3 AKTUÁLNÍ ÚROVNĚ EMISÍ A SPOTŘEBY

Transkript

1 3 AKTUÁLNÍ ÚROVNĚ EMISÍ A SPOTŘEBY Kapitola 3 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 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 (m 3 /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, NO x ) a 4 vodu znečisťující látky (celkový dusík, celkový fosfor, TOC /celk. organický uhlík/ a chloridy). Údaje pro jednotkové operace jsou řídké. 116

2 117

3 3.1 Celkový popis ZDROJE VODY Vedlejší produkty, paralelní produkty, odpad Kapitola 3 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 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

4 c) Únik a přetečení Kapitola 3 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

5 3.1.2 PRODUKCE ODPADU Kapitola 3 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. Příjem plnotučného mléka Příklad: vstupní množství 1000 tun/den Hrubé CIP 100 tun mléka Chlazení a skladování Odpadní mléko 3 tuny Ukončené CIP 997 tun Separace, homogenizace 996 tun Pasteurace a chlazení Smetana 30 kg Odpadní mléko, 1 tuna Odpadní mléko 3 tuny Sklad hotového výrobku 993tun Plnění/balení 990 tun Chladírenský sklad Přeplnění, 2 tuny Přechody, rozlití 1 tuna 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 % odpadů nebo vedlejších produktů Výroba rybích konzerv Výroba rybích filetů, konzervování, solení a uzení Zpracování korýšů Zpracování měkkýšů Výroba mléka, másla a smetany zanedbatelné Výroba jogurtu 2-6 Výroba čerstvých, měkkých a pařených sýrů Výroba bílého vína Výroba červeného vína Výroba ovocných a zeleninových šťáv Zpracování a konzervace ovocných a zeleninových šťáv 5-30 Výroba rostlinných olejů Výroba kukuřičného škrobu 37,5 Výroba bramborového škrobu 80 Výroba pšeničného škrobu 50 Výroba cukru z cukrové řepy 88 Tabulka 3.2: Produkce vedlejších produktů a odpadu v některých procesech [134, AWARENET, 2002] 120

6 3.1.3 SPOTŘEBA VODY Kapitola 3 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 m 3 /rok. Pokud jde o zdroje použité vody, viz obrázek 3.4. 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 z břežní filtrace 3% Ground water Podzemní voda 35% Municipal water supply z veřejných sítí 29% Other water supply Jiné zdroje vody 3% Spring water Pramenitá voda 3% Surface water Povrchová voda 27% Pro porovnání, dodávky pitné vody z městských (vodovodních) sítí (v Německu) činila 5,6 miliard m 3 /rok. Tento průmysl však byl důležitým spotřebitelem celkové průmyslové vody, tj. 285 milionů m 3 /rok z celkové průmyslové spotřeby pitné vody 952 milionů m 3 /rok (1995) [27, ATV, 2000] Používání vody významně pokleslo v posledních několika dekádách v důsledku několikanásobného používání vody a snížení používání surové vody 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

7 Množství odpadních vod Kapitola 3 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 m 3. 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 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 x koncentrovanější než domovní odpadní voda. Hodnota BSK přímo souvisí s koncentrací produktů. Obsah BSK v hlavních složkách potravin je: kg BSK 5 /kg složky potravin či kg BSK 5 /l či kg potraviny Sacharidy 0,65 Tuky 0,89 Bílkoviny 1,03 Mléko 0,07 0,10 Maso 0,18 0,37 Ovoce či zelenina 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 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

8 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 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 ATMOSFÉRICKÉ EMISE 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

9 výfuk z ústředního větrání 124

10 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 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

11 nichž je známo, že jsou příčinou zapáchajících emisí. Mezinárodně uznávanými jednotkami pachu jsou jednotky pachu na krychlový metr (OU/m 3 ). 126

12 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 OU/m 3. 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 m 3. Provozovatel je tedy povinen instalovat čistící zařízení, které je schopno tento limit plnit 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 m 3 (OU/m 3 ) 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

13 Pachové emise Kapitola 3 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 Průtok Hladina Emise Provozní vzduchu pachu pachu hodiny (m 3 /h (OU/ m 3 ) (OU/s) (h/rok) Manipulace se surovinami Ohřev surovin Procesní ohřev 1, , Vytváření podtlaku (evakuace) Lapač tuků 1,6 90 0, Odvzdušnění výrobního zařízení do atmosféry Balírna Zařízení na odpad Tabulka 3.4: Hladiny pachu v místě výroby potravin - příklad [34, Willey A.R., Williams D.A., 2001] 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 Procento z celkových vstupů energie do průmyslu potravin (%) Mokré mletí kukuřice 15 Cukr z řepy 7 Mlýny na sóju pro výrobu oleje 5 Sladové nápoje (pivo, bourbon) 5 Balírny masa 5 Ovocné a zeleninové konzervy 5 Zmrazené ovoce a zelenina 4 Chléb, pečivo a příbuzné produkty 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

14 Kapitola 3 Patnáct subsektorů, které byly v roce 1998 největšími odběrateli energie, mělo toto pořadí: Č. Kód NACE Subsektor potravinářského průmyslu Spotřeba energie (MWh/rok) 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 19477, 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) Tabulka 3.6: 15 největších odběratelů energie v německém potravinářském průmyslu v r [2, Meyer, 2000]. Patnáct subsektorů, které měly nejvyšší měrnou spotřebu energie v roce 1998, počítáno na obrat: Č. Kód NACE Subsektor potravinářského průmyslu Měrná spotřeba energie (MWh/milion DM) Výroba alkoholu ze zkvašených materiálů Výroba škrobů a škrobových výrobků 1615, Výroba cukru 1349, Výroba sladu 1256, Zpracování a uchovávání brambor 779, Výroba surových tuků a olejů 424, Výroba rafinovaných tuků a olejů 419, Výroba piva 277, Výroba makaronů, nudlí, kuskusu a podobných moučných výrobků 264, Výroba jiných potravinářských produktů (bez nápojů) 230, Výroba mlynářských výrobků 224, Výroba chleba; výroba čerstvého cukrářského zboží a dortů 215, Výroba výrobků z masa a drůbežího masa 214, Výroba sucharů a sušenek; výroba konzervovaného cukrářského zboží a dortů 206, Výroba homogenizovaných potravinářských přípravků a dietních potravin 199,80 Tabulka 3.7: Subsektory německého potravinářského průmyslu s nejvyšší spotřebou energie na obrat v r [2, Meyer, 2000]. 129

15 Kapitola 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 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 Kód Jednotková operace Ekologické aspekty Vzduch Pevné látky A. Suroviny, příjem a příprava A.1 Manipulace s materiály, vybalení, skladování W1 Odvzdušnění nádrží S1, S3 N N Sila S2 N N Manipulace a doprava materiálu S1, S2, S3 E1, E2, E3, E4, E5 W1 A.2 Třídění, prosévání, klasifikace, luštění, ořezávání, S1, S2 E1, E2 W1, W3 odstopkování A.3 Loupání N E1, E2 W1 A.4 Praní N E1, E2 W1 B. Zmenšování velikosti, míchání, tvarování B.1 Řezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mělnění N E1, E2, E4 W1, W2 B.2 Míchání, směšování, konšování, homogenizace S1, S2, S3 E1, E2, E4, E5 W1 B.3 Broušení, mletí, drcení S2, S3 E1, E2, E4 W1, W3 B.4 Tvarování, formování, protlačování N E1, E2, E5 W1 C. Separační technologie C.1 Extrakce N E1, E2 W1, W4 C.2 Deionizace N E1E3, E5 W1 C.3 Čiření N E1, E2 W1, W3 C.4 Odstřeďování a sedimentace N E1, E2 W1, W3 C.5 Filtrace M E1, E2, E4 W1, W3 C.6 Separace na membránách N E1, E2 N C.7 Krystalizace N E1 N C.8 Neutralizace (odstraňování mastných kyselin) N E1, E2, E4 N 130

16 C.9 Bělení N N W1, W3 131

17 Kapitola 3 Kód Jednotková operace Ekologické aspekty Vzduch Pevné látky C.10 Deodorace vyháněním parou S1, S3 E1, E2, E4 W2 C.11 Odbarvování N E1, E2 W1 C.12 Destilace S1, S3, S4 E1, E2 W1 Technologie zpracování produktů D.1 Namáčení N E1, E2 W1 D.2 Rozpouštění N E1, E2, E6 N D.3 Solubilizace (alkalizace) S1, S2, S3 E1, E2 N D.4 Fermentace (kvašení) S1, S4 E1, E2 W1 D.5 Koagulace N E1, E2 N D.6 Klíčení S3 N N D.7 Solení N E1, E2, E6 W1 D.8 Uzení S1, S3 E1 N D.9 Ztužování S1 E1, E2, E4 W5 D.10 Sterilizace oxidem siřičitým S6 N N D.11 Sycení oxidem uhličitým S1,S4,S5,S6,S7 N W3 D.12 Saturace S4 N N D.13 Potahování, postřikování, polévání, aglomerizace, S1 E1, E2, E4 W1, W2 enkapsulace D.14 Stárnutí (zrání) S1, S3 E1, E2 W1, W6 E. Tepelné zpracování E.1 Tavení S1 E1, E2, E4 W1, W2 E.2 Blanžírování S1 E1, E2, E6 W1 E.3 Ohřívání a vaření S1, S3 E1, E2, E4, E5, E6 W1 E.4 Pečení S1, S2, S3, S4 E1, E2, E4 W1 E.5 Pražení S1, S2 W1 E.6 Smažení S1, S3 E1, E2, E3, E4 W1, W2 E.7 Čiření N E1, E2 N E.8 Pasteurace, sterilace, UHT (ultrapasteurace) N E1, E2 W1 F. Koncentrace teplem F.1 Odpařování (kapaliny na kapalinu) S1, S2 E1, E2, E5 N F.2 Sušení (kapaliny na pevnou látku) S1, S2 E1, E2 W1 F.3 Dehydratace (pevné látky na pevnou látku) S1, S2 E1, E2 W1 G. Zpracování odnímáním tepla G.1 Ochlazování, chlazení W1 M N G.2 Zmrazování S4,S7 N N Kryoextrakce N E1 W1, W3 Koncentrace chladem N E1 N G.3 Lyofilizace N E2 N H. Operace po zpracování H.1 Balení, plnění S2 E1, E2 W1, W6 H.2 Promývání plynem S4 N N U. Provozní hmoty a energie U.1 Čistění a sanitace N E1, E2, E3, E4, E5 N U.2 Výroba a spotřeba energie S2, S4, S5, S6 N N Odkalování kotlů N E5 A U.3 Úprava vody (přiváděné procesní vody) Demineralizační stanice N E1, E2, E3, E5 W1, W3 U.4 Výroba podtlaku S1 E1 N U.5 Chlazení S1 E5 N U.6 Výroba stlačeného vzduchu Tabulka 3.8: Ekologické dopady zpracovatelských technologií [1, CIAA, 2002] 132

18 Kapitola 3 Kód S1 Pach S2 Částicové materiály S3 Organické látky S4 CO 2 S5 NO 2 S6 SO 2 S7 NH 3 M minoritní N žádná Druh emise Organické látky 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] MANIPULACE S MATERIÁLEM, ROZBALOVÁNÍ A SKLADOVÁNÍ (A.1) 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

19 Kapitola 3 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. 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 kwh e /tunu zmrazené zeleniny. U většiny výrobních linek je jmenovitý příkon dopravníků mezi 5 a 30 kw e ; 2) pro skladování zeleniny se spotřebuje kwh e /m 3 skladu/rok elektřiny a asi 95 MJ/m 2 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 TŘÍDĚNÍ, PROSÉVÁNÍ, KLASIFIKACE, ODSLUPKOVÁNÍ, OŘEZÁVÁNÍ (A.2) 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. 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. Ačkoliv třídění obvykle spotřebuje jen málo energie, ve spotřebě elektřiny existují značné rozdíly. Příklad: Třídění při zpracování zeleniny má spotřebu elektrické energie 0-20 kwh e na tunu zmrazené zeleniny. Produkt Spotřeba elektřiny (kwh e na tunu zmrazené zeleniny Mrkev 8 Polévková zelenina 20 Špenát 0 Hrášek 4 Fazole 5 Chřest 4 Květák 1 Tabulka 3.12: Spotřeba elektřiny při třídění zeleniny [32, Bael, 2001] 134

20 3.2.4 LOUPÁNÍ (A.3) Kapitola 3 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. 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. 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 Přibližná spotřeba Horká voda (MJ/tunu zmrazené zeleniny) 0 Pára (tuny/tunu zmrazené zeleniny) 0,16 Tlak páry (bar) 7 Elektřina (kwh/tunu zmrazené zeleniny) 2 Tabulka 3.13: Nosič a spotřeba energie pro alkalické loupání zeleniny [32, Bael, 2001] 135

21 Kapitola 3 Nosič energie Přibližná spotřeba Horká voda (MJ/tunu zmrazené zeleniny) 0 Pára (tuny/tunu zmrazené zeleniny) 0,9 Tlak páry (bar) 7-15 Elektřina (kwh/tunu zmrazené zeleniny) 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] 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.). 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] Příklad: Praní, jak se užívá ve výrobě zmrazené zeleniny, potřebuje 0 5 kwh elektrické energie na tunu zmrazené zeleniny. Produkt Spotřeba elektřiny (kwh e na tunu zmrazené zeleniny Mrkev 8 Polévková zelenina 20 Špenát 0 Hrášek 4 Fazole 5 Chřest 4 Květák 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] ŘEZÁNÍ, KRÁJENÍ, SEKÁNÍ, SEKÁNÍ NADROBNO, MĚLNĚNÍ (B.1) 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. 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

22 Elektrická energie se používá pro různá zařízení. Kapitola 3 Příklad: Některé zeleniny se před hlubokým zmrazováním krájejí. Spotřeba elektrické energie na tunu zmrazené zeleniny bývá až 9 kwh/t. Produkt Spotřeba elektřiny (kwh e na tunu zmrazené zeleniny Mrkev (kostky) 2,5 Mrkev (plátky) 1 Polévková zelenina 6 Špenát - Hrášek 0 Fazole 9 Chřest 0 Květák 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 MÍCHÁNÍ, SMĚŠOVÁNÍ, KONŠOVÁNÍ, HOMOGENIZACE (B.2) 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. 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). Operace této skupiny vyžadují hlavně elektrickou energii. Hluk Zdrojem hluku může být homogenizace BROUŠENÍ A MLETÍ (B.3) Tam, kde se zpracovávají pevné materiály, vznikají částicové atmosférické emise (prach). 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