MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2012 DOROTA ADAMIKOVÁ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Odpady z technologií výroby potravin rostlinného původu Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Šárka Nedomová, Ph.D. Vypracoval: Dorota Adamiková Brno 2012

3 Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Odpady z technologií výroby potravin rostlinného původu vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis....

4 Poděkování Na tomto místě bych chtěla poděkovat vedoucí mé bakalářské práce Ing. Šárce Nedomové, Ph.D. za poskytnutou pomoc v průběhu zpracování mé bakalářské práce. Dále bych chtěla poděkovat příteli a všem mým blízkým za velkou podporu.

5 Abstrakt Cílem bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše se zaměřením na vznik jednotlivých druhů odpadů z technologií výroby potravin rostlinného původu a se zaměřením na využití a zpracování odpadů z výroby potravin rostlinného původu. Odpady vznikající při výrobě piva se používají k výrobě krmiv. Při zpracování ovoce nám zůstávají odpady jako pecky a jádra, které se využívají v kosmetickém a farmaceutické průmyslu. Odpady ze zpracování zeleniny se používají ke krmení dobytku. Třtinová melasa se používá k výrobě alkoholu nebo krmiv. Při pražení kávy vzniká teplo, které je druhotně využívané k vytápění kanceláří. Hroznová dužnina se používá k výrobě pullulanu polysacharid. Kukuřičné mláto se používá k výrobě antibiotik. Olivový olej lze využít jako palivo, kompost a biomasu. Z bramborové vlákniny se vyrábí aditivní látka potex. Klíčová slova: odpady, potravinářský průmysl, rostlinné produkty, využití odpadů Abstract My bachelor thesis deals with waste produced in processing foodstuff from vegetal origin. The main object of this thesis was focused on the individual waste processing from foodstuff vegetal origin for reusing and processing. Waste from the manufacturing of beer is used to produce feed. During fruit processing the remains such as kernels and stones are used in the cosmetics and pharmaceutical industries. Waste from vegetable is used to feed cattle. Cane molasses is used to produce alcohol or feed. Heat waste arising in a process of roasting coffee beans can be used to heat office. Grape pulp is used for production of pullulan polysaccharides. Corn grain is used to produce antibiotikum. Olive oil can be used as fuel, compost and biomass. Potato pulp produces additive substance potex. Keywords: waste, food industry, plant products, utilizing of wastes

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Odpady z potravinářských technologií Odpad dle legislativy Definice odpadu Povolení k vypouštění odpadních vod Vznik odpadů z potravinářského průmyslu Odpady vznikající v pivovarnickém průmyslu BAT pro pivovarnictví Odpadní vody vznikající při vaření piva Pevné odpady vznikající při vaření piva Odpady vznikající při technologií zpracování ovoce Pevné odpady vznikající při zpracování ovoce Odpady vznikající při výrobě džusu Pevné odpady vznikající při výrobě džusu Odpadní voda vznikající při zpracování ovoce BAT pro odvětví zpracování ovoce a zeleniny Odpady vznikající při zpracování zeleniny Pevné odpady vznikající při zpracování zeleniny Odpadní vody vznikající při zpracování zeleniny Odpady vznikající při výrobě cukru Pevné odpady vznikajíci při výrobě cukru z řepy cukrovky... 24

7 3.6.2 Odpadní voda vznikající při výrobě cukru z řepy cukrovky BAT pro cukrovarnictví Pevné odpady vznikající při výrobě cukru z cukrové třtiny Odpady vznikající při výrobě kávy Odpadní voda vznikající při výrobě kávy Pevné odpady vznikající při výrobě kávy BAT pro odvětví kávy Odpady vznikající při produkci vína BAT pro vinařství Pevný odpad vznikající při produkci vína Odpadní voda vznikající při produkci vína Odpady z technologie výroby škrobu z kukuřice Odpady z technologií výroby olivového oleje Tradiční způsob a třífázový kontinuální způsob výroby olivového oleje BAT pro odvětví rostlinných olejů a tuků Alpechin odpadní voda z lisovny oliv Pevný odpad vznikající při výrobě olivového oleje tradičním a třífázovým způsobem Dvoufázový kontinuální způsob výroby olivového oleje Impel 2003 projekt zaměřen na minimalizaci odpadu z výroby olivového oleje Odpady z technologií zpracování brambor Pevný odpad vznikající při zpracování brambor Odpadní voda vznikající při zpracování brambor Nakládání s odpady z výroby potravin rostlinného původu... 41

8 Recyklace odpadů z výroby potravin rostlinného původu Kompostování odpadů z výroby potravin rostlinného původu Řeřichový test metoda pro zjištění zralosti kompostu Výroba bioplynu ZÁVĚR POUŽITÁ LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK... 56

9 1 ÚVOD V dnešní době se všechny potravinářské průmysly snaží minimalizovat vznikající odpad a tím i snížit ekonomickou náročnost podniku. Během potravinářského zpracování zemědělských produktů vznikají látky, které nemůžeme nebo z ekonomických důvodů nechceme dále využívat odpady. Největší problém pro pro potravinářské průmysly představují odpadní vody, které můžou působit kontaminaci podzemních vod. Mezi další odpady vznikající v potravinářských průmyslech patří: pevné odpady, kapalné, plyny, prach, hluk a teplo. Velký důraz je kladen na vliv odpadů a znečištění na životní prostředí. Většina surovin využívaných v potravinářském průmyslu je získávána z vyčerpatelných obnovitelných zdrojů produkcí biomasy rostlinného i živočišného původu. Potravinářský průmysl zahrnuje široké odvětví, které vyrábí potraviny, pochutiny, nápoje atd. Hlavní myšlenkou této práce jsou procesy výroby potravin rostlinného původu a odpady vznikající při těchto procesech. Jelikož je to velmi obsáhlé téma, tak jsem se soustředila na průmysl zpracování ovoce a zeleniny, zpracování kávy, produkci vína, pivovarský průmysl, výrobu cukru z řepy cukrovky a cukrové třtiny, zpracování brambor a výrobu olivového oleje. Většina potravinářských podniků se snaží minimalizovat vznik odpadů hned na začátku produkce a zajistit tzv. čistší produkci. Potravinářské průmysly inovují a zlepšují své provozy zavedením nejlepších dostupných technologii (BAT) pro výrobu. Jednou z možností jak minimalizovat vznik odpadů je koupě již umytých a roztříděných produktů. 9

10 2 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce bylo vypracování literární rešerše z tuzemské i zahraniční literatury se zaměřením na vznik jednotlivých druhů odpadů z technologií výroby potravin rostlinného původu a se zaměřením na využití a zpracování odpadů z výroby potravin rostlinného původu. 10

11 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Odpady z potravinářských technologií Odpad dle legislativy Definice odpadu Odpad je každá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl nebo povinnost se jí zbavit, a přísluší do některé ze skupin odpadů uvedených v příloze č. 1 k tomuto zákonu 185/2001 Sb. (EAGRI, 2012) Povolení k vypouštění odpadních vod Nařízení č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech: vypouštění odpadních vod s obsahem biologicky rozložitelných organických látek ze zpracování mléka, výroby ovocných a zeleninových výrobků, výroby a stáčení nealkoholických nápojů, zpracování brambor, masného průmyslu, pivovarů, výroby alkoholu a alkoholických nápojů, výroby krmiv z rostlinných produktů, výroby želatiny a klihu z kůží a kostí, sladoven, průmyslu zpracování ryb, koželužen a cukrovarů lze povolit pouze za podmínky zajištění jejich biologického čištění (EAGRI, 2012) 3.2 Vznik odpadů z potravinářského průmyslu Potravinářský průmysl zahrnuje široké odvětví, které vyrábí potraviny, poživatiny, pochutiny, nápoje, suroviny a polotovary pro další průmyslová odvětví. Mezi potravinářské průmysly patří mlékárenský, tukový, drůbežářský, masný, mrazírenský, rybný, cukrovarnický průmysl, čokoládovny, škrobárny, mlýny a pekárny, průmysl trvanlivého pečiva, konzervárny a lihovary, pivovary a sladovny, výroby nápojů, vinařské závody a další výroby. Vliv potravinářské výroby na životní prostředí je spojen se zemědělskou výrobou. V moderní zemědělské výrobě vznikají určitá ekologická rizika, v rostlinném i živočišném průmyslu dochází k narušování životního prostředí (Marek a Voldřich, 2005). V rostlinné výrobě je hlavním důvodem znečištění chemizací, zejména 11

12 intenzivní hnojení, neustálé zvyšování dávek biogenních prvků vede k jejich pronikání do povrchových i podzemních vod. Dalším závažným problémem jsou rezidua těžkých kovů pocházející z agrochemikálií (mořidel osiv, pesticidů), z minerálních hnojiv, zbytků organických pesticidů a jiných agrochemikálií. V oblastech s intenzívním pěstováním rostlin ve sklenících je z ekologického hlediska problematika emise skleníkových plynů, k jejichž tvorbě dochází při produkci potřebné energie (Marek a Voldřich, 2005). V živočišné výrobě patří k vážným ekologickým problémům: znečišťování povrchových a podzemních vod, odpady z velkochovů hospodářských zvířat, emise amoniaku a metanu. Přibližně dvě třetiny zemědělské půdy jsou využívány pro zajištění výživy hospodářských zvířat, zatímco jejich spotřeba v humánní výživě představuje zhruba jednu desetinu. Z uvedených důvodů je při posuzování vlivu výroby potravin na životní prostředí důležitý holistický přístup, který zahrnuje nejen samotnou výrobu potravin, ale i kvalitu příslušných surovin. Hlavní roli při posuzování produkce potravin hraje otázka lidského zdraví a nezávadnost potravin. V této souvislosti je sledována nezávadnost rostlinné výroby zemědělských produktů z hlediska použití pesticidů a umělých hnojiv a v případě živočišné výroby používání antibiotik, sanitárních prostředků a v poslední době podpůrných růstových stimulátorů. Zvýšenému zájmu o čistotu zemědělské produkce a tím i kvality potravinářských výrobků svědčí stále se zvyšující zájem o potravinářské výrobky z ekologického zemědělství, tedy z produkce potravin bez použití chemických látek (již zmíněných pesticidů, syntetických hnojiv, antibiotik a jiných chemikálií). Samotná výroba potravin je spojená se spotřebou energie a produkci relativně velkého množství odpadů, zvláště pak odpadů z balení potravin pro spotřebitele. Potravinářský sektor je zvláště v průmyslových zemích největším uživatelem obalů pro spotřebitele (Marek a Voldřich, 2005). Kolář a Kužel (2000) tvrdí, že v potravinářském průmyslu prakticky nevznikají nebezpečné odpady. V dnešní době lze téměř všechny odpady z potravinářského průmyslu přepracovat na zemědělsky nebo jinak využitelné druhotné suroviny např.: krmiva, hnojiva atd. Velká část odpadu je vypouštěná do odpadních vod, proto by ve všech potravinářských provozech měla být čistička odpadů. V potravinářském průmyslu jsou problematické tyto odpady: potravinářské suroviny obsahující těžké kovy, odpadní 12

13 vody se zvýšeným obsahem soli, odpady obsahující zbytky antibiotik. Tuhé odpady z potravinářského průmyslu mají své využití především jako krmivo a hnojivo. Recyklace tuhých odpadů není na vysoké úrovni. Do budoucna se plánuje využití tuhých odpadů k získání energie nebo k biologické přeměně na bioplyny, kompost a k získání hodnotných látek jakými jsou organické kyseliny, proteinové frakce atd. Velkým problémem u nás jsou výpalky z melasových lihovarů (Kolář a Kužel, 2000). Marek a Voldřich (2005) tvrdí, že většina surovin využívaných v potravinářském průmyslu se získává z vyčerpatelných obnovitelných zdrojů produkcí biomasy rostlinného a živočišného původu (Marek a Voldřich, 2005). Odpady z potravinářského průmyslu můžeme rozdělit do dvou skupin: na látkové a energetické odpady. Látkové odpady dělíme na kapalné, tuhé a plynné odpady. Energetické odpady dělíme na hluk a teplo (Marek a Voldřich, 2005). Největším problémem v potravinářském průmyslu jsou odpadní vody. Odpadní vody vznikají při jednotlivých úkonech jako např: praní, extrakce, blanšírování, loupání atd. Odpadní vody vznikající při těchto procesech obsahují vysoké množství organických látek, jako jsou: bílkoviny, lipidy a sacharidy. Organické látky obsažené v odpadní vodě představují velkou ekologickou zátěž (Kolář a Kužel, 2000). 3.3 Odpady vznikající v pivovarnickém průmyslu Proces vaření piva vytváří velké množství pevných odpadů a odpadních vod. Odpadní látky vznikající v pivovarnickém průmyslu nejsou příliš zatěžující pro ovzduší (Dostálek a Fiala, 2012). Velmi důležitou součástí při výrobě piva je voda, její obsah tvoří 80 až 90 % (Jarczyk, 2008). Odpady vznikající v pivovarnictví musí být zlikvidovány nebo se s nimi zachází nejméně nákladným způsobem v souladu s přísnými předpisy ustanovenými vládou (Apex, 2011). V pivovaru se voda používá hlavně při procesu vystírání, čištění a přestupu tepla (BREF, 2005) BAT pro pivovarnictví Pro závody na výrobu piva, je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005): 1) Optimalizovat opakované použití horké vody z chlazení mladiny a regenerovat teplo z vaření mladiny. 13

14 2) Znovu používat přetokovou vodu z pasterace lahvového piva. 3) Dosáhnout spotřebu vodu na úrovni 0,35 až 1 m³/hl vyrobeného piva Odpadní vody vznikající při vaření piva Mezi nejvýznamnější znečištění odpadních vod patří: mláto, výstřelková voda, kaly, odpadní filtrační materiál atd. (Dostálek a Fiala, 2012). Odpadní voda z pivovaru je snadno odbouratelná (BREF, 2005). Na každý m³ vyrobeného piva se spotřebuje m³ vody. Víc než 90 % z m³ spotřebované vody se vypouští do kanalizace (Xiangwen a kol., 2008) Pevné odpady vznikající při vaření piva Sladové mláto a pivovarské kvasnice jsou nejcennějším vedlejším produktem při výrobě piva. Sladové mláto obsahuje nerozpustné zbytky sladu, plev, nezcukřeného škrobu a dalších látek. Mláto se získává oddělením zcukřeného rmutu (Marek a Voldřich, 2005). Pivovarské mláto se používá jako krmivo v poslední době je o něj na trhu menší zájem (Kolář a Kužel, 2000). Pokud není zajištěn odbyt, tak se mláto konzervuje sušením nebo silážováním (Marek a Voldřich, 2005). Sladový květ je dalším odpadem vznikajícím při výrobě piva. Sladový květ se skládá z kořínků a klíčků vyklíčeného a usušeného ječmene. Sladový květ má své uplatnění ve fermentačním průmyslu k pořizování zápar, ve farmaceutickém průmyslu nebo jako přísada do krmiv (Marek a Voldřich, 2005). Dalšími odpady z výroby piva jsou chmelové mláto, hořké kaly a pěnové přikrývky. Chmelové mláto je chmel oddělený od mladiny. Hořké kaly odpadají při chlazení mladiny. Pěnové přikrývky jsou sbírané z povrchu kvasící smladiny. Chmelové mláto, hořké kaly a pěnové přikrývky se neužívají ke krmení, protože mají vysoký obsah hořkých látek, používají se většinou ke kompostování (Marek a Voldřich, 2005). Pivovarské kvasnice mají vysoký obsah lysinu, minerálních látek a vitamínu skupiny B. Lze je využít jako přísady do krmiv, k výrobě kosmetických přípravků, ve farmaceutickém průmyslu k výrobě pangaminu a galacidu a k přípravě dietetik (Marek a Voldřich, 2005). Pivovarské kvasnice se používají jako doplněk stravy, jsou k dostání jako produkt PargaVit v tabletách. Obsahují vitamíny, enzymy, stopové prvky apod. a přispívají k regeneraci vlasů a nehtů, snižují únavu, posilují vitalitu, zpodporují 14

15 nervovou činnost, napomáhají předcházet problémům sliznice, hrtanu atd. Na obr. 1. Je zobrazen produkt vznikající z pivovarských kvasnic (Krasaazdravi, 2012). Obr. 1. Produkt PargaVit Pivovarské kvasnice (Krasaazdravi, 2012). 3.4 Odpady vznikající při technologií zpracování ovoce Během zpracování ovoce vzniká veliké množství odpadů jako např.: slupky, semena, pecky, dřeň atd. (Djilas Jasne a Cietković Čanadanović - Brunet, 2009). Nejvíc ze všeho druhu ovoce se zpracovávají jablka a jahody, ale zpracovává se taky angrešt, maliny, švestky, višně atd. (BREF, 2005). Odpady vznikající při zpracování ovoce se používají jako vedlejší produkty. Tyto vedlejší produkty představují důležitý zdroj cukrů, minerálních látek, organických kyselin a dietní vlákniny. Konzumace ovoce snižuje riziko srdečních nemoci, infarktu a snižuje riziko vzniku rakoviny (Djilas Jasne a Cietković Čanadanović - Brunet, 2009). Při zpracování ovoce se do odpadu dostane až 50 % suroviny. Organické materiály, které vznikají při zpracování ovoce, jsou nutričně velmi bohaté. Můžou to být slupky, jádra nebo selektivně vyřazené ovoce. Lze je použít ke krmivářským účelům. Na obr. 2 jsou uvedeny odpady vznikající při procesu zpracování a konzervace ovoce a zeleniny (BREF, 2005). 15

16 zpracování a konzervace ovoce předběžná úprava stonky, prach, listy, stopky, shnilé ovoce voda z čištění praní, plavení třídění, ořezávání, loupáníí stonky, prach, listy, stopky, shnilé ovoce voda z blanšírování blanšírování smažení odpadní voda Chlazení odpadní voda Loupání odstranění pecek stonky, listy, semena Krájení konzervování Sušení zmrazování Obr. 2. Odpady vznikající při procesu zpracování a konzervace ovoce a zeleniny (BREF, 2005) 16

17 3.4.1 Pevné odpady vznikající při zpracování ovoce Ovoce a zelenina jsou měkké jedlé rostlinné produkty, které podléhají v čerstvém stavu snadno zkáze, kvůli vysokému obsahu vody (BREF, 2005). První etapou zpracování ovoce je mytí. Mytím ovoce dochází k separaci různých nečistot a organických zbytků (Marek a Voldřich, 2005). Pevné odpady můžou být materiály vyřazené na začátku procesu nebo v průběhu zpracováni ovoce (BREF, 2005). Mezi pevné odpady patří odřezky ovoce, výlisky, jádra, dřeně, slupky, pecky a další (Marek a Voldřich, 2005). Tyto odpady můžou být použity jako organická hnojiva nebo k výrobě krmiv. Obsahují značný podíl vody, který přispívá k rychlému kažení. Tím se snižuje použití pro výrobu krmiv a skladovatelnost. Během lisování se 30 % citrusových plodů mění na pevný odpad. Odpad z citrusů může být použit k výrobě přírodních chemikálií a léčiv, jako např. antibiotika, vitamíny (BREF, 2005). Významným vedlejším produktem jsou výlisky. Výlisky se tvoří jako vedlejší produkt při lisování ovocných šťáv (Marek a Voldřich, 2005). Jablečné výlisky jsou bohatým zdrojem polyfenolů, minerálních látek a dietní vlákniny. Obecně se výlisky z jablek používají jako krmivo pro zvířata (Djilas Jasne a Cietković Čanadanović - Brunet, 2009). Jablečné výlisky se používají ke krmení, můžeme je zkrmovat v čerstvém stavu, sušeném nebo silážovaném stavu. Ze všech druhů ovoce tvoří největší podíl jablečné výlisky. Jablečné výlisky se můžou používat k výrobě pektinu, dietní vlákniny, vlákninových dietetických preparátu a dalším podobným produktům (Marek a Voldřich, 2005). Většina obchodního pektinu je vyrobená extrakcí z citrusových slupek a jablkových výlisku (Kulkarni a Vijayanand, 2010). Dalším odpadem vznikajícím v závodech na zpracování ovoce jsou pecky. Broskvové pecky se používají k výrobě bioplynu, k fermentaci alkoholu nebo na topné účely (BREF, 2005). Z jádra pecek získáváme olej, který má své využití v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Po extrakci se jádra pecek zkrmují. Jádra meruňkových pecek se využívají k výrobě persika. Persik je surovina vyrobená z jáder meruňkových pecek a používá se při výrobě náplní do čokoládových výrobků, své uplatnění má i při výrobě cukrovinek. Skořápky pecek se používají k výrobě aktivního uhlí, k topení nebo jako součást stavebních materiálů (Marek a Voldřich, 2005). Slupky vznikají jako odpad při loupání ovoce. Pro odstranění slupek se používají různé metody. Loupáním vzniká největší množství odpadních vod a pevných odpadů. 17

18 Metody loupání slupek lze rozdělit na mechanické, tepelné (parou) a chemické (NaOH). Rozdělují se také dle výsledného produktu, tloušťky slupky a houževnatosti slupky. Při loupání parou se snižuje produkce odpadů, zvyšuje spotřeba energie, ale je nižší spotřeba vody než v kombinaci metod odírání a loupáni noži. Alkalické loupání je dražší, protože produkuje odpadní vodu s vysokou hodnotou ph, pak stoupají náklady na čištění odpadních vod. Ze všech způsobů loupání se slupky získávají zpět mechanickým čištěním a používají se jako krmivo pro hospodářská zvířata (BREF, 2005) Odpady vznikající při výrobě džusu Ovocné šťávy se vyrábějí v mírném tropickém pásmu po celém světě. Převládající šťávou produkovanou v mírném pásmu je pomerančová, v tropickém pásmu ananasová. Většinou se šťávy produkují z citrusových plodů, jablek, hrušek a vinných hroznů, ale také v menším množství z peckového ovoce (BREF, 2005). Na začátku procesu se ovoce myje a třídí, aby se odstranily cizí příměsí, jakými jsou větvičky, listy ulpělé nečistoty a hmyz. Následně plody procházejí zařízením sloužícím pro extrakci oleje, zde se podrobují drobným řezům do kůrky s cílem protržení olejových váčků a uvolnění citrusového oleje. Citrusový olej se izoluje vypráním. Ovocná šťáva se lisuje a následně cedí, kvůli odstranění přebytečné dužniny, kousků kůry a semen. Scezená šťáva se uchovává pomocí plnění do plechovek, aseptického zpracování, chemické konzervace, zmrazování nebo membránovou filtrací. K čeření šťávy dochází před nebo po konzervaci. Šťávy se odvzdušní a za horka jsou plněny do láhví či plechovek (BREF, 2005) Pevné odpady vznikající při výrobě džusu Pevný odpad vznikající při produkci mrkvového džusu má vysoký obsah nerozpustné vlákniny. Tchajwanští vědci uvádějí, že by pevný odpad z produkce mrkvového džusu, který příznivě působí a pomáhá snížit hladinu cholesterolu, měl být využíván jako funkční složka (Daniells, 2005). Ananasová dřeň se může používat k fermentaci etanolu (Tanaki a kol., 1999). Pomerančová, jablečná a rajčatová šťáva se často koncentruje odpařováním. Šťávy se vyrábí buď z čerstvého ovoce, nebo z rekonstituovaného koncentrátu citrusů, ananasů a jiného tropického ovoce. Nektar je šťáva smíchána s cukrem a vodou (BREF, 2005). 18

19 Při výrobě šťávy z malvic a bobulí se postupuje identicky až na to, že se neprovádí extrakce oleje. Čerstvé plody jsou dovezeny do závodu, vyloženy, vyprány, vytříděny a následně rozdrceny, aby se odstranily jádra a pecky. Bílé plody jsou zahřívány, aby nedošlo k jejich enzymatickému hnědnutí. Drcené ovoce se dále přefiltruje a rafinuje pro získání šťávy. Jablečná šťáva se někdy před filtrací enzymově čeří (BREF, 2005). Odpady vznikající při výrobě džusu jsou výlisky, můžeme je prodávat sušené. Při procesu lisování vzniká řídká šťáva, mošt o hustotě 10º Bx. Mošt je zahušťován na minimálně 65º Bx a následně balen do různých obalů. Během zahušťování moštu vznikají kaly z čiření šťávy, hydratovaná křemelina, páry a zápach (BREF, 2005). Výlisky vyřazené při produkci ananasového džusu obsahuje hodně vlákniny, uhlovodanů a zbytky nevyextrahovaného džusu (Tanaki a kol., 1999). Výlisky z produkce jablkového džusu se používají jako krmivo nebo k výrobě různých přípravků (Jarczyk, 2008) Odpadní voda vznikající při zpracování ovoce Zpracování ovoce a zeleniny produkuje velký objem odpadních vod, které mají vysoký obsah organických látek, obsahují především cukry a škroby. Voda ke zpracování ovoce se používá hlavně při praní, blanšírování a loupání. Dále se ve vodě nachází vláknina, rozpustné pevné látky, soli, živiny, rostlinné patogeny a zbytky pesticidů (BREF, 2005). Charakter odpadních vod závisí na různých faktorech, kterými jsou intenzita spotřeby a jakost přitékající vody, druh zpracovaného ovoce, způsob zpracovávání ovoce, stav suroviny, vlastnosti použité vody a sezónní různorodost apod. Problémem můžou být zůstatky pesticidů, obtížně odbouratelné v průběhu čistění odpadní vody. Při praní ovoce dochází k redukci mikroorganizmů, kaménku, odstranění hlíny, úlomků ovoce. Průmysl pro výrobu ovocných konzerv v Řecku spotřebuje 7-15 m³ vody na tunu vyprodukovaného produktu (BREF, 2005). Spotřeba vody v závodech na zpracování ovoce je uvedena v tab. 1. V tab. 2. je znázorněn objem vyprodukovaného odpadu při zpracování různého druhu ovoce. 19

20 Tab. 1. Úrovně spotřeby vody v závodech na zpracování ovoce (BREF, 2005) Kategorie výrobku Spotřeba vody (m³/t produktu) Ovocné konzervy 2,5-4,0 Ovocné šťávy 6,5 Džemy 6,0 Dětská strava 6,0-9,0 Tab. 2. Objem vyprodukovaného odpadu při zpracování různého druhu ovoce (BREF, 2005) Produkt objem odpadu (m³/jednotku produktu) Meruňky 29,0 Jablka - všechny výrobky 3,7 Mošt 2,9 Brusinky 5,8 Citrusy 10,8 Třešně 7,8 Višně 12,0 Jahody 13,0 Ananas 13,0 Grapefruity v konzervách 72,0 Sušené ovoce 13,0 Švestky 5,0 Hrušky 12,0 20

21 Odpadní vodu lze znovupoužít bez čištění ve stejné operaci nebo po jednoduché filtraci. Z důvodu velké produkce odpadů a odpadních vod se v posledních letech pořád víc firem snaží zajistit ovoce splňující požadavky kvality, umyté a roztříděné. Při čištění odpadních vod, je důležité znát ph, teplotu a soli. Po čištění může odpadní voda obsahovat zbytky pesticidů a fungicidů, které jsou obtížně odbouratelné (BREF, 2012) BAT pro odvětví zpracování ovoce a zeleniny Pro závody na zpracování ovoce a zeleniny, je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005): 1) Tam, kde se nelze vyhnout skladování, zkracovat dobu skladování na minimum, kde klimatické podmínky neurychlují rozklad nebo poškozování jakosti, vyhýbat se chlazení ovoce a zeleniny, a jejich vedlejších produktů, určených k použití jako krmivo, venku v čistém krytém prostoru nebo v nádobách. 2) Používat suchou separaci vyřazených surovin z třídění a pevných zbytků (např. při třídění, ořezávání, extrakci, filtraci). 3) Sbírat hlínu ze sedimentace a filtrace namísto jejího splachování do čističky odpadních vod. 4) Loupat ovoce a zeleninu v šaršovém procesu parou nebo v kontinuálním procesu parou, aniž se použije studená voda ke kondenzaci páry a, pokud z technologických důvodů nelze loupání parou použít, používat suché alkalické loupání, ledaže by nemohly být při požití obou těchto technologii splněny požadavky receptury. 5) Po blanšírování ochladit ovoce a zeleninu před zmrazováním průchodem studenou vodou. 6) Optimalizovat opakované používání vody s čištěním nebo bez čištění v závislosti na jednotkových operacích, které vyžadují vodu a optimalizovat jakost vody, která je potřeba pro dodržení patřičných norem jakosti a hygieny potravin. 21

22 3.5 Odpady vznikající při zpracování zeleniny Odpadní látky vznikající při zpracování zeleniny mají oproti odpadům vznikajícím při zpracování ovoce větší hodnotu jako krmivo pro zvířata (např. odpady ze zeleného hrášku mají výživové hodnoty blízké výživovým hodnotám vojtěšky) (Jarczyk, 2008). Ze zeleniny se nejvíc zpracovává rajčata, ale taky okurky, květák, zelí, řepa, mrkve, pórek a další. Zelenina by se měla zpracovat ihned, její kvalita se rychle zhoršuje. Z umyté zeleniny se odstraňují nezralé, poškozené a zkažené kousky. Skoro všechny závody na zpracování zeleniny es snaží minimalizovat vznik odpadů nákupem předem umyté a předtříděné zeleniny (BREF, 2005). Chemické složení a způsob zpracování zeleniny není nebezpečné pro životní prostředí (Jarczyk, 2008) Pevné odpady vznikající při zpracování zeleniny Mezi odpady vznikající při zpracování zeleniny se řadí výlisky, pecky, lusky, zkažená zelenina vyřazená během zpracování a další. Odpady z procesu zpracování zeleniny obsahují vlákninu, pektiny, uhlovodany, bílkoviny, minerální látky, tuky, barviva, aromatické sloučeniny. Nejlepší formou využití vzniklého odpadu je okamžité zkrmení dobytku. Tyto odpady jsou vhodným materiálem k dalšímu zpracování, obsahují méně vody než zelenina na začátku procesu. Můžeme je rozdělit na dvě skupiny odpady využívané ke krmení a odpady využívané k jiným účelům, ne ke krmným. Odpady vznikající při procesu loupání, je jich kolem 30 %, mrkví se používají k produkci žlutooranžových karotenoidních barviv. Slupky z červené řepy se používají k produkci přírodního červeného barviva betaninu, který se používá v potravinářském průmyslu jako barvivo zmrzlin. Zelené odpady vznikající při zpracování zeleniny, se používají k olejové nebo etanolové extrakci, k získávání zeleného barviva chlorofylu (Jarczyk, 2008). Významná množství šťávy se vyrábějí ze zeleniny, zdrojem může být mrkev, celer, červená řepa nebo kapusta. Čerstvá zelenina se všeobecně nejprve pere a třídí, potom se nahrubo pomele a vylisuje pro získání šťávy. Většina zeleninových šťáv má nízkou kyselost, tj. má hodnotu ph vyšší, než 4,5 a pro zajištění nezávadnosti tedy vyžaduje úplný sterilační proces. Zeleninové šťávy se někdy okyselují organickými nebo anorganickými kyselinami pro snížení ph, pak se provádí pasterace. Některé šťávy s nízkou kyselostí se mísí se silně kyselými šťávami, jako je rajčatová, reveňová, 22

23 citrusová, ananasová nebo z kyselého zelí, takže jsou pak dostatečně kyselé. Zelenina může být před okyselením a extrakcí blanšírována. Kořenové zeleniny se obvykle před extrakcí loupou (BREF, 2005) Odpadní vody vznikající při zpracování zeleniny Odpadní voda vznikající při produkci zeleniny se tvoří především při procesu mytí. Voda z procesu mytí zeleniny může být používána jednou a vypouštěná do kanalizace nebo krouží v cyklu a je mechanicky zbavována nečistot. Při procesu blanšírování vznikají odpadní vody s největším znečištěním, množství znečištění závisí na použitém materiálu. Zpracovávaná surovina se pere v chlorované vodě, z důvodu odstranění ulpělé hlíny, kaménků a jiných nečistot a snížení populace mikroorganismů. Při procesu praní se spotřebují se velké objemy vody, zvláště u kořenové zeleniny, která nese množství hlíny, a u listové zeleniny, která má velký povrch. K usnadnění odstranění hlíny a snížení množství potřebné vody se používají mechanické nebo pneumatické flotační technologie. Někdy se ke třídění zeleniny používají třídiče na bázi hustoty, obsahující solanky o různé koncentraci. Vypouštění významných množství použité solanky může nepříznivě ovlivnit biologickou ČOV. Odpadní voda z těchto operací obsahuje rozpustný škrob, cukry a kyseliny (BREF, 2005). Odpadní vody vznikající při zpracování zeleniny jsou znečištěny hlavně částmi organického materiálu a šťávou. Na složení odpadních vod má velký vliv znečištění látkami nacházejícími se v hlíně. Většina závodů na zpracování zeleniny vypouští odpadní vody do kanálů. Odpadní vody ze zpracování zeleniny obsahují nízké množství bílkovin, tudíž nepředstavují velký problém pro životní prostředí. Odpadní vody používané při chemickém loupání zeleniny můžou i po neutralizaci způsobit kontaminaci životního prostředí (Jarczyk, 2008). 3.6 Odpady vznikající při výrobě cukru Cukr lze vyrobit z cukrové třtiny nebo z řepy cukrovky. U nás se pěstuje řepa cukrovka, z níž se na výrobu cukru používají bulvy (Kojetská, 2012). Řepa cukrovka je složená z 75 % vody polovina této vody se uvolní odpařením do různých produktů (BREF, 2005). Vedlejší produkty řepy se používají ke krmení (Kojetská, 2012). Polské cukrovary vyprodukují ročně přibližně t melasy, z toho t putuje do 23

24 lihovaru. V lihovarech se z melasy cukrové řepy a cukrové třtiny destiluje alkohol (Jarczyk, 2008). Cukrová třtina se pěstuje většinou na Kubě, v Indii, Brazílii atd. Třtinový cukr a třtinová melasa se vyrábí ze stonků cukrové třtiny (Kojetská, 2012) Pevné odpady vznikajíci při výrobě cukru z řepy cukrovky Do cukrovaru se s bulvami cukrové řepy dopraví taky hlína, štěrk, kamení atd. (BREF, 2005). Vedlejším produktem při výrobě cukru je melasa. Melasa obsahuje 50 % sacharózy, % organických látek, 9 12 % popela a 20 % vody. Melasa je využívána jako surovina pro fermentační procesy, hlavně pro výrobu lihu a droždí. Melasu lze taky využít při výrobě kyseliny citronové, šťavelové, mléčné, acetonu, butanolu a dalších produktů. Melasa se dále využívá k produkci biomasy, může být zkrmována (Marek a Voldřich, 2005). Řepná melasa se používá ke krmení skotu. Při výrobě krmných směsí slouží melasa jako pojidlo a bývá smíchávána s otrubami nebo krmnými moukami (Kojetská, 2012). Melasa má širokou škálu využití, díky tomu je posuzována spíše jako cenná surovina než jako odpad (Marek a Voldřich, 2005). Dalším vedlejším produktem vznikajícím při výrobě cukru jsou vyslazené řízky. Řepné řízky po výstupu z extraktoru obsahují 93 % vody, která se odstraňuje lisováním na 12 % obsah sušiny. Lisované řepné řízky se používají jako krmivo (Marek a Voldřich, 2005). Silážované řepné řízky se přídávají do krmných směsí především skotu. Sušené řepné řízky se přidávají do krmných směsí hlavně plemenným prasatům (Kojetská, 2012). Sušené řepné řízky se lisují do briket (Marek a Voldřich, 2005). Kojetská (2012) uvádí, že sušení řepných řízků není ekonomicky výhodné, ale pro výrobu krmných směsí je to nezbytné. Z propraných řepných řízků se vyrábí dietní vláknina (Marek a Voldřich, 2005). Kolář a Kužel (2000) tvrdí, že zhodnocení řepných řízků z cukrovarnického průmyslu jako krmiva nepokrývá náklady navrhuje se jejich metanizace a získávání enzymů. Saturační kal se získává po čeření a saturaci difúzní šťávy. Saturační kal obsahuje % vody, 40 % uhličitanu vápenatého, 0,5 % draslíku, 0,1 0,4 % dusíku, 0,5 2 % kyseliny fosforečné, 7 12 % organických látek a 1 % sacharózy. Saturační kal se používá jako hnojivo pro neutralizaci kyselých půd, jako přísada do krmiv, k výrobě kyseliny mléčné atd. (Marek a Voldřich, 2005). 24

25 3.6.2 Odpadní voda vznikající při výrobě cukru z řepy cukrovky Spotřeba vody v moderních cukrovarech je 0,25 až 0,4 m³ na tunu zpracované řepy. Největším zdrojem odpadní vody při zpracování cukru z cukrové řepy je žlabová voda, která slouží k dopravě bulev do cukrovaru. Žlabová voda může být opakovaně použitá. Ve žlabové vodě se tvoří organické kyselé sloučeniny, proto se upravuje její ph většinou vápněním. Zamezením poškození bulev během dopravy můžeme dosáhnout snížení znečištění žlabové vody a čištění před znovupoužitím. Některé cukrovary rozvážejí směs hlíny a vody na pozemky (BREF, 2005). Znečištění odpadní vody se stanovuje rozborem odebraných vzorků (Juchelková, 2000). Nejdůležitější je odstranit pevné látky, patogeny a kontaminanty a získat relativně čistou vodu, kterou můžeme znovu použít (Juhasz a Magesan, 2004) BAT pro cukrovarnictví Pro závody na výrobu cukru z cukrové řepy je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005): 1) Recyklovat dopravní vodu. 2) Používat kondenzát z odparek pro extrakci cukru z řepných řízků. 3) Nesušit vyslazené řepné řízky, existuje-li výstup pro lisované vyslazené řízky, např. krmivo pro hospodářská zvířata, jinak řízky sušit pomocí parních sušáren nebo vysokoteplotních sušáren ve spojení s opatřeními pro snížení atmosférických emisí. K možným opatřením pro snížení atmosférických emisí při HTD patří mj. minimalizace množství sušených malých částic řízků, sušení na maximální obsah sušiny 91 %, mechanické lisování vyslazených řízků před sušením, minimalizace množství přidávané melasy před sušením a optimalizace provozu cyklonů a sprchové pračky Pevné odpady vznikající při výrobě cukru z cukrové třtiny Když stonky cukrové třtiny dosáhnou požadované cukernatosti, jsou převezeny do cukrovaru. Celulózové zbytky se vysuší a následně jsou používány k topení jako zdroj energie pro parní boilery a výrobu cukru. Odpad, který se zfiltruje přes vláknitý filtr, se vrací zpět na pole jako hnojivo. Z melasy se může vyprodukovat alkohol nebo 25

26 se zkrmuje dobytku. Odpadní voda ze zpracování cukrové třtiny se používá na zavlažování (Stone, 1951). Třtinová melasa je velmi hodnotným vedlejším produktem při výrobě cukru z cukrové třtiny. Třtinová melasa obsahuje vitamíny, minerální látky atd. Je hodnotným zdrojem, hořčíku, železa, vápníku, niklu, zinku, fruktózy, sacharózy, vitamínu skupiny B, nasycených mastných kyselin atd. (Kojetská, 2012). V zemích s vysokou zemědělskou produkcí, kde vznikají přebytky obilí, brambor, cukrové třtiny či jiných produktů, jsou kvasným procesem tyto odpady využívány k produkci etanolu (Max.af.czu, 2012). 3.7 Odpady vznikající při výrobě kávy Čerstvě posbírané kávové bobule se nejdřív přístrojově zbaví slupky, pak kávová zrna putují do fermentačních tanků. Slupky jdou na kompost nebo se z nich připravuje nápoj (Doubleshot, 2010). Při výrobě kávy se spotřebuje hodně energie. Odpadní teplo z výroby kávy se používá k vytápění skladů a kanceláří. Při pražení kávy se do ovzduší dostávají: oxid uhličitý, prach a formaldehyd. Množství kontaminantů z pražení kávy závisí na složení zelené kávy, obsahu vlhkosti a stupni pražení. Nejvíc emisí vzniká připražení kávy, sušení, vyprazdňování pražící nádoby atd. Při čištění odpadních plynů se používají biologické filtry (BREF, 2005) Odpadní voda vznikající při výrobě kávy Odpadní vody vyprodukované při zpracování kávy mají vysoký obsah organických látek jako je např. pektin, bílkoviny a cukry. Voda použitá při rozdrcení kávových zrn tvoří víc než polovinu vody použité v tomto procesu (Devi a kol., 2008). Při procesu pražení kávy se používá malé množství vody, které slouží pro prudké ochlazení upražené kávy. Voda přidaná během pražení se z části odpaří a unikne do atmosféry nebo se částečně absorbuje do kávy (BREF, 2005) Pevné odpady vznikající při výrobě kávy Během pražení kávy jako odpady vznikají: emise prachu, pachu, amoniak, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, kávové slupky a další organické látky. Emise organických látek během pražení mají za následek chemické reakce kyselin (např. citronové, šťavelové atd.) K pachům emitovaným pražírnami kávy významně přispívají dusíkaté sloučeniny 26

27 a sloučeniny síry. Obsah slupek závisí podle druhu kávy, můžou tvořit až 2 %. Slupky vznikající při pražení kávy se používají jako palivo při spalování odpadu nebo ke kompostování (BREF, 2005). Na Obr. 3. jsou znázorněny slupky kávových bobulí po mechanickém zpracování (Doubleshot, 2010). Z listů kávovníku se v Etiopii připravuje čaj, také z květů kávovníku se připravuje nápoj. Z čerstvě posbíraných kávových bobulí se po krátké fermentaci, usušení a rozemletí připraví tzv. Qishr. Qishr je osvěžující nápoj často dochucován zázvorem nebo skořicí, kdysi sloužil jako náhražka vína pro náboženské účely (Doubleshot, 2012). Obr. 3. Slupky kávových bobulí po mechanickém zpracování (Doubleshot, 2010) BAT pro odvětví kávy Pro odvětví kávy je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005): 1) Při pražení kávy recirkulovat vzduch z pražiče zpět. 2) Při pražení kávy, při němž jsou do procesu integrovaná BAT, která snižuje na minimum atmosférické emise výběrem a používáním výrobních technologií nedosáhne úrovní emisí suchého prachu 5-20 mg/nm³, a <50 mg/nm³, pro světle praženou kávu (tato úroveň se obtížněji dosahuje, zvyšuje-li se tmavost pražení) dosáhnout těchto úrovní pomocí technologií pro potlačování 27

28 atmosférických emisí. Emisní úrovně byly poskytnuty příliš pozdě pro plné ověření technickou pracovní skupinou. 3) Při výrobě instantní kávy používat odpadní teplo z horkého kapalného kávového extraktu pro ohřev procesní vody před extrakcí a používat protiproudovou výměnu tepla k rozprašovacímu sušení v procesu pražení. 4) Při výrobě instantní kávy po sušení aglomerovat prach pro získání granulí a potom zbývající prach recyklovat a použít potlačování atmosférických emisí. 3.8 Odpady vznikající při produkci vína V místnostech závodů, kde probíhá fermentace, může docházet ke koncentraci oxidu uhličitého. Oxid uhličitý se uvolňuje při alkoholové fermentaci vína a může působit problémy s dýcháním dokonce i smrt. Kromě toho je oxid uhličitý jedním z plynů, které působí skleníkový efekt (Jarczyk, 2008). Pro vinařský průmysl je důležité udržet ekologické a ekonomické řízení odpadů a odpadních vod vzniklých při výrobě vína. Odpadní vody vznikající při produkci vína jsou velmi nestálé, co se týče množství a kvality. Díky tomu se z nich stává velmi nesnadný odpad k hospodaření (Anu a kol., 2009). V poslední době stoupá zájem o využití odpadů vzniklých při výrobě vína. Odpady z výroby vína jsou velmi hodnotným zdrojem k získání přírodních antioxidantů, které jsou na rozdíl od syntetických antioxidantů bez rizika. Odpady vznikající při produkci vína se můžou používat jako průmyslové hnojivo, jako absorbent těžkých kovů nebo k produkci polysacharidu pullulanu. Hrozny obsahují fenoly, hlavně flavony. Pouze část fenolů obsažených v hroznech přechází po úpravě do moštu (Arvanitoyannis a kol., 2006) BAT pro vinařství Pro závody na produkci vína je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005): 1) Při stabilizaci vína chladem používat znovu alkalický čistící roztok, když už není možné tento roztok dále používat a má ještě dosti vysokou hodnotu ph k tomu 28

29 aby narušil provoz ČOV, uplatnit vlastní neutralizaci anebo, když úrovně ph a průtoku nenaruší provoz ČOV, postupně čistící roztok vypouštět do ČOV Pevný odpad vznikající při produkci vína Při výrobě vína jako vedlejší produkty vznikají hroznové výlisky, semena, kvasničné kaly, vinný kámen a třapiny. Třapiny mají vysoký obsah celulosy. Třapiny se po úpravě sušením a mletím můžou zkrmovat nebo silážovat s výlisky (Marek a Voldřich, 2005). K odpadům se řadí taky kvasinky. V Evropském vinařství se kvasinky používají jako pomocné látky, které nejsou součástí vína, a ani na víno nemají negativní vliv. Ve vinařství se používají hlavně kvasinky rodu Saccharomyces, hlavně druh Saccharomyces ellipsoideus. Kvasinky se ve vinařství dělí na vzácné a divoké. Divoké kvasinky nejsou při zpracování vína vítané. Vzácné kvasinky jsou kvasinky odvozené z usazenin hroznových vín, které cíleně prošly procesem fermentace, těmto kvasinkám se dávají názvy příbuzné druhům vín, jakými jsou Malaga, Riesling (Jarczak, 2008). Výlisky z hroznů se používají ke krmení. Při extrakci hroznových výlisků horkou okyselenou vodou se může extrakt zakvasit a použít k výrobě vinných destilátů. Výlisky z červených hroznů se používají jako surovina pro získávání anthokyanových barviv. Anthokyanová barviva se používají jako přírodní aditivní barviva v potravinářství (Marek a Voldřich, 2005). Výlisky hroznů jsou hlavním vedlejším produktem při výrobě vína. Výlisky hroznů můžou být recyklovány a využívány jako hnojiva. Srovnání hnojiva získaného z odpadů vzniklých při produkci vína a z jiného organického hnojiva ukazuje, že jejich chemické hodnoty se pohybovaly ve stejném rozmezí (Arvanitoyannis a kol., 2006). Hroznová pokrutina je bohatým zdrojem různorodých vysoce hodnotných produktů jako etanol, citrónová kyselina, olej ze semen hroznů, hydrokoloidy a dietní vláknina. Z důvodu slabé extrakce během zpracování vína obsahuje hroznová pokrutina vysoký obsah fenolů (Arvanitoyannis a kol., 2006). V současné době se díky své antioxidační aktivitě extrakt ze semene hroznů používá jako dopněk stravy (Gonzales-Paramas a kol., 2004). Vedlejší produkty jako semena nebo pokrutiny vyprodukované při výrobě vína představují velmi levný zdroj získaní antioxidačních flavonů, které můžou být využity jako dietní doplňky nebo k produkci fytochemikálií (Arvanitoyannis a kol., 2006). 29

30 Dužnina hroznu by měla být považována za nejlepší látku pro výrobu pullulanu. Pullulan vyprodukován z odpadů vzniklých při výrobě vína vykazuje vysokou molekulární hmotnost a čistotu. Pullulan má své využití jako nízko kalorická přísada do potravy a díky své malé propustnosti pro kyslík jako obalový prostředek. Využívá se ve farmaceutickém průmyslu jako obal a prevence před oxidaci tablet (Arvanitoyannis a kol., 2006). Na obr. 4. jsou znázorněný obalové materiály vyrobené z pullulanu (Madein-china, 2012). Obr. 4. Pullulanové kapsle (Made-in-china, 2012). V mlátičkách se od vysušených výlisků oddělí semena. Ze semen se získává olej, který se používá v potravinářském průmyslu. Po získání oleje se z výlisků semen extrahují třísloviny. Z kvasničných kalů se odděluje zbytek vína a ze zbylého matečného koláče se izolují soli kyseliný vinné. V sudech se usazuje vinan sodnodráselný, který se získává 95% čistotě. Z vinanu sodno-dráselného se následně vyrábí kyselina vinná. (Marek a Voldřich, 2005) Odpadní voda vznikající při produkci vína Odpadní voda z produkce vína obsahuje organické sloučeniny, jakými jsou cukry a celulóza (Anu a kol., 2009). Při výrobě vína se používají velké objemy pitné vody, které se využívaly k čištění dopravních prostředků, skladovacích nádrží, vinných sudů atd. Po čištění do vody přecházejí vinné listy, stonky, škůdci a kvasinky. Odpadní voda z produkce vína představuje vysokou ekologickou zátěž (Westfalia, 2012). Hlavním problémem vinařského průmyslu je zápach odpadní vody. Každá 30

31 výrobna vína produkuje odpadní vody s různým složením. Složení odpadních vod z výroby vína z různých provozů závisí na množství a sezónnosti (Anu a kol., 2009). Většina odpadních vod z vinařského průmyslu jsou použity jako zavlažovací vody pro různé plodiny. Dlouhodobé používání odpadní vody z výroby vína při zavlažování plodin je největším problémem tohoto průmyslu. Odpadní vody z vinařského průmyslu obsahují sodíkové a draslíkové ionty, které se můžou hromadit v půdě jako soli a s průběhem času působit rozptýlení jílových částic, které mají za následek snížení infiltrace vody, eroze a špatnou úrodnost půdy. Polymery používané ve vinařském průmyslu byly identifikovány jako možný zdroj toxicity pro pulce a komáry (Anu a kol., 2009). Primárním krokem čištění odpadní vody z produkce vína je oddělení kvasinek od ostatních pevných látek. Odpadní voda z produkce vína může být po primárním vyčištění vypouštěná do ČOV nebo ji lze čistit v závodě (BREF, 2005). Nejlepším způsobem čištění odpadních vod vznikajících při výrobě vína je použití mechanické separace pevných látek. Takto upravená odpadní voda může být recyklována a znovupoužitá v čistícím cyklu nebo vypouštěná do kanalizace v souladu s ekologickými předpisy (Westfalia, 2012). 3.9 Odpady z technologie výroby škrobu z kukuřice Bobtnavý kukuřičný škrob se používá jako zahušťovadlo ve směsích, kde je potřebné intenzivně vázat vodu, zahušťovat a prodloužit trvanlivost. Používá se většinou v majonézách, krémech a těstech (Mrazagro, 2012). Při výrobě škrobu z kukuřice vzniká jako odpad bílkovina gluten, která nachází své využití při výrobě bílkovinných hydrolyzátů, taky jako aditivum v potravinářském průmyslu. Kukuřičné klíčky slouží k lisování oleje nebo k výrobě produktů racionální výživy. Olej vyprodukovaný z kukuřičných klíčků je hodnotným rostlinným olejem, obsahuje nasycené mastné kyseliny (Marek a Voldřich, 2005). Kukuřičné mláto se skládá z pevných odpadů vznikajících při výrobě kukuřičného škrobu, kterými jsou: hrubá a jemná vláknina, gluten a výlisky z klíčků. Kukuřičné mláto se po vylisování a usušení používá ke krmným účelům, nebo jako substrát k výrobě antibiotik (Marek a Voldřich, 2005). 31

32 3.10 Odpady z technologií výroby olivového oleje Máme tři způsoby výroby olivového oleje. Tradiční výroba-lisování, dvoufázový kontinuální způsob a třífázový kontinuální způsob (BREF, 2005). Všechny tyto způsoby extrakce olivového oleje produkují tři složky odpadů: olivový olej, pevný odpad a odpadní vodu (Impel, 2003). Složení a obsah vody závisí na použité izolační technologii (BREF, 2005). Prvním krokem k extrakci olivového oleje je čištění oliv a odstranění stonků, listů, větviček a dalších organických materiálů. Olivy by měly být umyté vodou, aby se odstranily pesticidy, špína a další organické materiály (Oliveoilsource, 2012). Parra (2010) uvádí, že odpady z výroby olivového oleje byly vždycky považovány za největší problém tohoto průmyslu. Výsledkem kampaně prováděné v 90. letech bylo, že vodný odpad představoval skoro stejné množství vody, jaké spotřebují obyvatelé Andalusie za celý rok (BREF, 2012). Průmysl olivového oleje dlouho bojoval s odstraňováním vzniklých odpadů. Odpady z produkce olivového oleje mají dvě hlavní složky pevný a tekutý odpad (Nalbantoblu a Tawliq, 2006). Pevný odpad se používá pro výrobu paliva, krmiv. V Americe se tento odpad používá smícháním s živicí jako součást materiálu na výstavbu silnic. Nejvýznamnější použití je jako topné palivo (Nalbantoglu a Tawfiq, 2006). Množství vyprodukované odpadní vody závisí na způsobu výroby. Při tradiční výrobě (lisování) olivového oleje se vyprodukuje 2 5 l odpadní vody na 1l vyprodukovaného oleje. Třífázový kontinuální způsob vyprodukuje 6 8 l a dvoufázový kontinuální způsob pouze 0,33 0,35 l (BREF, 2005) Tradiční způsob a třífázový kontinuální způsob výroby olivového oleje Tradiční způsob extrakce olivového oleje poskytuje vysoce čistý panenský olivový olej, extra panenský olivový olej a taky velké množství odpadní vody, pecek a surového lisovaného koláče Alpechin. Třífázový kontinuální způsob vyžaduje ke zlepšení extrakce přídavek teplé vody (Edyvean, 2000). Na obr. 5. je znázorněn třífázový kontinuální způsob extrakce olivového oleje (Alburquerque a kol 2004). 32

33 teplá voda (0,6-1,3m³) Třífazový kontinulání způsob Olivy (1000kg) Mytí (studená voda) Mléti a drcení Odstřeďování (třífázová odstředivka) Olivový koláč Orujo (550kg) voda na mytí Mytí oleje, znovuzískání oleje z tekutého odpadu Odpadní voda (1-1,6m³) Olivový olej (210kg) Obr. 5. Třífázový způsob extrakce olivového oleje (Alburquerque a kol., 2004). 33

34 BAT pro odvětví rostlinných olejů a tuků Pro závody na zpracování rostlinných olejů, je postupem BAT provádět následující opatření (BREF, 2005). 1) Používat protiproudové uspořádání v systému odstraňovače při extrakci rostlinných olejů. 2) Při zpracování rostlinných olejů používat páru, generovanou v odstraňovači toustru v prvním kroku předodparky destilace miscely. 3) Využívat teplo exotermní reakce z hydrogenace rostlinného oleje pro ohřev produktu na požadovanou reakční teplotu a výrobu páry později při reakci. Dosažitelná produkce energie (páry) činí 25 až 125 kwh/t nerafinovaného oleje (tj MJ/t či kg páry/t). 4) Používat vodokružné vývěvy pro výrobu pomocného vakua při sušení olejů, odplynování olejů a minimalizace oxidace olejů. 5) Regenerovat hexan ze zkondenzovaných par z odstraňování extrahovaného šrotu, destilace miscely a vyháněcí kolony systému minerálního oleje pomocí gravitačního separátoru a přehříváku. 6) Používat pračku s minerálním olejem pro regeneraci hexanu z nezkondenzovaných par z odstraňování extrahovaného olejninového šrotu, destilace miscely, přehříváku a vyháněcí kolony systému minerálního oleje. 7) Používat cyklony pro snížení emisí mokrého prachu z extrakce rostlinných olejů tak, aby byla dosažena úroveň emisí mokrého prachu 50 mg/n m³. 8) Rafinovat surové oleje fyzikální rafinací, nebo mají-li obsah ffa nižší, než 2 %, chemickou rafinací. 9) Deodorizovat rostlinné oleje pomocí dvojité pračky ve spojení s přítokovým systémem chlazení. 34