CC BY
177
Способы снижения техногенного влияния мясожирового производства
на окружающую природную среду
БЕЛОУСОВА Н. И., канд. биол. наук, ПАНКОВ Н. Ф., канд. техн. наук, МАНУЙЛОВА Т. А., канд. техн. наук
ВНИИ мясной промышленности
Сточные воды мясожирового производства предприятий мясной промышленности оказывают наибольшее техногенное влияние на окружающую среду. Они содержат большое количество взвешенных веществ, из них около 90 % - органические.
Производственные сточные воды (СВ) мясной промышленности делятся на:
• зажиренные - из цехов убоя и разделки туш, кишечного, субпродуктового, пищевых жиров и мясоперерабатывающего завода
• незажиренные - из всех остальных цехов, в том числе из корпуса предубойного содержания скота
• незагрязненные (условно чистые) - от холодильных установок и теплообменных аппаратов, а также котельной
• инфицированные - (часть из них зажиренные) от карантина, санитарной бойни, изолятора и стоков прилегающих территорий.
Скотобаза и участок предубойного содержания скота. СВ образуются от мойки загонов, перелива воды из поилок для скота, смывов полов после сухой уборки, от обработки автотранспорта. Дополнительный сток - поверхностные сточные дождевые и талые воды.
Загрязняющие вещества (ЗВ) - экскременты животных, моча, земля, остатки подстилки, дезинфицирующие вещества и реагенты, остатки масел и нефтепродуктов от автомашин. Техногенное воздействие на окружающую природную среду (ОПС) стока по БПК составляет около 1 % от общего стока по предприятию.
БПК (биохимическая потребность в кислороде) - количество кислорода (мг/л), использованного для полного биохимического окисления органических веществ аэробными микроорганизмами (без учета расхода кислорода на нитрификацию). Это основной показатель загрязнения сточных вод, который характеризует степень загрязнения сточной воды органическими примесями, способными к биологическому разложению.
Органическая часть сухих веществ составляет 80 %, а минеральная содержит соли железа, марганца, меди, Табл.1. Содержание загрязняющих веществ в стоках участка предубойного содержания скота
Сточные воды участка
Показатель предубойного содержания животных мойки автомашин
Температура, оС 20 15-30
рН 7,7 6,5-9,8
Содержание взвешенных веществ, мг/л: 3100-5500 7000
хлоридов 160 -
жиров (масел) 90 -
общего азота 144-365 185
Количество сухого остатка, % 0,81 1,03
ХПК, г О2 / л 5000 5430
кобальта, магния и кальция.
Характеристика СВ участка предубойного содержания скота приведена в табл. 1.
Из данных табл.1 следует, что максимальная техногенная нагрузка на ОПС по взвешенным веществам (ВВ) достигает 3,1-5,5 г/л от участка предубойного содержания скота и от мойки автомашин - 7 г/л, а загруженность стоков по ХПК составляет более 5 г/л.
Около 200 технологических операций мясожирового производства выполняется с использованием воды. Потери крови в цехе убоя достигают 0,3 % от массы животного. При БПК цельной крови 200 г/л в результате потерь, БПК сточных вод цеха составит более 500 мг/л. При опорожнении желудков крупного рогатого скота (КРС) и транспортировании каныги с водой, растворимые вещества каныги поступают в сток - от каждого кг каныги 80 г БПК. 85 % технологических расходов воды на линии убоя КРС складывается из расходов на операции освобождения от содержимого желудков, шпарки рубцов, мойки и зачистки туш, промывки языков и обрези.
Расчетные концентрации ЗВ в стоках и потери сырья (жира и сырого протеина) приведены в табл. 2.
На участках извлечения внутренностей и распиловки туш образуются кровь, слизь, жир, остатки каныги - основные ЗВ сточных вод. БПК на участке нутровки и ливеровки достигает 2,2 г О2/л. На участке распиловки туш образуются такие же ЗВ, а также еще мясокостные крошки. БПК на участке распиловки туш составляет 2,0 г О2/л. Для очистки СВ, образующихся на этих участках, необходимо предусмотреть механическую их очистку перед сбросом в общий сток предприятия.
Субпродуктовый цех. Обработка субпродуктов заключается в промывке от загрязнений, очистке от шерстного покрова, слизистой оболочки и других тканей, снижающих пищевые достоинства субпродуктов.
Сточные воды, образующиеся при обработке слизистых, мясокостных и шерстных субпродуктов, составляют более 16 % от расходов мясожирового производства. В основном их концентрации умеренные. Сточные воды содержат кровь, прирези тканей и слизь. Эти ЗВ должны быть направлены в цех технических фабрикатов (ЦТФ). Сточные воды от субпродуктового цеха после решеток должны поступать на цеховую аэрируемую жироловку перед сбросом в общий сток предприятия. Для мойки субпродуктов в центрифугах и моечных барабанах необходимо предусмотреть блокирующие устройства, обеспечивающие подачу воды только в период их работы. Данные, характеризующие потери сырья и концентрации загрязняющих веществ в стоке субпродуктового цеха, приведены в табл. 3.
Кишечный цех. В этот цех на обработку поступают комплекты кишок, содержащие все части пищеварительного
ВСЕ О МЯСЕ, 3-2007.
43
тракта, направляемые на промышленное использование. Для их обработки применяют поточно-механизированные линии. На технологические операции расходуется большое количество воды. Для очистки СВ необходимо предусмотреть механизированную самоочищающую решетку перед их сбросом в общий сток предприятия.
В табл. 4 приведены данные о расходе воды и концентрации ЗВ в стоках кишечного цеха.
Техногенная нагрузка по ХПК на линии обработки свиных черев, достигает 5,6 г О2/л. Основные потери белка и жира при обработке кишечного сырья обусловлены отсутствием надежных средств сбора кишечного шляма.
Максимальная концентрация ЗВ содержится в сточных водах от шлямодробильной машины линии ФОК-К (соответственно 25,0 и 3,7 г/л жира и условного белка) и от пен-зеловочной машины линии ФОК-С (соответственно 3,0-12,5 жира и 4,3-5,6 г/л условного белка).
Жировой цех. Для обработки мягкого жиросырья используют поточные механизированные линии, включающие в себя: машины АВЖ для измельчения и вытопки жира с использованием острого пара, 2-3 центрифуги для отделения твердой фракции, сепараторы для разделения белково-жировой эмульсии и очистки жира, приемники и при необходимости охладитель жира.
Сточные воды цеха: фуза и промывные воды, смывы оборудования и пола, сливы из котлов и отстойников. Конденсаты из котлов придают стокам неприятные запахи. Сточные воды жирового цеха необходимо направлять на аэрируемую жироловку. После нее следует предусмотреть промежуточную емкость для усреднения СВ перед сбросом в общий сток и добавлять обеззараживающие вещества (на основе органических биоразлагаемых продуктов или препараты, полученные с использованием ЭМ- технологий). В табл. 5 приведены данные о потерях сырья и концентрации ЗВ в сточных водах на основных участках цеха вытопки пищевых жиров.
Из данных табл. 5 следует, что максимальная техногенная нагрузка по ХПК на линии вытопки жира говяжьего достигает 9 г О2/л, свиного - почти 30 г О2/л. В табл. 6 приведены средние значения ЗВ в стоках мясожирового производства и цеха технических фабрикатов.
Анализ приведенных данных показывает, что большие потери жира - более 600 г и белка - более 1кг в расчете на голову животного, наблюдаются на линии убоя КРС.
Экологическая нагрузка по цеху первичной переработки скота (ППС) и мясожировому производству максимальна на следующих технологических процессах:
• обескровливание животных
• опорожнение рубцов, сычугов и желудков
Табл. 2. Расчетные концентрации загрязняющих веществ и потери сырья на линии убоя и разделки туш
Убой и разделка туш Расход воды, л на голову Концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л ХПК*, мг О2/л Потери сырья в расчете на голову животного, г Суммарные потери сырья, % к массе животного
животного взвешенных веществ жира общего азота жира сырого протеина
Крупный рогатый скот 416 1010 1520 420 10500 633 1101 0,95
Свиньи 202 737 290 246 2570 67 404 0,72
Мелкий рогатый скот 45 1070 545 220 3720 60 151 1,40
* ХПК - химическая потребность в кислороде или бихроматная расщепляемость, представляет собой количество органических веществ в способных к окислению сильными окислителями. Это также основной показатель загрязнений промышленных сточных вод. пробе воды,
Табл. 3. Потери сырья и концентрация загрязняющих веществ в стоках субпродуктового цеха
Технологическая операция Расход воды, л на голову животного Концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л ХПК, мг О2/ л Потери сырья в расчете на голову животного, г Суммарные потери сырья, % к массе животного
взвешенных веществ жира общего азота жира сырого протеина
Обработка шерстных субпродуктов: крупного рогатого скота свиней 36 21 2193 2232 383 1546 425 417 5542 3691 14 33 96 56 0,06 0,140
Всего по цеху на технологические нужды 250 1681 583 142 4076 - - -
Табл. 4. Потери сырья и концентрация загрязняющих веществ в стоках кишечного цеха
Технологическая операция Расход воды, л на голову Концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л ХПК*, мг О2/л Потери сырья в расчете на голову животного, г Суммарные потери сырья, % к массе
животного взвешенных веществ жира общего азота жира сырого протеина животного
Обработка черев КРС на линии ФОК-К 158 843 2021 523 4563 319 516 -
Обработка комплекта кишок КРС 345 - - - - 392 1200 1,09
Обработка свиных черев на линии ФОК-С 29 2625 1288 684 5576 37 124 -
Обработка комплекта свиных ки-шок 52 - - - - 43 137 0,29
Обработка бараньих черев на линии ФОК-Б 56,1 947 305 588,5 4686 13,7 206,5 1,4
• шпарка туш и удаление щетины
• шпарка слизистых субпродуктов в центрифугах
• разделение водно-жировой эмульсии на сепараторах при производстве жира
• обработка кишечного сырья
• консервирование шкур
• конденсация соковых паров в барометрических конденсаторах и другие.
Все участки предубойной подготовки животных и их первичной переработки и мясожирового производства являются водоемкими.
Расчетный общий объем СВ мясожирового производства для мясокомбината мощностью 100 т мяса в сутки составляет 530,6 м3 в сутки, в том числе в цехах убоя скота и обработки субпродуктов - 334,4, обработки кишечного сырья - 105,9, пищевых жиров - 13,6, обработки щетины и волоса - 9,9 и других участках - 66,8.
Для предприятия мощностью 100 т мяса в сутки расчетным способом определены объемы образования вторичных сырьевых ресурсов (ВСР). Максимальное их количество - это субпродукты 2-й категории крупного рогатого скота и свиней (4,97 и 6,69 т соответственно).
Табл. 5. Потери сырья и концентрация загрязняющих веществ в стоках жирового цеха
Расход воды, л на голову животного Концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л Потери сырья в расчете на голову животного, г Суммарные потери сырья, % к массе животного
Технологическая операция взвешенных веществ жира общего азота ХПК*, мг О2/л жира сырого протеина
Вытопка говяжьего жира на АВЖ 16,0 1526 1414 398 9050 46 80 0,07
В том числе 1 и 2 ступени сепарирования 4,0 - 2040 3520 - - - - -
Вытопка жира: свиного бараньего 20 8,0 19619 1573 23414 895 2992 5622 2992 5622 287 2,39 25 4,0 0,48 0,04
Табл. 6. Усредненные данные загрязненности сточных вод и расхода воды мясожирового производства
Технологическая операция Концентрация Содержание, мг/л ХПК, мг О2/л Расход воды
взвешенных веществ, мг/л жира общего азота хлоридов в расчете на голову животного, л
Убой скота и разделка туш: крупного рогатого скота свиней 1010 737 1520 290 420 246 - 10500 2570 416,0 202,3
Обработка шерстных субпродуктов: крупного рогатого скота свиней 2193 2232 383 1546 425 417 - 5542 3691 36,5 20,9
Обработка черев: крупного рогатого скота свиней 843 2625 2021 1288 523 684,2 - 4563 5576 157,8 29,1
Вытопка жира: говяжьего свиного 1526 19619 1414 23414 398,3 346,9 - 9050 29922 16,4 19,7
Консервирование шкур: крупного рогатого скота: в тузлуке сухой посол свиней - в тузлуке 47,1 17.1 83.2 38,1 79,4 1625 - 136,3 97,2 196,3 8032 11112 29175 -
Переработка технических фабрикатов 1111-7300 2355-5440 202-220 535-898 4007-5029 -
Табл. 7. Образование вторичных сырьевых ресурсов для мясокомбината мощностью 100 т мяса в сутки
Вторичные сырьевые ресурсы Норматив Количество ВСР, т
Кровь животных, % от живой массы: крупного рогатого скота свиней 2,1 1,6 1,47 1,41
Субпродукты 2-й категории, % от живой массы: крупного рогатого скота свиней 7,1 7,6 4,97 6,69
Жир-сырец, % от живой массы: говяжий свиной 4,6 3,3 3,22 2,90
Кожевенное сырье, кг/т мяса на костях: крупного рогатого скота свиней 150 100 4,90 5,20
Рого-копытное сырье, % от массы мяса на костях: крупного рогатого скота свиней 0,38 0,07 0,12 0,03
Непищевое сырье (конфискаты), % от массы мяса на костях: крупного рогатого скота свиней 6,8 5,9 2,23 3,09
Каныга от крупного рогатого скота, % от живой массы 8,0 5,60
ВСЕ О МЯСЕ, 3-2007-
45
Рациональное использование ВСР позволит максимально защитить окружающую природную среду от негативного воздействия. В табл. 7 представлены расчетные данные по образованиюВСР.
Способы обработки и направления использования ВСР
Кровь - на пищевые цели:
замораживание крови и плазмы на льдогенераторах с последующим их использованием при куттеровании мясного фарша;
концентрирование плазмы методом ультрафильтрации или выпариванием до концентрации сухих веществ 35.. .40 % от исходной массы, что позволяет сокращать энергозатраты и потери продукта по сравнению с распылительной сушкой;
использование плазмы крови для получения светлого пищевого альбумина;
высушивание форменных элементов крови с получением черного пищевого альбумина;
использование черного альбумина при выработке «экс-тругема» - продукта лечебно-профилактического назначения, а также консервов «Гемалат» для детского питания;
обесцвечивание форменных элементов и изготовление белково-жировой эмульсии для применения в производстве мясных изделий.
Кровь - на кормовые цели:
переработка крови и форменных элементов для получения многокомпонентного кормового полуфабриката и его использования в производстве заменителя цельного молока для выпойки телят;
получение черного альбумина с использованием методов тепловой коагуляции, механического обезвоживания и сушки для выработки кормовой муки, либо непосредственное добавление цельной крови, форменных элементов и фибрина в состав непищевого сырья при выработке мясокостной муки для животных и птицы.
Кровь - на технические цели: производство черного альбумина с использованием машины АВЖ-245К для применения в различных отраслях промышленности.
Кровь - на медицинские цели: производство лечебных (лекарственных) препаратов и компонентов для приготовления питательных сред.
Жир-сырец - производство пищевого топленого жира из всех видов жира-сырца в непрерывном потоке с использованием машины Я8-ФИБ, позволяющей увеличить выход жира с 66,8 до 70,9 % по сравнению с использованием АВЖ-245 в результате снижения содержания жира в шкваре с 9,6 до 5,8%.
Для снижения потерь жира осуществляют следующие операции:
дополнительную локальную очистку отработанной воды в аэрируемых жироуловителях: собранный в них жир направляется на повторную обработку в линии производства пищевых жиров;
сбор и переработку фузы из сепараторов для использования при выработке сухих кормов или жиро-фосфатидно-белкового концентрата для ЗЦМ;
использование шквары при изготовлении продуктов питания (начинка для пирогов, отдельные виды колбас и паштетов).
Субпродукты 2 категории
Для обработки слизистых субпродуктов наиболее эффективно применение оборудования, позволяющего осуществить комплекс необходимых операций, например, установка Г6-ФЦС или В2-ФОС.
Свиные головы обрабатывают в агрегате Я2-ФУГ, также
обеспечивающем выполнение всего комплекса необходимых операций. Говяжьи головы обрабатывают на линии В2-ФГЛ.
Для улучшения технологических свойств и пищевой ценности субпродуктов 2-й категории, содержащих большое количество соединительной ткани, в процессе производства их предварительно обрабатывают протеолитическими ферментами, обладающими коллагеназной активностью.
Субпродукты 2-й категории используют при изготовлении вареных, полукопченых, ливерных и кровяных колбасных изделий, сарделек, колбасных хлебов, рубленых полуфабрикатов, паштетов, зельцев и студней. Кроме того, их широко применяют в производстве мясных, мясорастительных консервов и других изделий. Прибыль, получаемая предприятиями, использующими в производстве мясных продуктов субпродукты 2-й категории, выше, чем при реализации их в непереработан-ном виде в розничной торговле или зверохозяйствам.
Предложения и рекомендации по созданию малоотходной технологии первичной переработки скота
Для снижения негативного влияния цеха первичной переработки скота на ОПС рекомендуются следующие мероприятия по сокращению водопотребления:
использование автоматических линий обработки туш с периодической подачей воды для смыва загрязнений после удаления туши,
при опорожнении желудков от содержимого использовать сухой способ очистки,
книжки в невскрытом виде должны передаваться в ЦТФ или утилизироваться,
при промывке слизистых субпродуктов необходимо снизить до минимума кратность обмена воды,
для уборки помещений предубойного содержания скота необходимо использовать сухой способ. Для влажной уборки использовать воду после локальной очистки цеха убоя скота и разделки туш,
предложенная схема использования оборотного водоснабжения позволит снизить объем потребления свежей воды на 5.7 %,
запретить сброс в канализацию отходов, полученных при шлямовке кишок, мездрении шкур, сбор которых предусмотрен действующими инструкциями, а также полученных на участке предубойного содержания, в цехах убоя скота и разделки туш, субпродуктового, кишечного и жирового, располагать локальные очистные сооружения на минимальном расстоянии от источников загрязнений. Все жиросодержащие стоки необходимо пропускать через жироловки, установленные в подвале цеха,
минимальная локальная установка по очистке СВ должна включать в себя промежуточную емкость, аэрируемую жироловку и фильтрующий модуль.
Для снижения выбросов неприятно пахнущих веществ и дезинфекции в промежуточную емкость целесообразно добавлять консорциум микроорганизмов «Тамир», которые позволяют оздоравливать ОС, подавляя развитие патогенной микрофлоры. Эффективны также для этих целей ОБП (органические биоразлагаемые продукты), применение которых основано на использовании физико-химических свойств сапонинов природных катализаторов и ингибиторов основных компонентов большинства ОБП.
ЛИТЕРАТУРА
Белоусова Н. И., Швец Э. М., Молчан А. В.//Все о мясе. 2005. № 3
Переработка и использование побочных сырьевых ресурсов мясной промышленности и охрана окружающей среды». Справочник под ред. Лисицина А. Б. М.: 2000. 405 с. Степанова О. А.//Инженерная экология. 1997. № 3
