Uniwersytet Technologiczno - Przyrodniczy

w Bydgoszczy

Projekt gospodarki wodno ściekowej w przetwórni owocowo-warzywnej.

WYKONALI:

Bidziński Marcin

Spychała Michał

IŚ/sem. VIII Grupa B

SPIS TREŚCI

1. Przedmiot opracowania 3

2. Cel i zakres opracowania 3

3. Materiały źródłowe wykorzystane w opracowaniu 3

4. Technologia produkcji zakładu 4

5. Wymagania jakościowe dla wody technologicznej 11

6. Źródła poboru wody technologicznej dla zakładu 16

7. System gospodarki wodno-ściekowej w zakładzie 17

1. Wariant 1 - Przepływowy system gospodarki wodno-ściekowej 17

2. Wariant 2 - Kombinowany system gospodarki wodno-ściekowej 17

8. Ścieki powstające w czasie produkcji i sposoby ich

Oczyszczania 18

9. Ocena gospodarki wodno-ściekowej zakładu 19

• . Podsumowanie 20

11. Wykaz rysunków i tabel 20

1. Przedmiot opracowania.

Przedmiotem opracowania projektu z zakresu gospodarki wodno-ściekowej jest zakład przemysłu owocowo-warzywnego, w którym ogólną wielkość produkcji szacuje się na 40 ton surowca na dobę.

Rozpatrywany zakład przemysłu owocowo-warzywnego wyposażony jest w linie technologiczne do produkcji dżemów truskawkowych oraz konserw fasolki szparagowej. Wielkość produkowanych przetworów w analizowanej przetwórni wynosi kolejno:

a) kompoty truskawkowe 50%

b) konserwy fasolki szparagowej 50%

2. Cel i zakres projektu.

Celem projektu jest przedstawienie oraz analiza gospodarki wodno-ściekowej w zakładzie przetwórstwa owocowo-warzywnego, przedstawienie technologii wykonania wskazanych przetworów oraz zaproponowanie systemu przepływowego i systemu kombinowanego dla rozpatrywanego zakładu.

3. Materiały źródłowe wykorzystane w projekcie.

• Mrożewski S. 1973, Technologia produktów owocowych i warzywnych, PWRiL, Warszawa.

• Nawirska A, Szymański L, 2002, Gospodarka wodno-ściekowa w zakładach przemysłu spożywczego, AWA, Wrocław.

• Kiczuk T, Jak założyć malą - średnią przetwórnię owocowo- warzywną.

• Zjednoczenie przemysłu owocowo- warzywnego, 1972, Przetwory z owoców i warzyw- zbiór instrukcji technologicznych t.II, Warszawa.

• Kowal .A, Swiderska-Bróż M, 1996, Oczyszczanie wody, wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa- Wrocław.

• Imhoff K. 1970, Kanalizacja miast i oczyszczanie ścieków, Arkady, Warszawa.

4. Technologia produkcji zakładu.

4.1.TECHNOLOGIA W PRODUKCJI KOMPOTÓW TRUSKAWKOWYCH.

4.1.1.PRZYGOTOWANIE SUROWCA.

Usunięcie owoców uszkodzonych, nadgniłych, plamistych, przejrzałych lub niedojrzałych, zafermentowanych czy zapleśniałych oraz zanieczyszczeń jak liście, ciała obce i części zbędne.

4.1.2.MYCIE.

W zasadzie wszystkie owoce poddaje się myciu w zimnej bieżącej wodzie. Truskawki oraz inne owoce miękkie powinny być myte w płuczkach wodno- powietrznych, a w przypadku braku tych płuczek - w koszach wiklinowych lub sitach poprzez kilkakrotne zanurzanie w wannach z woda bieżącą. Po myciu- owoce w koszach należy odstawić na pewien czas celem odcieknięcia wody. W zakładzie objętym projektem stosowane są płuczki. W procesie technologicznym wykorzystywana jest płuczka do owoców miękkich typu 3PM-86 o wydajności 4 ton na godzinę i zużyciu wody 9m³/h.

4.1.3.PRZYGOTOWANIE OPAKOWAŃ.

Do rozlewu kompotów używane są słoje 0,45 l z zamknięciem Twist-Off - powinny być czyste i suche. Wieczka słoików po umyciu dezynfekuje się w oparach 5% roztworu formaliny.

4.1.4.PRZYGOTOWANIE ZALEWY.

Świeże owoce truskawek wkładamy do słoików (po 100g) i zalewamy zalewą o temperaturze 80°C z dodatkiem cukru i stabilizatora tak, aby masa wsadu z zalewą wynosiła 190 gram a ekstrakt był 20%.

4.1.5.PASTERYZACJA.

Proces pasteryzacji odbywa się po zamknięciu słoi przez 20 minut. Czynność ta wykonywana jest w pasteryzatorze rurowym WPA 8. Służy do podgrzewania (wyjałowienia) przecierów, koncentratów warzywnych i owocowych w temp 40-90^oC.

4.1.6. ZNAKOWANIE OPAKOWAŃ I MAGAZYNOWANIE.

Przy oznakowaniu należy podać dane:

- numer beczki;

- wagę netto;

- wagę brutto;

- rodzaj pulpy;

- symbol klasy jakości.

4.2.TECHNOLOGIA W PRODUKCJI KONSERW FASOLKI SZPARAGOWEJ.

Fasolka konserwowa jest to produkt otrzymany z młodych strąków fasolki szparagowej, odmian zielonych lub żółtych, utrwalony przez sterylizacje w opakowaniach hermetycznych. Na konserwy nadaje się o strąkach jednolicie zielonych lub żółtych, o ziarnach słabo wykształconych (wielkości ziarna pszenicy), bez wypukłości w miejscu obecności ziarn, bez włóknistych nitek wewnątrz. Od momentu zbioru do przerobu nie powinno upłynąć więcej niż 12 godzin. Fasolka po dostarczeniu do zakładu jest wstępnie sortowana, następnie za pomocą obcinarki usuwa się końce i ewentualnie tnie w poprzek lub wzdłuż. Strąki fasoli cięte w poprzek lub całe poddawane są blanszowaniu najczęściej w wodzie o temperaturze 85-88 st C przez 1,5 - 2 min, następnie są chłodzone, przeglądane na taśmie inspekcyjnej, ładowane do opakowań, zalewane zalewą o zawartości około 3% soli, odpowietrzane, zamykane, sterylizowane w temperaturze 116-120 st C i chłodzone do około 40st C.

4.2.1.PRZYGOTOWANIE SUROWCA.

Do produkcji fasolki konserwowej używa się młode strąki fasolki szparagowej, odmian zielonych lub żółtych dostarczone bezpośrednio po sprzęcie.

Podstawowym kryterium klasyfikacji surowca do produkcji fasolki konserwowej jest:

- odpowiednia dojrzałość przemysłowa strąków fasolki, bez wykształconych ziarn, brak włóknistości strąków

- właściwy dla odmiany kształt strąków,

- świeżość, zdrowotność, czystość strąków.

Strąki do przerobu na konserwę powinny być dostarczone do zakładu produkcyjnego w skrzynkach owocówkach ½ lub w razie braku takowych, w skrzynkach 1/1. W tym przypadku należy kontrolować, czy surowiec nie ulega zaparzeniu. Po ocenie jakościowej surowca i przyjęciu wagowym, skrzynki z surowcem powinny być złożone pod zadaszeniem lub w miejscu zacienionym.

4.2.2.OPAKOWANIE.

Opakowaniem dla fasolki konserwowej są puszki z blachy białej, wewnątrz lakierowane powłoką lakierową, odporną na siarczki i sól - 3/1, 1/1, ½ oraz słoje - 0,9;0,45;0,5 litra. Jakość opakowań musi odpowiadać wymaganiom norm jakościowych. Na życzenie odbiorców dopuszcza się również inne opakowania.

4.2.3.PROCES TECHNOLOGICZNY.

• Obrywanie strąków z szypułek - rozryweczki mechaniczne lub ręcznie

Odrywanie strąków znajdujących się na jednej szypułce dokonuje się w przypadku stosowania mechanicznego zbioru strąków. Do tego celu stosuje się urządzenia mechaniczne. Przy ręcznym zbiorze strąki zrośnięte występują sporadycznie i czynność rozdzielania strąków można wykonywać ręcznie w czasie przeglądu surowca.

• Wstępny przegląd surowca - taśmy inspekcyjne

Wstępny przegląd surowca wykonuj się na taśmach inspekcyjnych eliminując strąki porażone chorobami, przez szkodniki, zdeformowane, nadmiernie zanieczyszczone ziemią lub posiadające inne wady dyskwalifikujące je do produkcji konserw. Eliminuje się również zanieczyszczenia w postaci kamieni, patyków, liści itp.

• Kalibrowanie strąków - kalibrowniki mechaniczne

Surowiec po wstępnym przeglądzie podawany za pomocą taśmy rozdzielczej do sortowników bębnowo - linkowych. Surowiec powinien być kalibrowany na trzy sorty pod względem grubości ( średnica 4;5;6 mm). Po skalibrowaniu na trzy grubości, surowiec kierowany jest transporterami do odpowiedniego ciągu technologicznego: strąki najcieńsze i średniej grubości ( 4-5 mm) do produkcji fasolki całej, a strąki grube ( 6mm) do produkcji fasolki ciętej.

• Mycie strąków - myjki wibracyjne

Obecne wyposażenie typowych linii fasolowych nie pozwala na mycie strąków, jako osobnego zabiegu technologicznego, mycie wykonywane jest w blanszowniku i bębnie chłodniczym. Po zmodernizowaniu linii fasolowej i dostosowaniu jej produkcji fasolki całej i ciętej, należy uzupełnić linie fasolowe w myjki wibracyjne. Mycie strąków przewiduje się po kalibrowaniu.

• Obcinanie końców strąków - obcinarki bębnowe

Zabieg ten wykonywany jest mechanicznie na obcinarkach bębnowych, posiadających zróżnicowane wymiary otworów w dostosowaniu do trzech grubości strąków (4;5;6mm). W czasie pracy obcinarek należy regulować ilość podawanych strąków. Sprawdzać ustawienie noży w stosunku do powierzchni bębna i właściwą ich ostrość.

• Krojenie strąków - krajalnica mechaniczna np. tarczowa

Krojenia strąków dokonuje się tylko przy produkcji fasolki ciętej. Strąki powinny być pocięte na odcinki około 3 cm. Drobne części strąków ( kilku i kilkunastomilimetrowe) powinny być odsiane przy pomocy sita wstrząsakowego, zainstalowanego po krajalnicy, obroty krajalnicy powinny wynosić 35/min, a kąt ustawienia 45 st. Noże krajalnicy powinny posiadać właściwą ostrość.

• Blanszowanie strąków - blanszownik taśmowo - kubełkowy lub bębnowy

Strąki po odkońcowaniu, całe lub pocięte, poddawane są procesowi blanszowania. Straki po odkońcowaniu powinny być bezpośrednio kierowane do blanszowania, a jeśli to jest niemożliwe ( 1 blanszownik w linii) czas ich składowania w pojemnikach nie powinien być dłuższy jak 1 godzina. W przeciwnym przypadku końce strąków ciemnieją. Zabieg blanszowania wykonuje się w blanszowniku mechanicznych, w którym czynnikiem blanszującym jest woda o temperaturze bliskiej wrzenia. Czas blanszowania waha się w granicach od 2-3,5 min w zależności od grubości i odmiany strąków. Parametry blanszowania strąków należy ustalić przez próbne blanszowanie i dostosować je do cech jakościowych strąków. W czasie procesu blanszowania należy właściwie regulować równomierny spływ strąków do blanszownika oraz sprawdzać równomierne rozłożenie strąków w kubełkach blanszownika. Należy również regulować temperaturę wody w blanszowniku przy pomocy zaworów parowych. Przy każdej zmianie sortu strąków dostarczanych do blanszownika, dostosowanym do założonych parametrów blanszowania, należy odpowiednio ustawić przekładnię silnika dla ustalenia czasu blanszowania.

• Chłodzenie strąków - bęben chłodniczy z natryskiem zimnej wody

Chłodzenie zblanszowanych strąków dokonuje się w dwóch fazach:

- wstępne w końcowej części blanszownika

- właściwe w bębnie chłodniczym

Należy dążyć aby po chłodzeniu strąki uzyskały temperaturę wody chłodzącej.

• Przegląd surowca - taśmy inspekcyjne

Fasola po zblanszowaniu i schłodzeniu przebierana jest ręcznie na taśmie inspekcyjnej. Pracownicy usuwają strąki, lub ich części z nie obciętymi końcami, z plamami i silnie zakrzywione itp.

• Mycie opakowań - myjki mechaniczne do słoi i puszek oraz urządzenie do pakowania puszek.

• Napełnianie opakowań - napełniarki automatyczne lub półautomatyczne

Napełnianie opakowań odbywa się przy pomocy napełniarek automatycznych lub półautomatycznych, przystosowanych do napełniania fasolki całej i ciętej. Przy automatycznym napełnianiu strąków całych do opakowań zachodzi konieczność ręcznego uzupełniania opakowań strąkami. Przed uregulowaniem napełniarki należy ustalić doświadczalnie wsad strąków, aby po sterylizacji i wyrównaniu się stężeń zalewy i soku komórkowego fasoli uzyskać właściwą wagę strąków po odcieknięciu.

• Dozowanie zalewy - dozownice automatyczne lub urządzenia zastępcze ( węże gumowe zakończone zaworami)

Dozowanie zalewy powinno być zmechanizowane, aby czynność ta nie hamowała ciągu technologicznego. Zalewa w momencie dozowania do opakowań powinna posiadać temperaturę 90-95 stopni Celsjusza. Przy dozowaniu zalewy do słoi należy pozostawić właściwą komorę dylatacyjną między wieczkiem a lustrem zalewy(co najmniej 0,5 cm). Przy opakowaniach metalowych pozostawienie komory dylatacyjnej w momencie nalewania jest niepotrzebne, ponieważ przy zamykaniu na zamykarce nadmiar zalewy ulega wylaniu.

• Odpowietrzenie konserwy:

Ma na celu zahamowanie niekorzystnych procesów utleniania treści opakowania, zmniejszenie procesu korozji puszki oraz ewentualnie zmniejszenie możliwości wykiełkowania przetrwalników bakterii tlenowych.

• Zamykanie opakowań - zamykarki automatyczne lub półautomatyczne do puszek i słoi

Zamykanie opakowań odbywa się na zamykarkach automatycznych lub półautomatycznych. Ilość i wydajność zamykarek powinna być zsynchronizowana z wydajnością linii. Konieczne jest również, aby każda końcówka linii posiadała zapasową zamykarkę, tak aby w przypadku awarii można było natychmiast wymienić niesprawną maszynę.

• Sterylizacja - autoklawy leżące lub stojące

Dokładny opis i parametry sterylizacji stosowanej w zakładzie powinny być ujęte w szczegółowe instrukcje technologicznej zakładu. Ustalenie parametrów sterylizacji opierać się powinno o: cechy jakościowe surowca, typ opakowań( słoje, puszki), wielkość opakowań. Po sterylizacji produkt w opakowaniach musi być schłodzony do temperatury około 30 stopni Celsjusza i dopiero po schłodzeniu może być przekazane do magazynu.

• Studzenie i przechowywanie:

Po sterylizacji lub pasteryzacji konserwy powinny być możliwie niezwłocznie ochłodzone i przechowywane w niskiej temperaturze. Powolne chłodzenie umożliwia utrzymywanie się wysokiej ciepłoty wewnątrz puszek, co powoduje nadmierne rozgotowywanie się konserwy i nawet jej brunatnienie. Za konieczne uważa się obniżenie ciepłoty w pierwszym etapie poniżej 40 st. C, przy czym dalsze chłodzenie przeprowadza się już w sposób wolniejszy. Chłodzenie puszek w wodzie powinno być przeprowadzane tylko do temperatury 37-38 st. C, schłodzenie, bowiem do niższej temperatury powoduje korozję puszek skutkiem powolnego wysychania. Nowoczesne systemy chłodzenia puszek pozwalają przeprowadzić pierwszy etap chłodzenia w czasie 10 -15 minut, podczas gdy przy chłodzeniu powolnym wysoka temperatura utrzymuje się nieraz przez kilkanaście godzin. Ze względu na ewentualną możliwość rozwoju pozostałych przy użyciu przetrwalników bakterii termofilnych puszki w ciągu najbliższych paru godzin powinny być dalej ochłodzone do 20 st. C a nawet i niżej. Konserwy puszkowe przechowuje się w czystych, suchych i chłodnych pomieszczeniach, o temperaturze podlegającej możliwie niedużym zmianom, utrzymującej się np. w granicach 4-10 st. C i wilgotności względnej poniżej 85%. Należy unikać wpuszczania cieplejszego powietrza do składu z puszkami, gdyż powoduje to kondensacje i osadzanie się wilgoci na puszkach, prowadząc w następstwie do ich rdzewienia. Należy bezwzględnie unikać przemarzania konserw jak i wysokich temperatur.

• Prace wykończeniowe - urządzenia do oczyszczania i natłuszczania opakowań

Czynności wykończeniowe obejmują zabezpieczenie opakowań metalowych przed korozją ( pokrycie warstwą tłuszczu) i przyklejenie etykiet. Jeżeli w magazynie zapewniona jest odpowiednio niska wilgotność, wówczas natłuszczanie opakowań może być pominięte a etykiety mogą być naklejone przed oddaniem konserw do magazynu ( o ile stosowana jest paletyzacja konserw w opakowaniach zbiorczych lub ładunkach zabezpieczonych folią kurczliwą). W przeciwnych wypadku etykietowanie wykonywane jest po okresie magazynowania, bezpośrednio przed wysyłką towaru. Przed etykietowaniem opakowania muszą być gruntownie oczyszczone z tłuszczu.

• Magazynowanie - palety, wózki widłowe.

5. Wymagania jakościowe dla wody technologicznej.

Woda do celów technologicznych jest wodą stosowaną do transportu surowca, do jego mycia, płukania i obróbki, do bezpośredniego przygotowania produktu, wodą wchodzącą w skład produktu i wreszcie stosowaną do końcowej obróbki produktu.

Zależnie od przeznaczenia woda powinna odpowiadać określonym wymaganiom pod względem fizycznym, chemicznym, biologicznym.

Woda do celów spożywczych powinna charakteryzować się bardzo dobrą jakością, dlatego powinna spełniać wymagania stawiane wodzie do picia przez polskie normy - Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 kwietnia 2005r. - w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. (DZ.U Nr.85, poz.729).

Woda dobra powinna być bezbarwna, klarowna, bezwonna (nawet na gorąco) lub wykazywać na gorąco tylko nieznaczny zapach roślinny bez smaku. Nie powinna dawać osadu po dłuższym staniu oraz zawierać amoniaku, azotynów, siarczków, żelaza, manganu i ogólnie jakichkolwiek związków trujących. Dobra woda wykazuje niezbyt wysoką twardość (zwłaszcza woda kotłowa), zawiera mało związków działających nagryzająco na ściany Kotła oraz możliwie mało organizmów żywych i związków organicznych. Odpowiednia woda nie powinna zawierać więcej niż 500 mg w litrze tzw. suchej pozostałości po odparowaniu w temp.105^oC.

Zbyt duża zawartość żelaza w wodzie przeznaczonej do przetwórstwa spowodowałaby zmianę barwy, smaku i trwałości produktów.

5.1. WSKAŹNIKI JAKOŚCI WODY

5.1.1WSKAŹNIKI FIZYCZNE

• Mętność 

Mętność wody wywołują zawiesiny organiczne jak np. związki humusowe i nieorganiczne takie jak trudno rozpuszczalne wodorotlenki metali np. (Fe(OH)₃, Mn(OH)₂, iły, gliny itp. Mętność oznacza się porównawczo w stosunku do wzorca jakim może być zawiesina ziemi okrzemkowej w wodzie (1mg / dm³ = 1⁰ skali mętności).

• Barwa

Woda chemicznie czysta nie ma barwy. W warunkach naturalnych w grubych warstwach przyjmuje odcień błękitu. Wody zanieczyszczone przyjmują zabarwienie od związków chemicznych w nich rozpuszczonych. Jest to najczęściej zabarwienie zielono-żółte. Jako układ odniesienia przyjmuje się koloidalny wodny roztwór platyny (1 mg / dm³ = 1⁰ skali platynowej).

• Smak i zapach

Są to parametry badane organoleptycznie. Smak i zapach nadają wodzie rozpuszczone w niej związki  i nieorganiczne takie jak sole, kwasy, gazy i organiczne - najczęściej produkty metabolizmu organizmów  żyjących w wodzie w warunkach naturalnych.

• Temperatura

Jest funkcją energii cząsteczek. Ten parametr ma podstawowe znaczenie w technice cieplnej (chłodnictwo), a także w przemyśle spożywczym.

5.1.2. WSKAŹNIKI CHEMICZNE

Jako chemiczne wskaźniki jakości wody przyjmuje się: odczyn, utlenialność, zawartość substancji azotowych, chlorków, siarczanów, fosforanów, żelaza, manganu, krzemu, magnezu i wapnia (twardość), zasadowość, suchą pozostałość, rozpuszczone gazy itp. Najistotniejsze z nich omówione zostaną niżej.

• Odczyn

Wskazuje on, czy woda jest kwaśna czy alkaliczna. Odczyn większości wód naturalnych waha się w granicach 6,8-8,5 pH.

• Zasadowość

Jest to własność wody spowodowana obecnością wodorotlenków, wodorowęglanów i węglanów Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺. Zasadowość może być zatem pochodzenia wodorowęglanowego, węglanowego i wodorotlenowego. Oznacza się dwa rodzaje zasadowości:

- typu "p" przez miareczkowanie HCl wobec fenoloftaleiny jako wskaźnika (pH przejścia = 7),

- typu "m" przez miareczkowanie HCl wobec oranżu metylowego jako wskaźnika (pH przejścia = 4,3).

Zasadowość typu "p" jest wywołana przez wodorotlenki, typu "m" jest sumą zasadowości wywołanych przez węglany, wodorowęglany, jednowodorofosforany, dwupodstawione itd. aż dop. pH = 4,3.
Wody naturalne wykazują zasadowość tylko wobec oranżu metylowego.

W technice kotłowej oznacza się również tzw. liczbę alkaliczną

LA = p 40

gdzie: p - zasadowość wobec fenoloftaleiny.

• Utlenialność  (ChZT)

Służy umownie do określenia substancji organicznych zawartych w wodzie. Oznacza się ją kilkoma metodami. Wartość ChZT oznaczana metodą nadmanganianową jest umowna, gdyż tylko ok. 60% substancji organicznych zawartych w wodzie ulega utlenieniu. Gdy ilość jonów Cl^- jest mniejsza od 300 mg/dm³, utlenialność oznacza się w środowisku kwaśnym. Jeśli zawartość chlorków przewyższa 300 mg/dm³, należy stosować oznaczanie w środowisku zasadowym.

• Twardość

Jest to zawartość jonów wapniowych i magnezowych w wodzie. Twardość wyraża się ilością milivali jonów wapniowych i magnezowych w decymetrze sześciennym wody. Do jej wyrażania stosowane są również tzw. stopnie twardości: - niemiecki stopień twardości (⁰n) odpowiadający zawartości soli  wapniowych i magnezowych równoważnej 10 mg CaO w 1 dm³ wody,
- francuski stopień twardości (⁰f) odpowiadający zawartości soli wapniowych i magnezowych równoważnej 10 mg CaCO₃ w 1 dm³ wody,
- angielski stopień twardości (⁰ Clarka) odpowiadający zawartości soli wapniowych i magnezowych równoważnej 14,3 mg CaCO₃ w 1 dm³ wody. Twardość jest cechą, która powoduje powstawanie kamienia kotłowego w urządzeniach grzewczych. W gospodarstwie domowym utrudnia pranie przez zwiększenie zużycia środków piorących. Na ogólną twardość składa się twardość węglanowa i niewęglanowa. Twardość węglanową nadają wodzie rozpuszczone wodorowęglany wapnia i magnezu. Można ją usunąć przez ogrzewanie wody do wrzenia. Pozostałe aniony i kationy tworzą tzw. twardość Niewęglanową, której nie da się usunąć powyższym sposobem. Niewęglanową twardość tworzą rozpuszczone chlorki, siarczany, krzemiany, tj. jony Ca²⁺ i Mg²⁺ równoważne ilościowo anionom Cl^-, SO₄^2-, SiO₃^2-.

t_og = t_w + t_nw

Stosując inny podział mówi sią o twardości stałej i przemijającej.

t_og = t_st+ t_przem

Twardość stała pozostaje w wodzie po doprowadzeniu jej do wrzenia pod normalnym ciśnieniem. Następuje wtedy rozkład wodorowęglanów i wytrącenie węglanów:

Ca²⁺ + 2 HCO^- ==> CaCO₃  + CO₂ + H₂O

Ponieważ część węglanów pozostaje w wodzie w postaci rozpuszczonej, w szczególności MgCO₃, który dopiero po długotrwałym gotowaniu próbki rozkłada się na:

MgCO₃ + H₂O ==> Mg(OH)₂ + CO₂

dlatego twardość przemijająca jest mniejsza od twardości węglanowej:

t_przem < t_w           

5.1.3. WSKAŹNIKI BAKTERIOLOGICZNE

Stopień zanieczyszczenia wody bakteriami określa się na podstawie liczby bakterii w 1 cm³. Ocena wody pod względem sanitarno-epidemiologicznym odbywa się na podstawie miana coli (bakterii okrężnicy). Okrężnica, to odcinek jelita grubego. Miano coli oznacza najmniejszą objętość wody w cm³, w której wykryto 1 bakterię okrężnicy. Bakterie te nie są szkodliwe dla zdrowia człowieka, ale ich występowanie sugeruje możliwość istnienia w wodzie również bakterii chorobotwórczych. Im mniejsze jest miano coli, tym woda jest bardziej zanieczyszczona. Dla wody nadającej się do picia powinno wynosić 10-50.

Jakość wody przeznaczonej do wykorzystania w zakładzie jest następująca:

• woda powierzchniowa o podwyższonej ilość bakterii oraz azotanów

• woda wodociągowa posiada nieznaczną mętność

W tym celu należy zastosować odpowiednie procesy, które spowodują otrzymanie wody o parametrach spełniających wymagania stawiane przez zakład przemysłu owocowo- warzywnego. Najbardziej pożądane jest zastosowanie procesu odwróconej osmozy, wymiany jonowej, sedymentacji oraz procesu filtracji.

6. Źródła poboru wody technologicznej dla zakładu

Do zakładu przemysłu owocowo-warzywnego woda doprowadzana jest z dwóch różnych źródeł. Jednym ze źródeł jest woda gruntowa, gdzie pobierana jest w ilości 200 m³/dobę, drugim woda wodociągowa pobierana w ilości 100m³/dobę. Wody te ze względu na swój skład fizyko-chemiczny tj.:

- woda gruntowa- zawartość siarczanów i sporadycznie środki ochrony roślin,

- woda wodociągowa - mętność,

muszą zostać uzdatnione przed użyciem w produkcji.

Zakres uzdatniania pobieranej wody:

- woda gruntowa- odsiarczanie i odżelazianie,

- woda wodociągowa - koagulacja i filtracja.

Woda po uzdatnieniu zbierana jest w jednym zbiorniku wody czystej skąd pobierana jest na potrzeby produkcyjne dla zakładu.

7. Systemy gospodarki wodno- ściekowej w zakładzie.

7.1 WARIANT NR 1

System przepływowy gospodarki wodno - ściekowej.

System przepływowy charakteryzuje się tym, iż jest to tzw. system nieoszczędny. Woda, która zostaje wykorzystana w procesach produkcyjnych zostaje odprowadzona w całości do kanalizacji (należy tu odliczyć straty na parowanie oraz straty wody potrzebnej do sporządzenia zalewy). Nie stosuje się tu żadnego odzysku wody.

7.2 WARIANT NR 2

System kombinowany gospodarki wodno- ściekowej.

System kombinowany charakteryzuje się tym, iż jest to tzw. system oszczędny. Woda wykorzystana do niektórych procesów (tj. chłodzenie, pasteryzacja oraz wstępne procesy przygotowania surowca) jest odzyskiwana i wykorzystywana ponownie. Świadczy to o tym, że tylko część wody zużytej do procesów produkcyjnych nie nadaje się do ponownego wykorzystania i odprowadzana jest do kanalizacji. Należy tu także odliczyć straty wody do sporządzenia zalewy.

8. Ścieki powstające w procesie produkcji i sposoby ich oczyszczania.

Wody odpływowe, które powstały w przemyśle owocowo-warzywnym podczas obróbki surowców są zanieczyszczone głównie cząstkami, sokiem owoców oraz produktami ich rozkładu. Także w ściekach znajdują się zanieczyszczenia surowców substancjami pochodzącymi z gleby, a szczególnie zanieczyszczenie piaskiem. Do ścieków odprowadzane są również wody pochodzące z mycia opakowań, w skład których wchodzą brud oraz stosowane środki dezynfekujące i konserwujące.

8.1. ŚCIEKI POWSTAJĄCE Z MYCIA OPAKOWAŃ.

W rozpatrywanym zakładzie jako opakowania stosuje się słoiki oraz puszki wykorzystywane w produkcji konserw fasolki szparagowej. Proces mycia wszystkich opakowań odbywa się ręcznie z wykorzystaniem środków myjących. Ścieki powstałe z mycia słoików zawierają minimalne zanieczyszczenie, gdyż słoiki dostarczone do zakładu są zapakowane w opakowaniach kartonowych. Mycie ich ma w zasadzie na celu usunięcie przypadkowych zanieczyszczeń mechanicznych i mikrobiologicznych.

8.2. ŚCIEKI POWSTAJACE Z PASTERYZACJI KOMPOTÓW.

Ścieki te charakteryzują się wysokim zanieczyszczeniem wyrażonym w BZT₅ oraz duży zakres wahań zanieczyszczeń organicznych. Zawartość azotu, fosforu i potasu jest mała w tego rodzaju ściekach. Główne zanieczyszczenie tych ścieków to cukry pochodzące z zalewy kompotów. Niewielkie ilości zalewy mogą dostać się na zewnętrzne ścianki słoika w czasie napełniania słoika i potem zostają one spłukiwane w wannie pasteryzacyjnej.

Jednak wysokie stężenie w tego rodzaju ściekach spowodowane jest pękaniem słoików przed i w czasie pasteryzacji. Zanieczyszczenie tych ścieków jest proporcjonalne do strat produktu.

8.3.OSADY POCHODZĄCE ZE SCIEKÓW Z PRZEMYSŁU WARZYWNO - OWOCOWEGO.

Ścieki przemysłu warzywno-owocowego zawierają poważny ładunek zanieczyszczeń w formie nierozpuszczalnej, w postaci zawiesin i osadów. Są to cząstki surowców i półproduktów, zanieczyszczenia mineralne lub organiczne surowców, nierozpuszczalne zanieczyszczenia opakowań.

Mechaniczne oczyszczenie ścieków z zakładów przerabiających owoce i warzywa, a szczególnie warzywa, powoduje redukcję zawiesin w ściekach w granicach 75-80%.

8.4.METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW POWSTAŁYCH W ZAKŁADZIE PRZEMYSŁU WARZYWNO - OWOCOWEGO.

Zastosowaną metodą oczyszczania ścieków w zakładzie przemysłu warzywno- owocowego jest metoda mechaniczna (proces sedymentacji) połączona z procesem filtracji bądź mechaniczno-biologiczna (proces sedymentacji połączony z oczyszczaniem na złożach biologicznych). Zastosowano także procesy chłodzenia w stawach chłodzących.

9. Ocena gospodarki- wodno ściekowej.

Zakład przemysłu owocowo- warzywnego analizowany w projekcie zaopatrywany jest w wodę z dwóch źródeł. Zanieczyszczenie tych wód powoduje konieczność uzdatnienia przed ich użyciem w zakładzie. Wody wodociągowe ze względu na swą mętność poddawane są koagulacji. Woda gruntowa zawierająca siarczany oraz sporadycznie środki ochrony roślin zostaje oczyszczona obecność procesie koagulacji oraz w wymiennikach jonowych. Następnie woda gromadzona jest we wspólnym zbiorniku wody czystej, skąd następnie pobierana jest do celów technologicznych zakładu. Pozwala to na znaczne uproszczenie systemu zaopatrzenia w wodę zakładu.

Jeśli chodzi o gospodarkę ściekową dla poszczególnych rodzajów ścieków wydzielono adekwatne względem ich składu sposoby oczyszczania. Tym sposobem ścieki powstające podczas mycia surowca po wstępnym oczyszczeniu w procesach sedymentacji i filtracji mogą być odprowadzane do odbiornika. Natomiast ścieki powstające podczas mycia opakowań, linii technologicznej oraz pasteryzacji ze względu na zawartość cząstek oraz związków chemicznych muszą być oczyszczane dwustopniowo tj. mechanicznie przez sedymentację i filtrację oraz biologicznie w komorze osadu czynnego, następnie wody te po uprzednim schłodzeniu w stawach chłodzących zostają i odprowadzone do odbiornika.

Zaproponowano dwie możliwości poprowadzenia gospodarki wodno- ściekowej w zakładzie. W systemie przepływowym wszystkie wody są odprowadzane do odbiornika. W systemie mieszanym zastosowano zawrócenie wody z niektórych procesów, do obiegu i jej ponowne wykorzystanie.

10. Podsumowanie

Oceniając ostatecznie gospodarkę wodno- ściekową w zakładzie, można stwierdzić, że bardziej korzystny dla zakładu jest system mieszany. Zmniejsza się bowiem ilość ścieków odprowadzanych zarówno do odbiornika, jak i do kanalizacji. Jednak przede wszystkim widoczne są oszczędności w zużyciu wody. Jednakże ilośc wody dostarczonej do produkcji jest zbyt mała w porównaniu z zapotrzebowaniem. Należy znaleźć alternatywne źródło poboru wody lub zwiększyć ilość wody pobieranej z wodociągów miejskich.

11. Wykaz rysunków i tabel

11.1. SCHEMATY TECHNOLOGICZNE

• produkcja fasolki szparagowej konserwowanej

• produkcja kompotu truskawkowego

11.2. TABELE

• Bilans wody i ścieków w zakładzie- system przepływowy

• Bilans wody i ścieków w zakładzie- system kombinowany

11.3. WYKRESY STRUMIENIOWE

• System przepływowy

• System kombinowany

11.4.WYKAZ URZĄDZEŃ ZASTOSOWANYCH W PRODUKCJI

• Płuczka do owoców miękkich 3PM-86

• Pasteryzator rurowy WPA 8

3

---