Безалкогольные напитки

Очистка сточных вод

Нагрузка на сточные  воды в значительной мере обусловлена  видом напитка (фруктовый сок, подслащенные безалкогольные прохладительные напитки, минеральная или столовая вода), а также способом розлива (в одноразовую или многоразовую упаковку), причем существенную роль играет эффективность проведения вышеперечисленных предупредительных мероприятий применительно к затратам па последующую очистку сточных вод или их предварительную внутрипроизводственную обработку. Этим также можно объяснить, почему затраты на предварительную обработку сточных вод на различных предприятиях могут отличаться. Существуют также разные доли использования мощностей коммунальных многопользовательских очистных сооружений, что стимулирует предприятие лишь соблюдать предельно допустимые значения температуры, рН, опасных веществ и других нормативно предусмотренных предельных значений.

Отделение грубых и твердых частиц с помощью ситовых установок, гнутых пли вращающихся барабанных сит с шириной ячеек и шлицов от 1 до 1,5 мм находит применение преимущественно в производстве фруктовых соков.

Предприятия, не производящие подслащенных напитков или с незначительной их долей в общем производстве, обходятся простыми нейтрализационными установками, в которых в качестве нейтрализатора повышенной щелочности используются остатки углекислоты из установки розлива (так называемая технология Carboflux), где переносимая щелочь, смытая в зоне шприцевания или в теплой водяной ванне, нейтрализуется СО₂. При этом также затормаживается вредное образование накипи в бутылкомоечной машине. Другие нейтрализирующие установки функционируют с использованием дымовых газов.

Более высоким требованиям  отвечают смешивающие и выравнивающие  водоемы (разработанные в Берлинском институте пивоварения, VLB), где достигается выравнивание температур, рН и загрязненности вследствие пиковых нагрузок, и где благодаря частичному биологическому разложению образуется так называемая биогенная углекислота, которая нейтрализует избыточную щелочность. При применении технологии с использованием в качестве нейтрализатора СО₂ не происходит перекисления сточных вод, характерного для использования соляной кислоты. Можно даже отказаться от использования рН-измерительного электрода для определения количества газообразного СО₂.

Так как на предприятиях, специализирующихся на розливе, в летние месяцы выход дымовых газов незначителен и возникают проблемные ситуации, приходится считаться с пиковыми нагрузками, в связи с чем лучше использовать смешивающие и выравнивающие водоемы с частичным биологическим разложением и произвольным образованием биогенной нейтрализирующей углекислоты, тем более что в результате происходит выравнивание температуры и концентраций.

В аэрируемых водоемах с  полусуточным циклом, или, предпочтительнее, в выравнивающем водоеме с суточным циклом или недельным циклом нерегулярно сбрасываемые сточные воды выравниваются по объему и содержанию компонентов (рН, температура, уровень загрязненности и др.). Таким образом, уменьшается риск повреждения включенных за ними систем канализации и коллективных очистных сооружений, так что даже небольшая очистная установка загружается равномерно и эксплуатируется эффективнее. С помощью смешивающих и выравнивающих водоемов вследствие сдерживания концентрированных технологических стоков также продолжает существенно снижаться нагрузка на сточные воды в рабочие дни — в частности, за счет процессов в смешивающих и выравнивающих водоемах, перераспределения нагрузки на сточные воды с дневного периода на ночной сброс и перехода на сброс в выходные дни, когда производство не работает.

Кроме того, спонтанно  образующиеся окисляющие вещества и  частично биологические процессы разложения, как уже было показано, позволяют, в свою очередь, снизить нагрузку на сточные воды, так что очередное увеличение мощностей очистных сооружений обычно становится излишним, и появляется возможность избежать технических рисков даже на очистных сооружениях с ограниченным резервом производительности.

Как следует из сравнения  значений концентрации сточных вод  после смешивающих и выравнивающих водоемов с частично отличающимися величинами концентраций, установленными инструкциями по водоотведению, превышение которых влечет за собой обязательные дополнительные выплаты, соблюдение требований по утилизации и предварительной подготовке сточных вод позволяет во многих случаях избежать необходимости осуществления выплат за повышенную загрязненность, что позволяет существенно сократить платежи. При этом очевидной предпосылкой для предотвращения таких негативных явлений, как, например, неприятный запах, являются достаточные расчетные параметры по аэрации и рециркуляция, а также правильное планирование. По причинам, названным выше, смешивающие и выравнивающие бассейны в долгосрочной перспективе будут приобретать все большее значение почти на всех предприятиях. Очень полезным качеством небольших смешивающих и выравнивающих бассейнов является возможность корректировки по необходимости или дополнительной нейтрализации сточных вод путем открывания трубопровода с СО₂, подсоединенного в байпас к воздухопроводу. В больших выравнивающих водоемах с недельным циклом, а часто уже в водоемах с суточным циклом эта мера часто становится излишней, поскольку для нейтрализации достаточно биологической углекислоты. Водоемы выполняют также защитную функцию, удерживая случайные залповые сбросы опасных жидкостей в сточные воды, таких, например, как моечный щелок, бракованные партии напитка, сами напитки или жидкости вследствие крупных утечек и других технологических растворов. Кроме того, сглаживается действие ингибиторов, которые иначе способны оказать существенное отрицательное влияние на биологические процессы очистки сточных вод.

Это позволяет с помощью  водоемов соблюдать устанавливаемую  на договорных началах с муниципальными властями ежедневную нагрузку путем распределения пиковых выбросов на дни, когда сброс сточных вод ниже средних значений. Нечто подобное возможно при ограничении объема сточных вод путем уменьшения диаметра трубопроводов. Возрастает интерес к водоемам для утилизации концентрированных жидкостей, например, остатков напитков из возвратных бутылок. Эти жидкости утилизируются путем разбавления и частичного биологического разложения в смешивающих и выравнивающих водоемах, как правило, в конце календарной недели, когда промышленные стоки отсутствуют. В таблице приведен пример определения размера очистных водоемов.

Сравнительная характеристика установок (600 м³ сточных вод/d)

Производственные очистные установки  с полным циклом биологического аэробного разложения для организаций, осуществляющих прямой сброс

Развитие упомянутых выше очистных водоемов в настоящее  время имеет тенденцию к увеличению высоты сооружений, то есть к более высокому уровню воды. Для этого требуются напорное аэрационное оборудование (например, в башенной биологии или в технологиях глубоких шахт).

Путем дополнения смешивающих  и уравнительных водоемов или  технологии SBR, работающих на принципе аккумулирования биомассы, методом обработки при помощи сит и обработки шлама, а также за счет предварительного подключения выравнивающего водоема с дневным циклом и последующим подключением распределительного отстойника и оборудования для вторичной очистки можно добиться выполнения требований, предъявляемых к организациям, осуществляющим непосредственный сброс (сочетая эти меры с тем или иным видом мембранной или пленочной биотехнологии, установками с погружными клеточными биофильтрами или другими вариантами биофильтров).

Анаэробные методы очистки сточных  вод и комбинированные анаэробно-аэробные методы

При аэробной и анаэробной очистке сточных вод противопоставляются  две технологии, преимущества каждой из которых компенсируют недостатки другой. Так, применение аэробной технологии проявляется в эффективном использовании энергии сточных вод, и, таким образом, в высокой степени разложения, однако при этом вырабатывается относительно много биомассы, то есть осветленного шлама, который необходимо утилизировать. При анаэробном процессе подобное производство биомассы минимально, зато здесь энергопотребление и степень разложения хотя и высоки, но все же ниже, чем при аэробной очистке сточных вод. С другой стороны, анаэробная очистка сточных вод больше подходит для высококонцентрированных сточных вод, чем аэробная, хотя последняя характеризуется лучшей технологической стабильностью. Анаэробные бактерии менее разнообразны, чем аэробные, и опасность определенной подверженности сбоям и более продолжительных перерывов па анаэробной стадии очистки заключается в их специализации. При аэробном варианте потребность в энергии больше в связи с необходимостью обеспечения кислородом, в то время как из биогаза, выделяющегося при анаэробном процессе, можно даже получать энергию. Потребность в площадях для размещения плоских аэробных установок обычно больше, чем у анаэробных установок башенного типа. Такое положение вещей, когда «преимущества одного варианта равны недостаткам другого», оптимизированы путем разработки универсального анаэробно-аэробного метода, аэробной частичной обработки высококонцентированных органических технологических процессов и их последующей аэробной очистки вместе с остальными менее концентрированным и внутрипроизводственными сточными водами.

Технико-технологические  варианты анаэробной очистки сточных  вод были не так давно обобщены. На одних предприятиях они были адаптированы к потребностям по прямым сбросам, на других — к потребностям по косвенным сбросам.

Методы анализа нарушений в  процессе обработки сточных вод

Важным компонентом  выявления неисправностей и их устранения является диагностика активного ила под микроскопом.

В результате кропотливых  исследований по раннему выявлению  снижения эффективности очистки сточных вод был и разработаны тестовые системы, учитывающие градацию потенциальных сбоев в работе очистных сооружений с разными концентрациями биомассы и тем самым отличающиеся от традиционных систем тестирования.

Осуществление внутрипроизводственных мероприятий по сокращению количества сточных вод, повторное использование  воды на технологические нужды, использование различных внутрипроизводственных очистных установок позволяет в определенных условиях снизить издержки.

Обзор мероприятий по отведению  сточных вод

При предварительной  обработке сточных вод в производстве прохладительных напитков прежде всего следует руководствоваться следующим требованием: сначала предотвращение их появления, и только потом - утилизация. Безопасность очистных установок следует поддерживать путем проведения регулярного инспектирования, технического обслуживания и управления, для надежного предотвращения загрязняющей составляющей сточных вод и надежной утилизации их оставшейся части на внутрипроизводственной установке предварительной очистки сточных вод. Гарантия от проблем, связанных со сточными водами, достигается путем предотвращения их появления и за счет использования внутрипроизводственных установок предварительной очистки сточных вод, учитывающих особенности того или иного производства.

Данная концепция предварительной  обработки сточных вод соответствует  принятому в марте 1993 г. Постановлению ЕС об экологическом аудите, где дается экспертная опенка активности промышленных предприятий в области охраны окружающей среды и представляется общественности в форме меры, призванной создать доверие между промышленностью и населением. Это относится и к предприятиям, производящим прохладительные напитки. Им, как и другим предприятиям пищевой промышленности, близким к потребителям, следует избегать любой дискредитации имиджа.

Утилизация отходов

Наряду с различным  мусором на утилизацию попадает материал этикеток, возможные осадки различных процессов водоподготовки, использованные слои фильтров, а у производителей соков (особенно с собственным винодельческим производством) — муть в виде центрифугального осадка или так называемый фильтрационный осадок, отчасти смешанный с материалом кизельгурового фильтра. Фильтрационный осадок содержит частично 5, частично 10 или 15, а на одном фильтре даже 28 весовых процентов сухой субстанции, причем они поддаются утилизации только на 5%, это также относится и к утилизации отстоя взвеси с вакуумного и ротационного фильтра. Напротив, отстой взвеси из декантера или центрифуги является упруго-пластичным и его нельзя просто отправить на свалку, не произведя вышеупомянутую дополнительную очистку взвеси с помощью фильтра. С другой стороны, речь могла бы идти о вывозе в цистернах не подлежащей вывозу на свалку взвеси непосредственно на стадию обработки шлама очистных сооружении (например, в иловую камеру). Следующим видом переработки взвеси является компостирование.

Для хранения промышленных отходов следует принимать во внимание принятые в отдельных странах нормативы, поскольку прежний способ сбора и утилизации отходов путем простого сбрасывания в существующие углубления почвы или создание отвалов нередко приводили к нарушениям с санитарно-гигиенической и водно-хозяйственной точек зрения, к которым можно отнести также неприятный запах и нанесение вреда ландшафту. Упорядоченное хранение отходов должно отвечать физическим особенностям почвы. Необходимо гарантировать, что водоемы, грунтовые воды и источники не будут загрязнены напрямую или косвенно. Поэтому для улавливания поверхностных вод, насыщенных продуктами выщелачивания, следует сооружать рвы, а также изолировать грунт в основании места хранения отходов при отсутствии естественной гидроизоляции горными породами, глиной, или глинистыми почвенными моренами.

Для предотвращения выщелачивания  хранящихся отходов атмосферными осадками, для профилактики возгорания отходов, запыленности, неприятного запаха и размножения вредных насекомых, следует накрывать места хранения мусора специальным материалом. Прессование отходов позволяет предотвратить образование очагов насекомых, переносчиков инфекционных заболеваний и распространение пожаров.

Недостатки напитков, причины и способы устранения

Покупатели, как известно, стараются не покупать напитки с  недостатками, которые в большинстве случаев являются следствием технологических ошибок.

Предотвращение вредного влияния  О₂

Одним из основных правил при изготовлении безалкогольных напитков издавна считается хорошая деаэрация  воды перед карбонизацией (насыщенным диоксидом углерода) и предотвращение поглощения воздуха и О₂ остальными компонентами напитка. Недостатки, обусловленные воздействием кислорода, ликвидация которых требует больших затрат, заключается:

• в освобождении СО₂ и сбоях при карбонизации и розливе;
• в инициирующем воздействии О₂ на размножение дрожжевых клеток и уксуснокислых микроорганизмов;
• в потере устойчивости к замутнению;
• в потере аскорбиновой кислоты;
• в потере аромата;
• в изменении вкусовых качеств (появление мыльного, скипидарного привкуса);
• в потере цвета.

Вредное влияние кислорода  зависит от вида напитка и его  ингредиентов.