Способы экологизации производства Чебаркульского молочного завода

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время особую актуальность приобретают проблемы образования отходов молочной промышленности.  Стоит обратить внимание на то, что молочная отрасль относится к наиболее водоемким и характеризуется образованием большого объема сточных вод. Практически все предприятия данной отрасли сбрасывают сточные воды в городскую сеть водоотведения с последующей очисткой их на городских очистных сооружениях. Сточные воды молочных заводов быстро закисают, при этом выделяя неприятно пахнущие соединения. Загрязняющие вещества в них отрицательно воздействует на окружающую среду и на здоровье человека.

Цель работы – предложить способы экологизации производства Чебаркульского молочного завода.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи.

1. Дать харатеристику производства;

2. Описать технологическую схему производства;

3. Определить образующиеся в процессе производства выбросы, стоки, отходы;

4. Охарактеризовать системы очистки, утилизации на данном предприятии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА

Молочная промышленность – отрасль пищевой промышленности, объединяющая предприятия по выработке из молока различных молочных продуктов, таких как животное масло, цельномолочная продукция сухое молоко, сыр, молочные консервы, брынза, мороженное, казеин и так далее.

На Чебаркульском молочном заводе существуют молокоприемные пункты, сепараторные отделения, маслозаводы, сыродельные предприятия, заводы сухого и сгущенного молока.

Современные технологии производства молока и молочной продукции базируются на результате многолетних трудов советских и российских ученых: Г. С. Инихов, И. И. Мечников, Г. А. Кук, Г. В. Твердохлеб и многие другие.

Продукты объединяют в группы по молочным признакам или по специализации молочного предприятия. Существуют группы:

• цельномолочные продукты;
• натуральные и переработанные сыры;
• масло и масляные пасты;
• молочные консервы;
• мороженное;
• детское и лечебное питание;
• продукты кормового назначения;
• продукты технического назначения.

Технологический процесс производства молочной продукции включает несколько этапов.

Транспортировка сырьевого молока на предприятие переработки осуществляется специальным автотранспортом с наличием цистерн, заполненных молоком. Сырье доставляют на приемный пункт, где тщательно проверяется качество сырья и тары, в которой они перевозились. Приемные отделения оборудованы специальными платформами – оборудованием для дезинфекции и мойки автотранспорта, молцистерн, контейнеров, фляг и других емкостей. Санитарная обработка автомобильных молцистерн заключается в удалении остатков молоко путем ополаскивания водой, мойки различными моющими средствами и смыве остатков моющих растворов. Затем цистерны обрабатывают дезинфицирующими средствами и стерилизуют острым паром.

Сепарирование – механическая обработка молока с целью его разделения на легкую и тяжелую фракции. Действуют сепараторы на основе принципа центробежной силы. Сепараторы делятся на несколько типов по технологическому назначению: сепараторы для выделения легкой фракции, сепараторы для выделения тяжелой фракции, сепараторы-нормализаторы, универсальные, специального назначения. Осадок после остановки аппарата выгружают и моют.

Нормализация – регулирование состава сырья по нескольким или одному компоненту сырья для получения молочных продуктов стандартного состава.

Гомогенизация – процесс при котором под действием перепадов давления жировые шарики молока диспергируются. Для этой цели применяются гомогенизаторы, обычно клапанного типа.

Эмульгирование – процесс механической обработки для получения однородной смеси из растительного и животного жира с обезжиренным, либо цельным молоком. Эмульгирование осуществляется с помощью эмульсоров.

Фильтрация производится обычным способом или мембранным для удаления взвешенных частиц микро- и наноразмеров.

Важным этапом производства является термическая обработка молока.

Охлаждение применяют на всей технологической последовательности производства с целью предотвращения развития микроорганизмов в сырье, полуфабрикатах и в готовой продукции. Для охлаждения используют пластинчатый теплообменник, где молоко охлаждается последовательно в двух секциях, сначала водой, затем рассолом или ледяной водой. Так же в теплообменниках проходит процессы термизации и пастеризации. При пастеризации в пластинчатом охладителе-пастеризаторе используют горячую воду и пар, которые непрерывно циркулируют по трубкам.

Мойка и дезинфекция технологического оборудования осуществляется в зависимости от вида загрязнений (белки, жиры, фосфотиды, микробиологические загрязнения). Белки, жиры и прочие загрязнение данного типа удаляются с помощью мойки водой с примесью моющих средств и ополаскиванием водой. Микробиологические загрязнения удаляются стерилизацией и дезинфекцией. Моющие растворы нужно выбирать с нужной концентрацией, так как при превышении концентрации экономическая эффективность мойки снизится. Воду, которую используют для мойки и дезинфекции нужно смягчать. Наиболее современными способами являются: пропуск воды через катионообменные фильтры, добавление смягчающих веществ, озонирование, мембранная обработка. Применяемые моющие средства содержат ПАВ, дезинфиктанты выделяют при растворении активный хлор и кислород, которые являются сильными окисляющими веществами (хлорная известь, гипохлориты натрия или кальция). После мойки и дезинфекции оборудование ополаскивают горячей водой качественной в бактериальном отношении. Молочный камень с теплового оборудования смывается щелочными и кислотными растворами (каустическая сода (1 – 2 %), сульфаминовая кислота (0,3 – 0,5 %), соляная кислота, азотная кислота) [1].

Линия пастеризованного молока оборудована пастеризационно-охладительными установками. Прошедшее обработку молоко направляется в емкость для хранения, а часть разливают в тетропаки.

Вода используется для мойки емкостей хранения молока, пропарки их, а также оборудования и полов помещений. Данные сточные воды содержат большое количество жира, также белки, щелочь, взвешенные вещества.

В сметанном отделении молочного цеха вырабатывают сметану из пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской. После окончания сквашивания, сметану охлаждают и фасуют во фляги.

Вода участвует в следующих операциях: ополаскивание и запуск в работу автоматизированной пастеризационной установки, мойка труб, ванн, полов, панелей, а также на охлаждение. Сточные воды загрязнены жирами, взвешенными веществами, БПК, щелочью.

В отделении по изготовлению творога молоко сначала нормализуют по жиру, очищают от механических примесей, пастеризуют и заквашивают. Затем по технологии происходит осаждение казеина, уплотнение и обезвоживание сгустка. Вода используется для санитарной обработки ванн, мойка охладителя сыворотки, помещений. Сточные воды загрязнены жирами, белками, взвешенными веществами, БПК.

Промышленная переработка молока традиционными способами в продукты цельномолочного производства, масло, сыр и казеин неизбежно связана с получением нормальных побочных продуктов: обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, относящихся к вторичным сырьевым ресурсам с обобщающим названием – молочное белково-углеводное сырье [2].

Касательно молочной промышленности основной упор делается не на загрязнение токсическими, а на загрязнение органическими веществами, при недостаточном контроле и неэффективности предотвращения загрязнения которыми, возможно отрицательное воздействие на локальные экосистемы.

 

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА  ПРОИЗВОДСТВА ПАСТЕРИЗОВАННОГО  МОЛОКА

Рисунок 1 - машинно-аппаратурная схема линии производства пастеризованного молока

• 1 – центробежные насосы; 2 – расходомеры-счетчики; 3 – емкость с тензометрическим устройством ; 4 – охладители; 5 – уравнительный бачок;6 - пастеризационно-охладительная установка; 7 – сепараторы-молокоочистители; 8 – гомогенизатор; 9 – пастеризатор; 10 – емкость.

Устройство и принцип действия линии. Вначале оценивается качество молока и производится его приемка, в процессе которой молоко перекачивается центробежными насосами из автомолцистерн. Для определения количества молока на заводах используют устройства для измерения массы – весы и объема – расходомеры-счетчики. Масса принимаемого молока может устанавливаться также за счет использования емкостей с тензометрическим устройством или путем использования тарированных емкостей.

Принятое молоко проходит первичную обработку, в процессе которой оно сначала очищается от механических примесей на фильтрах или сепараторах-молокоочистителях, а затем оно охлаждается до 4...6 °С на пластинчатых охладителях и насосами по трубам через уравнительный бачок направляется в емкости хранения. Молоко с температурой не выше 10 °С допускается принимать без охлаждения. Охлажденное молоко хранится в емкостях и нормализуется.

С помощью нормализации доводят до требований стандарта содержание в молоке жира или сухих веществ. В зависимости от жирности исходного сырья и вида вырабатываемого молока для нормализации по содержанию жира используют обезжиренное молоко или сливки, по содержанию сухих веществ – сухое обезжиренное молоко. На практике, как правило, приходится уменьшать жирность исходного молока.

Нормализацию молока проводят двумя способами: в потоке или путем смешивания. Для нормализации в потоке используют сепараторы-нормализаторы, в которых непрерывная нормализация молока совмещается с очисткой его от механических примесей.

Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревается до 40...45 °С в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.

На предприятиях небольшой мощности молоко обычно нормализуют смешиванием в резервуарах. Для этого к определенному количеству цельного молока при тщательном перемешивании добавляют нужное количество обезжиренного молока или сливок, рассчитанное по материальному балансу. При производстве белкового молока используют сухое молоко, которое предварительно растворяют в емкости.

Для предотвращения отстоя жира и образования в упаковках сливочной пробки при производстве молока топленого, восстановленного и с повышенной массовой долей жира (3,5...6,0 %) нормализованное молоко подогревают до 40...45 °С и очищают на центробежных сепараторах-молокоочистителях и обязательно гомогенизируют в гомогенизаторах при температуре 45...63 °С и давлении 12,5...15 МПа. Затем молоко пастеризуют при 76 °С (±2 °С) с выдержкой 15...20 с и охлаждают до 4...6 °С с использованием пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. Эффективность пастеризации в таких установках достигает 99,98 %.

При выработке топленого молока нагрев осуществляют при температуре 95...99 °С в трубчатых или пластинчатых пастеризаторах. Выдержку при данной температуре или процесс топления молока проводят в закрытых емкостях в течение 3...4 ч. После топления молоко охлаждают в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках до температуры 4...6 °С.

Затем молоко при температуре 4...6 °С поступает в промежуточную емкость, из которой направляется на фасование. Перед фасованием выработанный продукт проверяют на соответствие требованиям стандарта.

Пастеризованное молоко выпускают в стеклянных бутылках и бумажных пакетах, мешках из полимерной пленки, а также во флягах, цистернах с термоизоляцией, контейнерах различной вместимости. Фасование молока в мелкую упаковку проводится на автоматических линиях большой производительности, состоящих из нескольких машин, соединенных между собой конвейерами.

Линии по фасованию молока в стеклянные бутылки имеют производительность от 2000 до 36 000 бутылок в час. Заполнение молоком по уровню осуществляется с помощью фасовочной машины карусельного типа, укупоривание бутылок алюминиевыми колпачками производится на укупорочной машине. Затем бутылки автоматически укладываются в ящики.

Все шире используется для фасования пастеризованного молока тара разового потребления – полиэтиленовые мешки, бумажные пакеты. Такая тара значительно легче, компактнее, исключает сложный процесс мойки, гигиеничнее, удобнее для потребителя и транспортирования, требует меньших производственных площадей, трудовых и энергетических затрат.

Бумажные пакеты имеют форму тетраэдра (тетра-пак), снаружи покрыты парафином, внутри – полиэтиленом: формы бруска (брик-пак) с двусторонним покрытием полиэтиленом и применением аппликаторной ленты, что обеспечивает большую прочность швов по сравнению с пакетами тетра-пак.

В пакеты тетра-пак молоко фасуют на машинах, которые из движущейся и стерилизуемой (бактерицидной лампой) бумажной ленты сваривают рукав, заполняемый молоком. Через определенные промежутки времени зажимы с нагревателями пережимают рукав, образуя гирлянду пакетов с молоком, которые разрезают и ставят в корзину.

Для фасования молока во фляги применяют машины, работающие по принципу объемного дозирования. Цистерны наполняют молоком до специальных меток или с помощью молокосчетчиков.

Тару, в которой выпускают пастеризованное молоко, обязательно пломбируют и маркируют. На алюминиевых капсулах тиснением, на пакетах, этикетках и бирках для фляг и цистерн несмывающейся краской наносят маркировку: наименование предприятия-изготовителя, полное наименование продукта, объем в литрах (на пакетах), число или день конечного срока реализации, номер ГОСТа.

Хранят пастеризованное молоко при температуре 0-8 °С в течение 36 ч с момента окончания технологического процесса. Фасованное молоко должно иметь температуру не выше 7 °С и может быть сразу, без дополнительного охлаждения, передано в реализацию или направлено на временное хранение сроком не более 18 ч в холодильные камеры с температурой не выше 8 °С и влажностью 85...90 %.

В торговую сеть и предприятия общественного питания пастеризованное молоко доставляют специальным автотранспортом с изотермическими или закрытыми кузовами [3].