Экология в производстве продуктов консервирования молока, молочного сырья

Концентрация органических веществ в сточных водах в основном обусловлена потерями сырья и молочной продукции в технологическом процессе. После мойки оборудования и помещения они содержат значительное количество органических загрязнителей и относятся к производственным загрязненным сточным водам, которые должны подвергаться очистке. При сбросе 1 м³ неочищенной сточной воды загрязняется 40—60 м³ природной воды.

Характеристика сточных вод приведена в табл. 14.1.

Таблица 14.1

Характеристика сточных вод молочно-консервных комбинатов.

Уровень потерь сырья со сточными водами при выполнении некоторых процессов и операций молочной промышленности (по данным ВНИКМИ) приведен ниже (табл. 14.2).

Для защиты водоемов от загрязнения сточными водами промышленных предприятий проводят целый комплекс мероприятий. Ополоски, получаемые после мойки технологического оборудования на молочных предприятиях (первые смывные воды), представляют собой один из видов отходов, которые в настоящее время или практически не утилизируются, или, в отдельных случаях, ограниченно используются. По данным ВНИКМИ, ополоски представляют собой водно-молочную смесь, содержащую от 1 до 4% сухих веществ, в том числе до 1% жира и белка. Рекомендуется собирать ополоски со следующего оборудования и емкостей, используемых в производстве продуктов концентрирования молока: автомобильные и железнодорожные цистерны, емкости для хранения молока и молочных продуктов, трубопроводы цельного и обезжиренного молока, пастеризаторы и охладители, оборудование цехов сгущения, сушки.

Таблица 14.2

Потери сырья со сточными водами молочно-консервных комбинатов.

Сбор и утилизация ополосков экономически целесообразны с точки зрения возможности получения дополнительного количества продуктов кормового или пищевого назначения. Важнейший результат — предотвращение сброса остатков молока и молочных продуктов в сточные воды, что позволяет значительно снизить расходы на их очистку.

На некоторых предприятиях за рубежом сгущают ополоски в вакуумвыпарных аппаратах (до 50% сухих веществ) и направляют на кормовые цели. В ряде случаев сгущенный продукт предварительно сушат в распылительных сушилках.

В сточные воды предприятий молочной промышленности попадают такие ценные компоненты, как молочные белки и жир. Решение вопросов очистки вод и извлечения белково-жирового комплекса имеет большое народнохозяйственное и экономическое значение. Извлеченные компоненты после соответствующей обработки можно использовать в качестве ценных добавок в корма, а также при производстве технических продуктов (мыло, технические смазочные материалы и др.).

Разработаны схемы сбора и обработки сточных вод для действующих и строящихся предприятий молочно-консервной промышленности. В схемах предусматривается сбор первых ополосков после промывки трубопроводов, теплообменников, включая различные потери молока и молочного сырья, с помощью различных сборников, лотков и направление их в отдельную емкость. Затем ополоски обрабатывают коагуляцией в предварительном коагуляторе при pH 4,5 и температуре около 323 К и центрифугируют. Выделенные жир и белки могут быть использованы в мыловаренной промышленности, для производства олифовых красок и технических смазочных материалов. Полученный фугат направляют к сточным водам.

Осадок, полученный после первичной обработки сточных вод, применяют в качестве биологически ценных добавок к кормам.

Определенное количество воды и моющих средств (каустическая сода, азотная кислота) теряется с отработанными моющими растворами при санитарной обработке вакуум-выпарных аппаратов. Практический интерес представляет повторное использование этих растворов для мойки оборудования. На некоторых молочно-консервных комбинатах в целях экономии моющих средств рабочие растворы используют 2—3 раза, но с точки зрения санитарии и гигиены это считается недопустимым, так как они сильно загрязнены белковыми и жировыми веществами и могут явиться причиной вторичного бактериального обсеменения молочного оборудования. Очистка малозагрязненных моющих растворов методом отстоя малоэффективна и неприемлема, оттого что процесс проходит очень медленно и не во всех случаях достигается необходимый эффект очистки, так как степень загрязнения моющих растворов непостоянна. Эффективен центробежный метод очистки, позволяющий интенсифицировать процесс удаления загрязнения из моющего раствора. Для экономии моющих средств целесообразно в системе мойки предусмотреть узел центробежной очистки отработанных моющих растворов с возможностью их повторного использования.

Предприятия молочной промышленности являются источниками различных выбросов в атмосферу, которые можно подразделить следующим образом:

• • выбросы, образующиеся при производстве энергии и в результате использования средств с двигателями внутреннего сгорания;
• • выбросы, сопутствующие основным технологическим процессам;
• • выбросы вспомогательных цехов и производств.

Основными источниками загрязнений воздушного бассейна в молочной промышленности являются: производство сухого молока и молочных продуктов (сушилки, огневые калориферы), жестянобаночные цеха (лужение, лакировка, травление, пайка), мойка тары и оборудования и др.

Характеристика источников образования веществ, загрязняющих атмосферу в молочной промышленности, приведена в табл. 14.3.

Некоторые рекомендации по методам очистки вентиляционных выбросов и технологических газов для предприятий молочной промышленности приведены в табл. 14.4.

В настоящее время для очистки отработанного в распылительных сушилках воздуха применяются в основном циклоны. Однако эффективность очистки в них не достигает 100% и в выбрасываемом воздухе остается некоторое количество продукта (табл. 14.5).

Таблица 14.3

Характеристика источников загрязнения атмосферы на молочно-консервных комбинатах.

Количество веществ, выбрасываемых в атмосферу и загрязняющих ее, можно сократить за счет применения различного вида газои пылеулавливающих систем (циклонов, пылеосадительных камер, рукавных фильтров, абсорберов).

При сушке обезжиренного молока на сушилках производительностью 1000 кг испаренной влаги в час потери продукта с воздухом могут достичь 23 кг-ч" ¹ и отработанный воздух содержит от 170 до 40 мг продукта в 1 м³, а для сыворотки эта величина может быть равна 800 мг-м^-3, общие потери продукта достигают 30—50 т в год. При существующем объеме производства сухих молочных продуктов в нашей стране подобные потери могут составлять 3000—5000 т в год.

Таблица 14.4

Методы и аппараты очистки вентиляционных выбросов на молочно-консервных комбинатах.

Перспективно использование установки Я9-ОМП, представляющей собой мокрый скруббер. Принцип действия установки заключается в следующем. Воздух из циклонов поступает в скруббер, где смешивается с молоком, распыляемым под давлением 0,3—0,4 МПа через 12 механических форсунок. Перемешиваясь с воздухом, капли молока захватывают частицы молочного порошка и под действием центробежной силы отбрасываются на стенки, по которым стекают в нижнюю часть скруббера, откуда центробежным насосом через пеноотделитель подаются на дальнейшую переработку в вакуум-выпарной аппарат.

Скруббер позволяет рекуперировать теплоту отходящего воздуха — его температура снижается с 75 до 50—56 °С. Достигается почти полная (до 98%) очистка отработанного воздуха.

Молочная промышленность является также крупнейшим потребителем воды. Нормы расхода воды на переработку 1 т молока в зависимости от типа и мощности предприятия приведены в табл. 14.6.

Таким образом, на каждую тонну переработанного сырья в молочной промышленности расходуется в среднем 5 м³ воды питьевой. Техническая вода, как правило, на предприятиях молочной промышленности не используется. Ее допускается использовать в системе оборотного водоснабжения на наружную мойку машин, полив территории. Эти расходы могут составить до 15% от расхода свежей воды.

С целью уменьшения расхода свежей воды на всех предприятиях молочной промышленности рекомендована прямоточная система водоснабжения с повторным использованием воды и оборотная система. Расход оборотной и последовательно использованной воды составляет в среднем 20—25 м³ на каждую тонну перерабатываемого сырья, что составляет более 80% водопотребления. Все выпускаемые в водоемы сточные воды предприятий молочной промышленности подлежат предварительной очистке от загрязнения.

Параметры отработанного воздуха при сушке молочных продуктов.

Таблица 14.5

Расход воды на молочно-консервных предприятиях.

Для уменьшения расхода воды рекомендуется:

• • вести строгий учет водопотребления и водоотведения по предприятию в целом и по отдельным участкам и цехам (компрессорная, котельная и др.);
• • провести разъяснительную работу с сотрудниками предприятий по снижению расходов воды;
• • использовать «Рекомендации по применению оборотных и последовательно-повторных схем водоснабжения для предприятий молочной промышленности», разработанные Гипромолпромом;
• • внедрить новые технологические процессы и виды оборудования, сокращающие или исключающие потребление воды;
• • шире практиковать «сухую» уборку помещений.

Перспективным направлением экономии воды и снижения количества сточных вод является повторное водоснабжение.

Основным источником условно чистой воды, пригодной для повторного использования, является вода, выходящая из секций охлаждения исправных пластинчатых теплообменных установок. Эту воду разрешено использовать повторно после подогрева не ниже 80 °C для мойки оборудования, емкостей, ванн, молочных цистерн и фляг, уборки производственных помещений, стирки производственной одежды. Многие предприятия воду от пластинчатых теплообменных установок и двухстенных емкостей собирают в специальные емкости и используют для нужд котельной, полива территории, пополнения системы оборотного водоснабжения, компрессорной и вакуум-выпарных аппаратов, наружной мойки автомашин.

Значительные объемы условно чистой воды, пригодной для повторного использования, получаются при сборе конденсата вторичных паров молока. В системах повторного использования воды обычно рекомендуется воду использовать по интегральной схеме, т. е. от аппарата с высокими требованиями к ее качеству к аппарату с более низкими требованиями.

При повторном использовании воды большое значение приобретает контроль ее качества.

Установлено, что экономическая эффективность оборотных систем повторного и оборотного использования воды зависит от себестоимости (тарифа) свежей воды, типов градирен, качества свежей воды, необходимости ее доочистки и др. Однако, как правило, эксплуатируемые системы оборотного и повторного использования воды всегда являются рентабельными и окупаются в течение 1—4 лет.

Отмечается прямая зависимость качества молока от состояния окружающей среды, но нельзя пренебрегать влиянием на нее и молочной промышленности. Одна из задач отрасли заключается в том, чтобы свести вредные воздействия на природу до минимума.