МЕТОДЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОД

  Главная       Учебники - Продукты питания      Справочник мастера цеха технических фабрикатов

 поиск по сайту           правообладателям

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77 

 

 

Глава 10. МЕТОДЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВОД

Современные отечественные и зарубежные предприятия мясной отрасли потребляют сравнительно большое количество питьевой воды. Около 90% этой воды уходит из производственных цехов мясокомбинатов с высокой концентрацией примесей неорганического и органического происхождения. В ходе технологических процессов по переработке сырья и производству пищевых и технических продуктов в отработанную воду неизбежно попадают полезные вещества -белково-жировые компоненты сырья.

С социальной стороны, сбрасываемые в водоемы недостаточно очищенные производственные воды мясокомбината, создают угрозу растительному и животному миру, ухудшают санитарное состояние как самих водоемов, так и окружающей их среды. При сбросе таких вод в городскую канализацию нарушается санитарно-технический режим эксплуатации канализационной сети и очистных сооружений.

С экономической стороны - с производственными водами мясокомбинатов теряется ежегодно большое количество белка и жира, которые можно использовать при производстве ценных кормов для сельскохозяйственных животных.

В табл. 38 дана характеристика стока производственных вод цеха технических фабрикатов.

 

В настоящее время на отечественных и зарубежных предприятиях мясной промышленности для локальной очистки загрязненных жировых стоков применяют следующие способы и технические средства очистки:

- грубая очистка с помощью решеток, сит, перфорированных

самоочищающих желобов;

- отстаивание в песколовках, жироловках;

- разделение в поле центробежных сил (в гидроциклонах, центрифугах,

сепараторах);

- флотация (продувка воздухом через пористые материалы,

импеллерная и напорная флотация, электрофлотация, электрофлотокоа-гуляция, пенная сепарация);

- ионный обмен (ионные фильтры);

- очистка воды коагулянтами и флокулянтами.

Выбор метода локальной очистки сточных вод зависит от специфики производства, состава и свойств загрязнений, а также от местных условий, определяющих требования к степени очистки сточных вод при сбросе их в городскую канализационную сеть или на собственные очистные сооружения биологической очистки.

Для задержания крупных включений (обрывки кишок, частицы кости и т.д.) на очистных сооружениях устанавливают решетки с немеханизированной очисткой или механические решетки, решетки-дробилки, сита, перфорированные самоочищающиеся желоба.

Очистка решеток и транспортировка сбросов к дробилкам должна быть механизированная, если количество включений превышает 0,1 м3 в сутки. Дробленые отбросы возвращаются в стоки перед решеткой.

Решетка с зазорами 16 мм задерживает лишь незначительную часть крупных загрязнений, что снижает эффективность работы остальных устройств локальной очистки. Эффективность решеток повышается с уменьшением зазора до 6-10 мм, но в этом случае увеличивается гидравлическое сопротивление решетки.

Для улавливания грубодисперсных примесей и жира (до 20%) применяют перфорированные самоочищающиеся желоба, которые устанавливают под углом 15-20° к горизонтали. Сточные воды подают с нижнего торца желоба, а выгружают осадок с верхнего торца вращающимся шнеком.

 

Для выделения из стоков тяжелых примесей минерального происхождения -частиц песка, глины, шлака - применяют песколовки, в большинстве случаев горизонтального типа. Они рассчитаны на нахождение сточной воды в них в течение 30 с. Удаляемый вручную или гидросмывом осадок содержит, как правило, значительное количество примесей органического происхождения.

Для улавливания частиц топленого жира из жиросодержащих стоков мясожирового, колбасного, консервного цехов и цеха технических фабрикатов устанавливаются жироловки.

Жироловки отстойного типа, применяемые на мясокомбинатах в качестве основного средства предварительной очистки, рассчитаны на отстой жиросодержащих стоков, в процессе которого легкие компоненты всплывают на поверхность, а тяжелые - оседают на дно жироловки. Всплывшие компоненты (жиромассу) собирают с поверхности вручную или механизированным способом. Осевшие компоненты удаляют различными способами: гидросмывом (без опорожнения жироловки), с помощью вакуум-насоса (после опорожнения жироловки), взмучиванием осадка с помощью лебедок или электротельфера.

Основной недостаток этих жироловок - низкая эффективность очистки - до 50% по взвешенным веществам к массе жира.

Исследования, проведенные во ВНИИ мясной промышленности, показали, что при отстаивании сточной воды в течение 30 мин часть жировых загрязнений (до 30%) увлекается на дно жироловки и не собирается. Значительная часть жира, находящегося во взвешенном и эмульгированном состоянии, удаляется из жироловки со стоками.

В технологических схемах локальной очистки сточных вод для выделения как механических примесей неорганического происхождения, так и жира применяют гидроциклоны. В них можно задержать до 70% взвешенных веществ.

Особый интерес представляет двухступенчатая гидроциклонная установка для выделения жира и белковых примесей. Первая ступень служит для очистки воды от жира, при этом через сливную насадку отводится вода с повышенной концентрацией жира, а через песковую насадку - основная масса воды, которую затем направляют во вторую ступень установки. Здесь из сточной воды выделяются кусочки кости с белковой тканью. Основная масса осветленной воды отводится из гидроциклона второй ступени через сливную насадку. Гидроциклоны диаметром 150-500 мм выпускает Уфимский завод горного оборудования.

Существует несколько типов установок, в которых используется принцип напорной флотации. Одна из таких установок - гидроциклон-флотатор (рис. 92) имеет во внутрицилиндрической части кольцевую форкамеру, которая отделяет осадительную часть от флотационной, улучшая тем самым очистку сточных вод. Наличие форкамеры позволяет также интенсифицировать выделение грубодисперсных примесей из воды в результате активизации действия центробежных и инерционных сил.

Вывод осветленной воды из аппарата осуществляется через кольцевой периферический водослив. Часть осветленной воды (до 25% общего расхода сточных вод) обрабатывается методом напорной флотации, насыщаясь воздухом в напорном баке. Водовоздушная смесь из напорного бака подается во флотационную камеру гидроциклона-флотатора с помощью распределительного устройства. Мелкие пузырьки воздуха, выделяющиеся из водовоздушной смеси, флотируют легкие взвешенные вещества, которые в виде пенной массы собираются в полупогружном маслосборнике и периодически отводятся в емкость-накопитель.

 

Технико-экономические расчеты показали, что применение вместо горизонтальных отстойников гидроциклонов-флотаторов с условным расходом сточных вод 600 м3/ч позволяет сэкономить более 1000 м2 производственной площади и получить ощутимый экономический эффект. При этом капитальные затраты сокращаются в 2,25 раза, а эксплуатационные расходы в 1,75 раза.

Испытания гидроциклона-флотатора, проведенные на Брестском мясокомбинате, показали, что он обеспечивает эффект очистки от взвешенных веществ и жиров на 70-80% по каждому из ингредиентов.

На Брестском мясокомбинате совместно с ВНИИМПом и Брестским инженерно-строительным институтом была разработана технология и создана установка для очистки сточных вод и утилизации белково-жировых отходов, в которой одним из основных аппаратов является гидроциклон-флотатор.

Принцип работы установки (рис. 93).

 

 

 

Рис. 92. Схема гидроциклона-флотатора для осветления сточных вод:

1 - цилиндрическая часть флотатора; 2 - форкамера; 3 - конусная часть флотатора; 4 - распределительное устройство; 5 - кольцевой периферический водослив;
6 - полупогруженный кольцевой маслосборник; 7 - напорный бак; 8 - вихревой насос; 9 - сборник-шламонакопитель; 10 - емкость-накопитель ценной массы
 

 



Образовавшиеся на мясокомбинате жиросодержащие сточные воды, пройдя решетку и песколовку, поступают в отстойник 1. Далее через питательную емкость стоки центробежным насосом транспортируются в напорный гидроциклон ГЦ-150 4. Здесь происходит выделение минеральных примесей - взвешенных частиц, которые обезвоживают и выбрасывают.

Частично осветленную воду под остаточным напором подают в гидроциклон-флотатор 5 производительностью 20 м3/ч, в котором вода очищается одновременно от жировой и белковой фракций. Выделенную в верхней части аппарата жиро-белковую массу (флотоконцентрат) собирают в специальную емкость. Твердые белковые взвеси выпадают в конусной части гидроциклона-флотатора под действием центробежных и гравитационных сил и утилизируются.

Из гидроциклона-флотатора осветленная вода поступает в промежуточную емкость 6, затем часть ее (20-25%) насосом 6К 4/24 нагнетается в другую емкость 8 для приготовления водовоздушной смеси, которая поступает в центральную часть гидроциклона-флотатора. Основную массу осветленной воды (75-80%) из промежуточной емкости сливают в канализацию.

Флотоконцентрат (жиро-белковая масса) из емкости насосом НШМ-10 подают в центробежную машину АВЖ-245, где он измельчается и острым паром нагревается до температуры 85-90°С, а затем расплавляется. Расплавленная масса, состоящая из жира, белковых веществ и воды, под давлением 0,3 МПа подается центробежной силой в напорный бачок 12, откуда она самотеком поступает в непрерывнодействующую горизонтальную центрифугу ОГШ-321 К5. Здесь шквара отделяется от жиро-водной эмульсии и выгружается в напольную тележку. Жидкая фракция (фугат) насосом АВЖ-130 перекачивается в напорный бачок.

 

 

Рис. 93. Схема установки для очистки сточных вод и утилизации белково-жировых отходов:
1 - отстойник; 2 - емкость; 3 - центробежный насос Фг 144/105; 4 - напорный гидроциклон ГЦ-150; 5 - гидроциклон-флотатор 0=20 м/г; 6 - промежуточная емкость; 7- насос 6К4/24; 8 - емкость для приготовления водовоздушной смеси; 9 - емкость для сбора флотоконцен-трата; 10-насос НШМ-10; 11 -центробежная машина АВЖ-245; 12-напорный бачок; 13-центрифугаОГШ-321 К5; 14 - насос АВЖ-130; 15-сепаратор РТОМ-4, бдля грубой очистки; 16 - сепаратор РТОМ-4,6 для тонкой очистки; 17-охладитель жира

 




В трубопровод, по которому фугат из АВЖ-130 перемещается в напорный бачок, подают острый пар и горячую воду, при помощи которых жироводная эмульсия нагревается до температуры 95°С. Нагретая жидкость поступает в первый сепаратор РТОМ-4,6 с межтарелочным зазором 2 мм. Жир после грубой очистки подают центробежной машиной АВЖ-130 в напорный бачок. При движении

по трубопроводу жир нагревается до температуры 95°С. Из напорного банка жир самотеком поступает во второй сепаратор с межтарелочным зазором 0,75 мм. Очищенный жир при помощи центробежной машины АВЖ-130 поступает в охла­дитель 17, где его температура снижается до 35-40°С. Из охладителя жир насо­сом АВЖ-130 направляют на бестарное хранение.

Химический состав полученного флотоконцентрата представлен в табл. 39.

Таблица 39

Содержание в флотоконцентрате, %

влаги

жира

золы

протеина

клетчатки

76,78

i 9,89

! 1,15

I 2,81

5,38

82,80

| 4,21

I 1,05

I 2,11

6,21

77,98

j 12,37

| 1,80

! з,оо

6,06

80,11

! 10,64

I 1,76

! 2,14

3,68

80,79

j 11,80

i 0,71

1,97

3,12

 


В разные периоды года химический состав флотоконцентрата достаточно стабилен.

На опытной установке Брестского мясокомбината получали флотоконцентрат с большим содержанием сухих веществ (в среднем 17,2-23,2%). Этим данная установка отличается от электрофлотационной и импеллерной, где максимальное содержание сухих веществ в пене не превышает 4-12%.

Флотоконцентрат перетапливали, получая жир и шквару. Так, при переработке свежего флотоконцентрата на опытной установке вырабатывали кормовой жир И сорта с кислотным числом 18,3-18,8 и перекисным числом 0-0,03. Если флотоконцентрат перерабатывали через 1-12 ч после его сбора, получали технический жир III сорта с кислотным числом 0-0,09.

Таким образом, получаемый флотоконцентрат необходимо перерабатывать немедленно после его сбора. Выход кормового и технического жира колебался в пределах 10-11,6%. Следовательно, в сутки из выработанного флотоконцентрата можно получить более 1 т жира.

На Брестском мясокомбинате были проведены также опыты по вытопке жира из массы, полученной в отстойных жироловках. Исходная жиромасса имела следующий химический состав (%): влага - 45,6; жир - 47,0; зола - 1,48. Из этой жиромассы был вытоплен технический жир темного цвета с высоким кислотным числом (до 64), соответствующий III сорту. Однако выход топленого жира из жиромассы несколько больше (16%), чем из флотоконцентрата (12%).

Исследованиями установлено также, что напорная флотация не дает должного эффекта по выделению из сточных вод растворимых белков. Так, в исходной сточной воде содержание белка составляло 0,283%, а в очищенной воде - 0,27%. Поэтому установка по очистке сточных вод и утилизации белково-жировых отходов следует оснастить специальным устройством для введения флокулянтов, способствующих отделению твердой фазы от жидкости и образованию трехмерных структур (агрегаты, хлопья, комплексы) из находящихся в воде грубодисперсных и коллоидных частиц.

После центрифугирования флотоконцентрата получали шквару, содержащую (%): влаги - 59,2-62,1; жира - 6,5; белка - 4,1-4,5; клетчатки - 8,6-12,7. Затем эту шквару сушили в горизонтальном вакуумном котле по режимам, предусмотренным Технологической инструкцией по производству сухих животных кормов и жиров для кормовых и технических целей.

Химический состав кормовой муки из флотоконцентрата представлен в табл. 40.

Установлено, что выработанная из флотоконцентрата кормовая мука животного происхождения по санитарно-бактериологическим показателям может быть рекомендована для использования в качестве частичной замены мясокостной муки в рационах свиней.

Изучение биологической ценности кормовой муки в опытах на свиньях показало, что введение в рацион 20% муки, полученной из флотоконцентрата, вместо мясной муки, положительно влияет на привесы и физиологическое состояние животных.

Электрофлотация - это метод удаления загрязнений из сточной жидкости пузырьками газа (водорода), образующегося при электролизе воды. Этот метод был впервые испытан на жиросодержащих стоках колбасного цеха Кишиневского мясокомбината. Эффективность очистки по жиру составляет 85%.

Степень очистки сточных вод мясокомбинатов может быть значительно повышена за счет применения коагулянтов и флокулянтов. Так, например, применение AI2(S04)3 повышает эффективность процесса напорной флотации до 95%.
 

Исследования, проведенные ВНИИМПом совместно с Центральным научно-исследовательским институтом бумаги (ЦНИИБ), подтвердили перспективность использования для очистки сточных вод мясокомбинатов лигнинсульфоновых кислот. Сырьем для получения этих кислот служит сульфитный щелок - один из отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Эффективность этого препарата была подтверждена очисткой концентрированных сточных вод мясо- и птицекомбинатов.

Испытания, проведенные на лабораторных животных, показали низкую токсичность препарата, что позволяет использовать извлеченные этим методом из сточных вод вещества в качестве добавки в корм животным.
 

Таблица 40

 

Состав кормовой муки из флотоконцентрата, %,

влага

жир

зола

протеин

клетчатка

8,51

12.05

9,40

10.67

44.09

8,07

14.94

                   

I 11,57                                                                  

 8.56 S                          1                   

36.46