Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 51 )

- производство корма для животных из мякоти сахарной свеклы, томатного жмыха и мякоти цитрусовых, без обработки или после обработки (физическая, химическая, микробная, хранение в силосе, производство микробной биомассы). Такое применение ограничивается несколькими факторами, включая доставку, гниение при хранении и транспортировке и наличие таких нежелательных компонентов как щелочные металлы или соль. Содержание воды оказывает основное влияние на транспортные расходы и в некоторой степени на скорость гниения. Гниение уменьшает срок годности, ценность твердых отходов и использование их в качестве корма для животных;

- косточки персиков и оливок, рисовые отруби и солома могут быть сожжены или переработаны для производства биогаза или этилового спирта. Сожжение является одним из способов утилизации твердых отходов с относительно низким (менее 10%) содержанием воды. Также могут быть применены каталитическая газификация или пиролиз;

- компостирование и захоронение органических отходов ограничено из-за запаха и возможного загрязнения почвы выщелачивающимися органическими веществами и солями.

В рамках видов переработки в плодоовощном секторе очистка от кожуры является одним из самых основных процессов, после которого образуется много твердых отходов и сточных вод.

Очистка паром в основном применяется для больших объемов картофеля, моркови и других клубнеплодов. Предварительная обработка включает промывание и удаление грязи и камней. Эти твердые отходы не имеют ценности для биологического преобразования. Отходы, получаемые после очистки, содержат твердые вещества, в основном кожуру, которая удаляется путем оседания в водной фазе, далее высушивается и может быть компостирована. Эти отходы могут быть обработаны далее с целью извлечения минеральных веществ, волокна и фенольных смол. Водная фаза применяется для обработки сточных вод и сточных вод из других процессов. Их степень загрязнения, перед сбросом на коммунальные очистные сооружения сточных вод (КОССВ), выраженная в ХПК, составляет 4000 мг/л. Из этих сточных вод могут быть извлечены витамины, крахмал, волокно и сок тканей.

Механическая очистка от кожуры применяется для небольших объемов картофеля, моркови, яблок, груш и т. д. или в том случае, когда овощи используют для общественного питания или кухней учреждений. Очистку от кожуры в основном осуществляют вне основного процесса. Существует ряд предприятий по очистке с различными мощностями и оборудованием. Типовые процессы в основном такие же, как и при очистке паром. Переработка начинается с удаления грязи и камней, аналогично процессу очистки паром.

Операция очистки от кожуры состоит из трех последовательных стадий: механическая предварительная очистка с использованием, например, карбида; ножевая очистка и затем промывание. Сточные воды образуются на всех трех стадиях. После оседания водная фаза поступает на очистку. Ее степень загрязнения, выраженная в ХПК, составляет 5000 мг/л. Отделяемую твердую фазу обычно компостируют. Могут быть извлечены витамины, крахмал, волокно и минеральные вещества.

В результате ножевой очистки получается аналогичное количество отходов, как и при очистке паром. Использование отходов может быть аналогичным, в качестве корма для животных или для извлечения их компонентов. Примерно 60% общего количества органических твердых отходов приходится на предварительную очистку, с применением абразивной очистки и далее ножевой очистки. После нарезки дефектные куски, которые, например, слишком темные или маленькие, отделяются и используются в качестве корма для животных. Но из этих побочных продуктов, особенно при переработке моркови, могут быть извлечены полезные вещества, такие как витамин С, волокно, фенольные соединения и каротиноиды. Следующей стадией является споласкивание. При переработке картофеля обычно эта стадия сочетается с добавлением ингибиторов потемнения перед транспортировкой картофеля на основное технологическое оборудование.

На рисунках 6.50 и 6.51 приведены данные сравнения объема отходов после очистки паром и комбинации абразивной и ножевой очистки.

6.3.3.4 Энергия

Процессы, включающие тепловую обработку, остужение, сушку, выпаривание, стерилизацию, пастеризацию и бланшировку, потребляют много энергии.

Почти каждая стадия переработки потребляет энергию. Для производства пара могут быть использованы газовые бойлеры. Сектор замораживания овощей потребляет много энергии и природного газа. Замораживание при низкой температуре представляет собой процесс, который больше остальных процессов потребляет энергии. При глубоком замораживании необходимо остужение на очень низкой температуре, т. е. от минус 30 °С до минус 40°С. В течение этого процесса энергия потребляется на уровне 80-280 кВт-че/т замороженных овощей. Другие процессы, например, промывание, потребляют меньше энергии, максимум 28 кВт-че/т замороженных овощей.

Глубокое замораживание моркови потребляет ± 8 кВт-че/т, овсяного корня ± 20 кВт-че/т. Требуется много энергии для сортировки. Промывание шпината для глубокого замораживания потребляет ± 4 кВт-че/т и является электроемким. Механическая обработка замороженных бобовых и овсяного корня потребляет ± 6 кВт-че/т и ± 9 кВт-че/т соответственно, т. е. намного больше электричества по сравнению с другими овощами.

Электропотребление ленточного бланширователя с воздушным охлаждением, который потребляет от 7 до 30 кВт-че/т замороженной продукции, намного выше, чем у ленточного бланширователя с водяным охлаждением, который потребляет от 2 до 9 кВт-че/т замороженной продукции, или у барабанного бланширователя с потреблением электроэнергии от 1 до 2,6 кВт-че/т замороженной продукции. Шпинат потребляет больше энергии в промежуточных процессах, таких как упаковка и разделение на части.

Пар используют для очистки от кожуры и бланшировки. Очистка паром потребляет примерно в пять раз больше пара, чем при каустической очистке. Бланшировка на ленточном бланширователе с водяным охлаждением потребляет примерно наполовину меньше энергии, чем бланшировка с воздушным охлаждением или бланшировка на барабанном бланширователе с противоточным водяным охлаждением. Хранение продукции потребляет примерно 20-65 кВт-че/м3 складского помещения в год.

6.3.3.5 Данные о некоторых видах фруктовой и овощной продукции

6.3.3.5.1 Свежая упаковка

Свежая упаковка фруктов и овощей требует минимум обработки. Вода в основном необходима для промывания, гидроподачи и очистки производственной линии. Перерабатывающее оборудование часто находится вблизи от зон выращивания, делая возможным использование сточной воды для орошения. Некоторые виды овощей в свежей упаковке требуют очистки от кожуры.

6.3.3.5.2 Консервированные фрукты и овощи

Фрукты и овощи, подлежащие консервированию, подвергаются дополнительной переработке. Наиболее широко применяемые виды переработки описаны далее.

Многие овощи и фрукты требуют очистки от кожуры, которая может быть основной причиной загрязнения сточных вод по БПК и ОСВТЧ и составлять значительную часть общего объема сточных вод. После очистки от кожуры обычно выполняют промывание.

Очистка конвекционным паром требует большие объемы воды и образование сточных вод с высоким содержанием остатков продукции. На оборудовании по переработке картофеля очистка может быть причиной 80% общей БПК. При переработке фруктов сточные воды после очистки составляют 10% всех сточных вод и 60% БПК. Вода для охлаждения при очистке паром увеличивает потребление воды.

Каустическая очистка является причиной повышенной растворимости сырья и впоследствии более высокой ХПК, БПК и нагрузки ВТЧ по сравнению с механической очисткой, сочетающей в себе ножевую и абразивную очистку. Кроме того, использование каустических средств при очистке может привести к изменениям рН сточных вод. Сухая каустическая очистка потребляет меньше каустических средств по сравнению с влажными методами и может в значительной степени снизить объем и концентрацию сточных вод после проведения этой операции, а также позволяет сбор кожуры в качестве пульпы.

Бланшировка используется для большинства овощей, предназначенных для консервирования, шоковой заморозки или сушки. Обычно этот процесс осуществляется с использованием горячей воды или пара. Если продукцию необходимо заморозить, после бланшировки выполняют охлаждение водой или воздухом. Бланшировка паром и водой образовывает много сточной воды с высокой БПК; в некоторых случаях более половины всей нагрузки БПК. Объем образование сточных вод меньше при бланшировке паром по сравнению с бланшировкой водой. Объем сточных вод после бланшировки паром может быть снижен посредством рециркуляции пара, эффективных паровых уплотнений и устройства оборудования, снижающего потребление пара. Сточные воды не образуются при микроволновой бланшировке. Этот метод широко применяется в Европе и Японии.

Для фруктов и овощей, которые могут быть подвергнуты микробиологической стерилизации при температурах не выше 100°С, проводят стерилизацию, которая в данном случае называется пастеризацией. Пастеризацию осуществляют на оборудовании с использованием горячей воды или пара при атмосферном давлении. Самый широко применяемый процесс при низкой температуре – открытая ванна. Это ванны с металлическими цилиндрическими или параллельными трубами, содержащие нагретую паром воду с выпускным отверстием на дне. Эти ванны в основном не снабжены автоматическими термостатами. Температура рабочего процесса является температурой кипения при атмосферном давлении и постоянным потоком пара. Упаковки, подлежащие стерилизации, загружают в большие корзины; корзины при помощи шкивов погружают в ванны и обрабатывают кипящей водой в течение требуемого периода времени. Остужение не происходит непосредственно в ванне после стерилизации, поэтому ванна готова для принятия следующей партии фруктов или овощей. Остужение происходит в другой ванне, содержащей холодную воду.

Для продукции, упакованной в стеклянные контейнеры, используют линейные туннельные аппараты, включая стадии дозировки, предварительной тепловой обработки, тепловой обработки, предварительного остужения, остужения и сушки. Тепловая обработка происходит при помощи насыщенного сухого пара или горячей воды, поступающей на упаковки сверху из ряда форсунок, или при помощи движения воды под давлением из перфорированного потолка. Далее вода восстанавливается в циркулирующих ваннах, оборудованных непосредственной или косвенной тепловой обработкой паром. Остужение также осуществляют путем обрызгивания водой. Воду для предварительного остужения частично рециркулируют, таким образом, поддерживая ее температуру примерно 60°С. Стадия сушки является неотъемлемой частью для предотвращения отметин на крышке контейнера и более того позволяет нанести маркировку и поместить продукцию во вторичную упаковку. Этот процесс осуществляется при помощи вентиляторов с горячим или холодным воздухом. Для стерилизации продукции с низкой кислотностью, для которой необходима температура выше 100°С, используют различные методы тепловой обработки. Но самым распространенным методом является использование автоклавов. Все высокотемпературные стерилизаторы работают при давлении, которое выше атмосферного.