtat. O instalație convențională produce în jur de 0,55 Kg substanță volatilă în nămol pe Kg de CBO îndepărtat din sistemul de nămol activat. Instalația de aerare extinsă se oprește la aproximativ 0,15 Kg de substanță volatilă în nămol pe Kg de CBO înlăturat. Materialul mâlos sau inert în exces poate crește producția de nămol dincolo de cea indicată prin testul de CBO.

Determinarea cantității de nămol în exces evacuată prin pompare

Pentru a ilustra determinarea cantității de nămol evacuată prin pompare, presupuneți următoarele date ale instalației:

Suspensia solidă din amestecul apă-nămol = 2.985 mg/l

Nămol recirculat, suspensii solide = 6.200 mg/l

Efluent primar, suspensii solide = 72 mg/l

Debitul zilnic mediu = 176 l/s

Valoarea curentă a nămolului evacuat prin pompare = 2,2 l/s

Utilizând procedurile prezentate anterior în această lecție, pot fi calculate următoarele informații:

Suspensii în bazinul de aerare = 6.228,4 Kg

Suspensii adăugate de efluentul primar = 1.088,64 Kg/zi

Vârsta nămolului = 5,7 zile

Rezultatele calculelor indică faptul că vârsta nămolului este prea mare (5,7 zile în loc de 5 zile) și suspensiile în bazinul de aerare sunt de asemenea prea ridicate (6.228,4 Kg în loc de 5.448 Kg). Pentru a reduce vârsta nămolului și suspensiile în aerotanc, o parte din nămolul activat îndepărtat de decantorul secundar ar trebui pompat la intrarea decantorului primar sau la îngroșătorul de suspensii, în funcție de posibilitățile instalației pentru nămolul activat.

Formula de calcul a volumului suplimentar de nămol recirculat evacuat prin pompare este:

Volumul suplimentar de nămol recirculat evacuat prin pompare, Kg/mc:

= = =

=125 mc/zi

Calcularea volumului total de nămol recirculat prin pompare.

Volumul de nămol recirculat pompat, mc/zi :

=Volumul curent, mc/zi + Volumul suplimentar, mc/zi mc/zi

= 190 mc/zi + 122 mc/zi

= 312 mc/zi

În mod obișnuit volumul de nămol pompat se exprimă în l/s în loc de mc/zi.

Volumul de nămol pompat, l/s :

= (Volumul de nămol, mc/zi) (0.0116)

= 312 mc/zi x 0.0116

=3.6 l/s

Volumul de nămol evacuat prin pompare se stabilește la 3.2 sau 3.5 l/s pentru unmatoarele 24 de ore. Este mai bina să se evacueze mai puțin nămol activat decât în calculul teoretic.

Ghidul încărcării bazinului de aerare

Oxigenul dizolvat în bazinull cu nămol active

Factorii care determină oxigenul dizolvat sunt:

-cantiatea de aer difuzat și absorbit de lichidul din bazinul de aerare

-perioada de staționare a apei în bazine

-concentratia apelor brute

-concentratia și caracterul nămolului active în lichidul aerat

Concentrația optimă de oxigen dizolvat în bazinul de aera re se recomandă a se menține între 3 și 5 mg/l, iar în unele cazuri chiar între 1 și 5 mg/l.

Măsurile care se pot lua pentru a menține acest regim sunt:

În cazul în care aerarea se face cu difuzoare de aer:

Se amplifică debitul de aer prin:

mărirea numărului de suflante;

mărirea vitezei suflantei;

Se micșorează debitul de ape reziduale prin:

punerea în funcțiune a mai multor bazine de aerare;

creșterea debitului în anumite bazine astfel încât debitul în alte bazine să fie suficient de scăzut pentru a menține concentrația de oxigen la nivelul convenabil.

În cazul în care aerarea se realizează cu dispozitive mecanice:

Se mărește viteza dispozitivului mecanic;

Se pun în funcție mai multe agregate.

Procesul cu nămol activat poate fi controlat prin schimbări în încărcările bazinului de aerare bazate pe vârsta nămolului, raportul hrană/microorganisme sau timpul mediu de retenție al celulelor semnificative ( MCRT). Toate cele trei metode de control sunt similare din punct de vedere matemetic. În fiecare caz, operatorul începe exploatarea cu încărcarea bazinului de aerare bazată pe datele și experiențele altor stații similare. Această valoare (rata de încărcare) este apoi reglată de către operator până ce este găsit domeniul de exploatare care produce cea mai bună calitate a efluentului stației.

Factorul critic în orice metodă de control a bazinului de aerare este factorul hrană/ microorganisme și acesta nu poate fi estimat precis pentru o anumită stație. Operatorul încearcă să țină suficiente suspensii (microorganisme) în bazinul de aerare pentru a utiliza nămolul care vine (hrana). În bazinul de aerare nu trebuie să fie nici prea multe organisme nici prea puține față de hrană care vine. Exploatarea procesului cu nămol activat cere îndepărtarea organismelor (nămolul activat decantat) din deantorul secundar cât de repede posibil. Organismele sunt fie recirculate în bazinul de aerare pentru utilizarea hranei care vine, fie sunt eliminate ca nămol în exces.

Raportul hrană-microorganisme

Raportul de încărcare hrană- microorganisme este bazat pe hrana furnizată zilnic masei de microorganisme în bazinul de aerare. Hrana (nămolul intrat) furnizată este măsurată de preferință prin consumul chimic de oxigen (CCO) al influentului în bazinul de aerare. Este recomandat CCO din cauză că rezultatele testului se pot obține în 4 ore și schimbările de proces pot fi făcute înainte ca procesul să fie dereglat. Mulți operatori încarcă bazinele de aerare pe baza testului CBO (consumul biochimic de oxigen), dar rezultatele aflate peste 5 zile sunt prea târzii pentru un control operativ. O comparație a valorilor CBO și CCO ale influentului vor da operatorului, după o perioadă de timp, o imagine suficient de exactă a materiilor organice care sunt disponibile pentru utilizarea de către microorganisme atât timp cât poluanții industriali sunt fie constanți (greu de crezut), fie au o contribuție nesemnificativă.

Dacă cunoașteți valoarea nămolului (hrana) care intră în bazinul de aerare, puteți să prevedeți suficient organisme în sistemul de aerare pentru a trata (mânca) nămolul care vine.Estimați cantitatea de organisme în bazinul de aerare prin măsurarea materiilor solide în suspensie în amestecul apă- nămol (MLSS). Materiile solide în suspensie din amestecul apă- nămol constau din materii organice (volatile) și anorganice. Porțiunea organică reprezintă organismele disponibile pentru tratarea nămolului care vine. Astfel prin măsurarea materiilor solide în suspensie volatile (MLVSS) aveți o măsură mai precisă a organismelor prezente în tratarea nămolului influent.MLSS este o măsură a organismelor și materiilor anorganice sau inerte prezente, dar MLVSS este o măsură mai precisă pentru scopuri de control din cauză că sunt măsurate numai organismele și materiile organice.

Au fost stabilite ghiduri tipice de încărcare (domenii) pentru cele trei moduri de exprimarea a nămolului activat și sunt rezumate după cum urmează :

l.Rata-înaltă

CCO: > lkg CCO pe zi / 1 kg de MLVSS în aerare CBO: > 0,5 kg CBO pe zi / 1 kg de MLVSS în aerare

Convențional

CCO: 0,5 la 1 kg CCO pe zi / 1 kg de MLVSS în aerare CBO: 0,25 la 0,5 kg CBO pe zi / 1 kg de MLVSS în aerare

Aerare extinsă

CCO: < 0,2 kg CCO pe zi / 1 kg MLVSS în aerare CBO: < 0,1 kg CBO pe zi / 1 kg MLVSS în aerare

Timpul de retenție al celulelor semnificative (MCRT)

O altă medodă de abordare pentru controlul solidelor utilizată de operator este prin timpul de retenție al celulelor semnificative (MCRT) sau timpul de retenție al solidelor (SRT). Acesta este un rafinament derivat din vârsta nămolului. Ambii termeni sunt aproape aceeași. Ecuația pentru MCRT este:

MCRT =

Cel mai dorit MCRT pentru o anume stație este determinat experimental ca și pentru utilizarea vârstei nămolului sau pentru concentrația de suspensii volatile în amestecul apă-namol. MCRT dorit pentru exploatarea unei stații convenționale de obicei va rezulta între 4 și 15 zile. A nu se confunda acest timp cu domeniul recomandat pentru vârsta nămolului de 3.5 la 10 zile.

Există 3 căi diferite pentru calcului masei de suspensii în sistemul de aerare:

MLSS mg/l x volumul bazinului de aerare, m3 x 1000kg/m3;

MLSS mg/l x (volumul bazinului de aerare, m3 + volumul decantorului secundă, m3) x 1000 Kg/3;

(mg/l x volumul bazinului de aerare, m3 + nămol recirculat SS, mg/l x volumul stratului de nămol, m3) x 1000kg/m3

2.4.2. Exploatarea în condiții anormale.

Probleme tipice

O stație cu nămolul activat poate accepta, fară efecte adversare sistemului, din când în când, chiar șocuri de încărcării, dar nu poarte supraviețui la o serie continuă de șocuri. Mulți factori, pe care operatorul nu-i poate anticipa sau controla, pot să se schimbe, dar trebuie să-i compenseze prin adaptarea controalelor de exploatare.De exemplu, o stație convențională cu nămol activat a funcționat satisfăcător mai multe săptămâni.Decantorul secundar a fost limpede (1,7 m) cu un disc Secchi și CBO-ul efluentului și suspensiile aveau valori între 5 și 18 mg/l. Bazinele de aerare au fost menționate la 6000 kg de suspensii în amestecul apă- nămol, având un conținut volatil de 78,5 % și vârsta nămolului de cinci zile.Un minimum de DO de 2,8 mg/l a fost măsurat în ultimele trei sferturi ale bazinului de aerare.Eliminarea nămolului în exces din sistemul a fost de 900 kg/zi.

în aceată săptămână situația s-a schimbat ; limpiditatea în decantorul secundar a scăzut la 0,5 metri. Masa suspensiilor din efluentul decantorului secundar a rămas aproximativ același. în general, efluentul stației s-a deterioarat față de săptămână trecută.

Numai dumneavoastră și înregistrările dumneavoastră ați putea determina cauza și ce acțiuni colective ar trebui luate.

A crescut sau a scăzut debitul stației?

Ratele de alimentare cu aer s-au menținut?

Ați recepționat 20 de soluții de oxigen sau netratable în influent?

Sunt pompele și conductele de nămol reciculat curate?

S-a schimbat încărcarea CBO spre bazinul de aerare?

Suspensiile din amestecul apă- nămol au rămas aceleași?

Acestea sunt doar o parte din condițiile care pot schimba calitatea efluenului.

Decizia dificilă, după determinarea cauzei sau a cauzei probabile este : trebuie făcută o schimbare? De aceea este important ca operatorul să aibă cumoștințe temeinice privind procesele din stație.Dacă știți că situația este neobișnuită și durează numai câteva zile, schimbări minore pot repede îmbunătății calitatea efluentului.Experiența dumneavoastră și a acțiunilor de înregistrare în cadrul stației joacă un rol important în exploatarea nămolului activat. Prin menținerea unor registre exacte (corecte) puteți găsi nivelul dorit de exploatare privind eficiența reținerii nămolului și a costului de exploatare. De obicei, fiecare stație va avea înregistrată concentrația suspensiilor din amestecul apă- nămol pentru care stația a funcțioanat cel mai bine. Această concentrație va produce un efluent limpede, cu o cantitae scăzută de suspensie și CBO cuprins între 8-20 mg/l. Totuși, în funcție de proiecul stației, tipul nămoluli și anotimp, cea mai bună concentrație a amenstecului a suspensiilor apă- nămol se poate situa între 1000 și 4000 din mg/l.Când este găsită o concentrație satisfăcătoare a suspensiilor apă- nămol pentru o stație anume în anumite condiții, operatorul ar trebui să încerce să mențină acest nivel până se schimbă ceva.

Dacă suspensiilor din amestec apă- nămol li se permite să înceapă să crească, efluentul final va începe să se deterioreze, devenind tulbure.Când suspensiilor din amestecul apă- nămol li se permite să se dezvolte prea mult pentru stația convențională cu nămol activat pot să apară alte probleme. Rata anterioară a nămoluli reciculat pentru debitul stației ar putea fi insuficientă. Ratele de recirculare ar trebui mărite considerabil.

Dacă rata nămolului recirculat nu a fost mărită nămolul activat în decantoarele finale ar produce un strat mai gros. Stratul mai gros din bazinul final ar putea face ca suspensiile să fie antrenate peste deversoare în timpul vârfurilor de debit.Un alt factor limitativ este echipamentul pentru aerare.Cantitatea de oxigen furnizat spre bazinul de aerare limitează de asemenea masă microorganismelor care pot fi menținute într-o stare aerobă.Un necesar ridicat de oxigen în bazinul de aerare poate fi cerut de un conținut mare de suspensii în efluentul stației.Celălalt factor este reprezentat chiar de microorganisme. Dacă alimentarea este insuficientă numai un număr limitat de microorganisme va dezvolta energia pentru a se multiplica. În acest moment apare lupta pentru supraviețuirii.Când alimentarea este scăzută microorganismele încep să se mănânce între ele (respirație endogenă = situația în care unele organismele vii oxidează unele din masele lor proprii celulare în loc de a absorbi sau adsorbi noi materii organice din medii lor înconjurător). Aceasta este perioada de cea mai compelxă oxidare și noua producție de nămol este minimă. Sunt proiecte care prevăd extinderi ale zonei de aerare din stație pentru a funcțioan în aceste condiții, în care există tendința de a se mării masa suspensiilor din efluentul stației.

Modificări în stație

Dacă stația devine depășită, prima acțiune înaintea oricărei schimbări este de a verifica datele statistice, cel puțin ultimele trei săptămânii Problema a apărut probabil săptămâna trecută sau chiar mai devreme.

Au fost schimbări la alte componente ale stației, cum ar fi fermentatorul sau decantoarele primare? A fost găsit supernatantul fermentatorului având cantități excesive de suspensii recirculare spre decantoarele primare? Recircularea supernatantului trebuie să fie încetată și ușoară în perioade de încărcare scăzute. Suspensiile supernatantului din frmemtarea amestecate cu apa uzată brută și cu nămol activat poate crea un nămol ușor care poate scăpa din decantorul primar. Suspensiile scăpate din decantorul primar creează probleme nedorite de recircularea și încărcări.

Au crescut sau diminuat debitele zilnice și concentrațiile? Ploi abundente urmate de perioade secetoase, o nouă fabrică industrială sau o descărcare diferită de la o industrie existentă pot cauza probleme.

S-a schimbat temperatura influentului în mod semnificativ?

A fost programul de prelevare a probelor corespunzător?

În majoritatea cazurilor depășirea stației se datorează unei probleme interne a stației și nu a apei brute uzate a influentului, în afară de cazul când stația este supraîncărcată în mod frecvent.

Condiția 1: (concentrații mari de suspensii în superntantul fermentatorului)

Un conținut ridicat de suspensii în supernatantul ferentatorului poate să rezulte din graficul operatorului. Masa suspensiilor din supernatantul fermantatorului are în general o cerere mai ridicată și imediată de oxigen și conține o cantitate importantă de suspensii coloidale și dizolvate.

Dacă o cantitate mare de suspensii cu conținut scăzut de substanțe volatile este trecută din decantorul primar spre sistemul de aerare, câteva evenimente nedorite pot apare.Suspensiile din supernatant sunt culese de nămolul activat din bazinul de aerare și transmise în sistem. Aceasta creează o cerere suplimentară de oxigen și trebuie mărit debitul de aer. Suspensiile din fermentator realizează o depunere bună a nămolului activat, dar culoarea flaconului va fi mai întunecată.

Masa totală a suspensiilor din bazinul de aerare va crește datorită suspensiilor din supernatant și în mod normal operatorul va mări ratele de nămol activat pentru a menține nivelul suspensiilor sau vârsta nămolului. Prin urmare, efluentul din stație se deteriorează. De ce? Testele de laborator arată că suspensiile din bazinul de aerare au nivelul dorit și DO din amestecul apă- nămol a fost menținut la 2,0 mg/l (probabil a fost necesar mai mult aer).

Ceea ce a apărut nou este că prin eliminarea aparentă a excesului de nămol activat, multe din microorganisme au fost înlocuite în bazinul de aerare prin suspensii fermentate sau inerte. Sunt prelevate la fel ca și suspensiile din amestecul apă- nămol și sunt incluse ca masă totală a suspensiilor sub aerare. De aceea multe stații își bazează încărcările din bazinul de aerare pe suspensiile volatile ale amestecului apă- nămol și nu de suspensiile amestecului apă- nămol. Se presupune că microorganismele ar reprezenta conținutul de substanțe volatile ale suspensiilor din amestecul apă- nămol.

Majoritatea suspensiilor din amestecul apă- nămol al nămolului activat se aliniază la un nivel de 70- 80% al conținutului de substanțe volatile pentru nămolul orășenesc când procesul funcționează corect. Aceasta înseamnă că dacă vă străduiți să mențineți o vârstă a nămolului de 5 zile, încercați să mențineți numărul prevăzut de organisme pentru fiecare unitate de hrană aplicată bazinelor de aerare.

O vârstă a nămolului de cinci zile este echivalentă cu 20 kg hrană la 100 kg de microorganisme. Când supernatantul a fost admis în bazinul de aerare, masa de suspensii din bazinul de aerare a fost mărită.

Când nămolul a fost eliminat pentru a menține vârsta de 5 zile a nămolului, multe din microorganismele necesare pentru tratarea apelor uzate de intrare au fost înlocuite de suspensiile inerte ale supernatantului. Aceasta a plasat o încărcare mai ridicată de hrană asupra organismelor rămase de aproximativ 30- 35 kg la 100 kg de organisme și a redus vârsta efectivă a nămolului de la 5 la posibil 3,5 zile.

Debitul pe timp de ploaie poate antrena excesul de praf spre stație prin infiltrații în canalizare sau în sistemele unitare de canalizare. Suspensiile cresc drastic, dar procentul de suspensii volatile poate scădea la 50% din totalul suspensiilor. Dacă măsurați numai totalul suspensiilor în acest gen de situații, va apare că aveți exces de suspensii care necesită a fi reținute. Totuși, eliminarea suspensiilor în acest caz poate produce pierderi serioase de organisme.

În stația exemplu, pot să nu apară suspensiile supernatantului pentru a produce o schimbare, dar peste o perioadă de câteva zile sistemul poate avea probleme severe.

Când totalul masei de suspensii volatile în bazinul de aerare devine prea scăzut datorită cantitățior excesive de suspenși inerte din supernatantul fermentatorului sau a debitului de ploaie la intrare, soluția problemei este de areduce sau a stopa eliminarea nămolului pe o perioadă de câteva zile. Aceasta va furniza timpul necesar pentru refacerea populației de microorganisme pentru a trata încărcarea în poluanți a influentului.

Încercați să mențineți suspensiile în fermentator un timp mai îndelungat și încercați să creșteți concentrația suspensiilor în alimentarea nămolului spre fermentator. Este posibil că slăbiciunea supernatantului să fi fost datorată supraîncărcării fermentatorului și/ sau nămolului de însămânțare insuficient în fermentator. în acest caz apare problema „bulgărelui de zăpadă" – întâi fermentatorul este supraîmcărcat, apoi suspensiile supernatantului supraîncarcă bazinul de aerare, care supraîncarcă decantorul și problema devine din ce în ce mai gravă.

Condiția 2: (schimbări de debit sau poluant)

întotdeauna să fiți prevaniți de posibilitatea unor descărcări toxice, a unor deversări accidentale (în special variațiile nocturne), averse sau alți factori din rețeaua amonte care ar putea schimba debitul influentului sau caracteristicile poluantului.

O problemă frecventă este creșterea debitelor de la infiltrațiile provenind din averse sau alte surse. Aceste debite pot crea timpi mai scurți de aerare sau pierderi de suspensii ale nămolului activat din decantoarele finale, datorate unei supraîncărcări hidraulice.

Pentru a compensa această condiție prin recirculare, reglați ratele de recirculare și eliminare a nămolului pentru a menține pe cât posibil suspensiile în bazinul de aerare. Sau schimbați exploatarea pe model „distribuție fracționată" sau model de exploatare „contact- stabilizare".

Schimbările caracteristicilor poluantului pot fi cauzate de descărcări sau deversări izolate, sau schimbările pot fi sezoniere. Strângeți relațiile cu responsabilii stațiilor de pre- epurare ale căror activități ar putea cauza schimbări asupra stației dumneavoastră în ceea ce privește încărcările poluante și încurajați aceste persoane să vă înștiințeze ori de câte ori o problemă ar putea apare. încercați să-i convingeți să facă descărcările neobișnuite la o rază scăzută de descărcare, decât totul deodată.

Anumite industrii, cum ar fi cea a zahărului, creează probleme sezoniere la care operatorul trebuie să se pregătească din timp.

Cotidiția 3: (schimbări de temperatură)

Sistemul cu nămol activat este influențat de schimbările temperaturii similar cu reacția biofiltrului la schimbări de temperatură primăvara și toamnă.

în timpul verii, stația cu nămol activat poate funcționa satisfăcător la un anumit nivel de încărcare și rațe de aer, dar iarna cele mai bune nivele de încărcare și rațe de aer se schimbă și stația necesită mai puțin aer și mai multe suspensii sub aerare. De obicei o schimbare de temperatură nu este semnificativă, numai dacă ea crește sau scade temperatura apei uzate sau mai mult de 6 C.

Temperatura este un factor important în cazul oxidării relative la acumularea de nămol. O temperatură ridicată produce o rapidă creștere a ratei de microorganisme și mai mult poluat acumulat în celula organismului cu mai puțină oxidare. De obicei, o activitate biologică mai mare va rezulta în general în producția de nămol, dar nămolul poate fi mai subțire decât de obicei.

Condiția 4: (schimbări în programul de prelevări)

Datele asupra performanței sistemului pot fi puternic afectate de programul de prelevări. Dacă sunt utilizate locuri de prelevare improprii și teste de laborator de asemenea improprii, rezultatele de laborator pot varia considerabil.

Când datele de laborator variază mult de la o zi la alta, verificați locul de prelevare a probei, timpul și probele de laborator pentru erori.

Când luați în considerare o schimbare importantă în proces, mai întâi revizuiți datele stației. Apoi, faceți numai o singură schimbare importantă odată.

Dacă sunt făcute două schimbări, nu veți ști dacă una sau ambele schimbări au furnizat acțiunea corectivă. Când o schimbare este realizată, acordați-i sistemului măcar o săptămână până să încercați o a altă schimbare sau modificare. Nu faceți prea multe schimbări prea repede!

Schimbări ale indicelui de nămol. Cauză: nămolul activ este o cultură de microorganisme, eterogenă, formată dintr-un număr de specii și genuri, ale cărei proprietăți specifice se modifică datorită variației caracteristicilor apelor uzate și a condițiilor de exploatare; ca urmare a acestor variații, indicele de nămol se schimbă din timp în timp.

Indicele de nămol se modifică atunci când: apele uzate conțin materii inerte, cu densitate mare, cum ar fi argilele, cenușa, particulele fine de nisip etc.; în aceste condiții indicele de nămol scade. Scăderea arată că nămolul sedimentează cu ușurință și că nu sunt probleme deosebite în exploatarea decantoarelor secundare; apele uzate conțin mari cantități de substanțe organice , care contribuie la creșterea încărcării nămolului activ atunci, indicele de nămol crește. Condițiile care provoacă creșterea indicelui de nămol pot crea probleme deosebite la separarea, concentrarea și recircularea nămolului din decantoarele secundare în bazinele de aerare. Dacă indicele de nămol crește în asemenea măsură încât este afectat procesul de epurare biologică, se spune că nămolul se „umflă".

Concentrația de oxigen în bazinul de aerare scade sub anumite limite. Se pare că microorganizmele care „populează nămolul uscat" se dezvoltă mai bine la concentrații scăzute de oxigen.

Prevenirea și remedierea se realizează prin:

creșterea concentrațiilor de nămol activ în bazinul de aerare și menținerea acestora la valori ridicate cât mai mult posibil.

S-a demonstrat practic că tendința spre „umflare" a nămolului este dată de unele microorganisme filamentoase sau cu aspect gelatinos, a căror creștere este încetinită de concentrațiile mari de biomasă (nămol activ). Menținerea unor concentrații ridicate de biomasă în bazinul de aerare depinde de capacitatea sistemului de aerare de a asigura cu oxigen procesul în asemenea condiții și de cea a instalațiilor de recirculare și evacuare a nămolului excedentar;

creșterea cantității de aer introduse în bazinele de aerare;

S-a dovedit, uneori, a avea un efect pozitiv asupra umflării nămolului; administrarea nămolului recirculat, a unor doze de clor alese judicios. Dozele considerate, în general, eficiente sunt de 10-20 mg/l (valori raportate la volumul nămolului recirculat). Dozele de clor se pot raporta și la conținutul de suspensiiexprimate ca substanță uscată; în acest sens, se recomandă doze de clor de 0,3-0,6% din substanța uscată. Efectul clorului asupra umflării s-a atribuit mai multor cauze. Printre altele , el ar scoate apa strâns legată de materia gelatinoasă din nămolul activ. Aplicarea clorului pentru controlul umflării nu înlătură cauzele fenomenului, așa încât tratamentul este eficace atâta timp cât se aplică;

amestecarea nămolului fermentat aerob cu nămolul activ.

Procedeul presupune amestecarea de nămol fermentat anaerob cu nămol activ recirculat în raport de 1:1, aerarea amestecului un anumit interval de timp și introducerea nămolului activ astfel obținut în bazinele de aerare. Scăderea indicelui de nămol este cu atât mai pronunțată cu cât cantitatea de nămol fermentat adăugat, exprimată sub formă de substanța uscată, este mai mare.

Aceste intervenții în exploatare sunt recomandate, de obicei, pentru combaterea umflării nămolului în stațiile de epurare a apelor uzate orășenești. Aplicarea lor conduce mai mult sau mai puțin la scăderea indicelui de nămol.

Problema umflării nămolului este însă deosebit de importantă, atât pentru stațiile de epurare mecano-biologice orășenești, cât și pentru unele stații de epurare biologică industriale, iar combaterea acestui fenomen nu este deloc simplă , întrucât „umflarea" apare ca rezultatul influenței unui foarte mare număr de factori.

Ridicarea nămolului activ la suprafață. Cauza, nitrificarea excesivă. Nitrificarea, de fapt, provoacă două dezavantaje majore:

flotarea nămolului separat în decantor, la suprafața acestuia.

Acțiunea se datorează gazelor produse de unele bacterii anaerobe, care în absența oxigenului descompun azoții din apă, producând printre altele, azot și bioxid de carbon. Bulele de gaz în drumul lor ascendent antrenează și nămolul activ. Aceste fenomene de nitrificare și flotare a nămolului au loc dacă se lasă să se acumuleze la baza decantorului, pe radier, un strat considerabil de nămol. Când nămolul plutește la suprafața decantorului, în efluentul acestuia se înregistrează o creștere semnificativă a concentrației de suspensii;

accentuarea fenomenelor de eutrofizare (degradare) a receptorilor, din cauza conținutului mare de săruri de azot (azotați și azotiți).

Aceste săruri au rolul de fertilizanți pentru flora acvatică, care se va dezvolta excesiv, iar după moarte, materia organică pe care o conțin contribuie la o scădere pronunțată a concentrației de oxigen, ceea ce pune în pericol existența vieții în receptor.

Prevenirea și remedierea: când apare nămolul plutitor la suprafața apei în decantoarele secundare, se pot lua următoarele măsuri:

se mărește debitul de nămol activ recirculat, care se pompează din decantorul secundar; acesta reduce timpul de staționare a nămolului pe radierul decantorului și crește perioada de timp în care nămolul este sub aerare;

se reduce încărcarea cu ape uzate a bazinului de aerare, prin punerea în funcțiune a unor unități de rezervă;

se mărește viteza de mișcare a mecanismelor de colectare a nămolului;

se reduce aerarea prin scoaterea din funcțiune a unor echipamente de aerare; micșorerea aerării are ca efect o reducere a nitrificării.

Nămolul plutitor nu trebuie confundat cu procesul de înfoiere. Nămolul se depune și se compactează satisfăcător la fundul decantorului, dar după depunere se ridică la suprafața decantorului secundar în straturi sau mici particule având dimensiunea unui bob de mazăre. Nămolul plutitor produce de obicei o spumă fină sau bule colorate la suprafața bazinului de aerare și a decantorului secundar.

Nămolul plutitor este cauzat de denitrificare sau infectare și rezultă dintr-un timp de reținere prea îndelungat în decantorul secundar. Decantoarele secundare trebuie să fie echipate cu deflectoare și culegătoare de spumă pentru a împiedica ca acste suspensii să scape în efluentul stației.

Denitrificarea este un proces aerob ce apare când ionii de nitriți sau de nitrați sunt reduși la azot gaz și se formează bule ca rezultat al acestui proces. Bulele se atașează de flocoane biologice și fac să plutească flocoanele la suprafața decantorului secundar. Această condiție este deseori cauza nămolului plutitor observat în decantorul secundar sau îngroșătoarele gravitaționale.

Infectarea este un proces în urma căruia materia organică se descompune pentru a forma produse rău mirositoare asociat cu absența oxigenului liber. Dacă procesul este sever, apa uzată devine neagră, degajă mirosuri urâte, conține oxigen dizolvat puțin sau deloc și generează o cerere mare de oxigen.

Denirtificarea apare de obicei când vârsta nămolului este mare (aerare extinsă). Când acest tip de nămol activat curge de la bazinul de aerare spre decantorul secundar sau devine lipsit de oxigen, organismele folosesc întâi oxigenul dizolvat disponibil și apoi oxigenul din conpușii nitrați rezultând eliberarea de azot gaz. Denitrificarea este o indicație de bună tratare furnizând un nămol care la testul de sedimentare stă cel puțin o oră pe fundul cilindrului, dar plutește la suprafață după două ore.

Dacă se ridică prea devreme în cadrul testului de sedimentare, vârsta nămolului ar trebui redusă sau rata de alimentare cu microorganisme ar trebui mărită. Această soluție ar avea succes dacă bacteriile nitrificatoare sunt eliminate din sistem. Dacă nămolul rămâne pe fund timp de o oră în cadrul testului de sedimentare, dar problemele sunt tot prezente în decantorul secundar, măriți ratele de nămol recirculat pentru a deplasa suspensiile în afara decantorului la o rată mai rapidă, în anumite condiții aceasta nu va ajunge și ar putea fi obținute rezultate mai bune prin descreșterea ratei de nămol recirculat, așa că procedați cu atenție.

Nămolul plutitor poate fi de asemenea controlat prin creșterea încărcării spre bazinul de aerare prin scoaterea din funcțiune a unui decantor primar dacă se utilizează mai multe de unul. în timpul perioadelor de debit scăzut, apa brută uzată poate fi descărcată direct în bazinele de aerare. O altă variantă este de a verifica posibilitatea instalării unor difiizori de aer conici.

Nămolul septic poate apare când orice tip de nămol rămâne prea mult timp în locuri ca brașe și canale. Are un miros greu, se ridică încet și câteodată în pâlcuri. Chiar și cantități mici pot dăuna bazinului de aerare. Poate apare în bașele proiectate sau construite defectuos, în cămine, canale sau sisteme de conducte. Acesta apare când nămolul activat se poate depozita și descompune anaerob. Acumulările de nămol septic se pot de asemenea dezvolta pe radierul bazinului de aerare, datorită ratelor insuficiente de aer care nu mențin amestecul complet. O încărcare mare de suspensii de asemenea poate cauză probleme septice.

Pentru a controla efectiv nămolul septic, bazinele de aerare trebuie menținute sub o puternică agitare și nămolul trebuie pompat des. în canale și conducte o viteză de 0,45 m/s va împiedica formarea de acumulări de nămol care pot devani septice.

Nămolul care devine septic în decantorul secundar poate apare din următoarele cauze:

rata prea scăzută a nămolului recirculat, reținând astfel suspensiile prea mult timp în decantorul final și permițându-le să devină septice;

oprirea mecanismului de colectare a decantorului, astfel că nămolul nu este deplasat spre bașa de scurgere;

conducta de nămol oprită sau vana închisă;

pompa de recirculare nămol oprită sau vana închisă.

Un operator bun verifică sistemul de mai multe ori pe zi. În cele mai multe stații noi cu nămol activat decantoarele secundare au mecanism de preluarea probelor cu air lift sau fotocelule pentru a indica nivelul stratului de nămol din bazin. Oricând nivelul stratului de nămol al decantorului finalse schimbă, trebuie făcută imediat o investigație. în oricare din cazurile menționate mai sus corecția este evidentă- restabiliți debitul de nămol recirculat cât mai repede posibil.

Substanțele toxice. Toxicitatea provoacă încetiniri severe ale creșterii sau moartea organismelor active și produce dereglări ale sistemului sau efluentului. Operatorul are însă un control limitat asupra intrărilor de nămol toxic în stație. Totuși, când aceasta se întâmplă, trebuie imediat oprită evacuarea nămolului în exces și toate suspensiile disponibile returnate spre bazinul de aerare. Materiile toxice, cum ar fi metalele grele, acizii, insecticidele și pesticidele nu ar trebui niciodată descărcate într-un sistem de canalizare fără un control adecvat.

Formarea spumei. Cauză: concentrații mari de detergenți sau alte produse tensioactive în apele uzate.

Spuma tinde să se formeze pe laturile bazinelor de aerare opuse acelora pe care sunt amplasate dispozitivele de aerare. în cazul turbinelor cu aerare cu ax vertical, spuma se strânge la periferia bazinelor. Spuma se strânge în cantitate mare, se revarsă peste păsărele și scări de acces, făcându-le alunecoase și periculoase, mai ales în porțiunile în care sunt murdare. Vântul poate împrăștia spumă în incinta stației, murdărind construcțiile și constituind un pericol pentru sănătatea muncitorilor.

Cantitatea spumei formate crește în funcție de:

scăderea concentrației de materii solide (nămol activ) în lichidul aerat;

creșterea aerării și a gradului de amestec;

creșterea eficienței de epurare a apelor uzate;

creșterea temperaturilor atmosferice.

Prevenirea și remedierea se realizează astfel:

se stropesc suprafețele acoperite cu spumă cu apă curată, efluent epurat, apă decantată etc.;

se aplică pe suprafața bazinului cantități mici de substanțe antispumante.

Antispumanții sunt substanțe active care îndepărtează rapid spumă, dar care nu sunt eficiente decât pe perioade scurte; este de multe ori necesară aplicarea lor de câteva ori pe oră;

se mărește concentrația de nămol activ din bazinul de aerare, prin creșterea gradului de recirculare și reducerea evacuării de nămol excedentar.

Acest mod de combatere a spumei s-a dovedit cel mai eficient. Pentru a putea fi aplicat cu rezultate bune, este necesar ca nămolul activ să aibă un indice al nămolului mic.

Pentru a controla spumarea trebuie să:

mențineți concentrații ridicate ale suspensiilor în amestecul apă- nămol;

reduceți aerul furnizat pe perioadele de debit scăzut, menținând însă DO;

recirculați supernatantul spre bazinul de aerare în perioada debitelor scăzute (fiți precauți cu această metodă- supernatantul trebuie recirculat încet și uniform, pentru că prea mult supernatant ar putea cauza un necesar excesiv de oxigen).

Aceste soluții se aplică numai pentru spumă provenită de la detergenți. în anumite sisteme de aerare extinsă sau sisteme de nitrificare se formează bule care pot fi controlate uneori prin rate ridicate de nămol în exces(reducerea suspensiilor din amestecul apă- nămol).

Spumarea provenită de la organismele Nocardia apare de obicei în bazinele de aerare. Când numărul de organisme Nocardia devine excesiv, acestea pot forma o spumă groasă, maro închis la suprafața bazinului de aerare. Examinarea microscopică a spumei poate confirma prezența acestor organisme. Aceste filamente scurte se dezvoltă lent și încep să crească în interiorul particuleleor flocoanelor. Pentru detectarea Nocardiei în interiorul floconului în stadiul incipient de creștere este necesară observarea unei probe amprentă. Pe măsură ce Nocardiile se dezvoltă veți începe să le observați în spațiile libere dintre particulele floconului. Veți observa deasemenea o cantitate crescută de spumă în bazinele de aerare și mai multă spumă plutitoare în decantoarele secundare. Prezența Nocardiei în nămolul activar este mai obișnuită în stațiile de exploatate după modelul cu distribuție fracționată, contact- stabilizare și aerare extinsă. Se pot observa filamente scurte și în stațiile convenționale, dar nu în mod obișnuit. Spuma generată în bazinele de aerare se datorează faptului că celulele de Nocardia sunt sărace în umiditate și apte să se combine cu flocoanele de nămol activat și bulele de aer, pentru a forma o spumă deasă.

Metodele posibile de a controla spuma produsă de microoorganismele Nocardia includ:

scăderea MCRT- ului (timpul de retenție al celulelor semnificative) mai jos de 9 zile,prin reducerea MLSS- suspensiilor solide din amestecul lichid apă- nămol;

clorinarea MLLS și /sau recircularea nămolului activat (RAS);

folosirea duzelor de apă;

aplicarea unui agent antispumant.

Metodele de reținere și eliminare a spumei ar trebui să nu permită că organismele Nocardia să fie recirculate înapoi spre stație și problema să devină și mai gravă.

Majoritatea stațiilor sunt echipate cu duze de apă de-a lungul bazinelor de aerare pentru a disipa spuma. Dacă se permite reducerea suspensiilor din amestecul apă- nămol, duzele de apă care stropesc mai jos nu vor fi suficiente pentru reținerea spumei. Când aceasta se întâmplă, apar două probleme: întreținere și siguranță.

Mai întâi siguranța: spuma dintr-un bazin de aerare este un excelent transportor al particulelor de grăsimi, iar atunci când se depozitează pe pereții „Y" sau pasarele va lăsa un strat de grăsimi care este alunecos. Mulți operatori s-au rănit alunecând pe pasarelele acoperite anterior cu spumă. Această depozitare nu numai că este periculoasă, dar și neplăcută la vedere și trebuie curățată imediat. Cea mai bună metodă pentru îndepărtarea acestui gen de depozit este cu apă (fierbinte), curățarea cu fosfat trisodic (TSP) și cu o perie de păr aspru cu coadă de lemn. Umeziți zona ce trebuie curățată, împrăștiați ușor granulele de TSP, lăsați ca acestea să se dizolve câteva minute și îndepărtați grăsimea. Lăsați să acționeze timp de 5 minute, reperiați și apoi spălați cu furtunul.[9]

2.5. Probleme legate de protecția muncii în stații de epurare

Datorită compoziției apelor uzate pot apărea următoarele pericole: infecții, accidente datorate lipsei de oxigen, intoxicații cu gaze sau vapori otrăvitori, explozii, etc.

Aceste pericole se evită întâi prin executarea unor lucrări de siguranță și folosirea echipamentului de protecție necesar.

Pentru prevenirea leziunilor fizice este necesar ca:

obiectele să se ridice cu grijă, fiind sprijinite pe mușchii de la picioare, nu pe spate. Se folosesc trolii și electromacarale pentru obiecte grele;

să se evite căderile. Trebuie să se acorde atenție la folosirea scărilor verticale și a scărilor înguste. Se instalează bare de protecție la scările mai înalte de 3 m. Uneltele și echipamentul portabil să se păstreze la locurile stabilite. Pasajele și scările să nu fie acoperite cu grăsime, ulei sau gheață. Pământul rămas după lucrări să se îndepărteze din zonele de lucru;

să se ridice capacele de la gurile de acces, cu ajutorul unui troliu cu cârlig. Capacele mai puțin grele să nu fie lăsate parțial peste gura de acces, ci să se tragă complet în afară. Să se poarte mănuși la manipularea obiectelor grele. Pentru toate părțile mobile ale mașinilor, să se prevadă apărători de metal

să se evite electrocutările, legătura cu pământul să fie bine făcută și toate firele expuse să fie bine izolate;

să se folosească centuri de siguranță când se pătrunde prin gurile de acces în bazine mai adânci de 2,5 – 3 m;

să se ia măsuri de prevenire și combatere a incendiilor, conform normelor în vigoare.

Pentru prevenirea infectărilor organismului se are în vedere faptul că apele uzate, cât și produsele lor auxiliare constituie un pericol real pentru personalul de exploatare, deoarece conțin un număr mare de bacterii patogene și viruși care pun în pericol sănătatea personalului. Acestea pot provoca o serie de boli, cum ar fi: febra tifoidă , dizenteria, hepatita infecțioasă, tetanosul, etc.

Se recomandă următoarele măsuri preventive:

asigurarea apei de băut necontaminate, prin evitarea racordărilor (petrecerilor) între conductele de apă potabilă și conductele de ape uzate sau nămoluri. Se impune menținerea în stare corespunzătoare a instalațiilor sanitare și a rețelei de alimentare cu apă;

să se prevadă o trusă de prim ajutor pentru tratarea imediată a tăieturilor și rănilor mai mari;

să se prevadă spații pentru dușuri, chimbul îmbrăcămintei, săli de mese, etc;

să se facă vaccinări periodice contra febrei tifoide și tetanosului, pentru tot personalul;

să se poarte mănuși de cauciuc la curățirea pompelor sau a altor instalații care implică contactul direct cu apele uzate.

Accidente datorate lipsei de oxigen. Concentrația redusă a oxigenului în spațiile adânci cu ventilație slabă (stații subterane de pompare, metantancuri, cămine, conducte, etc.) constituie sursa multor accidente. Scăderea concentrației oxigenului din aer sub 13 % datorită consumului de oxigen prin descompunerea substanțelor organice, constituie un pericol deosebit pentru operatori (în volume, concentrația oxigenului din aer este de 20,93 %).

Detectarea lipsei de oxigen într-un spațui de lucru se face cu ajutorul lămpii de tip minier sau al analizoarelor automate. Se interzice detectarea lipsei de oxigen cu ajutorul flăcării directe, chibrit sau lumânare, deoarece poate apărea pericol de explozie în cazul creșterii concentrației unui alt gaz.

Prevenirea lipsei de oxigen se asigură prin :

asigurarea unei ventilații corespunzătoare pe o perioadă de minimum 30 minute înainte ca operatorul să pătrundă în spațiul de lucru; |

îndepărtarea surselor de gaze care înlocuiesc aerul atmospheric;

determinarea conținutului de oxigen prin folosirea de indicatoare speciale;

realizarea unei ventilări (aerisiri) corespunzătoare. În camere sau alte construcții, ventilația se asigură prin: ferestre deschise, uși, prize de aer curat lângă tavan și canale de aspirație mecanică, ventilatoare. În bazine, ventilația se asigură prin: aer comprimat, ventilatoare portabile, etc.

Prevenirea degajării gazelor sau vaporilor otrăvitori: gazele sau vaporii otrăvitori acționează direct sau indirect, în mod vătămător sau distructiv asupra sănătății sau vieții omului. Ele prezintă pericol de arsuri, explozii, asfixieri, otrăviri, etc.

În gurile de ieșire adânci, puțuri și bazine, prevenirea pericolelor prezentate constă în:

efectuarea de probe pentru gazele sau vaporii inflamabili sau explozivi, cu indicatoare portabile;

efectuarea de probe pentru hidrogen sulfurat și dioxid de carbon, cu fiole speciale;

observarea cu atenție a oricăror mirosuri străine sau irirtarea ochilor.

Inainte de a exploata sau întreține orice piesă a echipamentului trebuie citit întotdeauna cu grijă manualul fabricantului.

La grătare și instalații aferente, prevenirea pericolelor se face astfel :

se folosește echipamentul electric antiexplozibil și nu se lucrează cu lămpi cu flacără liberă;

se asigură o bună ventilație, prin curent natural de aer sau mijloace mecanice.

În bazinele de nămol , camera de nămol și în bazinele de fermentare prevenirea pericolelor se face astfel :

se va evita revărsarea nămolului;

se asigură o bună aerisire;

se folosește echipament electric exploziv;

se controlează periodic atmosfera cu un indicator pentru gaze;

se evită toate sursele de aprindere din apropierea bazinelor de fermentare;

se controlează regulat toate conductele și instalațiile auxiliare, spre a se detecta eventualele pierderi de gaze, etc.

Oricând trebuie să lucrați împrejurul bazinelor de aerare și decantoarelor, utilizați procedee sigure și aveți tot timpul o grijă extremă.

Purtați cizme de protecție cu tocuri metalice, cu fete și talpă care împiedică lunecarea. Compoziția de plută a tălpilor realizează cea mai bună frecare pentru utilizare generală.

Purtați o vestă de salvare dacă lucrați în jurul unui bazin de aerarecare nu are mână curentă pentru a vă proteja. Căderea într-un bazin de aerare în timp ce se injectează aer are ca rezultat aproape sigur înnecul, în afara cazului când este purtată o vestă de salvare.

Creșterile de alge alunecoase trebuie să fie rase și spălate dacă apar pe pasarele.

Păstrați zona curată de ulei împrăștiat sau grăsimi.

Nu lăsați scule, echipamente și materiale acolo unde ele ar putea constitui un pericol pentru protecția muncii.

Trebuie să fie instalata permanent o iluminare corespunzatoare pentru lucrul de noapte, în special în caz de avarii.

Condițiile de gheață în timpul iernii pot cere ghete prevăzute cu cuie și zonele cu gheață trebuie date cu nisip, dacă gheața nu poate fi topită cu apă de spălare.

Indepărtați doar secțiunile de mană curentă cerute de scopul imediat.Secțiunile demontate trebuie depozitate corect, în afara zonei de lucru, și asigurate împotriva căderii. Zona trebuie să fie înconjurată cu frânghie sau baricadată pentru a prevani intrarea și posibila accidentare a personalului neautorizat.

Dacă este necesară întreținerea sau repararea unui cierator de suprafață, acesta trebuie scos de sub tensiune și separatorul principaltrebuie deconectat, blocat și semnalizat corect. Blocarea trebuie făcută cu un lacăt și trebuie să țineți cheia în buzunarul dumneavoastră. însemnați separatorul cu o etichetă de blocaj și notați data la care aeratorul a fost scos de sub tensiune, motivul și numele persoanei care a blocat aeratorul.

Dacă există o problemă electrică la acționarea aeratorului, numai electricienii autorizați vor fi acceptați la depistarea defecțiunii și la reparație. Au apărut nenorociri serioase la echipament și la persoane necalificate care au vrut „doar să-1 aranjeze".

Aeratoarele de suprafață sunt amplasate direct deasupra bazinului de aerare și se cere precauție atunci când se lucrează în această zonă. Dacă bazinul este gol, o cădere de la 4,5 m sau 12 m poate fi fatală.

Muncitorul trebuie să fie protejat printr-o centură de siguranță legată de o bară sigură. Bara sigură trebuie să fie foarte bine fixată de o parte puternică a construcției care va suspenda sigur muncitorul în caz de cădere. Oricând trebuie făcută o lucrare Ia un aerator de suprafață deasupra unui bazin, lucrarea trebuie executată de două persoane care poarte veste plutitoare aprobate sau centuri de siguranță, legate la bare sigure în funcție de starea (plină sau goală) a bazinului.

Când se curăță filtrele de aer, scoateți de sub tensiune șu asigurați sistemul de aerare la care lucrați, chiar dacă acest lucru înseamnă oprirea întregului sistem de suflante. O oprire de 30- 60 minute nu va produce efecte supărătoare în procesul nămolului activat. Nu vă luați răspunderea de a încerca să puneți în funcțiune sistemul de suflante în timpul curățării filtrului. Dacă suflantele sunt în funcțiune în timp ce se încearcă scoaterea instalarea filtrelor, corpurile străine vor fi antrenate în camera filtrului și în final în unitatea de suflante, unde vor produce avarii serioase.

Purtați mănuși când scoateți sau instalați filtrele pentru a vă proteja mâinile împotriva tăieturilor. Trebuie să purtați ochelari de protecție când se curăță filtrele. Se va purta o mască de filtrare a aerului și ceții pentru a prevani indigestiile și inhalarea prafului din filtru. Nu vor fi acceptate la lucru persoane care necesită utilizarea de măști decât dacă s-a determinat că sunt capabile fizic de a realiza lucrarea și a purta echipament de protecție.

Inainte de pornirea oricărei suflante, asigurați-vă că vanele de admisie și refulare sunt deschise în întreg sistemul. îndepărtați orice material care ar putea să intre în suflantă. Purtați totdeauna aparat de protecție a urechilor când lucrați în apropierea suflantei. Oricând o suflantă trebuie oprită pentru întreținere și reparații, asigurați-vă că separatorul principal este deconectat, blocat și etichetat corect.

Zonele bazinului de aerare unde sunt amplasate conductele de distribuție a aerului sunt periculoase și se necesită o atenție deosebită atunci când se lucrează la sistemul de distribuție.

Brațele de aerare și difuzorii în zone periculoase asemănătoare asemănătoare cu cele

întâlnite când se lucrează la sistemul de distributie.

Inaintea utilizării unui dispozitiv de ridicare electric sau manual hidraulic, familiarizati- vă complet cu comenzile electrice și hidraulice. Robinetul de control al fluidului hidraulic trebuie să fie reglat pentru a permite brațului de ridicare să coboare cu o viteză ce oferă siguranță.

Alte elemente unde trebuie acordată atenție la utilizarea dispozitivului de ridicare:

Niciodată nu ridicați sau coborâți un braț de aer până nu vă asigurați că dispozitivul de ridicare este corect și solid ancorat.

Niciodată să nu ridicați sau să coborâți un braț până când nu îndepărtați bolțul de blocare a joantei basculante a pivotului dublu de sus. Ridicarea sau coborârea brațului cu bolțul nescos, va duce la ruperea brațului.

Asigurați-vă că suportul mecanismului de ridicare transmite sarcina la o parte de construcție a bazinului și nu la capacele demontabile. Aceste capace nu sunt proiectate să suporte decât sarcină mai redusă.

Utilizați bolțul de fixare a joantei pivotului de basculare superior pentru a asigura ansamblul brațului de pasarelă. Dacă nu se procedează asa, rezultatul va fi că ansamblul brațului se va coborî în bazin singur dacă mecanismul de ridicare scapă.

Intoxicații cu gaze sau vapori. Asfixierea cu gaze poate avea loc prin reacția chimică a gazului cu diferite organe din organismul uman (cazul oxidului de carbon sau hidrogenului sulfurat) sau prin inlocuirea oxigenului din zona respectivă. Hidrogenul sulfurat este cel mai dec întâlnit în instalațiile de epurare și cel mai periculos deoarece la concentrații de peste 0,002 % poate conduce la intoxicații grave (la 0,2 % provoacă moartea în câteva minute). Detectarea lui se face cu hârtie de filtru impregnată cu soluție de acetat de plumb sau cu fiole indicatoare. Clorul, utilizat ca dezinfectant în stațiile de epurare, conduce la intoxicații grave dacă este în concentrații de numai 0,0001 %. Detectarea prezenței sale se face prin miros. Datorită toxicității, manipularea clorului lichid sau gazos trebuie făcută cu mare atenție.

Explozii. Gazele care rezultă din procesul de fermentație anaerobă sunt un amestec de metan, dioxide de carbon, hidrogen și hidrogen sulfurat ,care prezintă pericol de explozie. Pentru evitarea accidentelor se recomandă:

folosirea echipamentului electric antiexploziv și a dispozitivelor cu flacără liberă;

menținerea unei suprapresiuni a gazelor în toate conductele și controlul pierderilor pe la neetenșeități;

evitarea tuturor surselor de aprindere din apropierea bazinelor sau rezervoarelor de gaze;

la revizia metantancului se recomandă aerisirea cuvei pe o perioadă de cel puțin 24 h cu toate capacele deschise;

pentru desfundarea unei conducte se injectează apă sub presiune și nu aer.

Respectarea normelor de protecție a muncii ca și manevrarea cu atenție a aparatelor din stație și revizia îngrijită a stațiilor prin atitudinea conștientă și responsabilă a tuturor operatorilor conduce la o exploatare corectă și fară pericole.[9]

Bibliografie

Banu C., coordonator – Manualul Inginerului de Industrie Alimentară, volumul II, Editura Tehnică, București 2002.

Chiriac V., Ghederim Veturia și alții – Epurarea apelor uzate și valorificarea rezidurilor din industria alimentară și zootehnie.+

Robescu Diana si alții – Tehnici de epurare a apelor uzate – Editura Tehnica, Bucuresti, 2011

Rojanschi V., Ognean Th. – Cartea operatorului din stații de epurare a apelor uzate – Editura Tehnică, București, 1997.

Biris S. – Tehnologia Fabricarii Berii – Note de curs, Universitatea POLITEHNICA din București, Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice, Specializarea Ingineria Produselor Alimentare – București, 2012-2013.

Safta V. – Sisteme de depoluare în industria alimentară. – Note de curs, Universitatea POLITEHNICA din București, Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice, Specializarea Ingineria Produselor Alimentare – București, 2013-2014

McManus M. – Wastewater Treatment Design for a Brewery, Prospect, 2011

*** – Sistem de Aerare cu Bule Fine – Prospect ADISS S.A.

***WASH Project – Program de instruire profesionala pentru personalul stațiilor de epurare, volumul I

*** – Procedee si Echipamente de Epurarea Apelor

http://www.rasfoiesc.com/educatie/geografie/ecologie/TREAPTA-DE-EPURARE-BIOLOGICA-A24.php

http://www.ecochimica.com/images/BIO-DESOLF.jpg

http://www.creeaza.com/legislatie/administratie/ecologie-mediu/Descrierea-instalatiei-tehnolo323.php

http://www.calorserv.ro/resizer/normal/w800h800/images/categories/thumbnails/schimbatoare-de-caldura-în-placi_109.jpg/schimbatoare-de-caldura-în-placi_109.jpg

http://terradinamic.infoconstruct.ro/anunt_368600-Statii+epurare+rezidentiale-ialomita-slobozia-statii+epurare+industriale-statii+epurare+menajere.html

http://www.romaltyn.ro/galerie/statia-de-epurare-iaz-aurul/

http://www.gd-maroc.info/fileadmin/user_files/pdf/

http://www.trivenigroup.com/water/bio-filter.html

http://www.ecochimica.com/eng/prodotti.php

aquaenvirost.com

Bibliografie

Banu C., coordonator – Manualul Inginerului de Industrie Alimentară, volumul II, Editura Tehnică, București 2002.

Chiriac V., Ghederim Veturia și alții – Epurarea apelor uzate și valorificarea rezidurilor din industria alimentară și zootehnie.+

Robescu Diana si alții – Tehnici de epurare a apelor uzate – Editura Tehnica, Bucuresti, 2011

Rojanschi V., Ognean Th. – Cartea operatorului din stații de epurare a apelor uzate – Editura Tehnică, București, 1997.

Biris S. – Tehnologia Fabricarii Berii – Note de curs, Universitatea POLITEHNICA din București, Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice, Specializarea Ingineria Produselor Alimentare – București, 2012-2013.

Safta V. – Sisteme de depoluare în industria alimentară. – Note de curs, Universitatea POLITEHNICA din București, Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice, Specializarea Ingineria Produselor Alimentare – București, 2013-2014

McManus M. – Wastewater Treatment Design for a Brewery, Prospect, 2011

*** – Sistem de Aerare cu Bule Fine – Prospect ADISS S.A.

***WASH Project – Program de instruire profesionala pentru personalul stațiilor de epurare, volumul I

*** – Procedee si Echipamente de Epurarea Apelor

http://www.rasfoiesc.com/educatie/geografie/ecologie/TREAPTA-DE-EPURARE-BIOLOGICA-A24.php

http://www.ecochimica.com/images/BIO-DESOLF.jpg

http://www.creeaza.com/legislatie/administratie/ecologie-mediu/Descrierea-instalatiei-tehnolo323.php

http://www.calorserv.ro/resizer/normal/w800h800/images/categories/thumbnails/schimbatoare-de-caldura-în-placi_109.jpg/schimbatoare-de-caldura-în-placi_109.jpg

http://terradinamic.infoconstruct.ro/anunt_368600-Statii+epurare+rezidentiale-ialomita-slobozia-statii+epurare+industriale-statii+epurare+menajere.html

http://www.romaltyn.ro/galerie/statia-de-epurare-iaz-aurul/

http://www.gd-maroc.info/fileadmin/user_files/pdf/

http://www.trivenigroup.com/water/bio-filter.html

http://www.ecochimica.com/eng/prodotti.php

aquaenvirost.com

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Proiectarea Unui Bazin de Aerare cu Tuburi Difuzoare cu Membrane de la O Statie de Epurare Care Deserveste O Fabrica de Bere (ID: 163220)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Proiectarea Unui Bazin de Aerare cu Tuburi Difuzoare cu Membrane de la O Statie de Epurare Care Deserveste O Fabrica de Bere

Copyright Notice

Sistem de Orientare Inele Rulmenti pe Platou de Alimentare Rotativ

Programarea Unei Masini Automate de Sortat Caractere

Proiectarea Si Realizarea Unui Regulator Pid

Pierderile In Masurarea cu Fibre Optice

Verificarea Deplasarilor Laterale

Procesul Tehnologic de Executie Reper Capac

Copyright Notice

Similar Posts