Przemysł owocowo-warzywny

1. Przeznaczenie wody w przemyśle owocowo-warzywnym

do celów technicznych pośrednich, jak np. do zasilania kotła parowego, mycia pomieszczeń i naczyń,

do przygotowania technologicznego owoców i warzyw, jak np. mycie, płukania obróbki, i obgotowywanie,

jako składnik produktów np. pod postacią zalewy, przy rozcieńczaniu moszczu lub ługowaniu składników ekstraktowych.

2. Przeznaczenie i zasada działania pasteryzatora

Utrwalania konserw owocowo-warzywnych dokonuje się w zależności od surowca przez pasteryzację lub sterylizację.

Pasteryzacja to zapoczątkowana przez Pasteura technika konserwacji przy pomocy odpowiednio dobranego podgrzewania produktów spożywczych, tak aby zniszczyć lub zahamować wzrost drobnoustrojów chorobotwórczych lub enzymów przy jednoczesnym zachowaniu smaku produktów i uniknięciu obniżenia ich wartości odżywczych. Głównym zadaniem pasteryzacji jest przedłużenie trwałości produktów poprzez unieszkodliwienie form wegetatywnych mikroorganizmów. Proces ten nie niszczy jednak form przetrwalnikowych ani większości wirusów.

Pasteryzacja może być przeprowadzana w wannach otwartych, pasteryzatorach tunelowych natryskowych lub w autoklawach bez stosowania nadciśnienia

3. Przeznaczenie i zasada działania autoklawu

Sterylizacja, wyjaławianie - jednostkowy proces technologiczny polegający na zniszczeniu wszystkich, zarówno wegetatywnych, jak i przetrwalnikowych form mikroorganizmów. Dla celów przetwórstwa warzywnego stosuje się najczęściej sterylizację parą wodną pod ciśnieniem. Nasycona para wodna powoduje gwałtowną hydrolizę, denaturację i koagulację enzymów i struktur komórkowych. Wyjaławianie jest rezultatem zarówno wysokiej temperatury, jak i aktywności cząsteczek wody. Zwykle stosowane temperatury sięgają 108-134 °C, zaś czas wyjaławiania wynosi 15-30 minut. Aby osiągnąć taką temperaturę pary, podnosi się ciśnienie o wartość od jednej atmosfery w górę. Wzrost ciśnienia o jedną atmosferę powoduje podniesienie temperatury wrzenia wody o około 10 stopni.

Wyjaławianie parą wodną przeprowadza się w autoklawach (aparatach ciśnieniowych), wyposażonych w przyrządy do pomiaru temperatury i ciśnienia oraz odpowiednie elementy zabezpieczające (zawory).

4. Przeznaczenie i zasada działania blanszownika

Blanszowanie jest to proces termiczny, polegający na poddaniu surowych produktów krótkotrwałemu działaniu gorącej wody, pary wodnej lub roztworu soli kuchennej, cukru, kwasów spożywczych w celu zablokowania działania enzymów utleniających (katalazy i peroksydazy), usunięcia tlenu z przestrzeni miedzykomórkowej, zniszczenia drobnoustrojów i usunięcia ich z powierzchni surowców oraz wywołania pożądanych cech organoleptycznych (zachowanie kolorów, podniesienie walorów smakowych i strawności). Blanszowanie nie obniża zawartości witamin w surowcach. Obecnie częściej stosuje się blanszowanie wodne ponieważ zblanszowanie poszczególnych elementów surowców jest równiejsze.

Blanszownik bębnowy

służy do blanszowania warzyw przed ich zamrożeniem lub przygotowaniem z nich konserw.

Blanszownik ślimakowy

Służy do blanszowania warzyw rozdrobnionych jak: marchew krojona, fasolka szparagowa, groszek itp.

Wynik blanszowania zależy od czasu i temperatury. Zadowalający wynik otrzymuje się wówczas , gdy surowiec zostaje dostatecznie zmiękczony a wszystkie enzymy są zniszczone.

Z chwilą uzyskania optymalnych warunków blanszowania bardzo ważne jest natychmiastowe przerwanie działania temperatury . Osiąga się to przez chłodzenie w zimnej, czystej wodzie. Chłodzenie przerywa blanszowanie, poprawia jędrność, elastyczność i powoduje dodatkowe obmycie surowca.

5. Przyczyny godzinowej nierównomierności zużycia wody w zakładach przemysłu owocowo-warzywnego

6. Przyczyny godzinowej nierównomierności emisji ścieków w zakładach przemysłu owocowo -warzywnego

W zależności od sezonowości dostaw zmienia się obciążenie produkcji ciągów technologicznych, użycie maszyn, zużycie wody, a co za tym idzie zmiany jakościowe i ilościowe powstających ścieków.

Powód nierównomierności

Przykład

Minimum ilości ścieków przypada na godziny 1015-1100 i jest związane z przerwą śniadaniową trwająca, przeważnie od godziny 1000 do 10 15. Ze spływu ścieków, pomijając pewne opóźnienia miedzy początkiem i końcem przerwy a początkiem i końcem minimum ilości ścieków (opóźnienie to wynika z czasu potrzebnego na przepłynięcie ścieków z miejsc ich powstania do miejsca pomiaru ilości ścieków ogólnych), wynika, ze 15-minutowa przerwa w pracy zakładu powoduje zmniejsze­nie odpływu ścieków w czasie ok. 45 minut (rys. 127).

• Główne ilości ścieków z tłoczni pochodzą z mycia surowca. Wydajność urządzeń do mycia i płukania owoców bywa zwykle większa niż wydajność innych urządzeń do dalszego przerobu, np. młynków, pras itp. Na skutek tego praca płuczek nie zawsze jest cięgla. Stąd tez pochodzą przerwy w spływie ścieków, wpływające na powstawanie wahań ilości ścieków ogólnych z zakładu (rys. 128).

7. W jaki sposób zmienia się stężenie ścieków w trakcie trwania kampanii i dlaczego?

Wpływ jakości przerabianego surowca, składu chemicznego surowca, a szczególnie zawartości w surowcu substancji łatwo rozpuszczalnych, decyduje o zanieczyszczeniu i składzie ścieków.

Ścieki ogólne z zakładów przetwórstwa warzywnego i warzywno-owocowego zalezą od jakości i ilości ścieków z poszczególnych oddziałów i od jakości i wielkości produkcji na tych oddziałach.

Rozpiętość wahań składu i stężenia ścieków z poszczególnych zakładów jest duża. Powodem tych wahań jest duże zróżnicowanie jakości ściekow z poszczególnych aktualnie czynnych działów zakładu, a także nierównomierny spływ ścieków z poszczególnych działów.

• Ścieki są ubogie w azot i fosfor, szybko zagniwają - w ciągu kilkunastu godzin, mają obojętny lub lekko kwaśny odczyn oraz w pewnych okresach, a szczególnie w czasie kampanii owocowej, zawierają poważne ilości zawiesin. W okresie kam­panii ilość zanieczyszczeń w ściekach jest nieco większa niż w okresie między­kampanijnym. Cechą charakterystyczną ścieków z tego przemysłu są sezonowe wahania wydajności poszczególnych linii produkcyjnych. Związane jest to w szczególności dostępnością świeżych owoców i warzyw na rynku a co za tym idzie ich sezonowymi dostawami do zakładów produkcyjnych.

• W zależności od sezonowości dostaw zmienia się obciążenie produkcji ciągów technologicznych, użycie maszyn, zużycie wody, a co za tym idzie zmiany jakościowe i ilościowe powstających ścieków.

8. Pochodzenie i właściwości zanieczyszczeń z procesu pasteryzacji w przemyśle owocowo-warzywnym

• Wyniki badan jakości i ilości ścieków z pasteryzacji kompotów owocowych w słoi­kach szklanych są podane w tabeli 2.

• Charakterystyczną cechą tych ścieków jest ich wysokie zanieczyszczenie wyrażone w BZT5 oraz duży zakres wahań zanieczyszczeń organicznych. Zawartość azotu, fosforu i potasu w tych ściekach jest mała. .

• Główne zanieczyszczenie tych ścieków stanowią cukry, a szczególnie sacharoza pochodząca z zalewy kompotów. Niewielkie ilości zalewy mogą dostać się na zewnętrzne ścianki słoika w czasie napełniania słoika i potem spłukiwane są w wannie pasteryzacyjnej

• Zasadniczym jednak powodem wysokiego stężenia tych ścieków jest pękanie słoików przed i w czasie pasteryzacji. Ilość słoików pękających w czasie pastery­zacji jest rożna i zależy od jakości samych słoików oraz od obsługi aparatów pasteryzacyjnych (zbyt szybkie podgrzewanie lub chłodzenie), a wreszcie od działania zamykarki.

• Zanieczyszczenie ścieków jest w tym wypadku proporcjonalne do strat produktu.

• Cechą charakterystyczną omawianych ścieków są również ich duże wahania jakościowe przy stosunkowo niewielkich wahaniach ilościowych oraz możliwość znacz­nego zmniejszenia ich zanieczyszczenia. Podane w tabeli zanieczyszczenia ścieków należy uznać za możliwe do obniżenia.

9. Przyczyny obciążenia ścieków osadami w przemyśle owocowo-warzywnym

Wody odpływowe przemysłu owocowo-warzywnego powstające w wyniku obróbki surowców i półproduktów są zanieczyszczone głownie cząstkami i sokiem owoców i warzyw oraz produktami ich rozkładu. Na jakość ścieków wpływa również zanie­czyszczenie surowców substancjami pochodzącymi z gleby, a szczególnie piaskiem. Do ścieków są odprowadzane wody z mycia opakowań zawierające zarówno usu­nięty brud jak i środki myjące.

• Ścieki przemysłu owocowo-warzywnego zawierają poważny ładunek zanieczyszczeń w formie nierozpuszczalnej, w postaci tzw. zawiesin i osadów. Są to cząstki surowców lub półproduktów, zanieczyszczenia mineralne lub organiczne surowców, nierozpuszczalne zanieczyszczenia opakowań itp.

• Ilość zawiesin w ściekach i ich jakość, podobnie jak ilość ścieków, są czynnika­mi decydującymi o wymiarach i wielkości mechanicznej oczyszczalni ścieków, a więc i o kosztach mechanicznego oczyszczania. Z tych wzglądów należy do maksimum ograniczać możliwości przedostawania się do ścieków substancji stałych, chociaż byłyby to nawet bezużyteczne produkty odpadkowe. Usunięcie ich z zakładu bez pośrednictwa kanalizacji ściekowej w poważnym stopniu ułatwi proces oczyszczania ścieków.

• Osady z winiarni to przede wszystkim osady wydobyte ze zbiorników po fermentacji i leżakowaniu win, a także osady ze zbiorników moszczu. Nie doceniając wartości tych osadów z jednej strony i szkodliwego ich wpływu na ścieki i odbiornik ścieków z drugiej strony, osady te po usunięciu wina lub moszczu wybiera się obecnie ze zbiorników i spłukuje do kanali­zacji. Bardzo drobne, lekkie, trudno opadające osady, dzięki wysokiemu własnemu BZT5, pomimo stosunkowo niewielkich ilości, powodują gwałtowny wzrost zanieczyszczenia ścieków z winiarni. Wykorzystanie ich w ja­kikolwiek sposób lub tylko nieodprowadza­nie ich do kanalizacji spowodowałoby zmniejszenie zanieczyszczenia ścieków i przyniosłoby korzyści d1a zakładu.

10. Przyczyny zróżnicowania składu chemicznego ścieków odpływających z przetwórni owocowo-warzywnych.

11. Rodzaje płuczek (myjek) stosowanych w przemyśle owocowo-warzywnym.

Mycie surowca wykonuje się w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń, łącznie z mikroflorą powierzchniową. W zależności od cech surowca należy dobrać odpowiedni typ płuczki w celu odmoczenia zanieczyszczenia i umyciu surowca bez uszkodzeń.

Do mycia warzyw korzeniowych można użyć płuczek łapowych, bębnowych i szczotkowych; do warzyw liściowych- pneumatycznych, natryskowych z dodatkowymi przegarniaczami (płuczki hakowe), do pomidorów płuczki pneumatyczne i natryskowe.

Do mycia owoców używa się płuczek o działaniu łagodnym.

Myjka bębnowa

Znajduje zastosowanie we wszystkich zakładach produkujących przetworu owocowo-warzywne.

Myjka szczotkowa

Służy do mycia truskawek, wiśni, pomidorów i pieczarek jako myjka drugiego stopnia (w zestawie za myjką wodną).

Myjka wodna

Służy do mycia truskawek, porzeczek, wiśni, śliwek, cebuli, brukselki, pomidorów i innych "granulatów".

Myjka wodno-powietrzna do warzyw liściastych

Maszyna służy do mycia warzyw liściastych typu szpinak, sałata, natka pietruszki, jarmuż itp.

Przemysł mleczarski

12. Przeznaczenie wody technologicznej w przemyśle mleczarskim

13. Substancje zawarte w ściekach z przemysłu mleczarskiego

14. Sposoby ograniczania ilości i ładunku zanieczyszczeń ścieków mleczarskich.

Przemysł piwowarski

15. Wymagania jakościowe dla wody technologicznej w browarach.

W zależności od przeznaczenia wody jej jakość musi spełniać odpowiednie normy. Woda wykorzystywana do produkcji żywności, mycia urządzeń i opakowań oraz na cele socjalno-bytowe musi spełniać wymagania określone w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Woda ta ze względów higienicznych nie może być zawracana, jednak po oczyszczeniu może być powtórnie wykorzystana na innym etapie produkcji, np. do mycia hal czy zraszania zieleni. Podstawową zasadą racjonalnego gospodarowania wodą w przemyśle spożywczym jest szczegółowy monitoring jej zużycia.

Nowoczesne browarnictwo koncentruje się na ciągłej i precyzyjnej analizie oraz kontroli cieczy podczas całego procesu produkcji piwa. Zabiegi te rozpoczynają się na etapie pobierania wody, a kończą podczas wylewania do ścieków pozostałości po produkcji. Przykładowo, podczas procesu zacierania, gdy skrobia zamieniana jest w cukier słodowy, bardzo istotne jest precyzyjne ustalenie poziomu pH mieszaniny. Ponieważ alfa- i beta-amylazy - enzymy, które przetwarzają skrobię - działają najskuteczniej w przypadku pH w zakresie od 5,5 do 5,6, zmiana kwasowości roztworu będzie wpływać na ilość powstałego cukru słodowego i dekstryn.

Te ostatnie z kolei wyraźnie wpływają na smak piwa - im niższe pH, tym piwo bardziej wytrawne i lekkie, podczas gdy proces z pH wynoszącym około 5,7 powoduje powstanie słodkiego i dość ciężkiego napoju. Utrzymywanie optymalnego poziomu kwasowości pozwala także maksymalnie przyspieszyć cały proces.

Aby umożliwić produkcję kilku gatunków piw, bazując na tej samej wodzie, która jest o określonym poziomie kwasowości, konieczne jest stosowanie różnego rodzaju dodatków, zmieniających parametry cieczy. I tak, aby obniżyć pH, można dodać do roztworu wapno, natomiast jony węglowe, aby pH zwiększyć. Zastosowanie jaśniejszego słodu powoduje zwiększenie pH, co sprawia, że aby wyprodukować piwo typu pilzner, niezbędne jest dodanie odpowiedniej ilości wapna. Naturalnie, aby utrzymać wysoką, niezmienną jakość produktu, konieczne jest ciągłe regulowanie parametrów roztworu.

Zastosowanie automatycznych czujników pH pozwala na natychmiastową reakcję na niepożądane zmiany kwasowości cieczy i utrzymanie wysokiej klasy produktu.

Warto dodać, że zaletą piw o bardziej kwasowym odczynie jest niska podatność na skażenie bakteryjne. Utrzymanie niskiego pH także po procesie fermentacji ułatwia uniknąć skażenia w dalszych etapach produkcji.

Jeszcze jedną trudnością związaną z wstępnym etapem warzenia piwa jest ilość tlenu, który dostaje się do roztworu i w nim rozpuszcza. Powoduje to niepożądane efekty, takie jak HSA (Hot Side Aeration), które objawiają się zwiększoną mętnością docelowego produktu, jak i niestabilnością chemiczną, a co za tym idzie - wyraźnie skróconym czasem jego przydatności do spożycia. W celu monitorowania poziomu rozpuszczonego tlenu możliwe jest zastosowanie specjalnych czujników. Powinny one być wyposażone w odpowiednie, wytrzymałe membrany, których trwałość będzie wynosiła wiele cykli warzenia piwa.

16. Najbardziej wodochłonne procesy w przemyśle piwowarskim.

17. Trzy stopnie oczyszczania ścieków browarniczych.

????

Kraty, sita, filtry- stosowane do oddzielenia ciał grubych i stałych stosuje się sita i kraty w postaci stałych sit łukowych, obrotowych sit bębnowych, sit korytowych, krat drobnych i sit ze zintegrowaną prasą filtracyjną.

Koagulacja, strącanie, flotacja, sedymentacja - stosowane do usuwania zanieczyszczeń organicznych i mineralnych zawieszonych w masie, łatwo opadających i unoszących się na powierzchni.

Neutralizacja - ścieki browarniane z powodu odpływów z mycia butelek i stosowania środków czyszczących, mają odczyn alkaliczny. Do neutralizacji ługów często stosuje się CO₂ z fermentacji i spalin. Można również zastosować kwas solny lub siarkowy jednak należy przestrzegać wartości granicznych, ze względu na możliwość korozji stali i betonu.

Biologiczne podczyszczanie ścieków - stosuje się zarówno aerobowe systemy z napowietrzaniem i utlenianiem związków węgla, jak też układy anaerobowe, z fermentacją związków węgla bez dostępu powietrza.

18. Źródła zanieczyszczeń (procesy) w przemyśle piwowarskim

Głównymi źródłami zanieczyszczeń organicznych i zawiesiny w ściekach są następujące procesy:

• usuwanie wysłodzin i osadów brzeczkowych

• usuwanie gęstwy drożdżowej

• usuwanie osadów ziemi okrzemkowej i płukanie filtra piwa

• zrzuty wód po płukaniu brzeczki (wody wysłodkowe)

• mycie kadzi i kotłów w warzelni

• mycie tankofermentorów i tanków leżakowych

• końcowe spływy z rurociągów

• piwo nieprzydatne do pakowania lub przeterminowane

• odcieki ze stłuczki butelek w rozlewie piwa

• organiczne środki myjące, klej do etykiet, mydło do smarowania taśmociągów rozlewu piwa.

Browary o uporządkowanej gospodarce odpadami produkcyjnymi zmniejszają ładunek zanieczyszczeń organicznych w ściekach. Jeśli część odpadów ze względów technicznych, z powodu niedostępności właściwego zagospodarowania odpadów lub z powodu słabej kontroli separacji odpadów trafia do ścieków wówczas ładunek zanieczyszczeń organicznych znacznie wzrasta.

---