Kapitola 03, BREF M116-155

Transkript

Kapitola 3
3
AKTUÁLNÍ ÚROVNĚ EMISÍ A SPOTŘEBY
Kapitola 3 poskytuje údaje a informace o aktuálních úrovních emisí a spotřeby, v kterých se odráží situace ve
stávajících zařízeních v době zpracování této zprávy.
Tyto informace jsou důležité pro proces porovnávání (se standardy), používání těchto dat při výběru technologií,
považovaných za BAT a k posuzování celkové výkonnosti nějaké konkrétní výrobny nebo celého odvětví.
Porovnávání (benchmarking) je metodika používaná pro hodnocení výkonnosti vzhledem k vnitřním nebo
odvětvovým standardům. [11, Environment Agency (UK), 2000]. Kromě porovnávání numerických údajů, např.
úrovní spotřeby a emisí, mohou být vzata v úvahu zdokonalovací opatření poprvé použitá na jednom místě a
nyní používaná na ostatních místech (dokonce i v různých subsektorech). Porovnávání je také vrcholně důležité
pro výběr BAT.
Porovnávací hodnoty se obvykle vyjadřují jako poměrná čísla, ale je možno je vyjadřovat jako procentní podíly,
např. účinnosti.
Sledovaná výkonnost
Atmosférické emise
Kapalný odpad
Pevný odpad
Zdroje energie
Hmoty a energie ze sítí
Ostatní
Měření
Hmotnost emise na jednotku produkce nebo jednotku suroviny.
Objem vody, hmotnost kontaminantů nebo spotřeba kyslíku na
jednotku produkce nebo jednotku suroviny.
Hmotnost odpadu na jednotku produkce/suroviny nebo jednotku
suroviny.
Spotřeba energie na jednotku produkce nebo jednotku suroviny.
Spotřeba vody, stlačeného vzduchu, páry jednotku produkce nebo
jednotku suroviny.
Spotřeba konkrétních materiálů, např. obalových, na jednotku
produkce, počet štítků na kg tiskařské barvy apod.
Tabulka 3.1: Kvantitativní porovnávání v průmyslu potravin, nápojů a mléka
[11, Environment Agency (UK), 2000]
V tomto ohledu jsou významné zejména údaje o snižování odpadu na minimum, spotřebě vody a energie a
atmosférických emisích a emisích do vody. V potravinářském průmyslu je důležitým faktorem také pach.
Údaje o spotřebách vody a energie jsou obvykle snadno dostupné v literatuře. Tyto údaje se liší nejenom podle
druhu zpracování, ale také podle rozměrů operace. Například v mlékárenském průmyslu ve Spojeném království
existují velké rozdíly v poměru spotřeby vody ke zpracovanému mléku v závislosti na objemu zpracovávaného
mléka v závodě, jak ukazuje následující obrázek:
Obrázek 3.1: Poměr spotřeba vody/zpracované mléko jako funkce množství zpracovaného mléka
[94, UK Environment Agency, 2002]
Legenda:
osa pořadnic: Zpracované mléko (tuny/rok
osa úseček: Poměr voda/mléko (m3/t)
Údaje o emisích do atmosféry a vody jsou v některých odvětvích a dokonce pro určité procesy v závodě dostupné. Lepší
informace se očekávají, protože emise do atmosféry a vodu pro jednotlivé závody se hlásí Komisi EU podle rozhodnutí
Komise 2000/479/ES o provádění Evropského registru emisí znečisťujících látek (EPER). Směrný dokument byl zveřejněn
v listopadu 2000 [93, European Commission, 2000]. Obsahuje pro odvětví specifický kontrolní seznam pro
znečisťující látky, které se pravděpodobně emitují do ovzduší a do vody. Uvědomte si, že se od členských států
ještě požaduje, aby používaly úplný seznam z přílohy 3 rozhodnutí EPER. pro činnosti podle odst. 6.4 přílohy I
směrnice IPPC je na kontrolním seznamu 6 ovzduší znečisťujících látek (methan, oxid uhelnatý, oxid uhličitý,
HFC, amoniak, NOx) a 4 vodu znečisťující látky (celkový dusík, celkový fosfor, TOC /celk. organický uhlík/ a
chloridy).
Údaje pro jednotkové operace jsou řídké.
116
117
Kapitola 3
3.1
Celkový popis
3.1.1
ZDROJE VODY
3.1.1.1
Vedlejší produkty, paralelní produkty, odpad
Pro průmysl potravin, nápojů a mléka je užitečné rozlišovat ve výrobním procesu tyto proudy: hlavní produkt,
vedlejší produkty, paralelní produkty a odpad (viz obr. 3.2). Nejvyšší ekonomickou hodnotu má obvykle hlavní
produkt.
Obrázek 3.2: Vedlejší produkty, paralelní produkty a odpad v průmyslu potravin, nápojů a mléka
[1, CIAA, 2002]
Legenda:
By-products, Co-products
Customers
Main product
Production process
Raw materials/Auxiliary materials
Returned products
Waste
Vedlejší produkty, paralelní produkty
Zákazníci
Hlavní produkt
Výrobní proces
Suroviny a pomocné materiály
Vrácené produkty
Odpad
Paralelní produkt na obrázku 3.2 je materiál, který záměrně a nevyhnutelně vzniká ve stejném procesu a
současně s hlavním produktem. jak hlavní, tak paralelní produkt mohou samostatně splňovat stanovené technické
podmínky nebo řešení a každý z nich sám může být přímo používán pro nějaký určitý účel. V potravinářském
průmyslu jsou takovými příklady pšeničný lepek, kukuřičné lepkové krmivo, kukuřičná lepková moučka,
kukuřičné klíčky, pšeničné krmivo, voda z máčení kukuřice, dužina, koncentrovaná ovocná šťáva, bramborová
vláknina, bílkoviny z brambor, koncentrovaná bramborová voda, sladová stébla, malý ječmen a plevy.
Vedlejším produktem v obrázku 3.2 je zbytkový materiál, který vzniká při výrobě nějakého produktu. Může být
používán jako takový přímo jako účinná náhražka nějakého produktu, nebo může být používán jako přísada
v jiném výrobním procesu pro výrobu jiného produktu; například kaly a filtrační koláče z filtrace.
Vrácené produkty jsou ty potravinářské výrobky, které mohou být vráceny z maloobchodu a velkoobchodu,
protože nevyhovují požadovaným technickým podmínkám nebo proto, že jsou propadlé.
Při výrobě vznikají další plynné, pevné či kapalné výstupy, které mohou mít negativní dopad na životní
prostředí. Mohou být výsledkem neefektivního využívání surovin nebo produktů a je proto se jim (tj. ztrátám)
třeba co nejvíce se vyhýbat.
3.1.1.2
Obecné zdroje ztrát materiálu
Ztrát materiálu mají původ obvykle v těchto hlavních zdrojích:
a)
Přeplňování (prodej produktu zadarmo)
I při použití nejpřesnějších plnících/stáčecích zařízení, která pracují v souladu s právními předpisy o průměrné
hmotnosti náplně bude balený produkt nevyhnutelně obsahovat nepatrně více, než je jmenovitý obsah obalu. Pro
ekonomickou významnost se přeplňování normálně velmi přísně sleduje kontrolním vážením buď kontinuálně,
nebo odběrem vzorků. Takováto ztráta materiálu normálně nemá žádný ekologický význam. Je však velmi
důležité, jakmile provedeme hmotovou bilanci, abychom množství přeplňování přesně kvantifikovali, aby bylo
možné s ním počítat v rovnici hmotové bilance.
b)
Rozlití/rozsypání
Rozlití/rozsypání produktu, např. na podlahu, vedou na produkt, který je nezpůsobilý pro lidskou spotřebu a
musí být označen za ztrátu nebo odpad, pokud není patřičně regenerován. Rozlití/rozsypání, k němuž dochází
běžně, ukazuje na špatné technické řešení nebo údržbu zařízení – příkladem může být špatně konstruovaná a
špatně obsluhovaná balící linka. Když se provádí balení ručně a k rozlití/rozsypání dochází běžně, je potřebné
zkontrolovat řádný postup balení.
118
Kapitola 3
c)
Únik a přetečení
Únik kapalného produktu ze spojů trubek a přetečení nádrží může být významným zdrojem ztráty materiálu a
odpadu, není-li produkt patřičně regenerován. Tyto problémy mohou mít příčinu v přestárlém těsnění a nebo
vadných hladinových spínačích či signalizaci vysoké hladiny.
d)
Vady produktu a vrácený produkt
Produkty, které nesplňují požadované technické podmínky, bez ohledu na to, zda se to zjistí před expedici nebo
je vrátí zákazník, mohou být velkým zdrojem ztrát materiálů a odpadu, pokud nejsou patřičně regenerovány. Do
této skupiny patří také nadprodukce čerstvého produktu, například v době kolísání objednávek, která vedla
k příliš velké výrobě produktu, který nyní nelze všechen prodat v době dané obdobím jeho skladovatelnosti či
použitelnosti.
e)
Nevyhnutelná (přirozená) ztráta
Některá zpracovací zařízení, i při nejvhodnější technologii, mohou způsobovat ztráty materiálu a odpad, které
jsou z důvodu konstrukčního řešení nevyhnutelné. Názorným příkladem je separační odstředivka
s automatickým odkalováním, kde jsou pevné podíly z pláště – a nevyhnutelně i určitá část produktu –
vypláchnuty do odpadu při odkalování.
Podobná situace nastává tam, kde se produkt na konci produkce nebo při změně produktu vyplachuje ze zařízení
vodou, např. v systémech CIP. Rozhraní mezi produktem a vodou je nevyhnutelně neostré a nutně vznikne určité
množství směsi vody s produktem.
e)
Zadržený materiál
Zadržený materiál se objevuje tam, kde kapalné produkty nebo složky nemohou volně vytékat do další fáze
procesu. To může být například způsobeno prověšením potrubí s domněle nepřetržitým spádem, kde se produkt
zachycuje a nemůže odtéci ani na jednu stranu. Jiným příkladem je, když produkt stoupá v potrubí a zachycený
produkt pak nemůže být vypuštěn, což vede ke ztrátám a materiálu. Jestliže produkt nemůže vytéci, musí být
vytlačen plynem, vodou nebo pomocí protahovacího systému.
U velmi viskózních produktů, jako je jogurt, je významnou příčinou zádrže materiálu také adheze na stěny
potrubí a nádrží. Pokud se mechanicky neodstraňuje, je pravděpodobně potřebné provádět delší proplachování.
Všude, kde se zahřívají kapalné produkty, existuje pravděpodobnost usazování produktu na teplosměnném
povrchu. Usazeniny na deskách a trubkách výměníků a stěnách šaržových kotlů se nemusí dařit vyplachovat a
pokud se odstraňují detergenty, ztratí se jako odpad.
V mnoha odvětvích se ztráty ze shora zmíněných zdrojů zachycují a recyklují nebo vracejí a regenerují
v procesu.
119
Kapitola 3
3.1.2
PRODUKCE ODPADU
Minimalizace odpadu se obecně považuje za nákladově efektivní cíl všech výrobců, ale standardy či cílové
hodnoty nejsou snadno dostupné. Jako příklad na obrázku 3 uvádíme typickou produkci odpadů v mléčném
průmyslu.
Příklad: vstupní množství 1000 tun/den
Příjem plnotučného mléka
¾ 100 tun mléka
Hrubé CIP
¾
Odpadní mléko 3
tuny
Chlazení a skladování
¾ 997 tun
Separace, homogenizace
¾ 996 tun
Ukončené CIP
Pasteurace a chlazení
¾
¾
Odpadní mléko
3 tuny
Sklad hotového výrobku
Smetana
30 kg
Odpadní
mléko, 1 tuna
¾ 993tun
Plnění/balení
¾ 990 tun
Chladírenský sklad
Přeplnění, 2 tuny
Přechody,
rozlití
1 tuna
¾
990 tun
hotového výrobku
Obrázek 3.3: Typická produkce odpadu v mléčném průmyslu
[11, Environment Agency (UK), 2000]
V odvětví potravin, nápojů a mléka nejběžnější porovnávací parametry porovnávají spotřebu hmot a energií
z technických sítí vztaženou na jednotku produkce, a poskytují tudíž dobré informace o účinnosti a také o
plýtvání, ke kterému v procesu dochází (kvantitativní porovnávání). Většinu z těchto informací lze poměrně
snadno získat. Procentní podíl surovin, přecházejících do hotového (hlavního) produktu je proměnlivý. Některé
příklady uvádí následující tabulka:
Výrobní proces
Výroba rybích konzerv
Výroba rybích filetů, konzervování, solení a uzení
Zpracování korýšů
Zpracování měkkýšů
Výroba mléka, másla a smetany
Výroba jogurtu
Výroba čerstvých, měkkých a pařených sýrů
Výroba bílého vína
Výroba červeného vína
Výroba ovocných a zeleninových šťáv
Zpracování a konzervace ovocných a zeleninových šťáv
Výroba rostlinných olejů
Výroba kukuřičného škrobu
Výroba bramborového škrobu
Výroba pšeničného škrobu
Výroba cukru z cukrové řepy
% odpadů nebo
vedlejších produktů
30-65
50-75
50-60
20-50
zanedbatelné
2-6
85-90
20-30
20-30
30-50
5-30
40-70
37,5
80
50
88
Tabulka 3.2: Produkce vedlejších produktů a odpadu v některých procesech
[134, AWARENET, 2002]
120
Kapitola 3
3.1.3
SPOTŘEBA VODY
Některá odvětví průmyslu potravin a nápojů má významnou spotřebu vody a potravinářský průmysl jako celek je
velký průmyslový spotřebitel vody s kvalitou pitné vody. V Německu v roce 1995 činila celková průmyslová
spotřeba vody asi 10 miliard krychlových metrů za rok (z čehož více než polovina byla voda použitá k chlazení),
při celkové spotřebě vody v potravinářském průmyslu 468 milionů m3/rok. Pokud jde o zdroje použité vody, viz
obrázek 3.4.
Voda je potřebná jako surovina (vyšší podíly ve výrobě nápojů, piva atd.), jako procesní voda (pro praní surovin,
meziproduktů a produktů, zahřívání, rozpouštění, čistění atd.) jako chladící voda, jako dopravní voda, jako
pomocná voda (výroba páry, podtlaku atd.), jako asanační/sanitární voda apod. Jakost vody závisí na potřebách
zvláštního použití.
Podíl vody s jakostí pitné vody je obecně vysoký, tj. průmyslový sektor jako celek používá asi pro 2/3 celkové
spotřeby čerstvé vody vodu pitnou. V některých pododvětvích, jako je mlékárenství a výroba nealkoholických
nápojů a minerálních vod a výroba piva, může podíl používání pitné vody dosáhnout až 98 %.
Obrázek 3.2: Používání potravinářské průmyslové vody z různých zdrojů v Německu (1995)
[27, ATV, 2000]
Legenda:
Bank filtered water
Ground water
Municipal water supply
Other water supply
Spring water
Surface water
Voda z břežní filtrace 3%
Podzemní voda 35%
Voda z veřejných sítí 29%
Jiné zdroje vody 3%
Pramenitá voda 3%
Povrchová voda 27%
Pro porovnání, dodávky pitné vody z městských (vodovodních) sítí (v Německu) činila 5,6 miliard m3/rok. Tento
průmysl však byl důležitým spotřebitelem celkové průmyslové vody, tj. 285 milionů m3/rok z celkové
průmyslové spotřeby pitné vody 952 milionů m3/rok (1995) [27, ATV, 2000]
Používání vody významně pokleslo v posledních několika dekádách v důsledku několikanásobného používání
vody a snížení používání surové vody.
3.1.4
EMISE ODPADNÍCH VOD
Ačkoliv je průmysl potravin a nápojů je neobyčejně rozmanité odvětví, jsou některé zdroje odpadních vod pro
mnohá zařízení společné. Patří k nim:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
praní surovin
máčení surovin
voda použitá pro dopravu (plavení žlabem) surovin nebo odpadu
čistění výroben, provozních linek, zařízení a provozních prostorů
mytí nádob na produkty
odkalování kotlů
jednorázově používaná chladící voda nebo voda vypouštěná z chladících systémů s uzavřenou smyčkou
voda z praní protiproudem z regenerace úpraven/čistíren vody
voda z odmrazování mrazících zařízení
odtok přívalové vody.
Tato část podává přehled o množství a složení odpadních vod, vznikajících z těchto zdrojů. Všechny problémy,
specifické pro jednotlivé kategorie, budou pojednány v části 3.3 stejně, jako všechny další zdroje odpadních vod,
které se v odvětví potravin a nápojů jako celku neobjevují.
121
Kapitola 3
3.1.4.1
Množství odpadních vod
Průmysl je tradičně velkým uživatelem vody jakožto složky, čistícího prostředku, prostředku dopravy a napájení
síťových systémů, včetně energetických. Velká zařízení pro zpracování potravin mohou použít denně i několik
set kubických metrů vody. Většina vody, která nakonec není použita jako složka produktu, se objeví v proudu
odpadních vod. Například v subsektoru ovoce a zeleniny se produkce odpadní vody na tunu zpracované suroviny
pohybuje v řádu 10 m3.
Objemy odpadních vod vznikajících v tomto odvětví lze podstatně snížit pomocí technologií snižování odpadu
na minimum (viz kapitolu 4). Ačkoliv neexistuje žádný jednoduchý vztah mezi množstvím vody použité
k čistění a úklidu a úrovní hygieny, je kategoricky nutné, aby opatření pro šetření vodou nevedla k neuspokojivé
úrovni čistoty, hygieny nebo jakosti produktu.
Příklad: Aby byl závod čistší, není nezbytně nutné používat více vody
•
Výrobce nealkoholických nápojů, ovocných šťáv Ready to Drink (RTD), používal mikrozkoušky pro
kontrolu jakosti jako součást studie optimalizace čistění bez demontáže (CIP). Výsledkem studie bylo
prodloužení doby mezi čistěním CIP od každých 24 hodin na každých 72 hodin.
[94, UK Environment Agency, 2002]
Průtoky odpadní vody mohou v denním, týdenním nebo sezónním režimu velmi kolísat. Profil odpadní vody
závisí hlavně na schematech výroby a kdy se provádí čistění, což často znamená největší spotřebu vody. U
některých kategorií (např. zpracování cukrové řepy či výroby olivového oleje) zpracování probíhá
v kampaňovém režimu a během části roku je odpadní vody buď velmi málo, nebo nevzniká vůbec.
3.1.4.2
Složení odpadních vod
Odpadní vody z potravinářského průmyslu se vyznačují neobyčejnou proměnlivostí složení. Níže uvádíme
některé všeobecné informace, kdežto podrobné informace pro různé subsektory jsou uváděny v části 3.3.
Typická odpadní voda z potravinářských procesů má vysokou jak chemickou spotřebu kyslíku (ChSK), tak
biochemickou spotřebu kyslíku (BSK) a je normálně 10 – 100 x koncentrovanější než domovní odpadní voda.
Hodnota BSK přímo souvisí s koncentrací produktů. Obsah BSK v hlavních složkách potravin je:
Sacharidy
Tuky
Bílkoviny
Mléko
Maso
Ovoce či zelenina
kg BSK5/kg složky potravin či kg
BSK5/l či kg potraviny
0,65
0,89
1,03
0,07 – 0,10
0,18 – 0,37
0,06 – 0,09
Tabulka 3.3: Ekvivalent BSK běžných složek potravin a některých potravin
Koncentrace suspendovaných pevných látek se mění od zanedbatelné až do tak vysokých hodnot, jako je
120 000 mg/L. Odpadní voda z některých subsektorů (např. mléka, masa) má vysoké koncentrace tuků a olejů.
Odpadní vody ze zpracování potravin se liší, od silně alkalických (pH 11) až k silně kyselým (pH 3,5).
K faktorům, ovlivňujícím pH odpadní vody, patří:
•
•
•
•
•
•
přirozená hodnota pH suroviny
úprava pH žlabové vody, aby se zabránilo poškození suroviny
používání alkalických nebo kyselých roztoků v procesních operacích
proudy kyselých odpadů ( např. kyselé syrovátky)
reakce, jimiž se v odpadní vodě tvoří kyseliny (např. odpadní voda s vysokým obsahem kvasinek, mléčné
nebo mravenčí kyseliny z rozkladu obsaženého mléka)
povaha zdroje surové vody (tvrdé či měkké).
122
Kapitola 3
Odpadní voda obsahuje několik sloučenin, které jednotlivě mají nepříznivý účinek na čistírny či vodní
recipienty. K možným výjimkám patří:
•
•
•
•
salinita tam, kde se používají velká množství soli (např. nakládání zeleniny, výroba sýrů)
zůstatky pesticidů, které se během čistění nerozkládají snadno
zůstatky a vedlejší produkty z používání technologií chemické desinfekce
některé produkty čistění.
Problémem může být přítomnost patogenních organismů v odpadní vodě, zvláště tam, kde se zpracovává maso
nebo ryby.
Množství rostlinných živin může představovat problém. Ideální pro biologické čistění odpadní vody je poměr
BSK:dusík:fosfor asi 100:5:1.
Na této úrovni by odpadní voda ze zpracování potravin byla příliš chudá na dusík a/nebo fosfor, aby podpořila
biologickou aktivitu během čistění.
Mohou se objevit i nadměrné koncentrace fosforu, zvláště tam, kde se používají velká množství kyseliny
fosforečné v nějakém procesu (např. odstraňování slizovitých látek z rostlinných olejů) nebo k čistění. Jestliže se
takováto odpadní voda během čistění změní na anaerobní, existuje riziko, že složky, obsahující fosforečnany, by
mohly do konečného výtoku uvolňovat fosfor.
Použití kyseliny dusičné v nějakém procesu vyvolá stejné účinky, tedy zvýšení hladiny amoniaku v odpadní
vodě.
3.1.4.3
Unikající emise a neplánované emise
K některým běžným zdrojům unikajících a neplánovaných emisí patří:
•
kontaminované přívalové vody
•
úniky netěsnostmi skladovacích nádrží
•
úniky netěsnostmi potrubí
•
rozlití/rozsypání
•
spojené odpady
•
úniky z přírub, čerpadel, ucpávek, těsnění ventilů apod.
3.1.5
ATMOSFÉRICKÉ EMISE
3.1.5.1
Odpadní plyny
Proudy odpadních plynů lze zhruba rozdělit na vyváděné („kanalizované“) a neusměrňované (difusní, unikající)
emise. Zpracovávat lze pouze vyváděné emise. Pokud jde o unikající emise, cílem hospodaření s odpadními
plyny je prevence jejich vzniku a/nebo jejich omezení na minimum (například zachycováním do systému
vyváděných emisí).
Emise odpadních plynů a odsávaného/výfukového vzduchu v chemickém průmyslu jsou tyto:
•
Vyváděné emise:
− procesní emise, uvolňované odvzdušňovacím potrubím z výrobního zařízení a charakteristické pro
provoz výrobny (např. smažení, vaření, zahřívací operace)
− odpadní plyny z proplachovacích kanálů nebo předehřívacích zařízení, používaných pouze pro
spouštění nebo odstavování;
− výtoky z odvzdušnění skladů a manipulačních prostorů (překládání, nakládání, vykládání) produktů,
surovin a meziproduktů
− spaliny z energetických zařízení, jako jsou provozní pece, parní kotle, kogenerační jednotky, plynové
turbiny, plynové motory
− odpadní plyny ze zařízení pro regulaci emisí, jako jsou filtry, spalovny nebo adsorbéry
− odpadní plyny z regenerace rozpouštědel (například v provozech extrakce rostlinných olejů)
− výfuky z bezpečnostních a pojistných zařízení (pojistných klapek/membrán a ventilů)
− koncové plyny z reakčních nádob a kondenzátorů
123
−
výfuk z ústředního větrání
124
Kapitola 3
−
•
výfuk z kanálů zachycujících zdroje difusních a/nebo unikajících emisí, např. difusních zdrojů,
instalovaných uvnitř nějaké skříně nebo stavby.
Difusní emise, vznikající na bodových, lineárních nebo objemových zdrojích:
−
−
−
−
procesní emise z výrobního zařízení a charakteristické pro provoz výrobny, uvolňované z velkých ploch
nebo otvorů atd.
nevyváděné emise (ztráty při zpracování a ztráty „dýcháním“) ze skladovacích zařízení a při manipulaci
(např. plnění do sudů, vozíků nebo nádob)
emise z koncových pochodní („flér“)
sekundární emise z manipulace nebo likvidace odpadů (např. těkavé materiály z kanalizace, čistíren
odpadních vod nebo chladící vody).
Unikající emise, jako jsou:
− pachové ztráty během skladování, plnění a vyprazdňování hromadných nádrží a sil
− vyhánění páchnoucích sloučenin z čistíren odpadních vod (ČOV), mající za následek únik do atmosféry
a/nebo potíže se zápachem
− odvzdušnění skladovacích nádrží
− vykuřování
− ztráty odparem během skladování, plnění a vyprazdňování hromadných nádrží a sudů na rozpouštědla
(včetně odpojování a rozpojování hadic)
− vypouštění plynů bezpečnostními ventily a průtržnými membránami
− úniky netěsnostmi přírub, čerpadel, ucpávek, těsnění ventilů atd.
− ztráty z budovy (dveřmi, okny)
− usazovací rybníky (laguny)
− chladící věže a chladící rybníky.
Hlavními znečisťujícími látkami, pocházejícími z chemických procesů a zdrojů energie (nepočítaje v to
znečisťující látky, uvolňované v přidružených činnostech, jako je výroba energie) jsou:
• částicové materiály
• těkavé organické sloučeniny (VOC) a pachy v několika procesech
• organická rozpouštědla (hlavně hexan) v provozech extrakce
• amoniak a halogeny obsahující chladiva.
3.1.5.2
Pachy
Má se zato, že pach nepředstavuje vážné zdravotní a/nebo ekologické riziko a většinou to je lokální problém. To
mohl být důvod, proč právní předpisy a jejich vykonávání nebyly dosud předmětem primárního zájmu. Právní
předpisy, které se vztahují na emise pachu z průmyslových operací se však stále zpřísňují. Je to většinou
vyvoláno zvýšeným ekologickou uvědomělostí veřejnosti a tím, že lidé, žijící v blízkosti průmyslových objektů
mají dnes nižší míru tolerance k obtížným emisím, než mívali dříve. Tento jev je zřetelně doložen řadou
stížností, které dostávají posledních letech podniky a počtem systémů k potlačení pachu, které se instalují za
účelem snížit dopad páchnoucích emisí na minimum.
Právní předpisy, používané na páchnoucí emise se obecně vztahují na dopad páchnoucí emise, přičemž
předmětem zákonné regulace je jen v poměrně málo případech množství vypouštěného pachu. Potenciál závodu
vyvolat stížnosti a stát se předmětem zákonné regulace je silně vázán na lokalitu, která závod obklopuje. To
znamená, že ze dvou identických továren, vyrábějících stejné výrobky a používajících stejné suroviny a výrobní
postupy, může být jedna vystavena značným stížnostem, zatímco pro druhou nemusejí páchnoucí emise
představovat žádný problém. Existuje mnoho případů, kdy továrny, které předtím stály ve venkovské oblasti
někde na předměstí města či velkoměsta, mají nyní problémy se pachem, když se s růstem města přiblížily nově
vystavěné obytné čtvrti.. Tento faktor, spojený s rostoucím vnímáním ekologických problémů veřejností a
potřebou udržet „kvalitu života“, má za výsledek růst stížností.
Odráží se to ve skutečnosti, že ve velké většině zemí jsou emise pachu upraveny právními předpisy o
obtěžování. V tomto ohledu může být vážnost emise posuzována podle počtu stížností ze sousedních obydlí.
Existují země, kde platí kvantifikovaná legislativa. Tyto kvantifikované právní předpisy se mohou vztahovat buď
na velikost zapáchajících emisí nebo, případně, na maximální koncentraci sloučeniny nebo skupiny sloučenin, o
125
nichž je známo, že jsou příčinou zapáchajících emisí. Mezinárodně uznávanými jednotkami pachu jsou jednotky
pachu na krychlový metr (OU/m3).
126
Kapitola 3
Existují přístrojová měření pachu, avšak kvantifikace pachu je stále založena do značné míry na olfaktometrii
(měření čichové citlivosti).
V Německu je právní úprava zapáchajících procesů převážně směrována tak, aby zajistila, že výstupní
koncentrace organických látek budou omezena ve vztahu k prováděnému procesu účinnosti zvoleného zařízení
pro zmírnění pachu- Tato právní úprava, podle TA Luft [82, German Federal Ministry for Environment and
Safety, 1986] uvádí obecné ustanovení, týkající se emisí pachu a popisuje potřebu uvážit uzavřený prostor, okolí
a schopnost čistícího zařízení dosáhnout 99% snížení pachu pro emise pachu větší, než 100 000 OU/m3. Pro
provozování zvláštních procesů TA Luft stanoví maximální výstupní koncentrace organických látek, které
nemají být překračovány, například pro pražení kávy platí maximální limit 50 mg uhlíku na m3. Provozovatel je
tedy povinen instalovat čistící zařízení, které je schopno tento limit plnit.
3.1.5.3
Měření pachu
Z vědeckého hlediska je kvantitativní míra pachu mnohem významnější, než kvalitativní popis, jako silný,
sladký, štiplavý apod. Páchnoucí emise lze kvantifikovat několika způsoby. Fyzikální měření, jako je průtok
vzduchu, teplota a vlhkost jsou důležité parametry v celkovém posouzení problému. Další cenné informace
poskytují měření konkrétních sloučenin, o nichž je známo, že jsou přítomny ve výfuku, například anorganických
látek jako jsou sirovodík a amoniak, nebo definované organické sloučeniny, pomocí hmotové spektrometrie.
Celkové organické emise mohou být také docela snadno měřeny například plamenovými ionizačními detektory.
I když shora uvedená měření poskytují cenné informace pro charakterizaci výfukových emisí, neexistuje žádný
vztah mezi koncentrací daných sloučenin a celkovou intenzitou pachu. I když pro jednotlivé složky jsou obvykle
prahové hodnoty pachu dostupné v literatuře, jestliže je ve směsi přítomno více složek, neexistuje žádný
mechanismus pro spojování jednotlivých pachových prahů pro stanovení celkové prahové hodnoty.
Olfaktometrie
Nejrozšířenějším používaným kvantifikovaným měřením pachu je olfaktometrie, kdy se používá skupina
hodnotitelů pro hodnocení vzorku pachu s definovanými úrovněmi objemového zředění. Hodnocení zahrnuje
odebrání vzorku daného výfukového plynu; tento vzorek pak skupina hodnotitelů hodnotí v různých zředěních.
Postup umožňuje vypočítat práh pachu, definovaný jako „násobek zředění vzorku výfuku, který je potřebný
k dosažení bodu, v němž 50 % hodnotitelů ze skupiny může pach detegovat, kdežto 50 % hodnotitelů je
detegovat nemůže“. Výsledná hladina pachu se uvádí v jednotkách „jednotka pachu na m3“ (OU/m3) a definuje
se jako prahová hladina 50 % vnímání. Tato hladina vnímání znamená, že existuje přítomný pach,a ačkoliv tento
pach není zjistitelný, a je pouze odlišný od pachu prostého zřeďujícího vzduchu. Tato definice se používá
nejčastěji a je to definice, přijatá pro měření pachů. Existuje také práh rozpoznatelnosti pachu, který se používá
zřídka a vztahuje se k hladině, na které členové skupiny mohou rozpoznat zředěný pach jako reprezentativní pro
zdroj, z něhož byl vzorek odebrán.
Měření pachu skupinou hodnotitelů by mohlo být považováno za dosti subjektivní a je potenciálně přístupné
značném kolísání, což je výsledek lidského faktoru, zapojeného do měření. Proto, aby se na minimum omezila
subjektivní povaha hodnocení a snížila proměnlivost analýzy, existuje řada národních norem, které podrobněji
určují postupy a metodiky, které je třeba při zkoušce dodržovat. To je důležitý požadavek pro dosažení
normalizace mezi různými druhy olfaktometrů a různými laboratořemi, které analýzu provádějí.
Národní normy, týkající se metodiky kvantifikace pachů, existují hlavně v Evropě a v USA. Celosvětově se
používají v podstatě dva druhy olfaktometrů:
•
za prvé: systém ano/ne, kde se hodnotitelům předloží jeden zředěný pach a jsou požádáni, aby odpověděli
ano nebo ne podle toho, zda pach mohou detegovat, nebo ne;
•
za druhé: systém vynucené volby, v němž jsou hodnotitelům předloženy dva nebo více pachů a požaduje se
od nich, aby definovali, který podnět přináší znečistěný vzduch.
[Willey A.R., Williams D.A., 2001 č. 34].
127
Kapitola 3
3.1.5.4
Pachové emise
Pokud jde o hladiny pachů, existuje jen málo dostupných informací. Jako příklad byla ve zprávě „Řízení
páchnoucích emisí v potravinářském průmyslu“ uvedena tato tabulka [Willey A.R., Williams D.A., 2001 č. 34]:
Zdroj
Manipulace se surovinami
Ohřev surovin
Procesní ohřev
Vytváření podtlaku (evakuace)
Lapač tuků
Odvzdušnění výrobního zařízení do atmosféry
Balírna
Zařízení na odpad
Průtok
vzduchu
(m3/h
50
48
1,1
400
1,6
1920
12700
3500
Hladina
pachu
(OU/ m3)
1610
1250
11290
17180
90
350
80
2690
Emise
pachu
(OU/s)
22
16
3,4
1909
0,04
190
275
2611
Provozní
hodiny
(h/rok)
480
960
2100
5760
6240
48
5760
387
Tabulka 3.4: Hladiny pachu v místě výroby potravin - příklad
[34, Willey A.R., Williams D.A., 2001]
3.1.6
SPOTŘEBA ENERGIE
Průmysl je závislý na energii pro procesy, které jsou potřebné pro čerstvost a bezpečnost potravin. Nejběžněji
používanými technologiemi pro konzervaci potravin jsou tepelné zpracování a dehydratace, které oba potřebují
významná množství energie. Ohřev procesů spotřebuje přibližně 29 % celkové energie, používané
v potravinářském průmyslu, kdežto chlazení a mrazení procesů odebere asi 16 % celkových vstupů energie.
Odvětví, která v potravinářském průmyslu Spojených států spotřebovala v roce 1998 nejvíce energie, jsou
uvedena v tabulce 3.5.
Odvětví
Mokré mletí kukuřice
Cukr z řepy
Mlýny na sóju pro výrobu oleje
Sladové nápoje (pivo, bourbon)
Balírny masa
Ovocné a zeleninové konzervy
Zmrazené ovoce a zelenina
Chléb, pečivo a příbuzné produkty
Procento z celkových vstupů
energie do průmyslu
potravin (%)
15
7
5
5
5
5
4
3
Tabulka 3.5: Odvětví průmyslu potravin se spotřebou energie
[138, Okos, et al., 1998]
V roce 1998 spotřeboval potravinářský průmysl v Německu asi 54,5 tisíc MWh za rok, což představuje 6,7 %
celkové německé spotřeby energie a je tudíž pátým největším odběratelem ze všech odvětví. Tato energie byla
spotřebována z 49 % ve formě plynu, z 23 % jako elektřina, 21 % představovala ropa a 7 % bylo kryto uhlím.Za
30 let od roku 1950 do roku 1980 se spotřeba energie zdvojnásobila, zatímco v 80. a 90. letech došlo k mírnému
poklesu spotřeby. V letech 1960 až 1978 však měrná spotřeba zůstávala téměř konstantní a začala klesat až po
světové energetické krizi. [2, Meyer, 2000].
128
Kapitola 3
Patnáct subsektorů, které byly v roce 1998 největšími odběrateli energie, mělo toto pořadí:
Č.
Kód
NACE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.83
15.41
15.62
15.42
15.86
15.97
15.31
15.88
15.51
15.52
15.43
15.92
15.96
15.89
15.84
Subsektor potravinářského průmyslu
Výroba cukru
Výroba surových tuků a olejů
Výroba škrobů a škrobových výrobků
Výroba rafinovaných tuků a olejů
Zpracování čaje a kávy
Výroba sladu
Zpracování a uchovávání brambor
Výroba homogenizovaných potravinářských přípravků a dietních potravin
Provoz mlékáren a sýráren (bez zmrzliny)
Výroba zmrzliny
Výroba margarinu a podobných pokrmových tuků
Výroba alkoholu ze zkvašených materiálů
Výroba piva
Výroba jiných potravinářských produktů (bez nápojů)
Výroba kakaa, čokoládového a cukrového cukroví (bez pečiva)
Spotřeba
energie
(MWh/rok)
212109
177898
158918
70862
35370
29889
27372
24939
22323
19477,38
17395
15295
13012
12898
11904
Tabulka 3.6: 15 největších odběratelů energie v německém potravinářském průmyslu v r. 1998
[2, Meyer, 2000].
Patnáct subsektorů, které měly nejvyšší měrnou spotřebu energie v roce 1998, počítáno na obrat:
Č.
Kód
NACE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.92
15.62
15.83
15.97
15.31
15.41
15.42
15.96
15.85
15.89
15.61
15.81
15.13
15.82
15.88
Subsektor potravinářského průmyslu
Výroba alkoholu ze zkvašených materiálů
Výroba škrobů a škrobových výrobků
Výroba cukru
Výroba sladu
Zpracování a uchovávání brambor
Výroba surových tuků a olejů
Výroba rafinovaných tuků a olejů
Výroba piva
Výroba makaronů, nudlí, kuskusu a podobných moučných výrobků
Výroba jiných potravinářských produktů (bez nápojů)
Výroba mlynářských výrobků
Výroba chleba; výroba čerstvého cukrářského zboží a dortů
Výroba výrobků z masa a drůbežího masa
Výroba sucharů a sušenek; výroba konzervovaného cukrářského zboží a dortů
Výroba homogenizovaných potravinářských přípravků a dietních potravin
Měrná spotřeba
energie
(MWh/milion
DM)
1830.
1615,89
1349,76
1256,04
779,35
424,66
419,77
277,23
264,06
230,84
224,81
215,48
214,15
206,02
199,80
Tabulka 3.7: Subsektory německého potravinářského průmyslu s nejvyšší spotřebou energie na obrat v r. 1998
[2, Meyer, 2000].
129
Kapitola 3
3.2
Spotřeba a emise v jednotkových operacích
Je velmi obtížné poskytnout kvantitativní údaje o ekologických aspektech jednotlivých zpracovatelských
technologií. Je to způsobeno nedostatkem spolehlivých údajů nebo přirozenými odchylkami (sezónními apod.)
mnoha surovin. To často vede ke změnám používaných zpracovatelských technologií. Musí být také jasné, že
rozsahy kvantitativních údajů jsou nutně velmi velké kvůli velmi četným odchylkám při používání jednotlivých
procesů. Často jsou k dispozici lepší informace o ekologických aspektech celé výrobní linky, než o jednotlivých
zpracovatelských technologiích. Je to způsobeno skutečností, že společnosti dříve nikdy nemusely uvádět
ekologický dopad svého vnitřního procesu, pouze dopad celé výrobní linky a celkových emisí na životní
prostředí. Následkem toho nebylo potřebné předem provádět ekologické studie jednotlivých technologií – a
proto ten nedostatek kvantitativních dat o jednotlivých procesech a technologiích.
V tomto dokumentu (v kapitole 3) budou také uvedeny příklady ekologických aspektů (kvalitativních i
kvantitativních) typických výrobních linek. Při popisu ekologických aspektů různých zpracovatelských
technologií výraz „pevný výstup“ zahrnuje jak vedlejší produkty z procesu, které lze zhodnotit, stejně jako
odpad, který zhodnotit nelze. Například některé vedlejší produkty z potravinářského průmyslu lze použít jako
krmiva, zcela ve shodě s platnou legislativou.
3.2.1
PŘEHLED ZDROJŮ ATMOSFÉRICKÝCH A VODNÍCH EMISÍ A PEVNÝCH ZBYTKŮ
Z JEDNOTKOVÝCH OPERACÍ
V této části jsou identifikovány zdroje atmosférických a vodních emisí a pevných zbytků pro každou provozní
technologii. Je třeba pamatovat na to, že identifikovaný seznam zdrojů není vyčerpávající, a že ne každá
výrobna, spadající do jednotlivého odvětví, produkuje všechny emise, které se pojí s odvětvím jako celkem. Jsou
to emise související s odvětvím jako celkem, a zpravidla existují místní odchylky podle používaných surovin a
druhů uplatňovaných procesů.
O některých emisích z procesů se má zato, že mají potenciálně malý ekologický význam a označují se jako
minoritní (m). (Je však zřejmé, že mohou existovat konkrétní výrobny, kde označení „minoritní“ nemusí být
správné. Takovéto emise pak musí být zkoumány jednotlivě.)
Ekologické dopady (provozní emise) pro každou zpracovatelskou technologii, uvedenou v části 2.1 „Přehled
zpracovatelských technologií a jednotkových operací“, jsou shrnuty v tabulce 3.8. Symboly u každé operace
popisují charakteristiku emise. Výklad použitých kódů je uveden v tabulkách 3.9, 3.10 a 3.11.
Kód
A.1
A.2
A.3
A.4
Jednotková operace
Vzduch
A. Suroviny, příjem a příprava
Manipulace s materiály, vybalení, skladování
Odvzdušnění nádrží
S1, S3
Sila
S2
Manipulace a doprava materiálu
S1, S2, S3
Třídění, prosévání, klasifikace, luštění, ořezávání,
S1, S2
odstopkování
Loupání
N
Praní
N
Ekologické aspekty
Voda
Pevné látky
N
N
E1, E2, E3, E4, E5
E1, E2
W1
N
N
W1
W1, W3
E1, E2
E1, E2
W1
W1
E1, E2, E4
E1, E2, E4, E5
E1, E2, E4
E1, E2, E5
W1, W2
W1
W1, W3
W1
E1, E2
E1E3, E5
E1, E2
E1, E2
E1, E2, E4
E1, E2
E1
E1, E2, E4
W1, W4
W1
W1, W3
W1, W3
W1, W3
N
N
N
B. Zmenšování velikosti, míchání, tvarování
B.1
B.2
B.3
B.4
C.1
C.2
C.3
C.4
C.5
C.6
C.7
C.8
Řezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mělnění
N
Míchání, směšování, konšování, homogenizace
S1, S2, S3
Broušení, mletí, drcení
S2, S3
Tvarování, formování, protlačování
N
C. Separační technologie
Extrakce
N
Deionizace
N
Čiření
N
Odstřeďování a sedimentace
N
Filtrace
M
Separace na membránách
N
Krystalizace
N
Neutralizace (odstraňování mastných kyselin)
N
130
C.9
Bělení
N
N
W1, W3
131
Kapitola 3
Kód
C.10
C.11
C.12
D.1
D.2
D.3
D.4
D.5
D.6
D.7
D.8
D.9
D.10
D.11
D.12
D.13
D.14
Jednotková operace
Vzduch
Deodorace vyháněním parou
S1, S3
Odbarvování
N
Destilace
S1, S3, S4
Technologie zpracování produktů
Namáčení
N
Rozpouštění
N
Solubilizace (alkalizace)
S1, S2, S3
Fermentace (kvašení)
S1, S4
Koagulace
N
Klíčení
S3
Solení
N
Uzení
S1, S3
Ztužování
S1
Sterilizace oxidem siřičitým
S6
Sycení oxidem uhličitým
S1,S4,S5,S6,S7
Saturace
S4
Potahování, postřikování, polévání, aglomerizace,
S1
enkapsulace
Stárnutí (zrání)
S1, S3
Ekologické aspekty
Voda
E1, E2, E4
E1, E2
E1, E2
Pevné látky
W2
W1
W1
E1, E2
E1, E2, E6
E1, E2
E1, E2
E1, E2
N
E1, E2, E6
E1
E1, E2, E4
N
N
N
E1, E2, E4
W1
N
N
W1
N
N
W1
N
W5
N
W3
N
W1, W2
E1, E2
W1, W6
E1, E2, E4
E1, E2, E6
E1, E2, E4, E5, E6
E1, E2, E4
E1, E2, E3, E4
E1, E2
E1, E2
W1, W2
W1
W1
W1
W1
W1, W2
N
W1
E1, E2, E5
E1, E2
E1, E2
N
W1
W1
M
N
E1
E1
E2
N
N
W1, W3
N
N
E1, E2
N
W1, W6
N
N
S2, S4, S5, S6
N
E1, E2, E3, E4, E5
N
E5
N
N
A
N
S1
S1
E1, E2, E3, E5
E1
E5
W1, W3
N
N
E. Tepelné zpracování
E.1
E.2
E.3
E.4
E.5
E.6
E.7
E.8
F.1
F.2
F.3
Tavení
S1
Blanžírování
S1
Ohřívání a vaření
S1, S3
Pečení
S1, S2, S3, S4
Pražení
S1, S2
Smažení
S1, S3
Čiření
N
Pasteurace, sterilace, UHT (ultrapasteurace)
N
F. Koncentrace teplem
Odpařování (kapaliny na kapalinu)
S1, S2
Sušení (kapaliny na pevnou látku)
S1, S2
Dehydratace (pevné látky na pevnou látku)
S1, S2
G. Zpracování odnímáním tepla
G.1
G.2
G.3
Ochlazování, chlazení
Zmrazování
Kryoextrakce
Koncentrace chladem
Lyofilizace
W1
S4,S7
N
N
N
H.1
H.2
Balení, plnění
Promývání plynem
U.1
U.2
Čistění a sanitace
Výroba a spotřeba energie
Odkalování kotlů
Úprava vody (přiváděné procesní vody)
Demineralizační stanice
Výroba podtlaku
Chlazení
Výroba stlačeného vzduchu
H. Operace po zpracování
S2
S4
U. Provozní hmoty a energie
U.3
U.4
U.5
U.6
Tabulka 3.8: Ekologické dopady zpracovatelských technologií
[1, CIAA, 2002]
132
Kapitola 3
Kód
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
M
N
∗Organické látky
Druh emise
Pach
Částicové materiály
Organické látky∗
CO2
NO2
SO2
NH3
minoritní
žádná
zahrnují emise, obsahující organický materiál za skutečných provozních podmínek bez
ohledu na tlak par jednotlivých složek, přítomných v emisích.
Tabulka 3.9: Kódy používané pro označení atmosférických emisí
[1, CIAA, 2002]
Kód
E1
E2
E3
E4
E5
E6
M
N
Druh emise
Rozpustný organický materiál (BSK, ChSK)
Celkové suspendované pevné látky
Kyselé nebo alkalické
Oleje, tuky, maziva
Dusičnany, dusitany, amoniak, fosforečnany
Rozpuštěné pevné látky
minoritní
žádná
Tabulka 3.10: Kódy používané pro označení emisí do vody
[1, CIAA, 2002]
Kód
W1
W2
W3
W4
W5
W6
M
N
Druh emise
Organické látky (odpadní produkt, zpracovací materiály)
Oleje, tuky, maziva
Anorganické (např. hlína, uhličitan vápenatý, bělící hlinka
Rozpouštědlo
Kovy, např. niklový katalyzátor
Obaly z provozních operací (papír, lepenka, sudy atd.)
minoritní
žádná
Tabulka 3.11: Kódy, používané pro označení pevných výstupů
[1, CIAA, 2002]
3.2.2
MANIPULACE S MATERIÁLEM, ROZBALOVÁNÍ A SKLADOVÁNÍ (A.1)
Voda
Hlavní úniky do vody jsou způsobovány netěsnostmi. Během dopravy pevných surovin pomocí vody, jako u
zeleniny, bulev a hlíz se do vodní suspenze uvolňují pevné látky (organické a/nebo anorganické) a rozpustné
sloučeniny (organické i anorganické). Ke spotřebě vody a zatížení odpadních vod přispívá také čistění různých
potrubí a skladovacích nádrží.
Emise do atmosféry mohou unikat z odvzdušnění nádob při plnění a /nebo dopravě (pneumatické) Tyto emise se
mohou skládat z částic, plynů a pachů a jsou obvykle malé co do množství a mají lokální účinek.
133
Kapitola 3
Pevný výstup
Některé pevné zbytky mohou přicházet z nádob nebo jiných zařízení pro manipulaci s materiálem a mohou být
použity k přepracování, prodány jako krmivo pro hospodářská zvířata (jako vedlejší produkt), nebo mohou být
převedeny do odpadu. Tyto výstupy jsou obvykle specifické pro daný proces. Z rostlinných surovin, jako jsou
brambory nebo cukrová řepa, přichází pevný výstup ve formě hlíny.
Energie
Manipulace s materiálem využívá k pohonům téměř výhradně elektřinu. Nevyvíjí se žádné významné teplo a
ekologické problémy jsou nepatrné a týkají se (jen) spotřeby elektřiny.
Příklad: Při výrobě zmrazené zeleniny vyžadují dopravní a skladovací operace energii [32, Bael, 2001]:
1) doprava zmrazené zeleniny vyžaduje 2-14 kWhe/tunu zmrazené zeleniny. U většiny výrobních linek je
jmenovitý příkon dopravníků mezi 5 a 30 kWe;
2) pro skladování zeleniny se spotřebuje 20-65 kWhe/m3 skladu/rok elektřiny a asi 95 MJ/m2 skladu/rok ve
formě horké vody.
Údaje z literatury ukazují, že průměrná energetická bilance je tvořena takto [32, Bael, 2001]:
−
−
−
−
11 % pro ventilátory odparek
5 % pro ventilátory kondenzátorů
7 % pro periferní zařízení
77 % pro kompresory:
− 21 % na vstupy tepla dveřmi a poklopy
− 48 % na ztráty obálkou budovy
− 8 % prostřednictvím produktu
Hluk
Krátkodobý hluk mohou působit některé typy dmychadel, uložených na vozidlech a používaných pro
vytlačování pevných látek a kapalin z cisteren nákladních automobilů do skladovacích sil nebo jiných nádob.
3.2.3
TŘÍDĚNÍ, PROSÉVÁNÍ, KLASIFIKACE, ODSLUPKOVÁNÍ, OŘEZÁVÁNÍ (A.2)
Voda
Mokré třídění může být zdrojem proudu odpadní vody, obsahujícího hlavně pevné látky.
Při suchém čistění potravinářských a zemědělských surovin může vznikat prach. Tyto emise jsou co do množství
nepatrné a jejich účinky jsou lokální.
Pevný výstup
Vytříděný nebo odstraněný materiál se co nejdříve získává zpět a často se používá jako krmivo pro dobytek nebo
prasata (vedlejší produkt). Pokud tento materiál použít nelze, zpracuje se jako pevný odpad.
Energie
Ačkoliv třídění obvykle spotřebuje jen málo energie, ve spotřebě elektřiny existují značné rozdíly.
Příklad: Třídění při zpracování zeleniny má spotřebu elektrické energie 0 - 20 kWhe na tunu zmrazené zeleniny.
Produkt
Mrkev
Polévková zelenina
Špenát
Hrášek
Fazole
Chřest
Květák
Spotřeba elektřiny (kWhe na tunu
zmrazené zeleniny
8
20
0
4
5
4
1
Tabulka 3.12: Spotřeba elektřiny při třídění zeleniny
[32, Bael, 2001]
134
Kapitola 3
3.2.4
LOUPÁNÍ (A.3)
Voda
Při většině loupacích operací se k odstraňování oloupané slupky používá postřik vodou. Tvoří se odpadní voda
s obsahem pevných látek.
Konvenční loupání parou nebo horkou vodou spotřebuje velké množství vody (až čtyřikrát tolik, jako alkalické
loupání) a produkuje vodu s vysokou koncentrací zbytků. V závodech na zpracování brambor mohou slupky
dělat až 80% celkové BSK. při zpracování ovoce může odpadní voda z loupání činit až 10 % z celkového proudu
odpadních vod a 60 % BSK. Suché metody alkalického loupání mohou značně zmenšit objem a koncentraci
odpadních vod z této operace a umožnit sběr slupek jakožto čerpatelné husté suspenze (kaše). Používání
alkalického loupání může vést ke kolísání hodnoty pH odpadní vody. Některé produkty (např. rajčata) vyžadují
koncentrované alkalické roztoky a přidávání smáčedel.
Suché alkalické loupání má nižší spotřebu alkálií než mokré metody.
Mžikové loupání parou je šaržový proces. Surovina (kořeny, hlízy) se zpracují v tlakové nádobě a vystaví
účinkům vysokotlaké páry (1500 až 2000 kPa). Vysoká teplota způsobí prudký ohřev a uvaření povrchové vrstvy
(během 15 až 30 sekund).
Tlak se pak prudce uvolní, což způsobí oddělení uvařené slupky.
Většina oloupaného materiálu se vypustí spolu s parou (z toho vyplývá zachycování koncentrované odpadní
páry) a zbylé stopy se odstraní postřikem vodou. Proces má menší spotřebu vody než ostatní „mokré“ metody.
Používá-li se loupání plamenem, může se tvořit prach a mohou vznikat pachové emise.
Pevný výstup
Slupky se často získávají a kde to je možné, používají se jako krmivo pro hospodářská zvířata (tj. je to vedlejší
produkt), jinak se zpracovávají jako pevný odpad.
Provádí-li se loupání noži, materiál, který má být loupán (ovoce nebo zelenina), je tlačen na stacionární nože
(materiál, který se loupe, se otáčí), nebo rotační nože, aby se odstranila slupka. Loupání noži se používá zejména
pro citrusové plody, u nichž se kůra snadno odstraňuje a plody se přitom jen málo poškodí. při loupání odíráním
se materiál k loupání uvádí na karborundové válce nebo do otáčející se mísy, vyložené karborundem. Abrasivní
karborundový povrch odstraňuje slupku, která se smývá vodou. Proces se normálně provádí za teploty okolí. Má
normálně významně vyšší ztráty produktu, než mžikové loupání parou (25 % proti 8 – 15 % ztrátě) a značně více
kapalného odpadu.
Alkalické loupání znamená, že materiál k loupání prochází zředěným (1 – 2%) roztokem hydroxidu sodného.
Změkčená sluka se pak odstraní na pryžových kotoučích nebo válcích. Tím se snižuje spotřeba vody a produkuje
koncentrovaná alkalická pasta k likvidaci.
Energie
Loupačka plamenem, vyvinutá pro cibule, se skládá z pásového dopravníku, který dopravuje materiál, za
současného otáčení, pecí, která je vyhřáta na teplotu přes 1000°C. Slupka („papírová“ sluka, vlasové kořínky) se
přitom opálí. slupka se odstraní postřikem vodu pod vysokým tlakem.
Loupání ostrou parou, loupání v alkalické lázni a loupání plamenem vyžadují teplo. V ostatních loupacích
operacích se používá elektřina.
Příklad: Při zpracování zeleniny se polévkové zeleniny a mrkev před mechanickým zpracováním loupají.
Používají se dvě metody – alkalické loupání a loupání parou.
Nosič energie
Horká voda (MJ/tunu zmrazené zeleniny)
Pára (tuny/tunu zmrazené zeleniny)
Tlak páry (bar)
Elektřina (kWh/tunu zmrazené zeleniny)
Přibližná spotřeba
0
0,16
7
2
Tabulka 3.13: Nosič a spotřeba energie pro alkalické loupání zeleniny
[32, Bael, 2001]
135
Kapitola 3
Nosič energie
Tlak páry (bar)
0
0,9
7 - 15
3,5
Tabulka 3.14: Nosič a spotřeba energie pro loupání zeleniny parou
[32, Bael, 2001]
Alkalické loupání spotřebuje méně energie (jak pokud jde o spotřebu elektřiny, tak od potřebu páry) než loupání
parou, ale vytváří více práce pro čistírnu odpadních vod [32, Bael, 2001].
3.2.5
PRANÍ (A.4)
Pro praní je potřebná voda a praním se produkuje odpadní voda s rozpuštěnou organickou hmotou (BSK) a
suspendované pevné látky. Spotřebu vody lze snížit protiproudým uspořádáním nebo recyklací vody po vyčistění
(sedimentací, usazováním, filtrací atd.).
Pevný výstup
Špína, odstraněná při praní, je obvykle pevný materiál (hlína, rostlinný materiál, atd.), například praní cukrové
řepy a brambor poskytuje hlínu, která se vyváží zpět na pole nebo na (řízené) skládky. [32, Bael, 2001]
Energie
Příklad: Praní, jak se užívá ve výrobě zmrazené zeleniny, potřebuje 0 – 5 kWh elektrické energie na tunu
zmrazené zeleniny.
Produkt
Mrkev
Špenát
Hrášek
Fazole
Chřest
Květák
zmrazené zeleniny
8
20
0
4
5
4
1
Tabulka 3.15: Spotřeba elektřiny při praní zeleniny
[32, Bael, 2001]
Spotřeba elektřiny na prací operace je silně závislá na zelenině, o kterou jde. Některé zeleniny (například chřest a
květák) nevyžadují u společností, které provádějí hluboké zmrazování, žádné čistění, kdežto jiné je provádějí.
Praní špenátu je energeticky náročné.
Během pracích operací může být pro urychlení a zefektivnění používána horká voda. většina společností však
vodu neohřívá. někdy se pro praní používá (horká) zbytková voda z blanšírování [32, Bael, 2001].
3.2.6
ŘEZÁNÍ, KRÁJENÍ, SEKÁNÍ, SEKÁNÍ NADROBNO, MĚLNĚNÍ (B.1)
Voda
Odpadní voda vzniká hlavně z čistění zařízení. Obvykle obsahuje zůstatky produktů, jako jsou malé částice
masa, ovoce a zeleniny. Při zpracování masa může odpadní voda také obsahovat rozpustné bílkoviny,
suspendovaný tuk a jiné pevné látky, jako jsou konzervační soli apod.
Pevný výstup
Vznikající vedlejší produkty závisejí na surovinách a zpracování, například při řezání (dělení) masa jsou
typickými vedlejšími produkty kosti, tuk, kůže, vnitřnosti a části jatečných těl, jako jsou hlavy a nohy, nebo
slupky ovoce a zeleniny.
Ty se obvykle používají v jiných výrobních procesech, dokonce i mimo potravinářský průmysl, například ve
výrobě mýdla.
136
Kapitola 3
Energie
Elektrická energie se používá pro různá zařízení.
Příklad: Některé zeleniny se před hlubokým zmrazováním krájejí. Spotřeba elektrické energie na tunu zmrazené
zeleniny bývá až 9 kWh/t.
Produkt
Mrkev (kostky)
Mrkev (plátky)
Špenát
Hrášek
Fazole
Chřest
Květák
zmrazené zeleniny
2,5
1
6
0
9
0
0
Tabulka 3.16: Spotřeba elektřiny při mechanickém zpracování zeleniny před hlubokým zmrazením
[32, Bael, 2001]
Mrkev, kozí brada a fazole vyžadují pro mechanické zpracování přiměřené množství elektřiny. Jiné zkoumané
zeleniny žádnou elektrickou energie nepotřebují [32, Bael, 2001].
Hluk
Používají se některá vysokootáčková elektrická zařízení, jež mohou být velmi hlučná, například okružní pily,
používané na prořezávání kostí, a kutry. Není to však problém, protože se hluk zpravidla nepřenáší mimo
pracoviště.
3.2.7
MÍCHÁNÍ, SMĚŠOVÁNÍ, KONŠOVÁNÍ, HOMOGENIZACE (B.2)
Voda
Použití vody je v této skupině operací omezeno normálně jen na mytí zařízení. Používaná množství závisejí na
druhu zařízení, Výsledná odpadní voda obsahuje rozpuštěné a suspendované pevné látky.
Tam, kde se zpracovávají pevné a těkavé materiály, mohou vznikat atmosférické emise. Operace, v nichž
přicházejí těkavé organické látky, mohou produkovat pachy. Částice (prach) emitují operace, kde se pracuje
s pevnými látkami, jako je míchání pevných látek s pevnými látkami.
Pevný výstup
V operacích, v nichž se zpracovávají pevné látky, při vyprazdňování zařízení pro další šarži nebo při jeho čistění,
může vznikat pevný organický výstup. Normálně při takovýchto operacích dochází k určitým ztrátám. Tento
pevný odpad se skládá ze surovin nebo odpadních produktů. Pečlivou obsluhou a správným hospodařením lze
množství pevného výstupu často snížit a pevný výstup může být používán znovu anebo prodáván jako krmivo
(vedlejší produkt).
Energie
Operace této skupiny vyžadují hlavně elektrickou energii.
Hluk
Zdrojem hluku může být homogenizace.
3.2.8
BROUŠENÍ A MLETÍ (B.3)
Tam, kde se zpracovávají pevné materiály, vznikají částicové atmosférické emise (prach).
Pevný výstup
Při vyprazdňování zařízení pro další šarži nebo při jeho čistění, vzniká pevný organický výstup. V takovýchto
situacích dochází k určitým ztrátám. Tento pevný odpad se může skládat ze surovin nebo odpadních produktů a
může být používán znovu anebo prodáván jako krmivo (vedlejší produkt).
137
Kapitola 3
Energie
Broušení (mletí) vyžaduje značné energetické vstupy.
Hluk
Žádné problémy nebyly identifikovány.
3.2.9
TVAROVÁNÍ FORMOVÁNÍ, PROTLAČOVÁNÍ (B.4)
Voda
Odpadní vody vznikají při čistění zařízení a obsahují především rozpustné organické materiály (BSK) a pevné
podíly.
Protlačování za vysoké teploty může být zdrojem určitých atmosférických emisí těkavých organických sloučenin
a pachů.
Pevný výstup
Jistá množství pevného odpadu mohou vznikat ze ztrát produktu na začátku a konci výrobního procesu.
Energie
Typickými velkými spotřebiči elektrické energie jsou protlačovací stroje (extrudéry).
3.2.10
EXTRAKCE (C.1)
Voda
Spotřeba vody je problémem tam, kde se voda používá v procesu extrakce jako rozpouštědlo. Extrakční zařízení
se také periodicky čistí, aby se zajistily efektivní a optimální provozní podmínky. Frekvence čistění závisí na
produktu a na konstrukci extraktoru. Čistěním vzniká určité množství odpadní vody, obsahující rozpustné a
nerozpustné organické materiály (BSK) a pevné podíly.
V procesu extrakce oleje ze semen olejnin hexanem je potřebná chladící voda v množství od 0,2 do 14 m2 na
tunu semen olejniny. Dále vzniká určité množství odpadní vody (hlavně z odlučovače hexanu a vody), které činí
0,2 až 0,5 m2 na tunu semen olejniny (při zátěži 0,1 až 1,0 kg ChSK na tunu semen olejniny). Množství
spotřebované vody a její znečistění závisí na systému chladící vody (s jedním průtokem, nebo s recyklací) a
druhu olejniny. Prostup „opékače“ má na tyto parametry také značný vliv. Spotřeba vody na lisování oleje je jen
minimální.
Extrakce těkavými organickými rozpouštědly může být příčinou emisí těkavých organických sloučenin (VOC).
Směrnice Rady 1999/13/ES ze dne 11. března 1999 o omezování emisí těkavých organických sloučenin
způsobených používáním organických rozpouštědel v některých činnostech a zařízeních [157, European Council,
1999] obsahuje ustanovení o extrakci semen olejnin (příloha IIA).
Činnost (práh spotřeby rozpouštědel >10 t/rok
Živočišný tuk
Skočec (Ricinus communis)
Řepka olejka
Slunečnice
Sojové boby (normálně drcené)
Sojové boby (bílé vločky)
Ostatní semena a rostlinné materiály
Hodnota emisního limitu
pro VOC (kg/t)
1,5
3
1
1
0,8
1,2
31)
1,52)
43)
1)
Celkový emisní limit pro zařízení zpracovávající jednotlivé šarže semen a jiných rostlinných
materiálů má stanovit příslušný úřad případ od případu s uplatněním nejlepší dostupné
technologie.
2)
Platí pro všechny frakcionační procesy s výjimkou odstraňování slizů (z olejů).
3)
Platí pro odstraňování slizů.
Tabulka 3.17: Hodnoty emisních limitů VOC pro extrakci rostlinných olejů a živočišných tuků a rafvinaci
rostlinných olejů
[157, European Council, 1999]
138
139
Kapitola 3
Extrakční zařízení mohou také emitovat pachy v důsledku uvolňování sirovodíku a organických sloučenin.
Provádí-li se extrakce vodou, může do atmosféry unikat vodní pára, strhávající nekondenzovatelné těkavé
organické složky.
Pevný výstup
Tento pevný výstup může být znovu použit (vedlejší produkt). Příkladem je vyextrahovaná kávová ssedlina po
extrakci kávy. Po odstranění zadržené vody může být tato ssedlina použita jako palivo v parních kotlích, nebo
jako surovina pro další zpracování.
Jestliže pevný výstup není znovu použit, musí být zlikvidován jako pevný odpad.
Energie
Potřebné jsou jak elektrická energie, tak pára, ale jejich množství závisí na druhu použití. Spotřeba energie: 600
až 1400 MJ páry a 100 až 200 Mj elektřiny na tunu semen olejniny. Spotřeba energie závisí zejména na druhu
olejniny a druhu systému (cirkulace) chladící vody.
Hluk
Možnými zdroji hluku jsou: chladící věže, ventilátory, parní pojistné ventily.
3.2.11
DEIONIZACE (C.2)
Voda
Regenerace iontoměničových kolon produkuje vodu, obsahující chemikálie použité pro regeneraci (obvykle
kyseliny nebo zásady, a roztok solí), ionty, odstraněné z produktu a nečistoty extrahované z použité kolony.
Regenerace začíná promytím iontoměničových kolon vodou. Tím se získá odpadní voda, obsahující zbytky
produktu, které, v závislosti na zředění, mohou být v procesu přepracovány.
Pevný výstup
Jediným pevným výstupem procesu deionizace je iontoměničová pryskyřice na konci životnosti. Tato životnost
může být stejně 6 měsíců, jako 10 let, což závisí na provozu a produktu.
3.2.12
ODSTŘEĎOVÁNÍ A SEDIMENTACE (C.3)
Voda
Voda se používá pro periodické čistění separačního zařízení. Frekvence a objemy se mění s produktem a
zařízením. Vodu lze někdy přepracovat. Odpadní voda přichází z mytí zařízení stejně jako ve formě oddělených
odpadních produktů z provozního procesu (v tom případě obsahuje obvykle rozpuštěné organické látky (BSK) a
suspendované pevné látky).
Pevný výstup
Kaly ze separátoru (odstředivky) lze někdy znovu použít v procesu, někdy s nimi musí být naloženo jako
s vedlejším produktem nebo odpadem.
Energie
Pokud se používají gravitační separátory, elektrická energie je potřebná (jen) na čerpání.
Hluk
Provoz odstředivek může být doprovázen poměrně vysokými hladinami hluku v okolí strojů a je potřebné
realizovat vhodná opatření k jeho potlačení.
3.2.13
FILTRACE (C.4)
Voda
Podle konečného účelu filtrační operace může proces vést na proud tekutého odpadu, obsahující rozpuštěné
organické látky a suspendované pevné látky.
Výfuk z vývěvy při vakuové filtraci může obsahovat částice (prach).
140
Kapitola 3
Pevný výstup
Může zbývat filtrační koláč, který si vyžádá vhodný způsob regenerace nebo likvidace, například je to bělící
hlinka z rafinace jedlých olejů nebo křemelina z výroby piva.
Energie
Elektrická energie je potřebná na čerpání.
3.2.14
ODLUČOVÁNÍ NA MEMBRÁNÁCH (C.5)
Voda
Voda se používá pro periodické čistění separačního zařízení. Frekvence a objemy se mění v závislosti na
produktu a zařízení. Odpadní voda vzniká z praní a ve formě z procesu oddělených odpadních produktů a
obsahuje rozpuštěné organické látky a suspendované pevné látky.
Energie
Separace na membránách je proces, jehož hnací silou je tlak, proto potřebuje elektrickou energii. Při
elektrodialýze je elektrická energie potřebná pro transport iontů.
3.2.15
KRYSTALIZACE (C.6)
Voda
Voda se používá pro chlazení a normálně se recirkuluje. Podle požadavků na chlazení se voda vede přes chladící
jednotky nebo chladící věže či chladící rybníky. Odpadní voda zbývá po oddělení krystalů.
Pevný výstup
V rafinačním procesu (pokud je potřebný) se používá aktivní uhlí. Použité aktivní uhlí se buď regeneruje nebo
likviduje jako odpad.
Energie
Elektřina je potřebná pro pohony a čerpadla. Energie je potřebná pro chladící systémy.
3.2.16
NEUTRALIZACE (ODSTRAŇOVÁNÍ MASTNÝCH KYSELIN (C.7)
Voda
Neutralizační proces potřebuje chladící vodu. Odpadní voda, která pochází ze spojení vody z neutralizace a vody
ze štěpení soapstocků má teplotu asi 100°C, vysokou kyselost a obsahuje soli, jako fosforečnan sodný a síran
sodný nebo chlorid sodný, ve vysokých koncentracích. Použití kyseliny citronové zvyšuje zatížení kapalného
odpadu jako BSK.
Likvidace kapalného odpadu z procesu s vysokou koncentrací síranů (2000 mg/L) do veřejné kanalizace může
působit korozi betonu. Problémy s bezpečností práce (ohrožením zdraví) mohou vznikat v systémech čistění
v důsledku vzniku sirovodíku.
Spotřeba vody a chemikálií při rafinaci rostlinných olejů:
Demineralizovaná voda
100 – 300 litrů na tunu oleje (neutralizace)
Pitná voda
50 – 300 litrů na tunu oleje (štěpení mýdel)
Chladící voda
100 – 200 litrů na tunu oleje
Kyselina sírová (H2SO4)
50 – 250 kg na tunu oleje (štěpení mýdel)
Tyto údaje o spotřebě závisejí zejména na druhu oleje a obsahu volných mastných kyselin v surovém oleji.
Systém okyselování soapstocků může být zdrojem zápachu.
Pevný výstup
Mastné kyseliny se považují za vedlejší produkt. Čistění odpadní vody z neutralizace může vést na velká
množství kalu v důsledku přítomnosti fosforečnanů a/nebo síranů. Kapalný výtok z čistění této odpadní vody
může mít vysoký obsah solí.
Energie
Pro neutralizaci a štěpení soapstocků je hlavním zdrojem energie pára.
141
Kapitola 3
3.2.17
BĚLENÍ (C.8)
Čistění filtrů může vést k emisím organických sloučenin, které páchnou. Pachy se mohou také šířit ze skladování
použité bělící hlinky..
Pevný výstup
U použité bělící hlinky existuje riziko samovznícení. Použitá hlinka z rafinerie olejů se může přidávat do
moučky z pokrutin (vedlejšího produktu). Hlinka, použitá pro bělení ztužených olejů se také přidává do moučky,
jestliže neobsahuje nikl ani aktivní uhlí. Jinak ji lze použít jako zdroj energie (například ve výrobě cementu),
protože má velkou výhřevnost.
Energie
Pro regeneraci oleje z použité bělící hlinky je potřebná pára. Olej a bělící hlinka se během bělení zahřívají parou.
3.2.18
DEODORIZACE VYHÁNĚNÍM PAROU (C.9)
Voda
Voda se používá pro chlazení kondenzátorů. Voda z barometrických kondenzátorů může být znečistěná.
V barometrickém kondenzátoru s jednorázovým průtokem je tepelné zatížení povrchové vody ekvivalentní
spotřebě páry v podtlakovém systému.
Výfuky vývěv uvolňují některé organické sloučeniny, které mohou zapáchat.
Pevný výstup
Tento proces produkuje mastné kyseliny a destiláty. Tyto produkty se většinou považují za vedlejší produkty.
Energie
Pro tuto zpracovatelskou technologii je potřebná energie ve formě páry a elektřiny. Spotřeba energie se pohybuje
v rozmezí 55 – 200 kJ/kg a spotřeba páry od 0,15 do 0,40 tuny na tunu produktu.
Hluk
Problémy mohou vzniknout ve spojitosti s ventilátory chladících věží.
3.2.19
ODBARVOVÁNÍ (C.10)
Voda
Během spouštění a odstavování mohou být vypouštěny malé objemy vodných produktů, obsahující malá
množství pevných materiálů. Normálně se tento výtok znovu zpracuje nebo znovu použije v procesu. Není však
vždy ekonomické tento materiál koncentrovat a v tom případě se vypouští jako odpadní voda. Tato odpadní voda
může obsahovat rozpuštěný organický materiál (BSK), suspendované a rozpuštěné pevné látky.
Pevný výstup
V procesu odbarvování se utvoří filtrační koláč, který se skládá z aktivního materiálu, potřebného pomocného
filtračního prostředku a zbytků produktu. Tento pevný výstup může být podle své povahy přepraven na skládku
nebo rozptýlen na pozemky či zkompostován. Podle druhu procesu a produktu může být pevný výstup také
použit jako krmivo pro hospodářská zvířata (vedlejší produkt).
Energie
Teplo každého ohřevu produktu, použité k dosažení optimálních podmínek operace, může být regenerováno
normálním systémem regenerace tepla.
K regeneraci aktivního uhlí patří ohřev v sušárně při zvýšené teplotě v nepřítomnosti kyslíku. To obvykle
provádějí specializované firmy (hlavně dodavatel) mimo závod.
3.2.20
DESTILACE (C.11)
Voda
142
Z destilačních zařízení (z vařáků) se vypouštějí zbývající tekutiny (výpalky, využité kaly a břečka). Mohou mít
velmi vysokou hodnotu BSK. Tam, kde existují regenerační systémy, může být určitý podíl výpalků použit
znovu. Zbytek se normálně zpracuje na krmiva pro hospodářská zvířata a zbylý kondenzát se zlikviduje.
143
Kapitola 3
Z destilačních kolon mohou unikat menší emise nezkondenzovaných těkavých látek, hlavně oxid uhličitý a
ethanol. U kotlíkových destilačních zařízení tyto problémy nejsou.
Pevný výstup
Koncentrované výpalky nebo usušené výpalky poskytují vedlejší produkt, použitelný pro přidávání do krmiv pro
hospodářská zvířata, jako surovina ve výrobě založené na cukru nebo obilí, anebo jako hnojivo.
Energie
Destilační kolona je vyhřívána parou. Ke snížení spotřeby energie destilovny na minimum je navrženo několik
technologií. U kotlíkových zařízení je tato spotřeba 12 až 3 kWh na litr čistého alkoholu (kromě přepracování na
krmivo).
Hluk
Některá výrobní zařízení mohou být velmi hlučná, například při zahušťování výpalků a odvodňování alkoholu
adsorpcí na molekulových sítech.
3.2.21
NAMÁČENÍ (D.1)
Voda
Pro namáčení je potřebná voda a produkuje se určité množství odpadní vody s vysokým obsahem rozpuštěných
organických látek (BSK) a suspendovaných pevných látek.
Nevýznamné
Pevný výstup
Při namáčení se může uvolnit něco špíny, i když se obvykle během namáčení odstraní.
Energie
Nevýznamná
Hluk
Nevýznamný
3.2.22
ROZPOUŠTĚNÍ (D.2)
Voda
Při čistění zařízení se tvoří odpadní voda. Tato odpadní voda může obsahovat zbytky produktu (např. prášek, olej
z oplachování), které zvyšují obsah rozpuštěných organických látek (BSK) i suspendovaných pevných látek
v odpadní vodě.
Při vyprazdňování pytlů mohou vnikat emise prachu. jsou obvykle menšího rozsahu a omezené na vnitřek
budovy.
Energie
Při procesu rozpouštění se používá elektřina a pára.
3.2.23
SOLUBILIZACE (ALKALIZACE) (D.3)
Voda
Odpadní voda vzniká z čistění zařízení a obvykle obsahuje rozpustné organické látky (BSK), suspendované
pevné látky a tuk.
Atmosférické emise se mohou skládat z vodní páry s nízkým obsahem těkavých organických látek a částic.
144
Kapitola 3
Energie
Jako příklad typické spotřeby energie se uvádí spotřeba na tunu kakaa:
Kapalný proces
Alkalizace drti
Elektrická energie
(kJ/kg)
35 – 70
35 - 550
Pára
kg/t
300 – 500
700 - 1000
Tabulka 3.19: Typické spotřeby energie na tunu kakaa
[1, CIAA, 2002]
3.2.24
FERMENTACE (KVAŠENÍ) (D.4)
Voda
Voda se používá pro chlazení fermentačních nádob. Většinou se používá voda z chladících věží nebo speciální
průtočný systém. Odpadní voda vzniká při čistění zařízení a nádob a obsahuje surovinu a zbytky fermentované
suroviny.
Kvasinky jako organický produkt mají vysokou hodnotu ChSK a obsah suspendovaných pevných látek a jsou,
spolu s nosnou kapalnou fází, hlavním přispěvatelem k zatížení odpadní vody z fermentačního procesu celkovou
ChSK. Tento podíl se však většinou regeneruje a použije jako krmivo pro hospodářská zvířata.
Atmosférické emise zastupuje alkohol a oxid uhličitý. Oxid uhličitý je přirozený produkt alkoholického kvašení.
U regulovaných kvasných procesů je obecně povoleno odvzdušnění do atmosféry, i když se může provádět i jeho
regenerace a opakované použití.
Pevný výstup
Použité kvasinky (kvasnice) jsou vedlejším produktem a mají druhotné použití jako potravinářský výrobek nebo
krmivo.
Energie
Pro cirkulaci chladící vody je potřebná elektrická energie.
3.2.25
KOAGULACE (D.5)
Voda
Pro promývání sýřeniny je potřebná voda vysoké jakosti. Při čistění zařízení se tvoří odpadní voda, která
obsahuje rozpuštěné organické látky (BSK) a suspendované látky.
Energie
Energie je potřebná pro tepelné zpracování (pára) a pro chlazení (elektřina).
3.2.26
KLÍČENÍ (D.6)
Voda
Určité množství vody je potřebné ke zvlhčování vzduchu.
Vzduch z procesu klíčení je obvykle zatížen vodní parou a minoritním množstvím těkavých organických
sloučenin.
Energie
Energie je potřebná pro úpravu („kondicionování“) a cirkulaci vzduchu.
3.2.27
SOLENÍ SOLANKOU A KONZERVACE LÁKEM (D.7)
Voda
Solanka či lák, které se po použití vyhazují, nebo přebytečná solanka z ponorných lázní, ze vypouštějí jako
odpadní voda.
145
Kapitola 3
Množství závisí na použitém způsobu solení nebo solení konzervační solí (či konzervace lákem). Tato odpadní
voda zpravidla obsahuje sůl, konzervační soli a další přísady a také rozpustné složky produktu, jako bílkoviny
(sýr, maso), které se z produktu „vypotily“ během solení.
Mytí objektů a zařízení také poskytuje odpadní vody, které obsahují solící přísady a zbytky produktu, které tvoří
rozpuštěnou organickou hmotu (jako BSK) a rozpuštěný a nerozpuštěný pevný materiál přítomné v odpadní
vodě.
3.2.28
UZENÍ (D.8)
Voda
Odpadní vody vznikají při periodickém čistění udírenského zařízení.
Při uzení a sušení vznikají intenzivní pachy. Emise ve fázi uzení.jsou mnohem větší, než ve fázi sušení.
Odvětrávaný kouř obsahuje také těkavé organické sloučeniny (VOC). Před vypuštění do atmosféry musí být
kouř čistěn pro odstranění pachů.
Pevný výstup
Popel ze dřeva.
Energie
Energie je potřebná pro vyvíjení kouře, ohřev a sušení.
3.2.29
ZTUŽOVÁNÍ (D.9)
Voda
Voda se používá pro chlazení, protože koncový produkt nemá být teplejší, než 100°C. Pára (demineralizovaná
voda) je nutná k ohřevu autoklávů a/nebo reaktorů. Voda se rovněž používá pro čistění zařízení a úklid. Spotřeba
vody: 0,8 až 2 m3 na tunu (závislá na druhu chladícího systému) pitné vody a/nebo demineralizované vody.
Spotřeba chladící vody: 2 až 5 m3 na tunu [109, CIAA (FEDIOL), 2002]. Voda z čistění z těchto operací může
obsahovat stopy niklu, který se může akumulovat v kalu čistírny odpadních vod a tak jej kontaminovat.
Za normálních provozních podmínek neexistují žádné známé problémy. Existuje tu riziko výbuchu či požáru,
spojené s emisemi plynného vodíku.
Pevný výstup
Použitý nikl regenerují specializované firmy.
Energie
Energie se dodává ve formě elektřiny a páry. Celková spotřeba energie se pohybuje od 400 do 1000 MJ na tunu
produktu.
Hluk
Problémy s hlukem mohou pocházet z chladících věží, kompresorů nebo podtlakových systémů.
3.2.30
STERILIZACE OXIDEM SIŘIČITÝM (D.10)
Důvodem k ekologickým obavám je oxid siřičitý. Oxid siřičitý je však snadno absorbován kapalinou a skutečné
zbytkové emise jsou extrémně nízké.
3.2.31
SYCENÍ OXIDEM UHLIČITÝM, SATURACE (D.11)
Přebytečný oxid uhličitý se odvětrává do atmosféry.
7
146
Kapitola 3
Jestliže se používá vápenka, zpravidla vzniká také CO v důsledku nevyhnutelně nedokonalého hoření v peci.
Produkty spalování SO2 a NOx se odvětrávají do atmosféry spolu s malým množstvím částicových materiálů.
Prostředky pro hydrataci páleného vápna, používané ve spojitosti s vápenkou, také emitují malá množství částic.
Na vápence je obvykle přetlakové odplynění. Normální výfukové plyny vápenky se před uváděním do procesu
perou. Výfukové plyny a páry ze saturačních nádob obsahují NH3 a CO a jiné páchnoucí látky.
Pevný výstup
Všechny sraženiny, tvořící se během sycení oxidem uhličitým, jsou od cukrové šťávy odděleny a používají se
jako hnojivo (vedlejší produkt). Zbytky po pálení vápna a hašení vápna se odvážejí na skládky nebo používají na
dláždění.l
Hluk
Jestliže se používá vápenka, může zavážení vápence a koksu působit hluk i mimo pracoviště.
3.2.32
POTAHOVÁNÍ, POSTŘIKOVÁNÍ, POLÉVÁNÍ, AGLOMERIZACE, ENKAPSULACE
(D.12)
Voda
Odpadní voda vzniká při čistění zařízení a zpravidla obsahuje zbytky produktu, sestávající z rozpustného
organického materiálu (BSK) a pevného materiálu.
3.2.33
TAVENÍ (E.1)
Voda
Odpadní voda vzniká při čistění. Tato odpadní voda může obsahovat tuk společně rozpustným organickým
materiálem (BSK) a pevným materiálem.
Emise pachu mohou vznikat při suchém procesu vyškvařování zbytků masa.
Pevný výstup
V některých procesech tavení (vyškvařování) zbývá pevná fáze. Považuje se za vedlejší produkt.
Energie
Hlavní složkou energie, dodávané do procesu tavení, je pára.
3.2.34
BLANŠÍROVÁNÍ (D.12)
Voda
Vyluhování cukrů, škrobů a jiných rozpustných organických sloučenin ze surového ovoce a zeleniny do
blanšírovací vody je příčinou, že odpadní voda obsahuje rozpuštěné organické látky (BSK) a rozpuštěné a
suspendované pevné látky. Protože se blanšírovací voda normálně používá opakovaně nebo recykluje, je objem
vod z blanšírování normálně poměrně malý. Znečisťující látky (BSK) se tím však v odpadní vodě koncentrují.
Do atmosféry se může vypouštět pára a odpar z vody. Podle blanšírovaných surovin může výfukový vzduch
obsahovat nízké koncentrace těkavých organických sloučenin, které mohou být příčinou méně intenzivních
pachů.
Pevný výstup
Na dně blanšírovacích nádob se mohou hromadit některé pevné materiály. Je potřebné je periodicky
odstraňovat..
Energie
Pro ohřev blanšírovací vody se používá teplo.
147
Kapitola 3
Příklad: Bubnová a pásová blanšírovací zařízení se používají při výrobě hluboko zmrazované zeleniny.
Spotřeba energie závisí nejenom na druhu zařízení, ale také na druhu následného kroku zmrazování. Uvádíme
typické spotřeby energie pro některé kombinace, používané v Belgii.
Příklad 1:
Bubnové blanšírovací zařízení a protiproudé zmrazovací zařízení
Nosič energie
Tlak páry (bar)
0
0,16
7
0,5 – 1,3
Tabulka 3.19: Nosič energie a přibližná spotřeba pro bubnové blanšírovací zařízení při hlubokém
zmrazování zeleniny [32, Bael, 2001]
Nosič energie
Tlak páry (bar)
0
0
0
0,5 - 1,3
Tabulka 3.20: Nosič energie a přibližná spotřeba pro protiproudé zmrazovací zařízení při zpracování
zeleniny [32, Bael, 2001]
Spotřeba elektřiny pro výrobu ledové vody je zahrnuta ve spotřebě elektřiny uvedené pro hluboké zmrazování
Příklad 2:
Pásové blanšírovací zařízení kombinované s vodním zmrazovacím zařízením
Nosič energie
Tlak páry (bar)
0
0,09
7
2-9
Tabulka 3.21: Nosič energie a přibližná spotřeba pro kombinaci pásového blanšírovacího zařízení
s vodním zmrazovacím zařízením [32, Bael, 2001]
Příklad 3:
Pásové blanšírovací zařízení kombinované s dmýchacím zmrazovacím zařízením
Nosič energie
Tlak páry (bar)
Ukazatele velikostního řádu
0
0,16
7
7 - 30
Tabulka 3.23: Nosič energie a ukazatele velikostního řádu pro kombinaci pásového blanšírovacího zařízení
s dmýchacím zmrazovacím zařízením [32, Bael, 2001]
Pokud jde o spotřebu energie, nejnižší celkovou spotřebu má kombinace pásového blanšírovacího zařízení
s vodním zmrazovacím zařízením. Teplo, uvolněné chlazením produktu v chladící zóně se používá k předehřátí
zeleniny. Tak se potřeba páry pro blanšírování snižuje.
Pokud jde o spotřebu elektřiny má nejnižší spotřebu bubnové blanšírovací zařízení s protiproudým
zmrazováním. Toto zařízení však má dosti vysokou spotřebu vody.
Pro používání velmi výkonných dmychadel (60kWe) v kombinaci pásového blanšírování s dmýchacím
zmrazovacím zařízením je spotřeba elektřiny u této kombinace velmi vysoká. [32, Bael, 2001].
148
Kapitola 3
3.2.35
OHŘÍVÁNÍ A VAŘENÍ (E.3)
Voda
Odpadní voda vzniká při čistění. Tato odpadní voda může obsahovat zbytky produktů, což vede k tomu, že
odpadní voda obsahuje rozpustný organický materiál (BSK) a pevné materiály.
Emise pachů se mohou objevovat při ohřívání a vaření.
Pevný výstup
Pevný výstup, jako tuk a maziva, může mít původ v čistění ohřívacího zařízení
Energie
Používá se teplo (z páry).
3.2.36
PEČENÍ (E.4)
Při pečení emitují do atmosféry těkavé organické látky spolu s pachy a vodní parou.
Ve studii případu pekárny má pekárna s výrobní kapacitou 340 t za den atmosférické emise z pecí s obsahem
ethanolu o koncentraci asi 1 g/m3. Ve Spojeném království navrhovaný porovnávací standard pro celoroční
průměrné uvolňování ethanolu je 19,2 mg/m3 a hodinový průměrný standard je 576 mg/m3 [102, UK, 2002].
Pevný výstup
Ze suchého čistění mohou pocházet zbytky produktů.
Energie
Pro pečení se používá palivo – zemní plyn nebo topný olej. Pro infračervené pece se používají zvláštní typy
hořáků. Energie, potřebná k pečení, se pohybuje normálně v rozmezí 450 až 600 kJ/kg produktu.
3.2.37
PRAŽENÍ (E.5)
Voda
Při pražení kávy se používají malá množství vody pro prudké ochlazení upražené kávy Tato voda se zčásti
odpaří a unikne do atmosféry a částečně se absorbuje v produktu (kávě).
Výstupy z pražícího zařízení i z chladiče obsahují aromatické složky a jiné VOC. Koncentrace těkavých
organických sloučenin (VOC), způsobujících tyto pachy, je vyšší na výstupu z pražícího zařízení, než na výstupu
z chladiče. Koncentrace VOC je vyšší, je-li produkt pražen na vyšší úroveň (např. když je teplota produktu na
konci pražení vyšší). Rozdíly v emisích u nízko praženého a velmi vysoko praženého (velmi tmavého) produktu
mohou být až desetinásobné. )
U šaržových pražičů jsou nejvyšší koncentrace emitovány právě před koncem procesu pražení. U kontinuálních
pražičů jsou také emise nepřetržité. Absolutní koncentrace VOC závisí na teplotě produktu na konci pražení,
množství vzduchu použitého k pražení, samotném produktu a době pražení.
Pevný výstup
Pevný organický výstup, např. kávové slupky, se hromadí v cyklonech. Pevný výstup u kávy se může pohybovat
v hodnotách 0.1 až 1,5 % z množství zelené kávy.
Energie
Spotřeba energie závisí na druhu používaného pražiče a také na uspořádání systému plynů odcházejících
z pražení.
3.2.38
SMAŽENÍ (E.6)
Voda
Odpadní voda vzniká při čistění. zařízení a obsahuje obvykle tuk, jak ve formě volného tuku nebo emulgovaného
tuku, a zbytky produktu. Odpadní voda bude tudíž obsahovat TFM (celkový tuk), suspendované pevné látky a
rozpuštěnou organickou hmotu (BSK).
149
Kapitola 3
Atmosféra nad smažící pánví se odsává, aby se zabránilo každému úniku do pracovního prostředí. Tento
odsávaný vzduch může obsahovat těkavé organické sloučeniny, jako jsou produkty štěpení jedlých olejů.
S odsávaným vzduchem se může jako problém pojit zápach.
Pevný výstup
Olej, který dosáhl konce své použitelnosti, je třeba zlikvidovat.
Energie
Smažící zařízení (fritéza), je obvykle vyhříváno parou nebo topným olejem.
3.2.39
TEMPEROVÁNÍ (E.7)
Voda
Voda se používá v recirkulačním systému chlazené vody.
Energie
Elektřina je potřebná pro čerpadla a pohony. Energie je potřebná také pro chladící systém.
3.2.40
PASTEURACE, STERILACE, UHT (E.8)
Voda
Voda je potřebná pro chlazení produktu po tepelném zpracování. Chlazení po zpracování technologií UHT lze
provádět ve dvou krocích: ochlazením expanzí na atmosférický tlak v expanzních nádobách, následovaným
dochlazením vodou.
Dochází ke ztrátám produktu, ve formě organických i anorganických usazenin na výměnných površích, které
jsou pak při čistění zařízení uvolněny do odpadní vody. Proto odpadní voda obsahuje rozpuštěné organické
hmoty (BSK) a pevný materiál.
Energie
Pro tepelné ošetření je potřebná energie, obvykle ve formě páry nebo horké vody. Po tepelném ošetření je
obvykle nutné ochlazení. Chlazení se může provádět průtočným systémem, v němž je chladící voda chlazena
v chladící věži nebo systémem s recirkulující chlazenou vodou. Druhý z nich nutně znamená spotřebu energie
v systému strojního chlazení.
3.2.41
ODPAŘOVÁNÍ (KAPALINY NA KAPALINU) (F.1)
Voda
Odstraňování usazenin při čistění a ztráty produktu při spouštění a odstavování přispívají k organickému a
anorganickému zatížení odpadní vody. Při odpařování se získávají také kondenzáty z produktu. Podle jejich
jakosti (organických, anorganických a suspendovaných pevných látek) lze tyto kondenzáty znovu používat
v procesu, nebo je třeba je zpracovat v čistírně odpadních vod. Koncové páry se kondenzují v otevřených nebo
uzavřených kondenzátorech chlazením vodou.
Odpadní voda bude obsahovat rozpuštěné organické látky (BSK) a rozpuštěné organické a suspendované pevné
látky.
Mohou nastat případy nezkondenzovatelných plynů, které jsou odváděny do atmosféry, aby se zajistil účinný
přestup tepla. Vznikající účinky na životní prostředí závisejí na vypouštěných plynech.
Energie
Potřeba páry pro jednostupňové odparky je v rozmezí 1,2 až 1,4 tuny na tunu odpařené vody. Spotřebu energie je
možné snížit pomocí vícečlenných odparek s rekompresí par, viz části 4.7.4.2 a 4.7.4.3.
Někdy je možné využít výfukové plyny pro regeneraci energie z jiných procesů (např. sušení).
Hluk
Při procesech odpařování často vzniká hluk, zejména je způsobován tepelným kompresorem, mechanickým
kompresorem, parními ejektory a vysokou rychlostí tekutin v potrubí. Obvykle se zvládne vhodnou zvukovou
izolací.
150
Kapitola 3
3.2.42
SUŠENÍ (KAPALINY NA PEVNOU LÁTKU) (F.2)
Voda
Použití vody je normálně omezeno jen na čistění zařízení. Používané množství silně záleží na druhu zařízení.
Při čistění se produkuje odpadní voda, obsahující rozpustný organický materiál a suspendované pevné látky.
Používají-li se pračky vzduchu, tvoří se proud odpadní vody, obsahující organický materiál (jemný prach).
Při sušení horkým vzduchem se tvoří směs plynů a par, která se vypouští do atmosféry. Tato směs může
obsahovat prach a těkavé organické sloučeniny původem z produktu. Mohou působit obtěžování pachem a
mohou před vypouštěním vyžadovat zpracování. Jestliže se sušení provádí pomocí hořáků s přímým spalováním
(plynu, paliva), mohou výfukové plyny obsahovat směsi CO2/CO/SO2/NOx. Závisí to na zdroji tepla a typu
hořáku. Přednost však musí vždy dostat požadavky na bezpečnost potravin, zvláště při sušení velmi citlivých
produktů.
Pevný výstup
Pevný výstup může vznikat, když je zařízení vyprazdňováno pro novou šarži nebo čistění. Tento pevný výstup se
může skládat ze surovin, zbytků produktu a prachu, které byly získány zpět z výfukového vzduchu. Tyto pevné
produkty a prach lze recyklovat v procesu anebo prodávat jako krmivo.
Energie
K odpaření vody je teoreticky potřebné dodat 2,2 MJ/kg. Kvůli energetickým ztrátám se v praktickém procesu
spotřeba energie na odpaření vody (sušení) pohybuje od 2,5 do 3,5 MJ/kg.
Hluk
Problémy s hlukem mohou vznikat na vstupu a výstupu vzduchu sušáren. Jestliže se použijí protihlukové
přepážky na výstupu, je potřebné tyto přepážky pravidelně čistit, aby se zachovala jejich účinnost.
3.2.43
DEHYDRATACE (PEVNÉ LÁTKY NA PEVNOU LÁTKU) (F.3)
Voda
Voda se používá na čistění zařízení. Odpadní voda z čistění obsahuje rozpustný organický materiál (BSK) a
pevné látky.
Voda se nepoužívá pro čistění hvozdů, hvozdy se čistí suchými metodami.
Při sušení horkým vzduchem se tvoří směs vzduchu a par, obsahující těkavé organické materiály, která se
vypouští do atmosféry. Jestliže se sušení provádí pomocí hořáků s přímým spalováním (plynu, paliva), mohou
výfukové plyny obsahovat směsi CO2/CO/SO2/NOx, podle zdroje tepla a typu hořáku.
Pevný výstup
Pevný výstup může vznikat, když je zařízení vyprazdňováno pro novou šarži nebo čistění. Tento pevný výstup se
může skládat ze surovin, zbytků produktu a prachu. Tyto pevné produkty a prach lze recyklovat v procesu anebo
prodávat jako krmivo pro hospodářská zvířata.
Energie
K odpaření vody jsou teoreticky potřebné 2,2 MJ/kg. V praxi to však velmi závisí na použitém druhu sušárny a e
spotřeba energie se může pohybovat v mezích od 2,5 do 3,9 MJ/kg. Parní sušárny mohou mít podstatně nižší
spotřebu energie, jestliže mají více stupňů (členů). Někdy se k sušení produktů používají výfukové plyny ze
kotelny (CHP), čímž se požadavek na energii snižuje. Spotřebu energie na dehydrataci lze dále snížit zvýšením
obsahu sušiny v mokrém produktu. Toho lze dosáhnut předběžným odpařením nebo použitím speciálních
odvodňovacích zařízení.
3.2.42
CHLAZENÍ, OCHLAZOVÁNÍ (G.1)
Voda
Voda může být používána jako chladící medium v průtokovém systému. Když se chladící voda recirkuluje,
mohou se pro odebírání tepla v uzavřené smyčce používat chladící věže.
151
Při kryogenním chlazení vznikají emise plynného dusíku nebo CO2. Netěsné chladící zařízení může být zdrojem
emisí chladiva.
Kapitola 3
Energie
Pro oběhová čerpadla chladící vody nebo ventilátory vzdušného chlazení je potřebná elektrická energie. Systémy
strojního chlazení obecně vyžadují pro chladící účinek výkon 0,3 – 1,0 kW. Celkem je však jejich spotřeba
energie významně menší, než je celková energie, potřebná pro výrobu a používání kapalného dusíku nebo CO2.
Hluk
Problémy s hlukem mohou vznikat z provozu ventilátorů a chladících věží.
3.2.45
ZMRAZOVÁNÍ (G.2)
Voda
Ze zmrazování ponorem může odcházet jako odpad proud použitých solných lázní.
Při kryogenním chlazení vznikají emise plynného dusíku nebo CO2.
Energie
Pro oběhové ventilátory vzdušného chlazení je potřebná elektrická energie. Elektřinu potřebuje také mrazící
systém.
Příklad: Hluboké zmrazování je při výrobě hluboko zmrazované zeleniny krok nejnáročnější na energii.Ve
vlámském průmyslu zeleniny se spotřebuje na tunu zmrazené zeleniny asi 80 – 280 kWhe. Na čtvereční metr
podlahové plochy tunelu se za hodinu provozu spotřebuje asi 0,01 MJ ve formě horké vody.
Spotřeba energie zmrazovacího tunelu závisí na různých faktorech, jako jsou:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
druh zmrazované zeleniny. Objemné zeleniny (jako jsou květákové hlávky) se obtížněji zmrazují, než
malá zelenina (jako hrášek nebo mrkvové kostky);
teplota zeleniny na vstupu do zmrazovacího tunelu. Čím je tato teplota vyšší, tím více tepla je nutno
zelenině odebrat předtím, než se zmrazí;
hmotový tok zeleniny. Čím je tento tok vyšší, tím je větší množství energie, kterou je třeba odebrat, a větší
požadavek na chladící vzduch v tunelu;
doba zdržení také určuje požadavek na chlad ve zmrazovacím tunelu. Čím je doba zdržení delší, tím větší
má zelenina možnost zmrazení. Tloušťka vrstvy na loži zeleniny je přímo úměrná době zdržení;
spotřeba energie je také určována průtoky vzduchu ve zmrazovacím tunelu. Čím jsou vyšší průtoky
vzduchu, tím je lepší výměna tepla mezi výparníky a vzduchem na jedné straně a vzduchem a zeleninou
na druhé straně. Vyšší průtoky vzduchu vyvolávají vyšší spotřebu energie na ventilátorech a vyšší chladící
zátěž chladícího tunelu (motory běžící na plný výkon musí být chlazeny);
účinnost neboli COP hraje určitou úlohu při spotřebě energie zmrazovacích tunelů. Jak jsme vysvětlili již
dříve, účinnost je dána zejména teplotou kondenzace a teplotou výparníku.
1
2
3
4
5
6
Parametry
Druh zeleniny
Teplota zeleniny na vstupu do zmrazovacího tunelu
Hmotový tok zeleniny
Tloušťka vrstvy – doba zdržení
Rychlost vzduchu – výkon ventilátorů
COP (koeficient výkonnosti) mrazícího strojního zařízení
Tabulka 3.23: Parametry určující spotřebu energie zmrazovacích tunelů při zpracování zeleniny
[32, Bael, 2001]
Všechny shora uvedené parametry mají na spotřebu energie vliv. Měrná spotřeba energie na hmotnostní jednotku
zmrazeného produktu velmi značně závisí na parametrech stanovených pro teplotu výparníku, výkonu
ventilátoru a toku produktu, na kondenzačních tlacích a druhu zpracovávaného produktu. Protože existuje tolik
faktorů, které měrnou spotřebu ovlivňují, je možné pouze udávat široké rozmezí spotřeby.
[32, Bael, 2001]
Hluk
Problémy s hlukem mohou vzniknout z provozu ventilátorů.
152
153
Kapitola 3
3.2.46
LYOFILIZACE (G.3)
Voda
Zkondenzovaná voda se vypouští. Tato voda může obsahovat sušený produkt. Koncentrace závisí na původním
obsahu vody v materiálu a na druhu materiálu, který se suší. Odpadní voda bude obsahovat rozpuštěný organický
materiál (BSK) a pevné látky.
Energie
Pro lyofilizaci se používá hlavně elektrická energie.
3.2.47
BALENÍ, PLNĚNÍ (H.1)
Voda
Úniky pocházejí z rozlitého produktu. Odpadní voda také vzniká při mytí skleněných nádob, soudků apod.
Pokud se používají vratné láhve, očekává se větší znečistění. Také čistěšním zařízení se produkuje odpadní voda,
která obsahuje rozpuštěný organický materiál (BSK) a pevné podíly.
Nebyly zjištěny žádné problémy.
Pevný výstup
K pevnému odpadu patří odpad z obalů, odpad ze závad a nedostatků stroje během plnění, odpad z procesu
uzavírání, zvláště ze spouštění a odstavování stroje.
Procesy jako foukání skleněných láhví se provádějí mimo pracoviště u dodavatelů, ale odpad může vznikat při
rozbití na místě.
Foukání PET láhví může být prováděno na místě buď z pelet PET nebo z dodaných předlisků (preforem). Zde
vzniká odpad z odřezků.
Hliníkové a ocelové pláště konzerv a hliníková čela plechovek přicházejí od dodavatele předlisované a výroba se
provádí jinde. Vrstvené kartony a vaky se lisují na místě. Vzniká přitom odpad (odřezky). Vznikají také menší
množství pevného odpadu z tiskových barev a z čistění potiskovacího zařízení. Odpad vzniká také z mazání za
řízení a dopravních systémů.
Vratné skleněné láhve se mohou používat pro snížení množství primárních obalů a tomu odpovídajícího dopadu
na životní prostředí. Většina sekundárních obalů se recykluje.
Energie
Energie spotřebovaná zařízením na plnění, uzavírání a balení a jinými souvisejícími činnostmi.
Hluk
Nebyly zjištěny žádné problémy.
3.2.48
PROMÝVÁNÍ/PLNĚNÍ POD PLYNEM (H.2)
Všechny plynné směsi používané v uvedeném procesu se dodávají do balírny buď předem namíchané nebo jako
jednotlivé plyny, které se míchají na místě.
3.2.49
ČISTĚNÍ A ASANACE (U.1)
Voda
Pro čistění a hygienická opatření se požaduje voda patřičné jakosti (viz část 4.5.2). V mnoha továrnách je to
hlavní spotřeba vody, přičemž její množství závisí na druhu a velikosti čistěného zařízení. Čistěním a sanitací
vzniká odpadní voda, která typicky obsahuje:
−
−
rozpustný organický materiál (BSK/ChSK) a suspendované pevné látky ze zůstatků produktů a odstraněné
ulpělé hlíny;
zbytky čistících činidel. V zásadě se použité čistící a asanační prostředky vypouštějí v odpadní vodě buď ve
svém původním stavu nebo jako reakční produkty se špínou, která byla během čistění odstraňována. Pro
čistění se často používají kyseliny a alkalické látky, které jsou pak vypouštěny s odpadní vodou.
154
Kapitola 3
Žádné problémy nezjištěny.
Pevný výstup
Při čistění mohou být získány zpět zbytky produktu. Podle okolností mohou být prodány jako vedlejší produkt
nebo zlikvidovány jako pevný odpad.
Energie
Čistění se běžně provádí za zvýšené teploty, což vyžaduje použití tepla a tedy energie.
3.2.50
VÝROBA A SPOTŘEBA ENERGIE (U.2)
Voda
Uvnitř kotlů se koncentrují chemikálie používané pro ošetřování kotlů, oxid křemičitý a jiné rozpustné materiály.
odstraňují se odkalováním kotle v množství 1 % až 10 % z produkce páry. Voda z odkalování se vypouští a čistí
buď ve veřejné nebo místní čistírně odpadních vod. Odkalování se musí provádět pro udržení hospodárného a
zcela bezpečného provozu kotle.
Hlavními produkty spalovacího procesu jsou oxid uhličitý (CO2) a vodní pára (H2O).
Emise oxidu uhličitého ze spalování uhlí jsou téměř dvakrát vyšší , než ze zemního plynu.
Podle druhu paliva, procesu spalování a konstrukce spalovacího zařízení se tvoří a emitují znečisťující látky.
Patří k nim oxid siřičitý (SO2), oxid uhelnatý (CO), oxidy dusíku (NOx) a částicové materiály.
Emise oxidu siřičitého jsou výsledkem obsahu síry v palivu. Plynový olej má až 0,1 % hmotnostního síry, uhlí
má 0,5 % až 2,5 % hmotnostního síry. Topný olej může mít až 3,5 % hmotnostního síry.
Emise oxidů dusíku (NOx) nezáležejí jen na palivu, ale také na vlastní konstrukci spalovacího zařízení a teplotě
plamene. Plyn obecně neobsahuje žádná významná množství sloučenin dusíku, ale produkuje NOx oxidací
dusíku ze spalovacího vzduchu. Proto jsou emise NOx ze spalování plynu nejnižší ze všech fosilních paliv.
Emise NOx lze snižovat vstřikováním páry do spalovací komory plynové turbiny nebo použitím hořáků
produkujících jen malá množství oxidů dusíku.
Jestliže se produkt zahřívá přímým stykem se spalinami, spolu s procesním vzduchem se uvolní do prostředí
těkavé organické látky (VOC) a pachy.
Zřetelné uvolňování tepla na komínu závisí na druhu paliva a konstrukci zařízení.
Spotřeba nakupované elektřiny nezpůsobuje emise v potravinářském závodě, protože se uvolňují v místě lokální
elektrárny. V této fázi tudíž emise podléhají regulaci podle směrnice IPPC, uplatňované v elektrárně.
Pevný výstup
Pevným výstupem je popel z kotlů, vytápěných pevnými palivy, kotelní kámen a inertní usazeniny sazí,
odstraňované při periodické údržbě a čistění kotlů. Lze je použít pro skládky/zavážky nebo zlikvidovat na řízené
skládce.
Hluk
Normální provoz kotlů nezpůsobuje hluk mimo prostor objektu. Při přerušení provozu a v době zkoušek a
uvádění do provozu mohou existovat krátká období, kdy funguje pojistný ventil kotle. Tento jev je
pravděpodobně omezen jen na objekt, ale může být během tohoto období obtížný. Velké pojistné ventily lze
opatřit tlumiči.
3.2.51
ÚPRAVA VODY (VODY VSTUPUJÍCÍ DO PROCESU) (U.3)
Voda
Do vody se vypouštějí kapalné produkty z regenerace a zádrže z jiných procesů. Kde to proveditelné, lze snížit
spotřebu vody na minimum optimalizací procesu a recyklací vody.
Pevný výstup
Minerální kaly a použité pryskyřice z úpravy vody je třeba zpravidla likvidovat na řízené skládce.
Energie
155
Nezjišťují se žádné problémy.
Kapitola 3
3.2.52
VÝROBA PODTLAKU (U.4)
Voda
Vývěvy
Voda se ve vývěvách (vodokružných) používá pro chlazení a těsnění. Pro snížení spotřeby vody se voda
normálně recirkuluje v systému s uzavřenou smyčkou s určitým odpouštěním podle zkondenzovatelných
materiálů.
Parní ejektory
Ve sprchových kondenzátorech se voda používá pro kondenzaci páry spolu se všemi strhávanými těkavými
látkami. U velkých zařízení může být objem vody, používané pro kondenzaci páry, velmi významný (tj. při
rafinaci cukru nebo jedlých olejů). Strhávaný těkavý materiál se kondenzuje ve vodě a zvyšuje koncentraci
rozpustných organických látek (BSK). Pro snížení spotřeby vody lze vodu recirkulovat na chladících věžích.
V tom případě je v systému potřebný vypouštěcí ventil pro zkondenzovanou páru. Může to vést ke
koncentrování organických materiálů (BSK) zkondenzovaných ve vodě.
U nepřímých kondenzátorů (tepelných výměníků) objem kondenzátu odpovídá zkondenzované ostré páře a
obvykle obsahuje všechny stržené těkavé organické látky. Při použití chladících nebo mrazících systémů se
objem kondenzátu dále snižuje.
Vývěvy
V závislosti na zpracovávaném materiálu může vzduch, odsávaný vývěvou, obsahovat těkavý materiál, který,
pokud není patřičně regulován, může působit problémy s pachem.
Parní ejektory
Nezkondenzovatelný materiál může být vypouštěn do vzduchu. Podle zpracovávaného materiálu může výstup
působit problémy s pachem.
Jestliže se voda z kondenzátorů recirkuluje přes chladící věže, mohou být tah a mlha z věží příčinou emisí
zápachu. V takovém případě lze použít nepřímou recirkulaci s výměníky tepla se dvěma cykly. Tepelné
výměníky je nutné pravidelně čistit.
Energie
Spotřeba energie závisí na druhu zařízení, absolutním tlaku, který je nutno dosáhnout, a velikosti systému. U
velkých provozů může být přiměřeně vysoká.
Hluk
Problémy mohou být vyvolány provozem ventilátorů, spojených s chladícími věžemi.
3.2.53
STROJNÍ CHLAZENÍ (U.5)
Voda
Spotřeba vody může být problém tam, kde se voda používá jako chladící medium pro kondenzátor
v (jednorázovém) průtočném systémů. Jestliže se voda recirkuluje přes chladící věže, spotřeba vody se omezí. Je
potřebné zabránit havarijním únikům amoniaku.
Chladící zařízení obsahující hlavně NH3 nebo (H)CFC) nezpůsobuje významné emise chladiv, protože to je
uzavřený systém, i když havarijní porucha nebo netěsnost mohou způsobit únik amoniaku do ovzduší. Je proto
třeba učinit opatření, která vyloučí nebo na minimum omezí toto riziko.
Energie
Chladící zařízení potřebuje elektrickou energii.
Hluk
Pozornost je třeba věnovat hluku, působenému kompresory chladícího zařízení.
Anglická verse 127 -166
156

Kapitola 03, BREF M116-155

Transkript

Podobné dokumenty

1. Úvod - Michal Rataj

ŽF 06/2009 - farnost

sluchových kůstek diskontinuita

PAMÁTKY Městské části PRAHA 5