Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 18 )

5.5.10.2 Производство и потребление электроэнергии

5.5.10.2.1 Назначение

В производстве ППНМ практически на каждом этапе технологической обработки необходима электрическая и/или тепловая энергия. Электричество требуется для освещения, для технического управления установками, для обогрева, охлаждения и приведения в действие оборудования. Как правило, оно производится и поставляется коммунальными организациями. Если пар и электричество производится на предприятии, экономическая эффективность производства может быть значительно выше.

5.5.10.2.2 Область применения

Требуется для всех технологических процессов.

5.5.10.2.3 Описание технологий, методов и оборудования

Тепловая энергия требуется для линий тепловой обработки и для обогрева помещений. Тепло, получаемое при сжигании ископаемого топлива, поставляется потребителям с помощью теплоносителей, которыми в зависимости от конкретных условий является пар, горячая вода, воздух или масло. Термические кпд генераторов тепла в значительной степени зависят от используемого типа топлива. Коэффициенты полезного действия, рассчитываемые на основе меньшей теплотворной способности, составляют от 75 % до 90 %. Некоторые продукты нагреваются прямым огневым нагревом т. е. топочными газами. В таком случае в качестве топлива допускается использовать природный газ или сверхлегкое жидкое топливо.

Собственные системы комбинированного генерирования тепла и электроэнергии являются полноценной альтернативой для технологических процессов производства ППНМ, для которых сбалансированы тепловые и электрические нагрузки. В отраслях ППНМ применяются следующие типы комбинированного генерирования тепловой и электрической энергии: паровые котлы высокого давления/ паровая турбина, газовые турбины или газовые двигатели или дизельные генераторы с извлечением отходного тепла для получения пара или горячей воды. Общий коэффициент использования топлива систем комбинированного генерирования тепла и электроэнергии превышает 70 %, но, как правило, составляет 85 %. Эффективность использования энергии может достигать 90 % или 95 %, когда отходящие топочные газы, используются для сушки продуктов. Эффективность преобразования топлива значительно превышает эффективность любых конструкций промышленных электростанций, даже последнего поколения с газовыми турбинами комбинированных циклов, которые могут достигать эффективности преобразования 55 %. Иногда избыточная электроэнергия продается другим пользователям.

Природный газ и жидкое топливо являются наиболее подходящими видами топлива. Однако некоторые установки по-прежнему используют твердое топливо, например, уголь или производственные отходы. Утилизация производственных отходов может быть удобным и экономически выгодным источником энергии, кроме того, способствует снижению расходов на ликвидацию отходов за пределами производства.

5.5.10.3 Использование воды

5.5.10.3.1 Назначение

Большая часть отраслей ППНМ не функционирует без большого количества воды определенного качества. При этом важным является рациональное использование и охрана водных ресурсов.

Требуемое качество воды определяется из цели ее использования. В отраслях ППНМ требования к качеству воды зависят от того, возможен или нет контакт между водой и пищевым продуктом. Вода, которая контактирует со свежеотжатым суслом, за некоторыми исключениями, как минимум должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде. При этом должны учитываться как химические, так и микробиологические показатели качества питьевой воды. Целесообразно проводить регулярную проверку микробиологических параметров воды в критических точках, то есть в пунктах применения. Обычно сюда входят критические контрольные точки анализа безопасности (HACCP). Стандарты качества для питьевой воды установлены в Директиве совета 98/83/EC [66].

Технология водоподготовки, необходимая для получения воды нужного качества, зависит во многом от источника водоснабжения и результатов ее анализа. Это не является общим правилом. Технология минимальной очистки включает в себя фильтрацию, дезинфекцию и хранение воды, но в зависимости от требований к воде может охватывать также обезжелезивание, десиликацию или фильтрацию через активированный уголь или другой фильтрующий материал. Подготовленная питьевая вода перекачивается из резервуара – хранилища и распределяется по сети трубопроводов потребителям.

При использовании воды в некоторых процессах переработки пищевых продуктов требуется ее дополнительная водоподготовка, такая как умягчение, снижение щелочности, обессоливание или хлорирование. Наиболее распространенными методами, используемыми для этих целей, являются ионообменные процессы или мембранная фильтрация.

Сокращение объемов образующихся производственных сточных вод, а также снижения в них количества загрязняющих веществ можно осуществлять с помощью внутрипроцессных технологий, таких как устранение или снижение концентрации некоторых загрязняющих веществ, например, вредных веществ; очистка и повторное использование воды или технологии «на конце трубы», то есть очистка сточных вод на локальных очистных сооружениях или комбинации таких технологий.

В отраслях ППНМ используются следующие источники воды: коммунальный (или иной) водопровод, подземный водозабор (скважины), поверхностный водозабор, атмосферные осадки, вода, получаемая из сырья и технологической воды.

За качество и контроль воды, получаемой из сетей коммунального (и/или иного) водопровода, как правило на договорной основе ответственность обычно несет поставщик.

Состав подземных вод в основном достаточно стабилен и количество микроорганизмов обычно низкое, в особенности в глубоких скважинах. Чаще всего необходима минимальная подготовка перед тем, как подземные воды можно будет использовать в качестве технологической воды или воды для охлаждения. В большинстве стран для добычи подземных вод необходима лицензия (разрешение). Контроль за качеством добытой воды осуществляет водопользователь. Иногда органы государственного управления требуют уведомления о результатах регулярных анализов качества воды.

Поверхностные воды нельзя использовать в качестве технологической воды без предварительной водоподготовки. Если в распоряжении имеются поверхностные воды, они часто применяются в качестве воды для охлаждения. На такое использование может также требоваться лицензия (разрешение).

В зависимости от региона источником воды могут быть атмосферные осадки. Для этого требуется искусственный водоем для хранения. После соответствующей очистки и контроля воду можно применять в качестве технологической воды в открытых системах охлаждения.

Некоторые виды сырья, которые перерабатываются в отраслях ППНМ, содержат большое количество воды в жидкой фазе, которую можно отделять от сухого остатка и использовать на технологические нужды. Такое отделение можно выполнять, например, с помощью отжима, центрифугирования, выпаривания или с использованием мембранных технологий. Примером такого сырья является фруктовый сок, картофельный сок, сок сахарной свеклы, молоко и молочная сыворотка. Безусловно, извлечение воды из этого сырья целесообразно, если эти продукты подвергаются в ходе переработки концентрированию. Иногда они могут применяться без дополнительной очистки, например, конденсат первых этапов выпарных аппаратов в качестве питательной воды для бойлеров, но в остальных случаях требуется соответствующая дополнительная очистка.

Можно использовать технологические воды, например, воду камеры охлаждения, гидравлического уплотнения насоса, извлекаемый конденсат, вода на завершающем этапе ополаскивания при мойке оборудования.

5.5.10.3.2 Область применения

Вода используется в отраслях ППНМ в следующих целях:

- переработка пищевых продуктов, когда вода либо контактирует с продуктом, либо добавляется в продукт;

- санитарная обработка технологического оборудования и помещений;

- мойка сырья;

- вода, которая не контактирует с продуктом, например, в бойлерах, охлаждающие цепи, замораживание, охладители, кондиционирование и нагревание воздуха;

- пожаротушения.

В основном, вода в отраслях ППНМ может использоваться в качестве технологической воды, воды для охлаждения или питательной воды для бойлеров (см. 7.2.9.3.3 - 7.2.9.3.5).

5.5.10.3.3 Технологическая вода

В отраслях ППНМ вода применяется для непосредственного изготовления продуктов или других жидкостей, которые напрямую контактируют с продуктами, регенерации систем водоподготовки, санитарной обработки и дезинфекции и иных технических целей. Вода, которая контактирует со свежеотжатым суслом, за некоторыми исключениями, как минимум должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Для производства безалкогольных напитков и пива часто требуются особые параметры качества, которые часто выше параметров качества питьевой воды. При переработке фруктов и овощей распространенной практикой является повторное использование воды, после предварительной очистки фильтрацией, во время типовых операций перед бланшированием.

Примерами технологической воды, которая используется для непосредственного приготовления продуктов или других элементов, напрямую контактирующих с продуктами, являются:

- запуск линий непрерывной переработки, например, для пастеризации и выпаривания;

- вымывание продукта из технологического оборудования в конце производственного цикла;

- промывание сырьевых материалов и продуктов;

- влажная транспортировка, например, в открытом водоводе;

- растворение ингредиентов;

- производство напитков.

В целях обработки и дезинфекции может использоваться вода различного качества. К основным этапам этих процессов относится предварительное ополаскивание водой, обработки моющими средствами, последующее ополаскивание водой и дезинфекция. Вода требуется также для мойки внешней части оборудования, стен и пола. В этом случае контакт с пищевыми продуктами, скорее всего, невозможен, так что качество питьевой воды не требуется. Однако, на данных операциях часто применяется питьевая вода, во избежание риска.

Большое количество технологической воды требуется для регенерации оборудования систем водоподготовки, для устранения железа и/или марганца и для умягчения и обессоливания продуктов. Эта вода должна иметь хорошее качество, для предотвращения биологического загрязнения фильтрующего материала и необходимости очистки воды после этого. Кроме того, предпочтительнее, если вода имеет низкое содержание железа и низкую жесткость, во избежание быстрого засорения и образования накипи в оборудовании.