Managementul deseurilor in industria alimentara

O parte insemnata a industriei alimentare si a bauturilor nu poate opera fara o calitate corespunzatoare a apei. Fara calitatea necesara a apei este imposibila asigurarea inaltei calitati a alimentelor si bauturilor. Tinind cont de faptul ca apa nu exista in cantitati nelimitate este necesara reducerea cantitatilor de apa consumata. Cit mai mult posibil. Este un aspect important al conservarii resurselor naturale.

Obiectivul acestei sectiuni este de a oferi ghiduri necesare controlului utilizarii apei in fabrici si cum sa micsoreze consumul de apa la un nivel real.

1. Utilizarea variata a apei in industria alimentara si a bauturilor.

In industria alimentara si a bauturilor urmatoarele tipuri de apa sunt evidentiate: ape de proces, ape de racire si alimentari cu apa fiarta (fierbinte).

1.1. Ape de proces

Apele de proces pot fi finite ca ape care vin in contact direct sau indirect cu produsele alimentare sau ape folosite in scop tehnic care intr-un mod sau altul pot afecta calitatea alimentelor.

In industria alimentara sau a bauturilor , apele de proces sint utilizate astfel:

-prepararea directa a produselor sau alt fel de contacte directe cu produsul:

-spalare si dezinfectare

-ape regenerate in echipamente de tratare

-alte scopuri tehnice

a)     Ape care au contact direct cu produsul

Exemplu de aceste ape:

-apa care sunt utilizate continuu in liniile de proces ca pasteurizare , evaporare ,etc.

-ape care antreneaza produsul din echipamentele de procesare la sfirsitul ciclului de productie

-ape de spalare a materiei prime si a produselor

-ape care dizolva ingrediente

-ape utilizate in producerea bauturilor

In principal toate aceste ape utilizate trebuie sa aiba calitatea apei potabile

b)     Ape de spalare si dezinfectie

Multe operatii de spalare , utilizeaza apa in diverse moduri, functie de segmentul de curatenie utilizat. Principalul pas in curatenie este clatirea cu apa , curatirea cu agentii de curatire clatirea post-curatenie ( limpezirea) si dezinfectia.

Apa este necesara si pentru spalarea exterioara a echipamentelor , a peretilor si dusumelelor.

Apa care vine in contact cu elimentele ( post clatire0 trebuie sa aiba calitatea apeo potabile. In cazul in care echipamentele ( partea lor exterioara ) peretii si podelele nu vin in contact direct cu produsele calitatea apei utilizate nu este cea a apei potabile.

In orice caz pentru eliminarea riscurilor , se utilizeaza apa potabila.

c)      Apa de regenerare si pentru tratarea produselor

Adesea sunt utilizate cantitati mari de apa care necesita regenerare - eliminarea fierului , manganului) ape dei nmuiere sau- deniveralizate.

Aceste ape trebuie sa fie de o buna calitate ( bacteriologic), pentru prevenirea contaminarilor. Este de preferat ca ele sa aiba continut scazut in fier , sa fie dedurizate , pentru prevenirea murdaririi si a depunerilor.

d)     Ape pentru scopuri tehnice

Aceste exemple sunt:

-ape de racire pentru pompe

-ape de izolare pentru pompe de vid

-apa incircuit inchis pentru schimbatoare de caldura

-ape pentru aerul conditionat ce asigura contrlul umiditatii

Ape de racire

Ape utilizate pentru eliminarea caldurii din procesele de productie.

In industria alimentara si a bauturilor urmatoarele sisteme de racire sunt aplicabile:

-sisteme de racire fara recircularea apei , fortata

-circuitul inchis al apei de rracire

-turmei de racire

-racire prin contact direct cu apa de racire

In sistemele de racire cu circulatie fortata apa are in general

temperatura scazute ( apa de suprafat, ape subterane) , care este introdusa in echipamentul ce necesita racirea , iar apoi este descarcata. Acest sistem necesita un consum foarte mare de apa. Cu mult mai putina apa necesara , functioneaza celelalte sisteme de racire.

Contactul direct pentru racire in industria alimentara si a bauturilor , cu racirea prin autoclone, turnuri de sterilizare a produselor imbuteliate in sticle , bidoane sau alte tipuri de recipiente . In astfel de cazuri , contactul direct dintre ambalaj si apa se produce . Exista riscul patrun derii acestei ape in ambalaj prin defectiunile acestuia , in acest caz calitatea apei de racire fiind cea de apa potabile. In multe cazuri , apa de racire este dezinfectata pentru garantarea calitatii biologice.

Alimentarea cu apa fiarta

In industria alimentara si a bauturilor , aburul este generat prin fierberea apei, realizindu-se presiunile necesare , mai mari de 30 bari. Pentru generarea puterii cu ajutorul turbinelor cu aburi, presiunile ridicate sint absolut necesare.. O proprietate importanta a apelor supraincalzite de alimentare, este aceea ca ele nu produc depuneri pe boilere si nu corodeaza sistemul de conducte de abur.

Citeodata aburul este utilizat pentru sterilizare tancurilor si a conductelor. Un alt fel de tratament cu abur este cel de injectie. De asemenei se poate utiliza aburul pentru incalzirea produsului sau pentru reglarea continutului de apa al aceastuia sau a materiei prime . Functie de scop , apa fierbinte de alimentare poate fi potabila sau respectind standardul de utilizare pentru consumul uman.

Calitatea apei necesare in industria alimentara si a bauturilor

Necesitatile calitative ale apei se aplica functie de caracteristicile proceselor de fabricatie.

In industria alimentara si a bauturilor necesarul de calitate al apei depinde strict de contractul dintre apa si produs ( pe cit posibil) . calitate chimica si microbiologica sunt foarte importante.

Calitatea necesara pentru apele de proces

Din definitie rezulta ca apele de proces au o calitate mai redusa decit cea a apei potabile. Pentru apele din industria bauturilor nealcoolice si a berii , caracteristicile necesare pot excede calitatea apei potabile.

Calitatea apei potabile este standardizata in Directiva Consiliului UE 98/EC , pentru consumul uman. Directiva acopera si calitatea apei utilizate in industria producerii de alimente.

Standardul de calitate cuprinde caracteristicile organoleptice, fizico-chimice , microbiologice, cancerigene si toxice necesare pentru apa potabila. Parametrii cei mai importanti sint reprezentati de cei microbiologici. Acest lucru duce la verificarea sustinuta a parametrilor microbiologice in puncte considerate critice ( puncte finale de utilizare).

Nu intotdeauna apele de proces trebuie sa respecte standardul de calitate al apelor de baut.

De exemplu calitatea apei pentru transportul si spalarea sfeclei de zahar , a cartofilor , fructelor si legumelor nu necesita calitatea apei potabile. Daca apa vine in contact cu produsele in locurile de preparare aau in fazele unde este necesara calitatea potabila a apei, acesta trebuie asigurata. Reutilizarea si reciclarea apei utilizate este deja o practica uzuala.

Calitatea necesara a apelor de racire

In general , in operatiile de racire , pot fi evidentiata urmatoarele probleme:

-corodarea ( princinuita de oxigen , pH scazut sau ridicat, materiale de constructie de slaba calitate)

-culturi biologice ( mizga, namol, bacterion , alge)

-depuneri ( produse de precipitarea Ca, Mg, sarii)

-murdarire ( cauzata de depuneri organice, noroi, rugina)

Pentru prevenirea acestor probleme , tratarea chimica a acestor ape este necesara:

Este recunoscut faptul ca in sistemele de racire deschise ( turnuri de racire) pe linga evaporarea apei, se produce si pierderi prin pulverizare. In turnurile de racire , cresterea culturilor de bacterii din specia Legionella sunt favorabile . daca exista aceste culturi de bacterii in turnurile de racire, acestea pot contamina alte zone prin apa pulverizata, existind posibilitatea inbolnavirilor cu boala numita

Legionnaire. Prevenirea se poate realiza prin curatiri periodice, dezinfectii prin clorinare.

Apele fierbinti de alimentare , calitatea necesara

Necesarul calitativ al apelor fierbinti depinde de presiunea de fierbere si temperatura . Marind presiunea si temperatura se creste calitatea. Calitatea apei fiarta este conditionata de apele de alimentare inainte de a fi evacuata , apa trebuie din nou controlata calitativ.

Tabelul 4.7. si tabelul 4.8. arata citeva din cerintele prevazute in Ghidul CEOC

Parametru	Unitate	C e r I n t e
Presiunea de lucru	Bar	>0,5-20	>20 -30
Aspectul	Curat fara   suspensii
PH ( la 25 grade)		>9	>9 Lucrare: Floarea - floarea la angiosperme Referat: Plante erbacee din paduri
Duritate totala (CA+2MG)	mmol/l	<0,02	<0,01
Fier	Mg/l	<0,3	<0,1
Cupru		<0,1	<0,1
Oxigen		<0,1	<0,02
Uleiuri		<0,1	<0,02

Tabele 4.7. Necesarul de apa de alimentare a boilerului

Tabelul 4.8. Necesarul de calitate al apei fierte.

Aceasta apa necesita un tratament pentru eliminarea fierului , dedurizare , conditionare chimica.

Sursele de alimentare cu apa

In principal urmatoarele surse sint utilizate in industria alimentara si a bauturilor

Ape din conducte

Alimentarea prin retea se realizeaza prin magistrale si conducte care sunt responsabile in principal de calitatea apei furnizate. Astfel calitatea acestei ape trebuie verificata regulat.

Puturi de apa subterana

Aceasta apa este extrasa din fintini sau puturi. Compozitia apei subterane este in general constanta iar microbiologic , contine nivele scazute de populatii, in special in apele de adincime.

In toate cazurile este necesara o minima tratare a acestor ape, inainte de a fi utilizate. In multe tari este necesara obtinerea unei licente pentru extractia apei subterane.

3)Ape de suprafata

In general aceste ape nu pot fi folosite fara o minima tratare. Cind sint corespunzatoare aceste ape pot fi folosite ca ape de racire. Este necesara obtinerea unei licente pentru utilizarea acestor ape.

4)Apa din precipitatii

Apa din precipitatii poate fi o sursa de alimentare, deprinzind de regiune. Stocarea necesita existenta unui bazin . Dupa tratamentul corespunzator , apa de ploaie poate fi utilizata ca apa de proces sau utilizata cu apa de racire prin sistem deschis.

5) Ape rezultate din materii prime

Citeva materii prime care sint prelucrate in industria alimentara sau a bauturilor , contin procente insemnate de apa , care in mod uzual sint indepartate pe timpul prelucrarilor prin evaporare sau osmoza. Citeva exemple pot fi enumerate cum ar fi laptele , cartofii si sfecla de zahar . Citeva tipuri de ape se pot utiliza fara un tratament specific ( ape de condensare), dupa prima faza de evaporare ), altele insa necesita tratamentul corespunzator.

Sistemul de management al apei

Pentru intretinerea nivelului cerut in consumul apei, un sistem de management al apei este de mare ajutor.

Sistemul de management al apei, poate fi cuprins usor in sistemul de management al mediului . Un sistem de management al (deseurilor) apei in general implica:

1)Alegerea unui sistem de monitoring

Acesta include:

-stabilirea unui centru de inregistrare a consumului apei

-implementarea unui sistem de culegere a datelor

2) Stabilirea tintelor

3) Alegerea sistemului de procesare a datelor si de raportare

4) Intrepatrunderea cu organizatia

metodologii de reducere a consumului de apa

In ordine, pentru realizarea economiei de apa este necesara abordarea unui sistem pas cu pas . De regula trebuie urmati urmatorii pasi:

Pas 1-obtinerea incredintarii managementului

Pas 2-Analiza consumului de apa

Pas 3-Evaluarea necesitatilor calitative ale apei pentru fiecare aplicatie

Pas 4-Evaluarea minimului in consumul de apa pentru fiecare pas din proces

Pas 5- Evaluarea masurilor de reducere a consumului de apa

Pas 6-Evaluarea si studiul de fezabilitate

Pas 7 -Implementarea

Obtinerea incredintarii managementului

Toate programele de management al apei, de succes incep prin incredintarea managementului . Acesta asigura ca toate persoanele din organizatie numesc impreuna intr-o maniera pozitiva pentru a obtine maximul de beneficiu din initiative. Una din cele mai bune cai este de a-I convinge de beneficiile ce pot fi obtinute.

Analiza consumului de apa

O conditie esentiala pentru succesul managementului apei, il constituie cunoasterea foarte buna a aeriei de cuprindere si a fiecarui pas din procesul de consum al apei. Vederea de ansamblu , asigura usurinta urmaririi obtinerilor de

Economisire a apei. Acesta necesita cunoasterea in detaliu a fluxului apei in intreaga fabrica. In dezvoltarea acestui inventar, se pot destinge trei nivele de analiza.

Nivel 1 Analiza totalului de apa intrata si iesita din proces

La acest nivel se specifica cantitatile de apa intrate si iesite la nivelul intregului ansamblu ( fabrica, uzina, organizatie)

Utilizarea si productia apei este contorizata ,incluzind aici apa reciclata sau reutilizata , apa incorporata in produs ( bauturi , conserve de fructe si legume) si apa evaporata.

Exista o distinctie daca intre totalul cantitatilor de apa si apa proaspata utilizata.

Figura 4.10. Vedere generala asupra intrarii/iesirii apei intr-un obiectiv ( uzina, gabrica , etc).

Datele pot fi obtinute cu usurinta din sistemul de masurare a debitelor , facturi , apa uzata evacuata si licente de consum. Este importanta vederea de ansamblu a costurilor de intrare /iesire a apei.

La baza informatiilor centralizate stau datele de nivel specifice cum ar di:

consumul specific de apa ( m3 de apa /to de materie prima sau produs final)

evacuarea specifica a apelor uzate ( m3 de apa /to de materie prima sau produs finit)

coeficientul de cost dintre cantitatile de apa de intrare si cele de iesire.

Costul apei pe unitatea de produs

Utilizind aceste date de nivel specifice si daca este posibil , comparindu-se cu alte date de nivel specifice externe , se pot obtine informatii asupra posibilitatilor de economisire sau a cantitatilor de apa.

Nivelul 2 . Inventarul cantitatilor de apa de intrare si a cantitatilor de apa de iesire ( ape uzate) pe fiecare proces in parte sau activitate.

Functie de tipul obiectivului , se pot face deosebiri intre departamentele , tipuri de proces nr.de nivelele principale din procese. In afara proceselor de productie tratarea apelor de alimentare , tratarea apelor uzate evacuate si pentru curatenia se introdus in inventar.

Cum se obtin datele

Apele din flux ,din principalele proces de productie si pe departamente , sunt contorizate si masurate. Daca nu , este dorit ca acestea sa fie instalate , cel putin la obiectivele principale.

O alternativa este estimarea consumului de apa in diferitele parti ale obiectivului . Aceste ultime metode ofera informatii ( date) de calitate indoielnica.

In baza informatiilor centralizate in aceasta faza este posibila selectarea zenelor tinuta pentru investigarea pe mai departe a posibilitatilor de economisirea apei.

Nivel 3 Inventarul cantitatilor de apa de intrare/iesire ( ape uzate) pentru sectoarele selectate.

In baza datelor obtinute la Nivelul este necesara continuarea analizei de economisire a apei. Acesta necesita o inventariere in detaliu a acelor parti care sunt selectate pentru atingerea scopului urmarit.

Domeniile selectate sint proiectate ( in blocuri logice pentru analiza) ( ex. procese relevante , parti unitati de operare, echipamente , instalatii) Cantitatile de apa de intrare si iesire sint determinate in fiecare bloc logic. Este importanta si caracterizarea functiei apei in partile elementare , cum ar fi apa de transport, apa de spalare , apa ce intra in productie , apa de racire , etc)

In mod frecvent toate datele necesare nu sint disponibile. Completarea datelor lipsa se poate realiza prin masuratori aditionale sau prin calcul de estimare, utilizind date echivalente.

Partea din obiectiv supusa investigatie necesita definirea fizica si recunoasterea prin denumirea exacta.

Este recomandata utilizarea schemelor de flux separate pentru fiecare nivel si proces , iar datele sa fie prezentate intr-o forma unitara. Se pot utiliza programe ( software) pentru prezentarea acestor fluxuri si scheme.

Evaluarea necesarului de calitate a apei

Se poate realiza studiul asupra necesarului de calitate a apei utilizate , in fiecare segment al procesului de productie.

Cele mai importante criterii in general sunt: prezenta materiilor organice ( din materia prima si produs), prezenta substantelor auxiliare in apa , prezenta organismelor microbiologica , pH , duritate , cloruri, continutul in fier si magneziu. Este recomandata ca procesele ce utilizeaza acelasi tip de apa sa fie grupate impreuna iar definirea calitatii apei sa se realizeze pe o scoala cuprinsa intre 5 si 10 unitati. Desigur definirea calitatii necesare , nu trebuie sa afecteze calitatea produselor finite ce se realizeaza. De asemenea st stabileste si calitatea debitelor evacuate din fiecare proces.

Informatiile mai sus mentionate trebuie sa oeferecapabiliteti de judecata asupra posibilitatilor de reutilizarea apei , cu sau fara tratamentul intermediar necesar.

Evaluarea minimului de consum de apa

Estimarea minimului consumului de apa poate fi obtinut din datele de nivel specific externe. Este necesara existenta unei echivalente minime, ca aceste date externe sa reflecte valabilitatea conditiilor de functionare , pentru a putea fi realizata comparatia celor doua procese.

O alta cale este determinarea minimului de apa de consum , functie de valorile de alimentare, ale diferitelor segmente din linia de proces.

Totalizind apa de consum necesara din fiecare segment de productie la nivelul intregului obiectiv se poate obtine consumul teoretic de apa.

Realizind o analiza stricta a consumului de apa , se obtin informatii asupra minimului de apa de consum pentru fiecare segment din procesul de productie.

Identificarea masurilor de reducere a consumului de apa

Pot fi aplicate o societate de masuri pentru identificarea modului de reducere a consumului de apa.

Acestea pot fi :

a)     brainstorming (idei rezultate)

b)     consultanta externa

c)      analiza restrictiilor de consum de apa.

Analiza restrictiilor de consum poate fi un instrument puternic in a identifica posibilitatile de reutilizare a apei, de reciclare si reglare, pentru reutilizarea in cadrul procesului. Analiza de restrictii utilizeaza algorimi pentru identificarea si optimizarea proceselor de reutilizare a apei, regenerarea si tratamentul efluentilor . Acest concept este analog cu cel al recuperarii de caldura.

Fluxul apei si continutul in materii contaminate, se iau in consideratie. Metoda maximizarii reutilizarii unor cantitati de apa , luind in considerare si necesarul calitativ pentru fiecare segment de proces, ofera rezultate asupra micsorarii cantitatilor de apa de alimentare si a evacuarilor in canalizare.

Pentru studiile de restrictiei a apei, consultanta externa este necesara si normala , dar acesta duce la costuri suplimentare.

d)     Tipuri de masuri pentru reducerea consumului de apa

In industria alimentara si a bauturilor exista multe masuri ce pot duce la reducerea consumului de apa.

Aceste masuri se impart in:

-eliminarea utilizarii apei

-buna gospodarire

-optimizarea proceselor

-reciclarea apei

-reutilizarea apei

Exemple de economisiri ale apei

Tabelul 4.9. posibilitati de reducere a consumului de apa

Studii de evaluare so fezabilitate

Obiectivul studiului evaluarii si fezabilitatii este de a stabili si propune economiile de apa si alegerea celor mai bune metode de implementare.

Obtiunile sunt in concordanta cu toate evaluarile tehnice , economice si de mediu. Profunziunea studiului depinde de tipul obtiunilor declarate.

Cea mai rapida si usoara metoda de evaluare a diferitelor obtiuni este de a forma o echipa de proiectanti , avind un conducator si care sa dezbata posibiliele obtiuni una cite una. Acest proces ofera indicii bune asupra fiecarui proces privind fezabilitatea si ce informatii suplimentare sunt necesare pentru o mai buna evaluare.

a)     Evaluarea tehnica

Potentialul impact asupra productiei , a procesului de productie a igieniei si a sigurantei asupra optiunii propuse necesita evaluarea inaintea proiectului complex si de cost. Aditionalul , laboratorul de teste sau statii pilot trebuie implicate in cazul in care obtiunile necesita schimbari majore in proces.

b)     Evaluarea economica

Obiectivul acestui pas este de a evalua costurile efective asupra consumurilor de apa propuse , a economiilor din consum. Cind se realizeaza evaluarea economica, costurile schimbarilor sint calculate din nou pentru a se sti ce economii rezulta.

Viabilitatea economica determina daca o obtiune poate fi sau nu poate fi implementara.

c)      Evaluarea de mediu

Obiectivul evaluarii de mediu este de a determina impactul pozitiv sau negativ ale obtiunii . In multe cazuri avantajele de mediu sint evidente , cum ar fi reducerea consumului de apa. In multe cazuri este necesara evaluarea de exemplu a cresterii consumului de curent electric , fata de avantajele de mediu obtinute din reducerea consumului de apa. Astfel se poate exemplifica schimbarea racirii prin sistemul fortat prin sistemul de racire cu circuit inchis si echipamentul de refrigerare . In acest fel se pot obtine reduceri ale consumului de apa dar va creste considerabil consumul de energie electrica.

Implementarea

Pentru asigurarea implementarii obtiunii selectate, este necesara dezvoltarea unui plan detaliat ce sa cuprinda activitatile de interes , necesarul de echipamente, persoanele responsabile in planificare si executie.

Este foarte importanta implementarea efectiva a masurilor si monitorizarea pe termen lung a efectelor acestora.

Eliminarea utilizarii apei

Oricind este posibila , eliminarea consumului de apa este o optiune de luat in considerare.

Exemple:

-in procesul de prelucrare a fructelor si legumelor prin decojire necesita un consum important de apa. Daca este posibil , se aplica cojirea uscata, prin dispozitive mecanice( cutite)

-utilizarea circuitului inchis de racire in locul racirii prin circulatie fortata , acesta eliminind pierderile de apa in canalizare.

-utilizarea transportului mecanic uscat in locul transpotoarelor ce utilizeaza apa.

Gospodarirea judicioasa

Gospodarirea judicioasa implica metode avind costuri reduse , care in principal reprezinta imbuntatirea practicilor in munca si intretinerea corespunzatoare

Exemple:

-instalarea de aparate de masura pentru inregistrarea consumului

-innstalarea de restrictori sau sisteme de temporizare automate de control al debitelor , pentru intreruperea alimentarii cu apa in cazul opririlor liniilor de procesare.

-instalarea dozatoarelor pentru reducerea ratei debitului

-utilizarea pulverizatoarelor in locul diuzelor normale de imprestiere a apei, in cazul spalarilor.

-umezirea dusumelelor inaintea spalarilor finale

-oprirea imediata a tuturor pierderilor de apa si raportarea acestor pierderi.

-instalarea dispozitivelor de inregistrare a nivelului in recipienti si tancuri de stocare.

-instalarea regulatorilor pe sisteme de respalare pentru echipamente de tratarea apelor ( filtru la dispozitivele de dedurizare).

-introducerea unui sistem ( program) de vizualizarea a modului de manipulare a apei si a apei uzate in obiectiv.

-optimizarea consumului de apa prin monitorizarea presiunii apei in conditiile pulverizarii apei.

Optimizarea procesului

Aceasta inseamnaimbunatatirea procesului deja existent pentru reducerea consumului de apa . Acestea au un cost scazut sau mediu.

Exemple:

-utilizarea presiunii ridicate in cazul apelor de spalare a dusumeleleor si partii exterioare a echipamentelor.

-utilizarea surselor alternative de apa ( apa dde ploaie sau din cursuri naturale pentru alimentarea condensoarelor

-imbunatatirea practicilor in sistemele CIP ( curatenia la locul de desfasurare a activitatii).