Post on 22-Jan-2016
UNIVERSITATEA “VASILE ALECSANDRI” DIN BACĂU
FACULTATEA DE INGINERIE
SPECIALIZAREA INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE
PROIECT LA DISCIPLINA
DEPOLUAREA EFLUENŢILOR ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ ŞI
BIOTEHNOLOGII
.
STUDENT:
2012
Tema proiectului
Minimizarea deşeuriloinr prin valorificarea deşeurilor şi
subdeşeurilor din industria zahărului.
2
Contents1. Introducere..................................................................................................................................................................4
2. Materii prime pentru fabricarea zahărului..................................................................................................................5
2.1 Sfecla de zahăr......................................................................................................................................................5
2.2 Structura morfologică a sfeclei de zahăr..............................................................................................................5
2.3 Compoziţia chimică a sfeclei...............................................................................................................................6
2.4 Factorii care influenţează calitatea sfeclei............................................................................................................7
3. Prezentarea generala a deşeurilor.............................................................................................................................12
3.1 Frunzele de sfecla...............................................................................................................................................12
3.2 Coletele de sfeclă................................................................................................................................................12
3.3 Codiţele si sfărmăturile de sfeclă.......................................................................................................................13
3.4 Sedimentul..........................................................................................................................................................13
3.5 Rezidul de la defecare........................................................................................................................................13
4. Subproduse din zahăr................................................................................................................................................14
4.1 Borhotul.............................................................................................................................................................14
4.2 Melasa...............................................................................................................................................................14
4.2.1 Modul de colectare a melasei.....................................................................................................................15
4.2.3 Modul de depozitare a melase....................................................................................................................15
4.2.4 Vagoane pentru transportarea melasei.......................................................................................................15
4.2.5 Pierderile de zahăr în melasă....................................................................................................................15
4. 3 Valorificarea melasei.........................................................................................................................................17
5. Apele uzate de la fabricarea zahărului din sfecla de zahăr.......................................................................................20
5.1 Procesul tehnologic şi formarea apelor uzate...................................................................................................20
5.2 Apele uzate rezultate din circuitul de transport şi spălare a sfeclei..................................................................20
5.4 Apele uzate rezultate de la operaţiile de regenerare şi curăţire a masei filtrante a filtrelor cu cationiţi...........21
5.5 Scurgerile de pe platformele de depozitare a borhotului...................................................................................21
5.6 Scurgerile de ape uzate rezultate de la diverse spălări(pardoseli,utilaje) de la laboratorul agricol şi de la
grupurile sanitare.....................................................................................................................................................22
6. Valorificarea apelor uzate din industria zahărului....................................................................................................23
7. Concluzii...................................................................................................................................................................24
Bibliografie...................................................................................................................................................................25
3
1. Introducere
Zahărul este un aliment necesar si mult apreciat, datorită calităţilor sale şi anume: gust
dulce, valoare energetică şi putere bacteriostatică. Zahărul este asimilat complet şi repede de
organismul omenesc şi produce căldură şi energie musculară. Zahărul constituie materia primă
de bază la fabricarea produselor zaharoase; se foloseşte de asemenea la fabricarea produselor de
patiserie, la fabricarea unor sortimente de conserve (dulceaţă, gem, compot, marmeladă). Zahărul
este o substanţă aproape chimic pură care conţine:
zaharoză 99,6-99,8%
substanţe minerale 0,2-0,3%
umiditate 0,1-0,15%
Sfecla de zahăr împreună cu trestia de zahăr sunt cele două plante care produc astăzi toată
cantitatea necesară de zahăr pe glob. Trestia de zahăr creşte în ţinuturi cu clima caldă, în timp ce
sfecla de zahăr este cultivată aproape în toate ţările cu climă temperată. Zahărul din trestie se
obţine în condiţii mai avantajoase decât zahărul din sfeclă, atât în ceea ce priveşte cultura, cât şi
fabricarea.
Sfecla de zahăr este cultivată în Europa de 160 de ani şi acoperă cerinţele de zahăr ale
ţărilor care o conduc. Acest succes se explică prin foloasele culturii sfeclei de zahăr pentru
agricultură şi industrie şi anume:
sfecla se adaptează uşor la diferite condiţii de climă şi sol;
sfecla prezintă importanţă deosebită în asolament; ca plantă premergătoare, ea ridică
recolta plantelor ce urmează a fi semănate;
sfecla de zahăr este planta de cultură care, cu excepţia trestiei de zahăr, asigură cel
mai mare număr de calorii şi extrage din sol cele mai multe substanţe nutritive de pe
unitatea de suprafaţă;
în urma culturii sfeclei de zahăr, o parte din substanţele extrase din sol se întorc în
gospodării sub formă de capete cu frunze şi borhot. Aceste nutreţuri constituie o
hrană deosebit de bună pentru animale;
nămolul şi spuma de var care rezultă din fabricaţie se folosesc ca îngrăşământ şi
amendament pentru solurile acide;
din borhot se fabrică clei pectinic, iar melasa serveşte ca materie primă pentru diferite
industrii fermentative, de exemplu: fabricarea alcoolului etilic, a glicerinei, a drojdiei
de panificaţie;
4
2. Materii prime pentru fabricarea zahărului
2.1 Sfecla de zahăr
Sfecla de zahăr (Beta Vulgaris saccharifera) este o plantă ierbacee aparţinând familiei
Chenopodiaceae. Se utilizează sfecla din primul an de vegetaţie când se formează rădăcina şi
frunzele. (în al doilea an de vegetaţie are loc fecundarea şi formarea seminţei, planta devenind
„semincer” adică producătoare de sămânţ
2.2 Structura morfologică a sfeclei de zahăr
Rădăcina sfeclei de zahăr este formată din:
cap sau epicotil – porţiune care poartă şi frunzele;
gât sau cotlet, respectiv hipocotil;
corpul rădăcinii sau rizocorp;
codiţă terminală cu rădăcinile derivate din aceasta.
Pe corpul sfeclei se află două şanţuri (pe o faţă şi alta) din care ies rădăcini laterale care se întind
până la vârful codiţei (fig. 1.1).
Fig. 1.1. Schema simplificată a sfeclei.
5
Rădăcina propriu zisă este formată din următoarele straturi:
piderma care formează startul exterior al rizocorpului şi care se compune din mai multe
straturi de celule cu pereţi îngroşaţi (1);
ţesutul fibros (2) care, împreună cu fasciculul de vase liberiene (3) dă rizocorpului rezistenţă
lemnoasă;
parenchimul în ale cărui celule se găseşte sucul celular ce conţine zahărul (zaharoza).[1]
2.3 Compoziţia chimică a sfeclei
Sfecla de zahăr, matură, sănătoasă, cu o masă de 300...1000 g şi chiar mai mult, conţine
apă, zaharoză, substanţe pectice (protopectină), celuloză şi hemiceluloză, subatanţe proteice,
substanţe neproteice cu azot şi fără azot şi cenuşă (substanţe minerale). Dacă raportările se fac la
100 kg sfeclă repartizarea componentelor chimice este următoarea (fig. 1.4).
Fig. 1.4. Repartizarea componentelor chimice în suc şi pulpă.
2.4 Factorii care influenţează calitatea sfeclei
Aceşti factori sunt reprezentaţi de:6
a) Factorii genetici care determină forma şi dimensiunea corpului rădăcinii, gradul de
ramificare a rădăcinii, masa corpului rădăcinii. În categoria factorilor genetici intră calitatea
seminţei, caracteristicile soiului sau hibridului de sfeclă cultivată.
b) Factorii pedoclimatici care sunt determinaţi de caracteristicile soiului şi
particularităţile climei din aria de cultivare. Aceşti factori determină producţia de sfeclă şi starea
ei de sănătate.
c) Factorii fitotehnici, respectiv tehnologia de cultivare şi întreţinere a culturii. Aceşti
factori determină, deasemenea, producţia de sfeclă şi starea de sănătate a acesteia.
d) Factorii care se referă la modul de recoltare ce determină:
gradul de rănire mecanică a sfeclei;
conţinutul de impurităţi de pe sfeclă care la rândul său este dependent de starea vremii
de recoltare şi modul de recoltare.
e) Condiţiile de depozitare ce influenţează:
starea de vestejire a sfeclei;
gradul de alterare, sub acţiunea microorganismelor sau a altor factori cum ar fi
îngheţul/desgheţul;
gradul de degradare ca o consecinţă a unei depozitări îndelungate.
Durata de depozitare a sfeclei va fi influenţată de modul cum a fost recoltată sfecla şi cantitatea
de impurităţi din sfeclă.
Din punct de vedere tehnologic principalele caracteristici sunt:
Conţinutul de zahăr exprimat în procente din greutatea sfeclei, conţinut dependent de:
perioada în care se face recoltarea;
regimul de fertilizare aplicat soiului;
agrotehnica aplicată la semănarea, întreţinerea, recoltarea, condiţiile de manipulare şi
depozitare de la recoltare până la prelucrare.
Puritatea sucului intracelular exprimat în procente de zahăr raportat la substanţa uscată
a sucului. Coeficientul de puritate al sucului este influenţat de aceiaşi factori care determină
conţinutul de zahăr, determinant fiind însă soiul de sfeclă. Coeficientul de puritate este de:
86 - 88% pentru sfecla de bună calitate;
83 – 85% pewntru sfecla de calitate mijlocie;
81 – 83% pentru sfecla de calitate mediocră.
Conţinutul de marc (pulpă al sfeclei).
7
Rezistenţa la tăiere a sfeclei.
Elasticitatea tăieţeilor de sfeclă.
Compoziţia cantitativă şi calitativă a nezahărului din sucul de sfeclă, ce va fi influenţat
de:
soiul de sfeclă;
condiţiile pedoclimatice în care creşte sfecla;
modul de fertilizare a solului;
perioada de recoltare. [2]
Schema tehnologică de obţoinere a zahărului tos
8
9
Sfecla de zahăr
Spălare
Tăiere tăiţei
Difuziune
Defecare
Carbonatare
Filtrare
Sulfitare
Obţinerea zemei subţiri
Fierbere
Obţinerea zemei groase
Concentrare
Malaxare
Centrifugare
Obţinerea zahărului tos
Uscare
Ambalare
Depozitare BorhotNămol
SO2 CO2 Var stins
Ca (OH)2
10
SFECLĂ TRANSPORT
DESCĂRCARE
BORHOT
PĂMÂNT, PIETRE,
FRUNZE, etc.
TĂIERE
EXCES DE LAPTE DE
VAR PRIN SATURARE
CU CO
TĂIŢEI
DEZHIDRATAŢI
DIFUZIA
SFECLĂ
SPĂLAREAPĂ
APĂ FIERBINTE
PĂMÂNT, PIETRE,
FRUNZE, APE
UZATE,etc.
SFECLA
ZEAMĂ DE DIFUZIE CANTITATI DE
NEZAHAR
LAPTE DE VAR DEFECARE
APĂ CARE
CONŢINE
SUBSTANŢE
INSOLUBILEZEAMA REZULTATĂ DE LA
DEFECARE FILTRARE
PRECIPITAT,
NĂMOL DE
SEPARARE
PURIFICAREA
CALCO-
CARBONICA A
ZEMII DE DIFUZIE
ZEAMA REZULTATA DE
LA FILTRARE
SUBSTANTE
STRAINE
ZAHĂRULUI
Fig. 3. Schema tehnologica a deşeurilor rezultat din procesul de fabricare a
zahărului din sfecla.[3]
11
CENTRIFUGARE
EVAPORARE
FIERBERE CONDENS
CONDENS
MELASĂ
ZEAMA CLARA NAMOL
DE CARBONATARE
ZEAMA GROASĂ
MASA GROASĂ
USCARE
AMBALARE
LIVRARE
AMBALAJE
DETERIORATEZAHĂR, AMBALAJE
APĂZAHĂR
ZAHĂRUL CARE NU
CORESPUNDE
CALITATIV CONDIŢILOR
OPTIME DE DEPOZITARE,
EMISII DE GAZE
SACI, COMBUSTIBIL
3. Prezentarea generala a deşeurilor
În procesul complex de fabricare a zahărului din sfeclă rezultă, pe parcurs, o serie de
subproduse sau deşeuri, a căror valorificare raţională contribuie la sporirea rentabilităţii în
industria zahărului şi in acelaşi timp, permite sa se obţină o serie de produse cu aplicabilitate
largă în diversele domenii ale practicii.
3.1 Frunzele de sfecla
Frunzele sunt caracterizate ca având un conţinut de vitamine de aceea ele pot fi folosite
cu bune rezultate ca furaj fie în stare proaspătă, fie sub formă de conservă. Frunzele de sfeclă se
conservă fie prin însilozare, preferabil în amestec cu alte furaje fibroase(porumb-siloz, lucernă,
pleavă) fie prin uscare.
Impurităţile cunoscute ca deşeuri sau reziduuri tehnologice antrenate de rădăcinile de
sfecla de zahăr fac parte din următoarele grupe:
-rădăcini de sfeclă de zahăr cu masa sub 0,1 kg;
rădăcini lignificate sau puternic deteriorate;
rădăcini de sfecla furajera;
rădăcini de sfecla roşie sau sfecla sălbatică;
rădăcini necolectate;
runze verzi sau uscate;
ciuperci, paie, tulpini, buruieni
3.2 Coletele de sfeclă
Coletele şi codiţele reprezintă 15-20% din greutatea totală a sfecle şi cuprind 7-12%
zaharuri. Sunt recomandate in nutriţia animală în amestec cu frunzele de sfeclă proaspete sau
conservate.
12
3.3 Codiţele si sfărmăturile de sfeclă
În funcţie de o serie de factori, ca: modul de recoltare manuală sau mecanizată a sfeclei,
modul de transport sau încărcare etc., codiţele si sfărmăturile variază între 0,5 şi 1,5% din
greutatea sfeclei prelucrate putând ajunge chiar până la 2%
3.4 Sedimentul
(Nămolul) reprezintă până la ¾ din masă carbonat de calciu (CaCO3) şi restul substanţe
organice azotate şi compuşi ai fosforului. Se utilizează ca îngrăşăminte minerale pentru solurile
acide. În ultimii ani se lucrează asupra elaborării unor tehnologii de regenerare a CaO din
sedimentul de la filtrare, ce ar da posibilitatea de a economisi până la 30% din varul folosit la
operaţia de defecare a zemei de difuzie.
3.5 Rezidul de la defecare
Din procesul de defecare – carbonatare rezultă, prin filtrare o masă de culoare galben –
crem cu o umiditate de circa 50%si cu o greutate volumică de 750-950 kg/mc.
În compoziţia deşeului respectiv, liber de apă intră următoarele substanţe: 2%zaharuri,
9,5% substanţe organice neazotate, 1,7% substanţe pectrice, 5,9% substanţe organice azotate,
74% carbonat de calciu, 2,8% oxid de calciu sub formă de săruri ai diverşilor acizi (exemplu acid
fosforic etc.) şi 3,9% alte substanţe minerale.
13
4. Subproduse din zahăr
4.1 Borhotul
Reprezintă un nutreţ foarte valoros pentru animale. Substanţele uscate ale borhotului
conţin ~ 45% substanţe pectice, 40% celuloză, 15% de proteine, săruri minerale şi zahăr.
După valoarea nutritivă borhotul se situează între fân şi ovăz.
Pe parcursul păstrării timp de 5 luni a borhotului umed (cu umiditatea 94-93%) se pierd
până la 40% din substanţele uscate ale borhotului.
De aceea borhotul se presează şi se usucă până la umiditatea 12%.
Obţinerea borhotului implică realizarea următoarelor etape tehnologice:
presarea:
uscarea
depozitarea
4.2 Melasa
Melasa este subprodusul care rezultă din procesul tehnologic de obţinerea zahărului din
sfeclă.
Melasa, lichid vâscos, de culoare brună, rezultat la centrifugarea masei groase de produs final. În
melasă pe lângă o anumită cantitate de zahăr, se mai găseşte concentrat tot nezahărul solubil care
nu s-a eliminat în procesul de purificare.
Melasa este o soluţie de zahăr din care se poate separa zahărul prin cristalizare datorită prezenţei
nezahărului reoprezentat prin : pectine melanoide,melamine,,
Compoziţia chimică generală a melasei:
substanţă uscată 82 - 85%;
apă 15 - 18%;
zahăr 47 - 50%
puritatea melasei este de 50-60% .
Compoziţia chimică a substanţei uscate depinde de următorii factori: soiul de sfeclă, condiţiile
de cultură, condiţii de depozitare, procesul tehnologic aplicat pentru obţinerea zahărului, etc.
14
4.2.1 Modul de colectare a melasei
Datorită concentrării, zaharoza din sirop ajunge la suprasaturaţie, ceea ce determină
apariţia fenomenului de cristalizare spontană si formarea de ”masa groasă ”.
Masa groasă se trece în aparate de centrifugare, unde se separă cristalele de zahăr de sirop.
Cristalele de zahăr sunt supuse unei ultime operaţii de purificare prin spălare în centrifugă cu apă
fierbinte şi cu vapori. Această operaţie se numeşte ”clersaj”.
Zahărul cristale, este umed şi se usucă cu aer cald într - un uscător tunel.Tot aici, el este
şi răcit cu aer, apoi trimis la sortare, ambalare, depozitare şi livrare.
Prin etape suplimentare de fierbere (concentrare) şi cristalizare, se permite recuperarea avansată
a zaharozei cristalizabile şi formarea ”melasei”.
4.2.3 Modul de depozitare a melase
O parte din zahărul cristale este stocat temporar în silozuri, urmând să se realizeze
ambalarea şi livrarea acestuia.
4.2.4 Vagoane pentru transportarea melasei
Melasa se depozitează temporar în rezervoarele de sirop şi se livrează la producătorii de
medicamente, drojdie şi băuturi alcoolice.
4.2.5 Pierderile de zahăr în melasă
Conţinutul de zahăr al melasei este destul de ridicat, circa 50%, cantitatea de zahăr care
se pierde în melasa se poate raporta şi la cantitatea de sfeclă care se prelucrează.
Cantitatea de zahăr care se pierde pentru 100kg de sfecla prelucrata depinde de doi
factori:
cantitatea de nezahăr rămasă in zeama după purificare (Nz);
coeficientul de melasigen al melasei (m).
Cu cât puritatea zemii sau a siropului concentrat este mai mare, cu atât pierderile de zahăr în
melasă sunt mai mici.
15
Melasă
1 tonă în stare brută
Procedeu de fermentaţie în : Medii aerobe
15 kg substanţă uscată 250 kg substanţă uscată
Drojdie furajeră, Alcool drojdie de panificaţie
Etanol 3301 Borhot de la distilarea alcoolică
Melasă
1 tonă stare brută
Etanol 3301 Drojdie de panificaţie, Drojdie furajeră, Zahăr,225 kg
250 kg substanţă uscată 150 kg substanţă uscată
Betaină,acid citric,acid glutamic≈200 kg
Schema 1.4 Soluţii pentru valorificare [ 4]
16
4. 3 Valorificarea melasei
Melasa poate fi valorificată prin recuperarea zaharului sub formă de sirop prin
demineralizare,folosind răşini schimbătoare de ioni.Zahărul din melasă poate fi recuperat şi pe
cale chimică prin transformarea acestuia în zaharaţi insolubili de calciu .
Dezaharificarea melasei are scopul creşterii randamentului în zahăr.
Procesul chimic se bazează pe proprietatea zaharozei de a forma zaharaţi greu solubili în apă.În
acest scop se pot utiliza compusii de Ba, Sr, Ca sub formă de :barită,hidroxid de stronţiu sau var.
Procedeul cu var cunoscut ,, separaţia Steffer” are următoarele avantaje:
Varul este relativ ieftin;
Nu se cunosc creşterii pentru consumul de var explicate prin utilizarea zahărului format
în procesul de defecare ca înlocuitor al laptelui de var.
Melasa conţine substanţe toxice,limitând utilizarea în proporţie mai mare de 5%;în caz contrar se
ajunge la întârzierea creşterii animalelor,la tulburări digestive şi chiar la moarte.
Melasa conţine şi substanţe inhibitoare cu acţiune toxică pentru creşterea
microorganismelor,fapt ce determină utilizarea sa ca mediu de cultură să fie limitată,,Audines şi
Sanchez,1974.
Pentru valorificarea melasei este necesară o îndepărtare a substanţelor nemelasigene sau toxice.
Detoxificarea se face prin electrodializă,a cărei eficienţă se măsoară prin testul cu
Penicillium cyclopium,ai cărui spori sunt distruşi într-o proporţie mai mare sau mai mică,în
funcţie de gradul de purificare,după câteva ore ,de o soluţie de melasă cu concentraţie de 2 %,la
pH = 2,3.
Datorită substanţelor valoroase pe care le conţine, melasa si-a găsit, in decursul timpului,
o gamă variată de utilizări.
a) Utilizarea melasei în nutriţia animală
Datorita componentelor sale valoroase, melasa este folosită in cantităţi importante in hrana
animalelor, îndeosebi în amestec cu borhot de sfecla, fân, paie tocate, etc.
17
b) Fabricarea alcoolului etilic
Valorificarea melasei cu formare de alcool etilic are la baza procesul de fermentare al
componentelor glucidice.
Procesul de fermentare anaerob, prin care glucidele cu caracter fermentescibil sunt
metabolizate prin reacţii de oxido-reducere, catalizare enzimatic prin intermediul drojdiei, cu
transformare in produşi chimici principali: alcool etilic şi dioxid de carbon.
În proces se mai produc şi produşi secundari: alcooli superiori, acizi şi aldehide.
Agenţii specifici procesului de fermentaţie alcoolică sunt constituiţi din drojdie, rezultatul
fiind alcoolul etilic cu concentraţie mai mare de 8 grade.
c) Fabricarea drojdiei de panificaţie
Pentru fabricarea drojdiei de panificaţie, produs tip biomasă, se utilizează materie prima de
bază, melasa, subprodus valorificabil din tehnologia zahărului din sfeclă de zahăr.
Pregătirea melasei in vederea multiplicării drojdiei
În vederea transformării melasei intr-un mediu favorabil pentru multiplicarea drojdiei
sunt necesare aceleaşi operaţii pregătitoare de la fabricarea alcoolului din melasa si anume:
diluarea melasei;
acidularea;
limpezirea şi sterilizarea.
Melasa introdusă in fabricaţie este mai întâi cântărită în vederea stabilirii consumurilor
specifice şi a randamentelor în drojdie, după care se efectuează operaţia de diluare.
Diluarea melasei la fabricarea drojdiei se realizează in două etape:
diluare iniţială, în scopul creşterii fluidităţii, care să permită curgerea liberă a melasei
prin conducte şi să favorizeze sedimentarea impurităţilor mecanice aflate în suspensie în
cursul operaţiei de limpezire.
diluarea finală până la concentraţia corespunzătoare fazei respective de multiplicare a
drojdiei.
18
După diluarea melasei se realizează acidularea de regulă cu acid sulfuric până la un pH final
de 4,5-5. Acidul sulfuric adăugat în contribuie la limpezirea melasei şi în acelaşi timp pune în
libertate acizii organici din sărurile lor.
Prin acidularea pe care o creează în plămezi acidul sulfuric protejează drojdia în cursul
multiplicării fata de contaminările cu microorganisme străine, astfel încât nu este necesar să se
lucreze în condiţii absolut pure, absolut sterile.
Operaţia de limpezire a melasei este absolut necesară pentru îndepărtarea suspensiilor şi
substanţelor coloidale care sunt dăunătoare pentru dezvoltarea drojdiei şi conduc la închiderea
culorii drojdiei în stadiu de produs final.
d) Fabricarea acidului citric
Produsul obţinut prin valorificarea melasei prin fermentaţie microbiologica, în culturi de
suprafaţă sau submerse.
Procesul de fermentaţie citrică este un proces oxidativ aerob prin care substratul glucidic din
melasă este metabolizat cu forme de compuşi intermediari care pot acumula în mediu de reacţie
acidul citric ca produs principal.
e) Fabricarea acidului glutamic
Separarea acidului glutamic din soluţia de melasă se bazează pe comportarea acestuia
funcţie de temperatură şi pH, pH-ul de 3,2 corespunzător punctului izoelectric este suficient
pentru separarea de forma sa de clorhidrat
Obţinerea acidului glutamic din melasă se realizează respectând următoarele etape
tehnologice:
demineralizarea melasei;
valorificarea zahărului după demineralizarea;
separarea acidului glutamic din efluentul de regenerare a amidonului. [4]
19
5. Apele uzate de la fabricarea zahărului din sfecla de zahăr
5.1 Procesul tehnologic şi formarea apelor uzate
În procesul de producţie a zahărului intră ca materie primă sfecla de zahăr şi ca agenţi
ajutători ai procesului apa,sub diverse forme ( apă proaspătă,condens şi abur ),varul,clorul şi
reactivii de regenerare a filtrelor cu cationiţi.
Ca produs rezultă zahărul,iar ca subproduse valorificabile direct rezultă melasa şi
borhotul.
Rezidurile rezultate din procesul de fabricaţie,care neprelucrate sau depozitate
necorespunzătoare pot produce degradarea mediului înconjurător,sunt: nămolurile de fabricaţie,
nămolurile din circuitul de transport şi spălarea sfeclei,borhotul şi apele uzate.
Acestea însă, prelucrate şi reintegrate corespunzător în mediul înconjurător (sol sau ape),
pot deveni în cea mai mare parte valorificabile.
Principalele operaţii care intervin la fabricarea zahărului din sfeclă sunt: transportul şi
spălarea sfeclei,difuzia,prelucrarea zemurilor (purificarea şi evaporarea) şi rafinarea zahărului.
5.2 Apele uzate rezultate din circuitul de transport şi spălare a sfeclei.
Pentru operaţia de transport a sfeclei de la locul de descărcare până la instalaţia de
spălare,este necesară o cantitate de apă de 700 – 900 % faţă de cantitatea de sfeclă prelucrată.
Pentru operaţia de spălare este necesară,suplimentar,o cantitate de apă care reprezintă circa 150%
faţă de cantitatea de sfeclă prelucrată.
Apele din circuitul de transport şi spălare a sfeclei se încarcă cu pământ în proporţie de 5
- 40%. Faţă de greutatea sfeclei prelucrate,la proiectare admiţându-se o medie de 15 %.
În afară de pământ,apele respective mai conţin frunze şi bucăţi de sfeclă desprinse datorită
manipulărilor şi putrezirii parţiale,mai ales spre sfârşitul campaniei de fabricaţie.
După deznisipare,decantare,tratare cu var de clor,operaţii ce se efectuează în cadrul
circuitului de transport şi spălare a sfeclei ,aceste ape conţin ca substanţe dizolvate:30 – 500 mg/l
zahăr;500 – 700 mg/l substanţe organice exprimate prin CBO5 şi substanţe saponificante.
Scurgerile accidentale de la instalaţiile de difuzie cu funcţionare continuă au un conţinut
de 0.15 – 0.3% zahăr,fiind prezente şi substanţe proteice ,acid oxalic,pectină şi alte substanţe.
20
5.3 Nămolul de fabricaţie
Este rezultat de la secţia de purificare a zemurilor.Acesta,aşa cum rezultă de la filtrele cu
vacuumm sau centrifuge,are o umiditate de 45 – 55% şi poate fi evacuat cu diverse mijloace de
transport,sau pneumatic.
Nămolul de fabricaţie este alcătuit din: 1.786 părţi carbonat de calciu;0,5 – 1 părţi
nezaharuri;0,1 părţi zahăr.Rezultă că la o umiditate medie a nămolului reţinut de filtre,de
50%,cantitatea evacuată este de :2(1.786*2.5+1)=10.9≈11 kg nămol la 100 kg sfeclă
prelucrată,considerând 2,5% oxid de calciu adăugat în zemurile provenite de la difuzie.
Ca material uscat rezultă circa 4,6 kg substanţă uscată /100 kg sfeclă prelucrată,din care
70 - 90% sunt substanţe anorganice,iar 30 – 10 % substanţe organice.
Apele drenate de pe câmpurile de de depozitare a nămolului de fabricaţie,după I.C.A.,au
următoarele caracteristici: pH=9,5;
KMnO4=50000 mg/l; CBO5=16000 – 20000 mg/l;suspensii=400 mg substanţă uscată/l.
Din operaţiile de spălare a filtrelor cu vacuum rezultă ape uzate ce reprezintă circa 10 -
15% din cantitatea de sfeclă prelucrată.
5.4 Apele uzate rezultate de la operaţiile de regenerare şi curăţire a masei filtrante a
filtrelor cu cationiţi.
Aceste ape reprezintă circa 7% din cantitatea de sfeclă prelucrată şi sunt încărcate cu
substanţe organice şi cu cloruri.
Condensul este rezultat de la sectiile de evaporare şi rafinare,acesta se foloseşte în procesul
tehnologic,după o prealabilă trecere prin schimbătoare de căldură.
5.5 Scurgerile de pe platformele de depozitare a borhotului
Aceste ape apar ca urmare a apelor meteorice.
Ele pot ajunge pînă la circa 8% din totalul apelor uzate care se evacuează de la o fabrică
de zahăr şi conţin zahăr şi borhot în cantităţi variabile în funcţie de intensitatea ploilor şi timpul
de depozitare a borhotului au următoarele caracteristici:pH=5-7;CBO5=10000mg/l;
KMnO4=50000 mg/l
21
5.6 Scurgerile de ape uzate rezultate de la diverse spălări(pardoseli,utilaje) de la
laboratorul agricol şi de la grupurile sanitare.
Aceste ape ai în general,un grad de impurificare relativ redus,respoectiv un CBO5 de
200–600 mg/l şi au un conţinut de suspensii de 100-500 mg s.u./l
În afara campaniei de fabricaţie ,de la fabrica de zahăr se mai evacuează şi următoarele categorii
de ape uzate:
într-o perioadă de 40 zile (Remontul I),în care are loc curăţirea instalaţiilor de
producţie,se evacuează ape uzate cu un debit de circa 1/5-1/6 din debitul evacuat în
timpul campaniei şi cu încărcări în substanţe poluante de circa 1/3 din încărcarea acestuia
în campanie;
în restul timpului,de circa 200 zile.pînă la începerea campaniei următoare,nu mai au
loc,în mod practic,evacuările de ape uzate industriale.Rămân numai evacuările de ape
uzate de la grupurile sanitare şi de la unele lucrări de întreţinere de mică importanţă.
Datorită conţinutului mare în substanţe organice uşor biodegradabile,apele uzate
neepurate sau epurate necorespunzător provoacă în zonele de descărcare în cursurile de apă
fenomene de fermentaţie acidă şi deficite de oxigen.
Saponinele conţinute de apele uzate evacuate au un efect toxic direct asupra
peştilor,dozele mai mari de 2 mg/l fiind letale.
Descărcarea în cursurile de apă a nămolului de fabricaţie sau a nămolului provenit din circuitul
de transport şi spălare a sfeclei provoacă colmatarea rapidă a albiilor în zonele aval de punctele
de descărcare.
22
6. Valorificarea apelor uzate din industria zahărului
În prezent,prin introducerea difuziei continue a recirculării apelor la operaţiile de
transport şi spălare a sfeclei,a refolosirii apelor rezultate de la diverse instalaţii şi operaţii directe
sau auxiliare ale procesului de producţie (răcire pompe,spălare gaze,condens) precum şi a apelor
drenate de la depozitarea nămolurilor,cantităţile de ape uzate care se evacuează de la fabricile
de zahăr reprezintă 1.2-1.9m3/t de sfeclă prelucrată ,faţă de 18-30m3/t de sfeclă prelucrată,cât se
evacua de la unităţi de acelaşî profil ce funcţionau în circuit deschis.În aceeaşi măsură sunt
reduse şi cantităţile de substanţe organice,acestea coborând până la 3,2 kg CBO5/t de sfclă
prelucrată.
Principalele procedee mecanice şi chimice folosite pentru epurarea apelor uzate
recirculate sau refolosite în procesele de producţie şi auxiliare a;e fabricilor de zahăr.
23
7. Concluzii
Zahărul este un produs alimentar uşor asimilabil şi înalt caloric. Valoarea energetică a
100 g de zahăr constituie circa 375 kcal.
Zahărul ridică capacitatea de muncă a omului, întăreşte sistemul nervos central, micşorează
oboseala, e folosit de organismul uman la sinteza glicogenului şi a grăsimilor.
În acelaşi timp, zahărul sporeşte conţinutul de colesterol în sânge, ceea ce duce la apariţia
aterosclerozei. De asemenea, surplusul de zahăr în alimentaţie favorizează apariţia diabetului
zaharat, obezităţii, tensiunii arteriale, cariei dentare .
24
Bibliografie
1. Culache, D., Platon, V., 1984 - Tehnologia zahărului, Ed. Tehnică, Bucureşti
2. Stroia, A., Aved, Er., Angelescu, M., 1994 -Biochimia şi calitatea tehnologică a
sfeclei de zahăr, Ed. Tehnică, Bucureşti
3. Cojocaru C. , 1986 – Valorificarea deşeurilor din industria alimentară , Editura
Tehnică, Bucureşti
4. Ciobanu D., 2005 – Minimizarea scăzămintelor tehnologice în industria alimentară
prin valorificarea subproduselor şi deşeurilor, vol . I , Editura Ecozone, Iaşi.
25