Knjiga/Book 2 ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U PREHRAMBENOJ ... · označiti neka od ključnih pitanja...

Knjiga/Book 2 ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U

PREHRAMBENOJ INDUSTRIJISustainable technologies

in Food industry

Editors

Radoslav Grujić

Unicersity of East Sarajevo

Faculty of Technology

Zvornik, Bosnia and Herzegovina

Midhat Jašić

Tuzla University

Faculty of Technology

Tuzla, Bosnia and Herzegovina

Održive tehnologije u prehrambenoj industriji

___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 1


Sustainable technologies In Food industry Urednici/Editors

Radoslav Grujić University of East Sarajevo Faculty of Technology Zvornik Bosnia and Herzegovina

Midhat Jašić University of Tuzla Faculty of Technology Tuzla Bosnia and Herzegovina

Održive tehnologije u prehrambenoj industrij __________________________________________________________________________

2 _________________________________________________________________________

Autori su odgovaorni za sadržaj napisanog teksta.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 3

Sadržaj 7.1. ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI ...................................................... 7

7.1.1. UVOD ...................................................................................................................................... 77.1.2. ODRŽIVOST U SEKTORU PROIZVODNJE HRANE ................................................................................. 87.1.3. PRERADA HRANE I NASTAJANJE OTPADA .................................................................................. 107.1.4. UPRAVLJANJE OTPADOM ........................................................................................................... 167.1.5. KORIŠTENJE ENERGIJE U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI ...................................................................... 187.1.6. OPŠTI PRISTUP U UPRAVLJANJU EHS PITANJIMA TOKOM PROJEKTOVANJA OBJEKATA PREHRAMBENE INDUSTRIJE ............................................................................................................................................ 207.1.7. PROBLEMI U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI KOJE JE POTREBNO RIJEŠITI PRIMJENOM ODRŽIVE TEHNOLOGIJE 227.1.8. OCJENJIVANJE ŽIVOTNOG CIKLUSA PROIZVODA .............................................................................. 247.1.9. POLJOPRIVREDA I ADAPTACIJA NA PROMJENE KLIME U BUDUĆNOSTI ................................................. 247.1.10. PREPREKE ZA PRIHVATANJE PRAKSE ODRŽIVOSTI (SUSTAINABLE PRACTICES) U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI 257.1.11. TRENUTNI I OČEKIVANI NOSIOCI PROMJENA ............................................................................. 277.1.12. POSTOJEĆE INICIJATIVE ......................................................................................................... 277.1.13. STRATEŠKE AKTIVNOSTI ZA BUDUĆNOST .................................................................................. 327.1.14. MONITORING ŽIVOTNE SREDINE ............................................................................................. 337.1.15. ZAKLJUČAK ......................................................................................................................... 34

7.2. SISTEM NULTE EMISIJA U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI ................................................. 37

7.2.1. PRINCIP NULTE EMISIJE .............................................................................................................. 377.2.2. MODEL NULTE EMISIJE - PRIMER FABRIKA PREHRAMBENE INDUSTRIJE ................................................ 39

7.3. ŠTETNE MATERIJE U HRANI PORIJEKLOM IZ OKOLIŠA ....................................................... 43

7.3.1. UVOD .................................................................................................................................... 437.3.2. VRSTE HAZARDNIH MATERIJA IZ OKOLIŠA ...................................................................................... 447.3.3. REZIDUE ................................................................................................................................. 467.3.4. KONTAMINANTI KOJI NASTAJU OBRADOM HRANE .......................................................................... 527.3.5. OSTACI SREDSTAVA ZA PRANJE, DEZINFEKCIJU I FUMIGACIJU ............................................................ 557.3.6. INTERAKCIJA HRANE I AMBALAŽE ................................................................................................ 567.3.7. TEŠKI METALI KAO OSTACI-REZIDUE ............................................................................................. 597.3.8. GENETSKI MODIFICIRANA HRANA ................................................................................................ 627.3.9. MJERE SMANJENJA HAZARDNIH MATERIJA U HRANI PORIJEKLOM IZ OKOLIŠA ...................................... 647.3.10. ORGANSKA PROIZVODNJA ..................................................................................................... 647.3.11. ZAKLJUČAK ......................................................................................................................... 65

7.4. ZAGAĐENJA KOJA NASTAJU U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI .............................................. 67

7.4.1. UVOD .................................................................................................................................... 677.4.2. IZVORI OTPADA U LANCU SNABDJEVANJA HRANOM ........................................................................ 687.4.3. OTPAD IZ POLJOPRIVREDNE PROIZVODNJE .................................................................................... 697.4.4. OTPAD IZ INDUSTRIJSKE PRERADE HRANE ..................................................................................... 717.4.5. ZAKLJUČAK ............................................................................................................................. 96

7.5. PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA .................................................................................... 99

7.5.1. UVOD .................................................................................................................................... 997.5.2. VRSTE I KARAKTERISTIKE OTPADNIH VODA .................................................................................... 997.5.3. SVOJSTVA OTPADNIH VODA ..................................................................................................... 1007.5.4. SVOJSTVA PRIJEMNIKA ............................................................................................................ 1027.5.5. USLOVI ZA ISPUŠTANJE OTPADNIH VODA .................................................................................... 1037.5.6. PROCESI OBRADE OTPADNIH VODA ............................................................................................ 1037.5.7. MEHANIČKO PREČIŠĆAVANJE ................................................................................................... 1037.5.8. BIOLOŠKO PREČIŠĆAVANJE ....................................................................................................... 108


4 _________________________________________________________________________

7.5.9. FIZIČKO-HEMIJSKO PREČIŠĆAVANJE ........................................................................................... 118

7.6. STUDIJE SLUČAJA ........................................................................................................... 126

7.6.1. PROIZVODNJA I PRERADA MESA GOVEDA, SVINJA I DRUGIH VRSTA CRVENOG MESA ............................ 1277.6.2. OTPADNE VODE U MLJEKARSKOJ INDUSTRIJI ................................................................................ 1497.6.3. STANJE I MOGUĆNOSTI RJEŠAVANJA OTPADA U PRERADI VOĆA I POVRĆA NA PRIMJERU „FANA“ D.O.O., SREBRENIK .......................................................................................................................................... 1607.6.4 ODRŽIVOST U PROIZVODNJI KRUHA ................................................................................................ 1807.6.5 KVASAC ..................................................................................................................................... 1877.6.5 ŠEĆER ........................................................................................................................................ 193


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 5

U ovom Poglavlju razmatran je održivi razvoj u prehrambenoj industriji. U jednom broju razvijenih zemalja su razrađene i usvojene strategije održivog razvoja i u sklopu toga održivog razvoja prehrambene industrije i data su rješenja za jačanje održivih tehnologija u proizvodnji i preradi hrane. Navedene strategije sadrže konkretne prijedloge sa rokovima unutar kojih se predložena rješenja trebaju ostvariti u praksi. Autori Poglavlja predložili su elemente koji mogu poslužiti kao osnova za jačanje održive prehrambene industrije u zemljama Zapadnog Balkana.

U nastavku obrađene su neke od Štetnih materije u hrani porjeklom iz okoliša. Osim prirodnih sastojaka (nutrijenti) u hrani se mogu naći i nepoželjne komponente porijeklom iz okoliša ili komponente koje čovjek koristi u procesima primarne poljoprivredne proizvodnje, prerade, pakovanja, skladištenja i distribucije. U pojedinim segmentima proizvodnje, hrana može biti kontaminirana biološkim, hemijskim i fizičkim agensima. Ove činjenice ukazuju da savremena proizvodnja hrane treba biti uspostavlena na neprekidnom monitoringu i kontroli svih proizvodnih faza.

Sljedeći dio Poglavlja bavi se zagađenjima koji potiču iz prehrambene industrije. Kontaminirajuće materije iz hrane (opasnosti) su agensi hemijskog i mikrobiološkog ili fizičkog porijekla, koje ukoliko se u organizam unesu tokom konzumacije hrane izazivaju zdravstvene probleme i predstavljaju rizik za bezbjednost potrošača prehrambenih proizvoda.

Na kraju dat je primjer primene koncepta Nulte emisije u prehrambenoj industriji kao i više studije slučaja na temu održive prehrambene industrije.


6 _________________________________________________________________________

In this Chapter, the sustainable development related to food industry is discussed. A

number of developed countries have developed and adopted a strategy of sustainable development in food industry as well as solutions for strengthening sustainable technologies in food production and processing. These strategies gives concrete measures with an appropriate timetable in order to achieve the proposed solution in practice. The authors offered elements that can serve as a basis for developing sustainability in food industry of the Western Balkans countries.

In the following part of the Chapter the issue Hazardous substances from environment in food is discussed. Apart from natural ingredients (nutrients) in food, undesirable components originating from the environment or components can be found which are used in the processes of primary agricultural production, processing, packaging, warehousing and distribution.

In the technology process, food can be contaminated with biological, chemical and physical agents. These facts indicate that modern food production needs continuous monitoring and control of all production stages. The next part of the Chpater deals with pollution from food industry. Contaminants in food (hazards) are agents of chemical, microbial or physical origin. The contanminants, If enter the body can cause health problems. Finally there is an example of Zero emission concept as well as a number of case studies related to sustainable food indudstry.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 7

7.1. Održive tehnologije u prehrambenoj industriji Sustainable Technologies in Food Industry Grujić Radoslav1, Franc Andrejaš 2

1Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik 2

7.1.1. Uvod

Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla

Introduction

U ovom poglavlju autori će prikazati analizu prirode i značaja pojma „održivost“ (Sustainability) i pokušati ukazati na aktivnosti koje je potrebno preduzeti u proizvodnji hrane. Akcenat analize će biti na opisu veze prehrambene industrije i održivog razvoja. Da bi došlo do promjene u pristupu ovom problemu i načinu rada u prehrambenoj industriji, potrebno je identifikovati potencijale za promjene ili tzv. komercijalne pokretače/nosioce. U jednom broju razvijenih zemalja su razrađene i usvojene strategije održivog razvoja i u sklopu toga održivog razvoja prehrambene industrije i data su rješenja za jačanje održivih tehnologija u proizvodnji i preradi hrane. Navedene strategije sadrže konkretne prijedloge sa rokovima unutar kojih se predložena rješenja trebaju ostvariti u praksi. U drugim zemljama ovo pitanje je još uvijek tema o kojoj razgovaraju vlasti i potrošači, sa jedne, i industrija sa druge strane. U radu će biti ponuđeni neki elementi koji mogu poslužiti kao osnova za diskusiju o održivosti unutar sektora prehrambene industrije u zemljama zapadnog Balkana. Ovi prijedlozi su nastali na osnovu informacija o iskustvu industrijski najrazvijenijih država u ovoj oblasti. Da bi aktivnosti na uvođenju održivih tehnologija bile efikasnije potrebno je označiti neka od ključnih pitanja održivosti i identifikovati nosioce promjena za prehrambenu industriju u cjelini.

Održivost (sustainability) je pojam koji ima veoma široko značenje. Da bi se to svatilo na adekvatan način, potrebno je dati odgovore na mnoga pitanja, koja su relevantna za životnu sredinu, proizvodnju/prodaju hrane i lanac ishrane. Pošto je ovo poglavlje dio šireg prikaza održivog razvoja, zaštite životne sredine i nulte emisije, koji se analiziraju u okviru projekta Tempus 158989-Tempus-1-2009-1-BE-Tempus-JPHES “Creation of university-enterprise cooperation networks for education on sustainable technologies”, u njemu je dat samo prikaz polazišta za proces tokom kojeg je potrebno prikupiti mnogo informacija i dati mnogo konkretnih prijedloga. Po svojoj prirodi, Tempus projekat je više pažnje usmjerio na pitanja i oblasti o kojima učesnici projekta i budući studenti prvo trebaju učiti, da bi u drugoj fazi mogli dati konkretna rješenja za industriju u zemljama zapadnog Balkana. Konsultacije u industriji, koje će se kasnije obaviti, treba da posluže kao dodatni element projekta što zahtijeva diskusiju sa poslodavcima ili predstavnicima njihovih organizacija.

Definicija održivosti (sustainability) je donekle dvosmislena i povremeno opterećena političkim stavovima. Definicija održivosti, koju su 1987. godine dale Unijedinjene nacije u Bruntland Commission Report on ‘Our Common Future’ i u ‘Declaration of the World Business Council for Sustainability’(WBCSD, 2002), naglašavaja značaj životne sredine i potrebu da se poboljšaju odnosi između čovjeka, životne sredine i globalnog tržišta. U početku ove priče, preduzeća su na predočene zahtjeve reagovala tako što su nastojala da strogo ispoštuju standarde za zaštitnu sredine i standarde za upravljanje životnom sredinom (ISO 14001). Održivi razvoj je tumačen kao potreba da se poboljšaju ekološke performanse i smanji negativni uticaj poslovanja na prirodne resurse i sisteme. Pored toga, preduzeća su bila angažovana na ispunjenju zahtjeva i standarda, koje su propisale vlade pojedinih zemalja.


8 _________________________________________________________________________

U savremenim razmišljanjima ideja o održivosti je proširena do zahtjeva za obezbjeđenje održive budućnosti. U diskusiju se uključuje više faktora, koji se odnose na životnu sredinu. Savremeni koncept o održivom razvoju uključuje ravnotežu između ljudskih aktivnosti i socijalnih, ekonomskih i ekoloških faktora. U tome preduzeća imaju trostruku ulogu: moraju voditi računa o svom uticaju na životnu sredinu, o ispunjenju socijalnih zahtjeva i o ekonomskom poslovanju i odgovornosti prema investitoru i zaposlenima. 7.1.2. Održivost u sektoru proizvodnje hrane

Sustainability in food production sector

Lanac snadbjevanja hranom utiče na ishranu svake individue na planeti Zemlji. Zbog toga je, održivi razvoj lanca snadbjevanja hranom imperativ u sadašnjem i budućem vremenu. U tom duhu održivi razvoj (slika 7.1.1) je definisan kao „zadovoljenje sadašnjih potreba, bez ugrožavanja mogućnosti da i buduće generacije mogu zadovoljiti svoje potrebe“ (WBCSD, 2002). Lanac snabdjevanja hranom se ponekad izjednačava sa pojmovima „prehrambena industrija“ ili „prehrambeni sistem“. U tom kontekstu, lanac snabdjevanja hranom uključuje različite aspekte proizvodnje, prerade, distribucije, kupovine od strane kupaca, korištenje od strane potrošača i završetak životnog vijeka proizvoda (Baldwin, 2009).

Proizvodnja hrane je proces koji značajno utiče na promjenu klime. U literaturi (Bellarby i sar., 2008; Hendrickson, 1996) se navodi podatak da je poljoprivredna proizvodnja odgovorna za nastajanje 17-32% od ukupne emisije gasova staklene bašte (greenhouse gases). U tome prednjači stočarstvo, a samim tim i proizvodnja mesa i mlijeka i izrada proizvoda od mesa i mlijeka. Razvoj održive poljoprivrede i prehrambene industrije su esencijalni elementi dugoročnog ekonomskog plana i plana zaštite životne sredine svake države. Broj stanovnika na Zemlji se stalno povećava. Povećanje broja stanovnika u svijetu znači povećanje potrošnje hrane, goriva i drugih proizvoda što, dalje znači veću zavisnost od neobnovljivih prirodnih resursa. Tokom većine od faza u lancu za snabdjevanje troše se velike količine vode (25% ukupne potrošnje vode u svijetu i 50-80% potrošnje vode u industrijski razvijenim zemljama) i energije (16% od ukupne potrošnje energije u USA otpada na lanac snabdjevanja hranom). Najvažniji problemi vezani za održivost koji nastaju u lancu snabdjevanja hranom su: korištenje energije, nastajanje otpada, zagađenje vode i gasa, promjena klime, uticaj na biodiversitet, uticaj na kvalitet, bezbjednost, kvantitet i cijenu hrane, zapošljavanje i prava zaposlenih (Kramer i Meeusen, 2003). Prerada hrane, u ovom smislu, znači konzervisanje i mogućnost odgovarajuće distribucije i skladištenja prehrambenih proizvoda, ali i smanjenje ukupne količine otpadaka tokom upotrebe proizvoda.

Većina zemalja u svijetu nastoji da tokom lanca snabdjevanja hranom primijeni principe održivog razvoja, o čemu će biti riječi u nastavku. Poljoprivredna proizvodnja treba da se usmjeri u pravcu proizvodnje nutritivno vrijednih proizvoda sa što manjim intenzitetom korištenja prirodnih resursa. Prerađivačka industrija u svoj rad treba da uključi aktivnosti koje utiču na održivost (smanjenje otpada, prerada otpada, kompostiranje-pretvaranje u đubrivo, reciklaža i prerada uz minimalno korištenje vode i energije). Distribucija hrane, takođe mora biti efikasnija. Korist od održive prakse imaju, i u budućnosti će imati, društvo i životna sredina u globalnim razmjerama. Interes potrošača za održivu proizvodnju hrane je u porastu. Ovaj interes se ogleda, prije svega, u želji za unapređenjem ličnog zdravlja i zdravlja porodice. World Business Council for Sustainable Development (WBCSD, 2002) je u svoje kriterijume za finansiranje uveo ocjenu održivih praksi (incorporate sustainable practices) koje fabrike trebaju da ispune još u fazi projektovanja.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 9

Slika 7.1.1. Nastajanje otpada tokom lanaca snabdjevanja hranom (Grujić, 2011) Figure 7.1.1. Generation of waste in food supply chain

Prehrambena industrija je u svijetu grana koja zapošljava najveći broj radnika i

značajno doprinosi budžetu mnogih zemalja. U zemljama zapadnog Balkana (Srbija, Bosna i Hercegovina i Makedonija), koje su uključene u realizaciju ovog Tempus projekta proizvodnja i prerada hrane je strateški elemenat razvoja i kroz proizvodnju hrane i prodaju prehrambenih proizvoda na svjetskom tržištu, prije svega tržištu Evropske unije, zemlje ovog regiona vide svoju šansu za razvoj. U sistem proizvodnje hrane i gotovih prehrambenih proizvoda uključeni su primarni proizvođači u sektorima stočarstva, biljne proizvodnje i ribarstva i prerađivački sektor. Fokus analize u ovom poglavlju će najvećim dijelom biti usmjeren na prerađivački sektor. U Strategiji razvoja prehrambene industrije Australije naglašeno je da prehrambena industrija u Australiji zauzima značajno mjesto u globalnom sistemu proizvodnje prehrambenih proizvoda, pri čemu se ističe uloga održivih tehnologija u ostvarenju profita preduzeća (The Allen Consulting Group Pty Ltd., 2004). Tako, 45% maloprodajne potrošnje roba u Australiji odpada na hranu, dok se kroz izvoz hrane zaradi oko 22 milijarde dolara godišnje. Kao ključni u postizanju ciljeva strategije navode se sljedeća četiri područja djelovanja:

• razvoj nauka i tehnologija koje imaju uticaj na prehrambenu industriju • razvoj strategije međunarodnog tržišta hranom • obezbjeđenje boljeg poslovnog okruženja • održivost životne sredine.

Naravno da su navedene teme međusobno povezane. Teško je definisati pojam održivosti tako da sve strane budu zadovoljne i saglasane sa tim. Korisno je naglasiti više


10 _________________________________________________________________________

pitanja, koja ukazuju na zabrinutost u vezi sa rješavanjem sadašnje prakse, koja u budućnosti, ako se ne preduzmu ozbiljni koraci, najvjerovatnije neće biti održiva. Traže se odgovori na sljedeća pitanja: kako obezbijediti održivost biodiverziteta u uslovima sve veće poljoprivredne proizvodne (uzgoj domaćih životinja, biljna proizvodnja, ribarstvo), kako sačuvati vodne resurse i spriječiti zagađenje vode, šta raditi sa sve većom količinom različitih vrsta otpada, koje su mogućnosti prerade i reciklaže otpadaka iz prehrambene industrije i primarne poljoprivredne proizvodnje, kako povećati efikasnost korištenja energije (racionalno korištenje postojećih resursa, povećanje korištenja obnovljivih izvora energije i uticaj proizvodnje i korištenja energije na klimatske promjene i promjene vezane sa tim (iscrpljivanje neobnovljivih resursa, zagađenja vazduha, pojava smoga u gradovima i efekat staklene bašte itd), salinitet, racionalno korištenje zemljišta i degradacija rijeka i na kraju treba analizirati uticaj hemikalija na zagađenje okoline.To je preliminarna lista pitanja na koja treba dobiti odgovore u što kraćem roku.

Mnoga od ovih pitanja održivosti i zaštite životne sredine sve više se prepliću sa pitanjima koja se odnose na bezbjednost hrane, dobrobit životinja i uslove rada. Iako ovi faktori nisu tako čvrsto povezani sa održivosti kao prethodno navedeni, oni su pažnju potrošača skrenuli na industriju i njenu praksu. Sustainable Agri-Food Production i Consumption Forum of the United Nations Environment Program su utvrdili da se zagađenje i iscrpljivanje prirodnih resursa javlja u cijelom lancu proizvodnje hrane. Ovo je ilustrovano u tabeli 7.1.1. 7.1.3. Prerada hrane i nastajanje otpada

Food processing and generation of waste

Prerada hrane je velika privredna grana, koji se brzo razvija i ima veoma važnu ulogu u ekonomskom razvoju cijelog svijeta. Postoji više razloga koji daju važnost prehrambenoj industriji. Prvo, prehrambena industrija prerađuje sirovine proizvedene u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji (žitarice, voće i povrće, šećerna repa, kafa, kukuruz, soja, meso, mlijeko, jaja, riba) u nove proizvode neophodne u ishrani ljudi. Drugo, prehrambena industrija predstavlja granu privrede koja obezbjeđuje radna mjesta i zapošljava veliki broj ljudi. Treće, prije korištenja hrane od strane krajnjih potrošača, vrijednost poljoprivrednih proizvoda se tokom obrade u prehrambenoj industriji povećava, što doprinosi ukupnom ekonomskom razvoju.

U svim fazama rada procesi prehrambene industrije (od sirovina koje se eksploatišu i prerađuju u gotove proizvode do korištenja gotovih proizvoda od strane potrošača) na različite načine utiču na životnu sredinu. U skladu sa prirodom procesa, uticaj prerade hrane na prirodu se ogleda u stvaranju otpadnih materija, korištenju vode i upotrebi energije. Najveći dio otpadnih materija nastaje u toku primarne proizvodnje (oko 21% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja), dok u toku prerade nastaje značajno manja količina otpadnih materija (7% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja). U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada (tabela 7.1.2), zagađivača vode i zagađivača vazduha (prašina, isparljive organske materije i mirisne materije).

Tokom različitih postupaka u prehrambenoj industriji nastaju otpadne materije (wastes) i/ili sporedni - nusproizvodi (by-products). Određene vrste nastalih materija se mogu tretirati i kao otpadne materije i kao nusproizvodi. Na primjer, surutka nastaje u industriji prerade mlijeka tokom proizvodnje sira. Neki proizvođači sakupljaju nastalu surutku, a kasnije je ispuštaju u okruženje, dok drugi surutku koriste kao nusprodukt i iz nje daljnom preradom dobijaju cijeli niz veoma vrijednih prehrambenih proizvoda. Unutar sektora prehrambene industrije najveći proizvođači otpadnih materija su mljekare, konditorska industrija (kakao i proizvodi od šećera), procesi vrenja/destilacija i prerada mesa (Dieu, 2009).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 11

Tabela 7.1.1. Promjene i briga u vezi sa rješavanjem održivog razvoja

Table 7.1.1. Changes and concerns relating to the settlement of sustainable development

Tabela 7.1.2. Nastanak otpada u proizvodnji i preradi mesa Table 7.1.2. Generation of waste in meat production and processing

Izlazi Jedinica opterećenja Industrijski uticaj Čvrsti organski otpad kg/glavi goveda 58 Nus proizvodi za spaljivanje kg/glavi goveda 110 Čvrsti organski otpad kg/glavi svinja 2,2 Nus proizvodi za spaljivanje kg/glavi svinja 20,8 Sakupljena krv l/glavi goveda 10-20 Sakupljena krv l/glavi svinja 2-4

Ispuštanje otpadaka svih vrsta, uključujući i industrijski otpad sa visokim sadržajem

toksičnih materija i opasnih kontaminenata, u okolinu predstavlja opasan čin. To može imati velike posljedice po životnu sredinu. Na svu sreću, prehrambena industrija, po ovom kriterijumu spada u blage zagađivače, jer je sadržaj otrovnih materija u otpadnim vodama i emisiji gasova mali u poređenju sa hemijskom i drugim granama industrije.

Poznato je da otpadne materije koje su nastale u prehrambenoj industriji mogu da sadrže vrijedne sastojke, ali oni se ne koriste iz više razloga:

• u preduzećima nedostaje znanje o metodama izdvajanja vrijednih komponenti iz otpadnih materija,

• ekonomska dobit od ponovnog izdvajanje je veoma mala, • ne postoje osobe/institucije, koje žele kupiti nove proizvode, • nedostaju propisi i inicijative za ponovno izdvajanje i reciklažu proizvoda i na taj

način pružanje doprinosa očuvanju životne sredine,

• biodiverzitet - biljna proizvodnja, ribolov, ispaša, kao i mnoge druge čovjekove aktivnosti, koriste resurse iz ekoloških sistema, koji se ponekad predstavljaju kao mjesto i sistem sa velikim rizikom.

• voda i zagađenje vode – odgovorni su priznali da su vodni resursi u svijetu nedovoljni. • otpad i reciklaža – zbog zagađenja koja potiču iz proizvodnje i pakovanja hrane, potrošači

više godina javno postavljaju pitanja u vezi sa tim. Inicijative za reciklažu i korišćenje recikliranih materijala, dobija zamah, naročito u Evropi.

• energija, klimatske promjene i pitanja vezana sa tim - korišćenje energije je snažno vezano za zabrinutost zbog iscrpljivanja neobnovljivih resursa, zagađenja vazduha, pojave smoga u gradovima i efekta staklene bašte. Evropska iskustva sa kiselim kišama, staklenom baštom i sve veća zabrinutost, naglašavaju ovaj pokazatelj održivosti.

• degradacije rijeka i zemljišta, te porast saliniteta morske vode - u mnogim zemljama postoje pitanja vezana za ovu oblast, uključujući korišćenje đubriva, sječu šume, degradaciju zemljišta (što dovodi do značajne erozije i nastajanja urbane prašine.

• hemikalije i zagađenje – raste briga kod potrošača u vezi sa „prirodnim porijeklom“ prehrambenih proizvoda. Zapaža se rast potražnje organskih proizvoda i otpor ka korišćenju vještačkih đubriva, pesticida i podvrgavanje hrane drugim tretmanima tokom transporta, skladištenja i pripreme svježih proizvoda za prodaju). Povremeni događaji koji su u vezi sa aktivnostima u poljoprivredi, na primjer, cvjetanje algi, jačaju ove zahtjeve.


12 _________________________________________________________________________

• mali troškovi i kazne za odlaganje otpada, za preuzeća koja stvaraju otpad.

Kao što je rečeno,agregatno stanje otpadnih materija koje nastaju u toku prerade hrane može biti različito: tečne otpadne vode, čvrsti otpad i zagađeni vazduh. Otpadne vode sadrže biološke materijale i rastvorene materije (organskog i neorganskog porijekla); čvrsti otpad sadrži dijelove hrane i ambalažnih materijala; a emisija u vazduhu uključuje prašinu, lako isparljive komponente i mirisne komponente. U tabeli 7.1.3 je navedeno nekoliko primjera iz prehrambene industrije u kojima nastaju velike količine otpadnih materija. 7.1.3.1. Otpadne vode

Wastewater

U sljedećim tabelama (tabela 7.1.4, 7.1.5 i 7.1.6) prikazana je količina vode koja se troši tokom različitih operacija u fabrici za preradu mesa.

Tabela 7.1.3. Primjeri otpadnih materija u prehrambenoj industriji Table 7.1.3. Examples of waste materials in food industry

Otpadak ili nus-proizvod Količina Mogućnost prerade

Surutka iz proizvodnje sira 15 miliona t može se preraditi u nove

proizvode za ljude i životinje

Melasa iz rafinerija šećera Otpadne vode iz pivare 3-5 m3 /t piva Čvrsti otpad iz pivare (korovske biljke, sjeme, klice, hmelj, kvasac, staklo od polomljenih boca itd)

Otpadne vode iz industrije prerade mesa (sadrže krv, komadiće mesa, masnog tkiva, ekstrakt mesa, sadržaj crijeva i želuca, slama – posteljica, đubre, dlake, prašina, kontaminirana voda iz faza šurenja i salamurenja, sastojci alamure, konzervansi, alkalni deterdženti itd)

Tabela 7.1.4. Primjeri upotrebe vode u fabrici za preradu mesa (RAC/CP, 2006)1 Table 7.1.4. Examples of water use in meat processing plant

Proces % potrošnje vode Proces % potrošnje vode

Držanje u oboru 25 Pranje i čišćenje površina 10 Klanje i evisceracija 10 Pranje ruku, obuće, kecelja 7 Pranje polutki 20 Čišćenje fabrike 22 Držanje nusproizvoda (masti, proteini itd) 2 Servisi u fabrici (hlađenje,

topla voda itd) 4

Industrija prerade mlijeka zahtijeva velike količine higijenski ispravne vode (tabela 7.1.7). Ukupna količina vode koja se troši tokom različitih procesa prerade mlijeka višestruko prelazi količinu mlijeka koja se prerađuje. Obično ona se kreće između 1,3 i 3,3 l vode/kg

1RAC/CP. 2006. Pollution prevention in the Meat Processing industry in Mediterranean region, UNICEP/ MAP/ Regional activity centre for cleaning production/Ministry of the Enveronment Spain/ Gaverment of Catalonia


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 13

zapremljenog mlijeka, ali u nekim slučajevima može dostići i 10 l vode/kg zapremljenog mlijeka.

Tabela 7.1.5. Količine vode koje se koriste u industrijskim klanicama (RAC/CP, 2006) Table 7.1.5 The amount of water used in industrial slaughterhouses

Prosječna potrošnja vode (l/životinji) Goveče 500-1000 Svinja 250-550 Perad 8

Tabela 7.1.6. Potrošnja energije u klanicama goveda (RAC/CP, 2006)

Table 7.1.6. Energy consumption in cattle slaughterhouses

Aktivnost Udio korištenja (%)

Sistem za grijanje 13

Grijanje vode, ukupno 80

Voda 40o 5 C

Voda 60o 54 C

Voda 82o 21 C

Gubici energije 7

Tabela 7.1.7. Potrošnja vode u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.1.7. Water consumption in milk processing factories

Vrsta proizvodnog procesa

Nivo potrošnje

Tehnološke operacije sa najvećom potrošnjom Zapažanja

Proizvodnja sira Nizak Toplotna obrada Pakovanje

Proizvodnja pavlake i maslaca Nizak Pasterizacija pavlake

Bućkanje Ispiranje mlaćenice prije bućkanja

Proizvodnja jogurta Nizak - Najveća potrošnja tokom sekundarnih operacija

Proizvodnja sira Srednji Soljenje Upotreba salamure

Sekundarne operacije Visok Čišćenje i dezinfekcija Proizvodnja pare Hlađenje

Najveća potrošnja vode tokom ovih operacija

Otpadne vode nastaju u različitim procesima i međusobno se razlikuju zavisno od

vrste procesa. Kako navode WHO (1993) u procesima proizvodnje kvasca nastaje najveća količina otpadnih voda: oko 150 m3 otpadnih voda/t proizvoda, zatim u procesima destilacije alkohola (113 m3 otpadnih voda/t alkohola) i prerade karfiola (90 m3 otpadnih voda/t sirovine). Količina nastalih otpadnih voda u drugim procesima prehrambene industrije u prosjeku je sljedeća: prerada grepfruita 73 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada višnje u soku 20 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada masline 38,1 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada šljive 5 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada jagode 13 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada asparagusa 68,8 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada mrkve 12,1 m3 otpadnih


14 _________________________________________________________________________

voda/t sirovine, proizvodnja smrznutog kukuruza 13,3 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja konzervisanog kukuruza 4,5 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja sušenog povrće 22,1 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja sušenog luka 19,9 m3 otpadnih voda/t sirovine, konzervisanje luka 23,0 m3 otpadnih voda/t sirovine, sušenje gljiva 22,4 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja krompira 10 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja smrznutih proizvoda od krompira 11,3 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja osušenih proizvoda od krompira 8,8 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja konzervisanog špinata 37,6 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja smrznutog špinata 29,2 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja jestivih rafinisanih ulja 6,8 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja maslinovog ulja 57,5 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja brašna – nema, proizvodnja hljeba 0,11 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja gotovih jela 12 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja specijaliteta od mesa 10 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sosa od povrća 8,5 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja skroba 33 m3 otpadnih voda/t proizvoda, destilacija fermentisane melase 63 otpadnih voda/t alkohola, destilerije vina 36 otpadnih voda/t alkohola, proizvodnja soft pića 12,8 m3 otpadnih voda/t proizvoda, klanice 5,3 m3 otpadnih voda/t žive vage, prerada mesa i pakovanje 12,5 m3 otpadnih voda/t žive vage, prerada peradi 37,5 m3 otpadnih voda/1000 ptica, proizvodnja maslaca 2,6 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sira 7,7 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sladoleda 3,0 m3 otpadnih voda/t proizvoda.

Otpadne vode u klanicama i fabrikama za preradu mesa potiču iz više tehnoloških operacija: obori za držanje stoke, klaonice, rasijecanje, prerada mesa, prerada sekundarnih proizvoda (nus-proizvoda) i čišćenje opreme i prostorija. Kontaminenti iz obora za držanje stoke se nalaze u đubrivu i urinu, stočnoj hrani, prašini i sredstvima za pranje i dezinfekciju. Krv predstavlja najozbiljniji zagađivač koji nastaje u klaonici. Tokom prerade mesa do zagađenja vode može doći u više faza: salamurenje, fermentacija, dimljenje, kuvanje i konzervisanje. Nastale otpadne materije iz krvi, tkiva i masti putem cjevovoda se odvode do postrojenja za čišćenje.

Otpadne materije iz industrija prerade mlijeka predstavljaju vodeni rastvor mlijeka i proizvoda od mlijeka u kojem se nalaze rastvorene druge materije (deterdženti, sredstva za dezinfekciju, lubrikanti, hemijske materije koje su dodate tokom tretmana voda, pranja tankova itd).

Najveći dio otpadnih voda u industriji prerade voća i povrća potiče iz operacija pranja, sječenja, ljuštenja, vaganja, pranja konzervi, kuvanja i čišćenja postrojenja. Otpadne vode iz fabrika za proizvodnju biljnih ulja, koje nastaju tokom pranja i neutralizacije ulja, sadrže veliku količinu organskih materija, suspendovanih čestica, azota, ulja i masti i manju količinu rezidua pesticida. Najveći kvalitet imaju otpadne vode iz procesa proizvodnje piva. Zagađivači u ovim vodama su u principu samo organske materije koje su nastale tokom procesa prerade.

Uticaj otpadnih voda iz prehrambene industrije na okolinu najbolje se može pratiti preko nivoa biološke potrošnje kiseonika, koji zavisi od intenziteta rasta prisutih mikroorganizama (tabela 7.1.8). 7.1.3.2. Čvrsti otpad

Solid Waste

Čvrsti otpad iz različitih grana prehrambene industrije je prikazan u tabeli 7.1.9 (WHO, 1993). Veoma teško je utvrditi količinu čvrstog otpada koji nastaje u toku prerade hrane i odrediti metode za njegovo zbrinjavanje. U literaturi se najčešće navodi da se čvrsti otpad koristi u izradi stočne hrane. Cybulska (2000) navodi različite vrste čvrstog otpada nastalog tokom rada u prehrambenoj industriji sa prijedlozima za njegovo zbrinjavanje.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 15

Korištenjem naprednih metoda, moguće je izdvojiti određene sastojke čvrstog otpada i tako stvoriti pretpostavku za njihovo ponovno korištenje:

• jonskom izmjenom mogu se izdvojiti amikokiseline, kalijum, organske kiseline, fosfati i proteini,

• ultrafiltracijom se mogu izdvojiti molekule velike mase, na primjer proteini iz surutke,

• flokulacojom/precipitacijom mogu se oporaviti velike molekule proteina, na primjer u preradi mesa,

• reverznom osmozom se mogu oporaviti citrus proizvodi, • spray sušenjem tečnih proizvoda može se dobiti prah za ponovnu upotrebu (na

primjer, prah proteina krvi).

Tabela 7.1.8. Parametri kvaliteta otpadnih voda iz industrije prerade mesa Table 7.1.8. The parameters of waste water from meat processing industry

Polutant Jedinica Granične vrijednosti

pH pH 6-9 BOD mg/l 5 50 COD mg/l 250

Ukupni azot mg/l 10 Ukupni fosfor mg/l 2 Ukupne suspendovane materije mg/l 10

Ulje mg/l 50 Povećanje temperatura O <3C b Ukupne koliformne bakterije MPNa 400 /100 ml

Antibiotici Biće određen na osnovu specifičnog slučaja aMPN – najveći mogući broj b povećanje temperature između korištene vode i potencijalnih receptora vode

7.1.3.3. Zagađenje vazduha

Air pollution

Prema podacima WHO (1993), kao primarni zagađivači vazduha iz prehrambene industrije navode se suspendovane čestice (TSP), produkti sagorijevanja i isparljive organske materije (VOC). U produkte sagorijevanja se ubrajaju azotni oksidi (NOx), ugljen monoksid (CO), ugljendioksid (CO2) i oksidi sumpora (SOx). U tabeli 7.1.10 je prikazana količina gasova koji se emituju u vazduh iz tri procesa prerade hrane: dimljenje proizvoda od mesa, prženje mesa ribe i proizvodnja vina.

Čestice prašine najčešće potiču iz fabrika za preradu voća, povrća, uljarica i žitarica. Prašina nastaje u različitim fazama proizvodnje, kao što su pranje, ljuštenje, drobljenje, provjetravanje, mljevenje itd.

Ukoliko u mlinu za mljevenje pšenice ne postoje sistemi za prečišćavanje, količina ukupnih suspendovanih čestica može dostići vrijednost od 38 kg/t pšenice, 11,73 kg/t soje i 6,25 kg/t kukuruza. Drugi potencijalni zagađivači vazduha mogu biti proizvodnja skroba (4,0 kg/t), procesi sušenja (5,0 kg/t), te procesi čišćenja ciklona (2,6 kg/t).


16 _________________________________________________________________________

U nekim slučajevima prehrambena industrija može biti izvor buke i mirisa. Dimljenje mesa može biti problematično, dok se neprijatni mirisi najčešće emituju iz procesa prerade ribe ili iz procesa spaljivanja u kafilerijama. U nekim slučajevima mirisi koji se emituju iz fabrike (pržionice kafe, proizvodnja konditorskih proizvoda itd) mogu biti prijatni po okolinu.

Tabela 7.1.9. Čvrsti otpad iz procesa prerade u prehrambenoj industriji (WHO, 1993) Table 7.1.9. Solid waste from food processing industry (WHO, 1993)

Proces Jedinica mjere (JM)

Količina čvrstog otpada (kg/JM) Sastav otpada

Klaonice tona žive vage 35 Krv, nejestive iznutrice, dlake

Klanice peradi 1000 ptica 35 Perje, nejestivi dijelovi,

Pakeraj tona proizvoda 300 Kosti, nejestivi dijelovi mesa

Riba tona proizvoda 280 Nejestivi dijelovi ribe

Konzervisanje jabuka tona proizvoda 280 Sjemena loža, sjemenke, ljuska

Konzervisani kukuruz tona proizvoda 660

Konzervisane masline tona proizvoda 140

Konzervisane kruške tona proizvoda 290

Konzervisani krompir tona proizvoda 330

Konzervisani paradajz tona proizvoda 80

Skob tona proizvoda N/A Komadići kukuruza

Alkoholna destilacija tona proizvoda 300 Kom, oprema, konzerve

Tabela 7.1.10. Parametri zagađenje vazduha iz procesa prehrambene industrije Table 7.1.10 The parameters of air pollution from the process in food industry

Proces Jedinica mjere (JM)

TSP (kg/JM

CO (kg/JM)

VOC (kg/JM)

NOx (kg/JM)

H2S (kg/JM)

Dimljenje mesa t 0,15 0,30 0,18 58 Elektrostatsko dimljenje mesa t 0,15 0,0 0,075

Prženje mesa ribe tokom procesa konzervisanja

t 2,50 0,05

Proizvodnja vina m 3 0,35

7.1.4. Upravljanje otpadom

Waste management


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 17

Otpadom iz prehrambene industrije, koji je prethodno opisan, treba upravljati zbog sljedećih razloga a) smanjenje količine otpada, b) obnova resursa i njihovo ponovno korištenje i c) tretiranja i uklanjanja otpada. Pravilno upravljanje otpadom obezbjeđuje korist, koja ima mnogo šire rezultate od onih koji su usmjereni prema životnoj sredini. U korist treba obuhvatiti dodatnu uštedu, koja nastaje zbog smanjenja troškova i obnove resursa. Da bi došlo do smanjenja otpadnih materija potrebno je postupati na domaćinski način, pravilno koristiti opremu i planirati promjene u cilju povećanja efikasnosti. Domaćinsko poslovanje znači da su rukovodstvo i zaposleni u preduzeću marljivi tokom ispunjenja zakonskih propisa koji se odnose na zaštitu životne sredine. Unapređenje sistema upravljanja sirovinama i zalihama proizvoda, smanjenje gubitaka sirovina i proizvoda, te obrazovanje zaposlenih mogu biti veoma efikasne mjere domaćinskog poslovanja. Kao primjer domaćinskog poslovanja može se navesti postupak tokom odmrzavanja mesa. Poznato je da prilikom odmrzavanja iz mesa curi tečnost u kojoj se nalazi krv. Krv koja curi, pada na pod i prlja ga, što kasnije zahtijeva intenzivno pranje i upotrebu velike količine vode, sredstava za pranje i dezinfekciju. Na ovaj način se povećava količina otpadnih voda koje je u kasnijim fazama rada potrebno prečistiti i iz njih ukloniti prisutne kontaminente (krv i druge materije). Jednostavnom upotrebom posude za prikupljanje krvi, koja se stavlja ispod mesa koje se odmrzava, preduzeće za preradu mesa, može spriječiti ulazak značajne količine kontaminenta (krvi) u vodu, odnosno obezbijediti da se značajno manja količina otpadne vode treba na kraju procesa podvrći tretmanu prečišćavanja. Samo zbog pravilnog upravlja opremom i primjenom inovacija u procesu rada, koje utiču na smanjenje otpada, preduzeće može smanjiti troškove za 20-30%. Statistički podaci pokazuju da preduzeća u mesnoj industriji zbog neefikasnosti na liniji pakovanja gube do 4% vrijednosti proizvoda, ili zbog neefikasnog sistema kontrole procesa rada do 5%.

U metode za smanjenje količine nastalog otpada ubrajaju se: reciklaža, dorada (oporavak) proizvoda i ponovna upotreba. Dieu (2009) navodi više primjera u prehrambenoj industriji, tokom kojih se proizvodi mogu ponovo upotrijebiti na jedan od navedenih načina i time se mogu smanjiti troškovi otpada i ukupni troškovi poslovanja preduzeća. Melasa je nus-proizvod u procesu proizvodnje šećera, ali se ona može upotrijebiti na više načina. Korištenje melase u proizvodnji stočne hrane je poznato više decenija. Specijalisti ishrane domaćih životinja tvrde da se na ovaj način poboljšava nutritivna vrijednost stočne hrane, što se veoma pozitivno odražava na stanje krava i na proizvodnju mlijeka.

Otpadne materije iz procesa prerade voća i povrća su biorazgradive. Zbog toga se koriste kao sirovine za kompostiranje ili proizvodnju biogasa. Više istraživača se bavilo mogućnošću iskorištenja otpada iz procesa proizvodnje kafe. Date su sljedeće preporuke: korištenje ostataka kafe kao goriva, kao đubriva, kao sastojka stočne hrane, kao nosača insekticida i herbicida, kao podloge za uzgoj gljiva itd. Čini se, ipak, da je najbolje koristiti ostatke kafe u proizvodnji goriva. Na ovaj način se dobija gorivo koje ima veću energetsku vrijednost od drugih vrsta biogoriva. Direknom sagorijevanju se mogu podvrći čestice kafe vlažnosti oko 50% ili se čestice kafe prvo osuše (na 30% vlage) i nakon toga spaljuju.

Dorada i ponovna upotreba otpadnih materija podrazumijeva uključenje u proces dodatnih tehnoloških operacija: separacija, koncentrisanje (centrifugiranje ili filtracija), konverzija (biološka ili hemijska) i minimiziranje (biodegradacija). Dodatni koraci u procesu proizvodnje mogu značiti povećanje troškova, nove potrebe za energijom i drugim inputima, zbog čega je potrebno uporediti navedene troškove sa koristi koja se može dobiti na kraju.

Celulozni materijali ostaju kao otpad u različitim granama prehrambene industrije. Ovi materijali se mogu fermentacijom prevesti u šećere, a šećeri se mogu upotrijebiti u izradi različitih gotovih proizvoda (etanol, organske kiseline, specijalne vrste ulja). Anaerobni fermentori se koriste često za smanjenje otpada u prehrambenoj industriji. Kao finalni


18 _________________________________________________________________________

proizvodi ovog procesa nastaju proizvodi koji se mogu upotrijebiti u različite svrhe (metan za proizvodnju energije, specijalne hemikalije - esteri i sastojci hrane - organske kiseline). Metan proizveden na ovaj način predstavlja visokokvalitetno gorivo.

Prevođenje nus-proizvoda prehrambene industrije u gorivo ima višestruku korist. Otpadne materije se pretvaraju u korisne materije. Dobija se energija. Otpadne materije se prevode u biodizel, koji je generalno manji zagađivač od dizela dobijenog iz nafte. Biodizel je proizvod koji može zamijeniti dizel za pokretanje motora. (Biodizel je proizvod koji se može dobiti iz drugih biomaterijala, kao što su skrob i šećeri ili lipidi. U tom cilju se uzgajaju kukuruz i uljana repica, koji su prevashodnonamjeni za proizvodnju bioetanola, ali se njihovom preradom može dobiti butanol, odnosno biogorivo).

50-60% otpadnih voda iz prehrambene industrije se može ponovo upotrijebiti. Prije ponovne upotrebe voda se mora na odgovarajući način obraditi. Postoji više načina da se to postigne, o čemu postoji dovoljno informacija u specijalizovanoj literaturi na našem i na engleskom jeziku. 7.1.5. Korištenje energije u prehrambenoj industriji

Energy use in food industry

Različite vrste energije se koriste u prehrambenoj industriji (tabele 7.1.11 i 7.1.12). Troškovi energije u prehrambenoj industriji su manji od troškova sirovina (4,5% od ukupnog troška sirovina u preradi voća i povrća), ali povećanje cijene energije utiče na to da ona u ukupnim troškovima zauzima sve značajnije mjesto. Velike kompanije u svijetu intenzivno rade na smanjenju utroška energije, a time i troškova (na primjer, PepsiCo je tokom 1999. godine smanjila potrošnju energije za 21%). Korištenje obnovljivih izvora u proizvodnji energije i korištenje sirovina koje ne stvaraju gasove staklene bašte, dodatno motivišu napore koje čine preduzeća u prehrambenoj industriji za unapređenje energetske efikasnosti i traženje novih izvora energije.

Najveći potrošači energije u prehrambenoj industriji su: mlinovi za mljevenje kukuruza, proizvodnja šećera iz šećerne repe, mlinovi u fabrikama za proizvodnju ulja iz soje, proizvodnja pića na bazi slada, fabrike za preradu i pakovanje mesa, konzervisanje voća i povrća, smrzavanje voća i povrća, proizvodnja hljeba, keksa i srodnih proizvoda (ICF, 2007). Procesi zagrijavanja i sistemi za hlađenje troše velike količine energije. 75% energije u fabrikama za preradu hrane troše sistemi hlađenja i grijanja. Osim toga, energija (12%) u prehrambenoj industriji se troši na pokretanje različitih mašina (pumpe, konvejeri, mikseri, drobilice, ventilatori, sušilice, propeleri), te na ventilacione sisteme i osvjetljenje oko 8% (ICF, 2007).

Potrošnja energije tokom uobičajenih procesa prerade ribe varira od 15 do 2300 MJ/t sirovine zavisno od procesa. Izrada gotovih jela od mesa ribe zahtijeva do 2300 MJ/t sirovine, a izrada ribljih filea samo 18 MJ/t sirovine.

Početno hlađenje, prerada i skladištenje u rashlađenom stanju svježeg voća i povrća zahtijevaju veliku količinu energije. Drugi postupci tokom prerade voća i povrća nisu toliko zahtjevni za energijom (tabela 7.1.13) i kreću se od 0,5 do 30 kVh/t smrznutog povrća. Ukupni uticaji na životnu sredinu od upotrebe energije se mogu smanjiti, što je važno kada se poizvodnja analizira iz ugla održivosti. Na primjer, otpadne materije se mogu iskoristiti kao obnovljivi izvor energije. Prvi korak da se ovo poboljšanje uradi jeste da se procijeni potrošnja energije. Ovo postaje važno kada su u pitanje bilo kakve promjene tokom provođenja operacija i osiguranje da je poređenje između troškova i koristi povoljano/pozitivno.

Tabela 7.1.11. Oblici energije koji se najviše koriste u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002)


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 19

Table 7.1.11 The forms of energy that are mainly used in milk processing factories

Vrsta energije Operacija gdje se najviše koristi Oprema Toplotna energija

Proizvodnja pare i tople vode, pranje Pasterizatori/sterilizatori, CIP sistem

Hlađenje, osvjetljenje, ventilacija, pokretanje opreme

Električni uređaji (pumpe, mikseri), osvjetljenje

Tabela 7.1.12. Potrošnja energije u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.1.12. Energy consumption in milk processing factories


Nivo potrošnje


Mlijeko Visok

Filtracija/Čišćenje, Obiranje/Standardizacija, Toplotna obrada, Homogenizacija Pakovanje

Najveća potrošnja tokom toplotne obrade mlijeka

Pavlaka i maslac Srednji Pasterizacija, Deodorizacija, Zrenje, Bućkanje, Pakovanje

Najveća potrošnja elektične energije za pokretanje mašina

Jogurt Nizak Inkubacija, Pakovanje Električna energija za pokretanje mašina i grijanje tokom inkubacije

Sir Srednji

Koagulacija, Sječenje, Oblikovanje-presovanje, Sušenje, Zrenje

Sekundarne operacije Visok Čišćenje i dezinfekcija,

Hlađenje

Toplota se koristi tokom operacija čišćenja, a električna energija najviše tokom hlađenja

Program koji se primjenjuje u SAD (Masanet, 2007) sugeriše da se energetska efikasnost u prehrambenoj industriji uradi na četiri nivoa:

1. na nivou komponenti i nivou opreme, energetska efikasnost može poboljšati redovno preventivno održavanje, pravilan rad i zamjenu starih komponenti i opreme sa efikasnijim modelima (tj. efikasnijim motorima) ako je potrebno,

2. na nivou procesa, procesna kontrola i optimizacija trebaju biti sprovedene tako da se osigura da se proizvodne operacije provode uz maksimalnu efikasnost,

3. na nivou objekta/zgrade, osvjetljenje, grijanje i hlađenje prostora mogu biti unapređeni dok se ukupni inputi energije u objektu minimiziraju kroz procese integracije i kombinovanja sistema za hlađenje i sistema za zagrijavanje,

4. na nivou organizacije, implementacija sistema upravljanja energijom treba da obezbijedi jaku mrežu postojećeg monitoringa energije, ciljeva politike, uključenosti zaposlenih i konstantnih unapređenja.

Tabela 7.1.13. Izvori i korištenje energije u prehrambenoj industriji

Table 7.1.13. Sources and use of energy in food industry


20 _________________________________________________________________________

Ulaz po jedinici proizvoda Jedinica opterećenja Industrijski uticaj

Potrošnja energije (benzin i električna struja)

kWh/t goveđih trupova 90-1094 kWh/t svinjskih trupova 110-760

kWh/t sirovina 400-650 (sirovi materijal)

570 (vlažni materijal)

Potrošnja vode po jedinici proizvoda

m3 1,62-9 (goveda) /t polutki

1,6-8,6 (svinje) m3 0,5-1 (spaljivanje) /t sirovine

Materijali Sadržaj deterdženta kg/t goveđig polutki 0,2

Integrisani sistem ponovnog korištenja toplote može obezbijediti uštedu drugih sredstva radi povećanja energetske efikasnosti. McCain Foods, najveći proizvođač smrznutog pomfrit krompira, je 1995. godine instalisao integrisani sistem. Obnovljena toplota se koristi za zagrijavanje vazduha za sušenje čipsa i za obezbjeđenje toplote za blanširanje krompira. 7.1.6. Opšti pristup u upravljanju EHS pitanjima tokom projektovanja objekata prehrambene industrije

The general approach to managing EHS issues during the design of facilities of food industry

World Bank group i International Finance Corporation su razvile Environmental, Health, and Safety (EHS) Guidelines (IFC, 2011), u cilju pružanja pomoći investitorima prilikom izrade projekta gradnje novih i rekonstrukcije postojećih objekata, koji će ispuniti sve zahtjeve vezane za životnu sredinu, radnu sredinu i bezbjednost proizvoda.

Smjernice za životnu sredinu, zdravlje i bezbjednost (EHS) su tehnički dokumenati koji se zasnivaju na opštim i specifičnim primjerima Dobre međunarodne prakse u industriji (GIIP)2

Primjenljivosti određenih tehničkih preporuka treba da se zasniva na stručnom mišljenju kvalifikovanih i iskusnih osoba. Kada se propisi neke zemlje razlikuju od nivoa i mjera predstavljenih u EHS smjernicama, od projekata se očekuje da primijeni strožije odredbe. Ako se koriste mjere koje su manje stroge od nivoa datih u Smjernicama EHS, onda se primjenjuju smjernice. S obzirom na okolnosti konkretnog projekta, potrebno je potpuno i detaljno obrazložiti sve predložene alternative kao dio specifičnih lokalnih uticaja na životnu

. EHS smjernice sadrže nivoe performansi i mjera za koje se smatra da se mogu postići u novim objektima uz korištenje postojećih tehnologija i uz razumne troškove. Primjena smjernica za EHS u postojećim objekatima može obuhvatiti uspostavljanje specifičnih ciljeva na datoj lokaciji uz planiranje vremena za njihovo postizanje. Primjenljivost EHS smjernica treba da bude prilagođena opasnostima i rizicima koji se odnose na svaki projekat/objekat do kojih se došlo na osnovu procjene zaštite životne sredine u kojoj se nalazi objekat u kontekstu zemlje domaćina, kapaciteta životne sredine da prihvati otpadne materije, kao i drugih faktora, koje projekat treba uzeti u obzir.

2Dobra međunarodna praksa u industriji (GIIP): GIIP se definiše kao ostvarivanje profesionalne vještine, savjesnosti, razboritosti i predviđanja koja se na globalnom nivou sa razlogom očekuju od kvalifikovanih i iskusnih profesionalaca angažovanih u istim preduzećima pod istim ili sličnim uslovima. Okolnosti koje mogu analizirati obučeni i iskusni profesionalaci, kada procijenjuju obim preventivnih mjera i kontrole postrojenja koja vrše zagađenje, mogu da obuhvatate, ali nije ograničeno samo na, različite nivoe ekološke degradacije i zaštite životne sredine, asimilativni kapacitet sredine, kao i nivoe finansijske i tehničke izvodljivosti.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 21

sredinu. Ovo opravdanje bi trebalo da pokaže da je izbor nivoa performansi u suštini izbor, koji štiti ljudsko zdravlje i životnu sredinu.

Primjena ovih smjernica u postojećim objekatima može da se odnositi na postavljanje specifičnih ciljeva, sa odgovarajućim redoslijedom za postizanje. Primjenljivost EHS smjernica se odnosi na prilagođenje na opasnosti i rizike, koji su, na osnovu rezultata ekoloških mjerenja, uspostavljeni za svaki projekat sa specifičnim promjenljivim (uključujući kontekst zemlje domaćina, asimilativan kapacitet životne sredine i druge faktora projekata). Primjenjivost određenih tehničkih preporuka treba da se zasniva na stručnom mišljenju kvalifikovanih i iskusnih osoba.

Opšte smjernice (EHS) sadrže četiri poglavlja: životna sredina, zaštita zdravlja i bezbjednost na radu, javno zdravlje i bezbjednost, izgradnja i prestanak rada industrijskog objekata. Peto poglavlje se odnosi na reference koje su korištene tokom izrade smjernica i listu dodatne literature. Tokom analize uticaja na životnu sredinu u prvom poglavlju je potrebno obuhvatiti analizu sljedećih faktora: zagađenje i kvalitet vazduha, uštedu energije, količinu i kvalitet otpadnih voda, uštedu vode, upravljanje opasnim materijama, upravljanje otpadom, buku, kontaminaciju zemljišta itd. U okviru drugog poglavlja treba analizirati pitanja koja se odnose na: projektovanje fabrika i postrojenja, obrazovanje zaposlenih, biološke, hemijske, fizičke i radioaktivne hazarde, lična zaštitna sredstva i monitoring. Kada je u pitanju javno zdravlje i bezbjednost, uticaj industrijskih objekata se odnosi na: kvalitet vode za piće i njenu dostupnost, sigurnost infrastrukture, protivpožarnu zaštitu, bezbjednost u saobraćaju, prevoz opasnih materija, sprečavanje pojave bolesti, hitnu službu i dostupnost. Tokom početka rada i prestanka sa radom industrijskog objekta potrebno je analizirati i naći rješenja na pitanja vezana za životnu sredinu, zaštitu na radu i javno zdravlje i bezbjednost.

Efikasno upravljanje životnom sredinom, zdravljem i bezbjednosti (EHS) podrazumeva uključivanje EHS u analizu na nivou poslovnih procesa u organizaciji. On ima hijerarhijski pristup koji uključuje sljedeće korake:

• identifikovanja EHS hazarda3 sa povezanim rizicima4

• uključivanje EHS eksperata, koji imaju iskustvo, stručnost i obuku neophodnu za procjenu i upravljanje EHS uticajima i rizicima, u realizuju upravljanja životnom sredinom, uključujući pripremu projekata ili pripremu specifičnih planova aktivnosti i procedura, koje sadrže tehničke preporuke prikazane u ovom dokumentu, a koje su relevantne za projekat.

što je ranije moguće tokom izrade projekta industrijskog objekta ili projektnog ciklusa, uključujući EHS razmatranje u procesu odabira lokacije, dizajna proizvodnog procesa, procesa inženjerskog planiranja za kapitalne zahtjeve, izrade radnih naloga, promjene u objekatu ili rasporedu unutar objekta i tokom izmjene plana i rasporeda rada u samom procesu.

• razumijevanje vjerovatnoće pojavljivanja i intenziteta EHS rizika, zasniva se na: prirodi projektnih aktivnosti, kao što su pitanja a) da li će projekat generisati

značajne količine emisije ili otpadnih voda ili b) da li su u projekat uključene opasne materije ili procesi;

potencijalnim posljedicama za radnike, zajednicu, ili životnu sredinu, ako se sa opasnostima ne upravlja na adekvatan način, što može zavisiti od udaljenosti projektnih aktivnosti od ljudi ili resursa životne sredine.

• prioritetima strategije upravljanja rizicima u cilju smanjenja rizika po zdravlje ljudi i okolinu, fokusirajući se na sprečavanju nepovratnog i/ili značajnog uticaja.

3 “Prijetnje za ljude i ono što je njima vrijedno” 4 “Kvantitativna mjera posljedica neke opasnosti, obično izražena kao vjerovatnoće da se doživi štete


22 _________________________________________________________________________

• favorizovanju strategija, koje eliminišu uzroke nastajanja opasnosti (na primjer, izbor manje opasne materija ili procesa).

• kada nije moguće izbjeći pojavu nekog uticaja, angažovanje inženjera i menadžmenta treba da utiče na smanje i/ili minimiziranje mogućnosti i veličine neželjenih posljedica (na primjer, kontrolom zagađenja treba da se smanji uticaj emitovanog zagađivača na radnike ili okruženje).

• priprema radnika i lokalne zajednice da preduzmu odgovarajuće mjere u slučaju bilo kakve nesreće u fabrici, uključujući pružanje tehničkih i finansijskih resursa za efikasno i bezbjedno upravljanje događajima i osiguranje bezbjednog stanja na radnom mjestu i zajednici.

• poboljšanje performansi kroz kontinuirano praćenje performansi kapaciteta industrijskog postrojenja i efektivne odgovornosti.

Kada je u pitanju zagađenje vazduha, ove smjernice se odnose na industrijske objekte ili projekte koji generišu emisiju u vazduh u bilo kojoj fazi životnog ciklusa projekta. Smjernice pružaju informacije o uobičajenim tehnikama za upravljanje emisijom, koje se mogu primijeniti na niz industrijskih sektora. Ovo uputstvo obezbjeđuje pristup upravljanju značajnim izvorima emisije, uključujući i posebne smjernice za procjenu i praćenje uticaja. Ono, takođe, obezbjeđuje dodatne informacije o pristupima upravljanju emisijom u projektima, koji se nalaze u oblastima lošeg kvaliteta vazduha, gdje može biti neophodno da se uspostave specifični standardi emisije.

Do emisije zagađivača vazduha može doći tokom različitih aktivnosti u toku izgradnje, rada i završetka projekta. Ove aktivnosti se mogu kategorizovati na osnovu prostornih karakteristika izvora, uključujući mjesto/izvor nastanka emisije i pokretne izvore emisije, te faze u procesu tokom kojih nastaje emisija (procesi sagorijevanja, materijali za skladištenje ili drugi procesi unutar specifičnih sektora prehrambene industrije). Tamo gdje je moguće, kroz projekat je potrebno izbjeći, smanjiti i kontrolisati negativni uticaj kontaminenata iz vazduha na zdravlje ljudi, bezbjednost i okolinu. Tamo gdje navedeno nije moguće realizovati, kombinacijom više faktora (efikasno korišćenje energije, promjene u procesu, izbor goriva i drugih materijala koji će smanjiti emisiju kontaminenata u vazduh, primjena tehničkih postupaka za smanjenje emisije i dr) treba preduzeti efikasne mjere upravljanja koje se odnose na nastajanje i oslobađanje emisija bilo koje vrste. Izabrane preventivne i kontrolne tehnike u sebi mogu da sadrže jednu ili više metoda zavisno od zahtjeva datih u propisima, značajnosti izvora, udaljenosti izvora koji emituje kontaminent od drugih izvora, položaj osjetljivih receptora, postojećeg kvaliteta vazduha, kao i potencijala za degradaciju kontaminenta iz predloženog projekta, tehničke izvodljivosti i isplativost u odnosu na dostupne opcije za prevenciju, kontrolu i oslobađanje emisija.

Pored opštih, date su i specifične smjernice za određene procese ili određene grane industrije. Tako, EHS smjernice za preradu mesa sadrže informacije relevantne za preradu mesa, sa fokusom na klanje goveda, svinja i preradu i to u svim fazama od prijema životinja do oblikovanja trupova koji su spremni za prodaju ili dalju obradu. Ovaj dokument se odnosi i na objekte koji pružaju jednostavne oblike prerade nus-proizvoda od mesa (IFC, 2011b). Ovaj dokument je organizovan kroz sljedeća poglavlja: specifični ulazi i upravljanje u odgovarajućoj vrsti industrije, performanse indikatora i monitoring, reference i kratak opis aktivnosti u industriji.

7.1.7. Problemi u prehrambenoj industriji koje je potrebno riješiti primjenom održive tehnologije

Problems in the food industry that need to be resolved by applying sustainable technologies


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 23

Poljoprivreda i proizvodnja hrane emituju 10-12% od ukupne količine gasova staklene bašte. Stočarstvo je odgovorano za četiri petine te emisije, koja uključuje emisiju metana (efekat staklene bašte jači od uticaja CO2

• 14% potrošnje energije i 7 miliona tona emisija ugljendioksida godišnje,

), a emituju ga preživari. Promjena načina korišćenja zemljišta, uključujući krčenje šuma za stočarsku proizvodnju, dodatno utiče na povećanje emisije. Ekonomsko bogaćenje i porast standarda stanovništva utiče na povećanje potrošnje mesa. Stručnjaci prognoziraju da će se u budućnosti stočarska proizvodnje dramatično povećati kako bi se zadovolja sve veća potražnja potrošača.

U vladinoj strategiji održivog razvoja Velike Britanije svim ključnim sektorima privrede značajna uloga je data održivom razvoju. U tom poslu treba da učestvuju prehrambena industrija i proizvodnja hrane u cjelini. Prema zvaničnim podacima, prehrambena industrija u Velikoj Britaniji učestvuje sa:

• 10% nastanka industrijskog i komercijalnog otpada, • 10% ukupne potrošnje vode iz javnog snabdevanja za upotrebe industrije, • 25% kilometara pređenih od strane svih vozila HGV u Velikoj Britaniji, • 12,5% zaposlenih u Velikoj Britaniji.

Pored toga, Strategija nudi hranu i informacije, koje će pomoći korisnicima da

konzumiraju zdravu hrane i primjenjuju uravnoteženu ishranu. Povećanje broja oboljelih od b

Prema studijama o uticaju proizvoda na životnu sredinu, koje su provedene u EU, proizvodnja i potrošnja hrane stvaraju 22-31% od ukupne količine gasova staklene bašte. To je poznato pod nazivom otisak ugljen-dioksida koji potiče od hrane (carbon footprint). Meso i proizvodi od mesa su najveći izvor ugljen-dioksida, zatim slijede mlijeko, maslac i sir. Procjenjuje se da su potrošnja mesa i mliječnih proizvoda odgovorni za 14% od ukupnog uticaja Evrope na globalno zagrijevanje (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011a). Najmanji otisak ugljenika potiče iz namirnica biljnog porijekla, kao što su svježe povrće, brašno, žitarice i hljeb.

Carbon footprint, koji potiče od školjki dosta varira – jastog i smrznuti oljušteni račići su najveći „grešnici“ od plodova mora, dok su dagnje ekološki najviše prihvatljive. Svježa riba list ima sličan otisak ugljendioksida kao piletina ili svinjsko meso,dok svježi bakalar ima manji carbon footprint od njih.

olesti srca, dijabetesa, nekih vrsta raka i drugih bolesti povezanih sa prekomjernom ishranom, unosom velike količine masti, te smanjenjom fizičkom aktivnosti, se zapažaju u nekim zemljama sa niskim i srednjim standardom.

Smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte u proizvodnji hrane i poljoprivrednom sektoru može da pomogne da se spreče klimatske promjene i smanji opterećenje ishemijske bolesti srca. Provedeno istraživanje (WHO, 2011) identifikuje nekoliko promjena koje se provode u poljoprivrednoj praksi da se smanji ova emisija: veća efikasnost u stočarstvu, sakupljanje veće količine ugljenika kroz promjene u načinu korišćenja zemljišta, bolje korištenje đubriva i manja zavisnost od fosilnih goriva. Ove četiri aktivnosti su neophodne, ali vjerovatno neće biti dovoljne za zadovoljenje postavljenog cilja da se do 2030. eliminiše efekat staklene bašte. Studija pretpostavlja da će to smanjenje dovesti do sličnog pada potrošnje mesa i mliječnih proizvoda. Studija je ukazala na dodatne zdravstvene probleme, kao što su gojaznost i pojava raka, koji su povezani sa ishranom, tako da bi dobit za zdravlje mogla biti još značajnija. Trgovina stokom je globalna i predložena politika može imati svoju punu snagu samo ako se primjenjuje u cijelom svetu. Zbog trenutne nejednakosti u dostupnosti prehrambenim proizvodima, politika u sektoru poljoprivrede treba da obezbijedi uslove koji će omogućiti ispunjenje nutritivnih potreba cjelokupne populacije stanovništva u svijetu.


24 _________________________________________________________________________

7.1.8. Ocjenjivanje životnog ciklusa proizvoda The assessment of product life cycle

„Otisak ugljenika“ (carbon footprint) koji potiče od hrane je određen procjenom životnog ciklusa. Određivanjem carbon footprint određene vrste hrane procjenjuje se njen uticaj na klimu u svim fazama proizvodnog lanca „od kolijevke pa do groba“. Drugim riječima, procjena ne uključuje samo uticaje koji potiču iz primarne proizvodnje na klimu na samoj farmi, već u obzir uzima i uticaj na klimu svih ulaznih komponenti (na primjer, uvezena hrane i đubriva) i izlaznih komponenti (na primjer, prodaja stajnjaka drugoj farmi), kao i transport, prerada (sječenje, grijanje, zamrzavanje, itd) i pakovanje.

Uticaj hrane na klimu se može smanjiti, ako se manje jede meso, a više povrće. Više gasova staklene bašte se emituju u proizvodnji hrane životinjskog porijekla nego u proizvodnji namirnica biljnog porijekla. Meso ima najveći uticaj na klimu - posebno goveđe meso, koje ima 4-8 puta veći uticaj na klimu od svinjskog ili pilećeg mesa. Mlijeko ima najmanji uticaj na klimu od svih proizvoda životinjskog porijekla. Uticaj divljih riba u velikoj mjeri se može pripisati utrošku goriva tokom procesa intenzivnog ribolova. Međutim, uticaj na klimu jednog kg mesa divljeg bakalara je uvijek niža od uticaja koji ima jedan kg piletine. Ostali faktori, kao što su zamrzavanje, znatno povećavaju uticaj na klimu. Gajenje povrća i krompira na otvorenom imaju najmanji uticaj na klimu po kg proizvoda.

U više studija o uticaju proizvodnje hrane na klimu date su preporuke za pravilnu (zdravu) ishranu. Međutim, trenutni podaci o oslobađanju ugljenika nisu dovoljno detaljani da pruže autoritativnu osnovu za davanje savjeta za ishranu iz ugla klimatskih promjena. Jedan broj nutricionista-ekologa se zalaže za poštovanje krilatice „Climate-friendly food is healthy food“.

Prema podacima iz danske Agencije za zaštitu životne sredine, 89% od svih otpadaka hrane u Danskoj potiče iz domaćinstva (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011a). Domaćinstvo baca 10-20% od ukupne količine kupljene hrane, pri čemu se najveći dio odnosi na meso i mliječne proizvode (18-20% ovih proizvoda završava u kanti za smeće). Agencija smatra da domaćinstva trebaju pomoć kod planiranja tokom kupovine i savjete koji će pomoći oko izrade menija i smanjenja rasipanja (bacanja) hrane. Boljem planiranju kod kupovine hrane sinergetsko djelovanje može imati smanjeno korištenje privatnog prevoza prilikom odlaska ukupovinu.

7.1.9. Poljoprivreda i adaptacija na promjene klime u budućnosti

Agriculture and adaptation to climate change in the future

Genetski modifikovane (GM) biljke imaju bolja svojstva od kultivisanih biljaka u odnosu na nepovoljno djelovanje klimatskih uslova u kojima biljka raste. Pored toga, genetski inženjering je omogućio proizvodnju usjeva koji se bolje i lakše prilagođavaju promjeni klimatskih uslova, tj. usjeva koji mogu da izdrže više temperature i sušu i više su otporni na rizik od napada štetočina i bolesti (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011b). Postoje prognoze prema kojima ćekao rezultat globalnih klimatskih promjena, doći do promjene klime u sjevernoj Evropi, koja će u narednim decenijama biti toplija i vlažnija. Prvi znaci tih promjena su vidljivi u danska poljoprivredi:

• značajano je prošireno područje na kojem se proizvodi kukuruz • u Dansku je stigla bolesti stoke poznata kao plavi jezik, a od koje ranije nije

obolijeva stoka • prošireno je područje na kojem raste biljka ambrozija, poznata kao biljka koja

izaziva alergenske reakcije kod većine ljudi.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 25

Danska poljoprivreda od klimatskih promjena će vjerovatno do određenog stepena imati koristi. Proračuni pokazuju da će toplija klima i povećan sadržaj CO2 u atmosferi do 2050. godine, zbog produžene sezone vegetacije, vjerovatno uticati na povećanje prinosa mnogih usjeva za 10-15%. Nove mogućnosti će pružiti osnovu za nastavak intenzivne poljoprivredne proizvodnje. Sa druge strane, porast prinosa u proizvodnji usjeva će vjerovatno povećati potrebe za azotom. Ovo podrazumijeva povećanje rizika od emisije štetnih gasova i hranljivih materija u vodenu sredinu. Toplija i vlažnija klima će, takođe, imati uticaj na zaštitu biljaka, kao i pojavu novih bolesti i oštećenja jer će tražiti upotrebu veće količine pesticida. Domaće životinje i ribe se mogu prilagoditi toplijoj klimi. Međutim, toplija klima će uticati na širenje novih bolesti životinja, kojima trenutno obolijevaju životinje u južnijim dijelovima Evrope, i njihovo proširenje na sjeverni dio Evrope Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011b. Štetočine mogu da predstavljaju povećani rizik. Ovo se, takođe, odnosi na bakterije (salmonele, Campilobacter) i druge bolesti koje inficiraju ljude i životinje. To će doprinijeti učestalosti infekcije salmonelom i Campilobacter-om kod životinja i ljudi u nordijskim zemljama, posebno tokom letnjih meseci. Ovo se može desiti iz zbog

• povećana učestalost infekcija u primarnoj proizvodnji nekoliko razloga:

• češće narušavanje “hladnog lanca”, što može dovesti do povećanja broja bakterija u hrani

• zbog toplijeg ljeta, duža sezona korištenje roštilja za pripremu jela • toplija i vlažnija klima utiče na povećanje broja muva (i drugih insekata), koje

prenose zarazne bolesti. U toplijoj klimi, veći broj mikro-organizama je prisutan u hrani i ima bolje uslove za preživljavanje. To znači da su mikororganizmi u stanju da brže rastu i dostignu nivo koji prouzrokuje bolest kod ljudi. Međutim, virusi koji obično žive u hladnijim uslovima, kao što su rotavirusa, će teže opsti u novonastalim klimatskim uslovima.

7.1.10. Prepreke za prihvatanje prakse održivosti (sustainable practices) u prehrambenoj industriji

Barriers to the acceptance of practices of sustainability in the

• nedovoljno znanje, vještine i nedostatak informacija o tome šta treba mijenjati kako bi se više koristile održive prakse (sustainable practices),

food industry

Pokazalo se da mjerama, koje se preduzimaju u cilju jasnije primjene ekološki održive prakse u prehrambenoj industriji, kako na domaćem, tako i na međunarodnom tržištu, na putu stoje određene prepreke koje treba prevazići (The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004). Kao prepreke za prihvatanje održive prakse u prehrambenoj industriji navode se:

• visoki troškovi ulaganja u nove održive prakse, • teškoće u razvoju tržišta za proizvode koji su ekološki održivi (environmentally

sustainable) i nepostojanje zadovoljavajućeg načina da se karakteristike ovih proizvoda prikažu na način koji će efikasnije djelovati na potrošače da više kupuju takve proizvode,

• teškoće u ostvarivanju zadovoljavajuće cijene za proizvode, • neizvjesnost oko povrata uloženog vremena i novca u održive prakse

posmatrano u srednjoročnom i dugoročnom planu, • teškoće u pronalaženju investitora za finansiranje održivih praksi, u kombinaciji

sa teškoćama sa kojima se suočavaju investitori tokom provjere tvrdnji izrečenih od strane proizvođača,


26 _________________________________________________________________________

• složeni odnosi u lancu snabdjevanja hranom, koji mogu omesti ili učiniti nejasnim protok informacija između proizvođača i drugih strana, tokom isticanja dodatne vrijednost ove vrste prehrambenih proizvoda, sa jedne strane i aspiracije potrošača i želje zajednice za održivosti, sa druge strane.

Obim tih prepreka se vjerovatno razlikuje u različitim granama prehrambene industrije i u različitim tačkama u lancu snabdjevanja. Proizvodi koji nisu poznati široj javnosti i ne spadaju u kategoriju poznatih brendova, vjerovatno će imati više problema sa „neizvjesnošću kvaliteta“ i proizvođačima će biti skupo da dokažu svoj odnos prema životnoj sredini i da tržište to prihvati. Bez brendiranja, korisnici teško mogu da razlikuju proizvode pojedinačnih firmi. Slično tome atributi održivosti proizvoda, koji dolaze od „nepoznatih“ proizvođača, neće biti jasno identifikovati od strane potrošača.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 27

7.1.11. Trenutni i očekivani nosioci promjena Current and expected drivers of change

Pitanja vezana za održivost životne sredine su postala važna za prehrambenu industriju. Neki od potencijalnih nosilaca promjena, koji imaju komercijalne dimenzije, su navedeni u tabeli 7.1.14. To je preliminarna lista faktora, koji mogu djelovati tako da promjene prerastu u a) komercijalne šanse za razvoj industrije ili b) prijetnje koje mogu spriječiti razvoj i uticati na prestanak rada preduzeća. Ova lista je samo spisak potencijalnih faktora, koje treba razmotriti i analizirati. Njihov značaji se ne smije svatiti kao izjava o činjenicama ili predviđanjima.

Uticaj i značaj gore navedenih faktora/pokretača, a i drugih, se razlikuju između domaćeg i stranog tržišta (izvoza). Na primjer, ekološki održiv razvoj i bezbjednost hrane su važniji za potrošače u EU, nego za potrošače u SAD i Aziji (naročito izvan Japana). S obzirom da prehrambena industrija balkanskih zemalja teži ka izvozu svojih proizvoda na inostranstrana tržišta, od vitalnog je značaja da se razumiju najjači komercijalni pokretači na najznačajnijim stranim tržištima. U tabeli 15 su prikazane neke od promjena koje su se u posljednjih 5 godina desile na tržištu zemalja Evropske unije. Ove promjene su nastale kao posljedica prilagođavanja svih učesnika u lancu snabdjevanja hranom u navedenim državama, prema propisima unije i nacionalnim propisima, a u cilju unapređenja održivih tehnologija u proizvodnji i prometu hranom.

Faktori koji se razmatraju u ovom poglavlju predstavljaju početnu analizu potencijalnih komercijalnih pokretača održive prakse u prehrambenoj industriji. Jasno je da je važno da se identifikuje puni opseg faktora koji su u igri. Takođe je važno da se dobije osjećaj o tome koji faktori su važni, kao i da se procijeni koji od faktora stvaraju šanse, a koji predstavljaju pretnju.

7.1.12. Postojeće inicijative The current (existing) initiatives

U Strategiji razvoja prehrambene industrije u Australiji navedeni su koraci, koji u cilju prilagođavanja nosiocima reformi u pravcu održivog razvoja uključuju sljedeće aktivnosti: implementacija sistema upravljanja životnom sredinom (EMS), uvođenje čistih proizvodnji (Clean Production), istraživanje, uvođenje sistema trostrukog izvještavanje (Triple Bottom Line reporting), uvođenje industrijskih standarda za održivost (Industry wide standards for sustainability), uvođenje sistema osiguranja kvaliteta i uvođenje novog načina označavanja/deklarisanja/etiketiranja proizvoda.

U obrazloženju pomenutih aktivnosti date su kratke informacije o suštini svakog od koraka. Sistem upravljanja životnom sredinom (EMS) je važan alat za poboljšanje upravljanja prirodnim resursima. Većina vlada u svijetu podržava EMS kroz finansiranje projekata implementacije EMS. Industrija sve više primjenjuje praksu čiste proizvodnje (Clean Production) i praksu eko-efikasnosti. Australijska vlada je bila aktivna u promovisanju novih tehnologija i informisanju industrije o mogućnostima i značaju aplikacije. Provedeno je više istraživanja u oblasti novih tehnologija, koje će pomoći industriji tokom uvođenja održive prakse.

Navodi se više primjera povećanja promocije i prihvatanje Tripple Bottom Line računovodstvenih praksi, koje uzimaju u obzir ekonomske, socijalne i ekološke troškove i koristi za industriju.

Sektori u prehrambenoj industriji su promovisali standarde za praksu održivog razvoja, kao industrijske standarde za održivost (Industry wide standards for sustainability). Na primjer, takav je sporazum između industrije o pakovanju hrane u cijelom lancu


28 _________________________________________________________________________

proizvodnje i vlasti, na principima podjeljene odgovornosti. On se primjenjuju duž cijelog lanaca, od sirovine do prodavaca na malo, i na kraju do procesa odlaganje iskorištene ambalaže. Konsolidacija industrije i integracija lanca snabdevanja, doveli su do toga da veliki prodavci postavljaju zahtjeve u vezi sa primjenom sistema osiguranja kvaliteta, kao načina kontrole vlastitih postupaka rada i postupaka rada kod svojih dobavljača. Industrijska praksa održivosti se promoviše kroz označavanje (deklarisanje, etiketiranje) proizvoda. Organska proizvodnja je dobrovoljni proces certifikacije, a postoje i druge inicijative za deklarisanje reciklirane ambalaže i druge načine eko-označavanja.

Tabela 7.1.14. Unapređenja održivih tehnologija u proizvodnji i prometu hranom u zemalja Evropske unije

Table 7.1.14. The improvements of sustainable technologies in the production and distribution of food in the countries of the European Union

Zabrinutost potrošača

Briga za bezbjednost hrane i želja za „održivom“ proizvodnom praksom, kod potrošača utiču na porast interesovanja za holističke karakteristike proizvoda koje kupuju, uključujući zaštitu životne sredine i socijalni uticaj pojedinih aktivnosti duž cijelog proizvodnog lanca. Podrška vrijednostima zaštite životne sredine među potrošačima može da utiče na povećanje ispitivanja i pojavu sumnje u „industrijski“ proizvodenu hranu.

Promjena prihvatljivosti od strane potrošača

Pojava organske proizvodnje je primjer promjene prihvatljivosti od strane potrošača. Potrošači biraju organske proizvode iz razloga koji se odnose na kvalitet proizvoda, bezbjednost proizvoda i podršku za ekološki održivu praksu. Neki potrošači su sve više zainteresovani za druge atribute proizvoda, a ne samo za cijenu.

Opasnost od gubljenja pristupa prirodnim resursima

Prehrambena industrija se čvrsto oslanjaja na prirodne resurse. Na primjer, poljoprivreda je najveći potrošač vode, a veliki dio vode se, takođe, troši u prehrambenoj industriji. Raste svijest o pitanjima kao što su održivost vode i degradacija zemljišta. Gubitak pristupa ovim resursima, ili značajno povećanje troškova tokom korištenja resursa, zahtijevaju strukturne promjene u prehrambenoj industriji.

Ugled i obaveze

Ugled preduzeća, često stvoren na osnovu poznavanja i uvida u njegov način rada, postaje sve važnija dimenzija kod ocjene poslovnih vrijednosti i izbora od strane potrošača. Uz povećanje svijesti zajednice oko pitanja održivosti životne sredine, loš načina rada u industriji postaje veći rizik.

Usmjeravanje pažnje na ekološke faktore

Vlada i zajednica prate i ocjenjuju korišćenje i pružaju zaštitu prirodnim resursima od nesavjesnog korištenja. To utiče na potencijalnu izloženost prehrambene industrije povećanju ulaznih troškova, usvajanju novih propisa i većem regulisanju korištenja resursa u budućnosti i izloženost „moralnom“ sudu od strane potrošača prilikom ocjene atributa proizvoda i izbora kod kupovine.

Veći zahtjevi za transparentnost

I potrošači i regulatorna tijela od prehrambene industrije zahtijevaju veću transparentnost o načinu rada i provođenju aktivnosti tokom procesa, i veću transparentnost o karakteristikama gotovih proizvoda. To utiče na povećanje interesa potrošača i vlade za deklarisanje/etiketiranje prehrambenih proizvoda, i uočavanje eventualnih propusta tokom rada u fabrikama prehrambene industrije (odnosno tokom cijelog lanca snabdijevanja hranom).

Strukturne promjene u industriji

Nedavne strukturne promjene u industriji su se odrazile na konsolidaciju jednog broja sektora u industriji, posebno u odnosu kupac-prerađivač hrane. Ovaj trend je promijenio izgled u lancu snabdjevanja prehrambene industrije, sa povećanjem vertikalne i horizontalne integracije. Na primjer, veliki prodavci imaju veći interes za uključivanje u način rada svojih dobavljača i kroz implementaciju sistema osiguranja kvaliteta obezbjeđuju veće prisustvo


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 29

u lanacu snabdjevanja

Tabela 7.1.15.Spremnost tržišta da prihvati prehrambene proizvode izrađene uz korištenje održive tehnologije

Table 7.1.15. The willingness of the market to accept food produced using sustainable technologies (Ministry of Foreign Affairs and Trade, 2010)

Velika Britanija

Industrija za prerade mesa je od države dobila mapu puta koje se treba pridržavati u cilju smanjenja emisije

EBLEX (udruženje prarađivača mesa goveda i ovaca u UK) nedavno je najavilo program u kojem se definiše način na koji industrija namjerava da smanji emisiju gasova staklene bašte tokom naredne decenije. Industrija prerade mesa svinja radi na razvoju sličnog programa

Smanjenje potrošnje mesa

U posljednje vrijeme u UK je veća pažnja usmjerena na smanjene potrošnje mesa, kako zbog zdravstvene tako i ekološke koristi. Vlada Velike Britanije i veliki trgovaci stalno naglašavaju značaj korištenja tehnologije koja emituje malu količinu CO2 (low-carbon) i daju dovoljno informacija kako bi se korisnicima omogućio najbolji izbor.

Ulaganje u održive tehnologije

Uprkos recesiji, ulaganje u održive tehnologije je i dalje visoko. Istraživanja su pokazala da je 80% preduzeća iz sektora prehrambene industrije u Velikoj Britaniji povećalo ulaganja u održive tehnologije ili su održivost zadržali na postojećem nivou.

Danska

Klimatske promjene i hrana

Hrana doprinosi 22-31% od ukupne emisije gasova staklene bašte u EU, a primarna proizvodnja čini najveći dio. Meso i mliječni proizvodi čine 14% od toga. U Danskoj, poljoprivreda stvara gasove staklene bašte u iznosu od 14% ukupne emisije. Danska će vjerovatno da postavi ciljeve za smanjenje poljoprivrednog sektora. Vlada je takođe dala savjete o tome kako da potrošači koriste hranu koja je „prijateljski naklonjena prema klimi“ (climate-friendly) i kroz savjete za ishranu u obliku kuvara sugerisano je da se jede što manja količina mesa i proizvoda od mlijeka, a da se jede što više svih vrsta sezonskog i lokalno gajenog povrće, kao i da se smanji količina proizvedenog otpada

Organski proizvedena hrana Organski proizvedena hrana generalno nije prijateljski naklonjenija očuvanju klime (climate-friendly) od konvencionalno proizvedene hrane.

Smjernice za ishranu (kuvar) Ove smjernice sadrže savjete za konzumiranje klima-prijateljski naklonjene hrane (climate-friendly food)

Njemačka

Klima nije odlučujući faktor prilikom kupovine hrane

Najnovija istraživanja udruženja potrošača ukazuju na to da njemački potrošači tokom donošenja odluke za kupovinu ne uzimaju u obzir uticaj procesa proizvodnje hrane na klimu. Važniji su im drugi faktori „kupovina lokalnih“ proizvoda, ali odbijaju da smanje potrošnju mesa. Ipak, rasprava o ulozi mesa u „ekološki-prihvatljivoj“ dijeti se nastavlja, sa povećanjem prodaje živine čija je proizvodnja vezana sa relativno niskom količinom nastalog ugljen dioksida.

Porijeklo proizvoda u maloprodaji je određeno uticajem na održivost

Prodavci nastavljaju da na listu stavljaju nove proizvode (na primjer, mlijeko bez GM, GM-free milk) i poslije razmatranja održivosti sa liste skidaju neke proizvode (na primjer, meso zečeva, necertifikovana riba). Vodeći njemački prodavci su se takođe usaglasili da usklade i međusobno razmijene podatke u vezi sa reziduama pesticida u voću i povrću.

Genetski modifikovani mikroorganizmi

U Njemačkoj se uzgaja GM-Amflora krompir, razvijen od strane velike industrije BASF (ne prehrambene aplikacije), nakon odobrenja od nadležne komisije Evropske unije. U isto vrijeme, Njemački ministar


30 _________________________________________________________________________

Smjernice za ishranu sadrže savjete za konzumiranje klima-prijateljski naklonjene hrane (climate-friendly food), kao što su:

• jesti manje mesa i mliječnih proizvoda i više sezonskog povrća (hlađenje i zamrzavanje značajno povećavaju emisiju).

• smanjiti emisiju u vezi sa transportom, kako u pogledu udaljenosti sa koje se hrana dovozi („nije svejedno da li stek dolazi iz Argentine ili iz susjednog sela“), tako i u pogledu udaljenosti koju potrošači prelaze u cilju kupovine hrane (vožnja do supermarketa).

• napraviti plan kupovine hrane za neki period kako bi se smanjila količina nastalog otpada. Danska domaćinstava bacaju 10-20% od ukupno kupljene hrane, u čemu meso i mliječni proizvodi dominiraju.

poljoprivrede traži od EU uvođenje GM-deklarisanja. Lobi u njemačkoj prehrambenoj industriji je generalno pro-GM, dok još uvek postoji značajan otpor potrošača takvoj hrani (na primer, „GM-free“ mlijeko i beby mlijeko, koje potiče od krava hranjenih sa hranom koja je GM-free).

Ovo je veoma kratak spisak i ne odražava čitav spektar aktivnosti koje su već u toku.

Želja autora je da pruži bolji uvid u čitav niz aktivnosti koje su u toku, njihovu koordinaciju i da da doprinos razvoju industrije.

Da bi olakšali primjenu, odnosno ublažili troškove uvođenja održivih tehnologija,

proizvođači, prerađivači i distributeri hrane često prave svoja udruženja. Jedno od takvih udruženja je okupljeno oko The Food Industry Sustainability Strategy (FISS)u Velikoj Britaniji (FISS, 2006). FISS je, u stvari, dobrovoljna mreža prerađivača hrane, skladištera, distributera i isporučioca hrane u Velikoj Britaniji, koja je formirana u cilju prilagođavanja najboljim praksama i pomoći kod unapređenja održivog razvoja preduzeća. Ova mreža zapošljava više od 3,2 miliona radnika. Njen cilj je da se poboljša efekat održivosti sektora kroz niz dobrovoljnih mjera, na osnovu kriterijuma i takmičenja za rangiranje i izbor najboljih preduzeća u različitim granama industrije i ostvarivanje saradnje industrije sa Vladinim tijelima koja su zadužena za primjenu najboljih raspoloživih tehnika (BAT).

Nova vizija održivog razvoja, koju ima vlada Velike Britanije, data je u Strategiji održivog razvoja „Securing the Future“ u kojoj se navodi sljedeće „Cilj održivog razvoja jeste da svim ljudima širom svijeta omogući zadovoljenje njihovih osnovnih potreba i stvaranje uslova za kvalitetan život, bez ugrožavanja kvaliteta života budućih generacija.“ Ovo će se postići kroz „održivu, inovativnu i produktivnu ekonomiju koja pruža visok nivo zaposlenosti i kroz društvo koje promoviše socijalnu inkluziju, održivu zajednicu i lično blagostanje. To će biti učinjeno na način koji štiti i unapređuje fizičko i prirodno okruženje, kao i korišćenja resursa i energije na najefikasniji mogući način“.

U navedenom dokumentu FISS-a se navodi kako svi koji su uključeni u prehrambenu industriju mogu, kroz detaljnu primjenu najboljih praksi, doprinijeti ostvarenju održivog razvoja. Traži se da se održivost pozabavi upravljanjem prioritetnim oblastima, identifikovanim od strane zainteresovanih strana FISS grupe i koje su potvrđene od strane javnosti. Mnoge oblasti prioriteta zahtijevaju dalji rad kako bi se preciznije utvrdilo šta se može postići u tom pravcu i na koji način. U nastavku izlaganja navedene su inicijative, koje treba realizovati u narednim godinama.

Jedan od prioriteta FISS jeste smanjenje emisije ugljen dioksida. Konkretno, traži se od prehrambene industrije u Velikoj Britaniji da smanji korišćenje energije za 20%. To znači da će industrija morati da smanji emisiju štetnih gasova za apsolutnih 1,6 miliona tona ugljenika. To je moguće postići na različite načine: na primjer, kroz povećanje energetske efikasnosti ili kroz trgovinu u Velikoj Britaniji i EU unutar šeme trgovine emisijom.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 31

Što se tiče prioriteta rješavanja otpada, veliki napredak je učinjen u industriji na osnovu postojećih podsticaja, uključujući porez na deponije, preradu, reciklažu i pakovanje otpada i smanjenje pakovanja. FISS to prihvata i nastoji da ga ostvari kroz povećanje trenutnog nivoa angažovanja prehrambene industrije na provođenju vladinih programa najbolje prakse. Obezbijeđena su uvećana sredstva za zadovoljenje potražnje industrije. To je izazov prerađivačkoj prehrambenoj industriji da svoj otpad za 15-20%.

FISS podstiče prehrambenu industriju da smanji sadašnji nivo potražnje za vodom u svim fazama lanca snabdjevanja kroz unapređenje efikasnosti i kroz usvajanje najboljih praksi, ali bez ugrožavanja higijene hrane. Konkretno, to izaziva prehrambenu industriju da do 2020. smanji korišćenje vode za 10-15% i (20-25% u jugoistočnoj regiji UK). Na kraju kada se dostigne taj cilj, količina vode koju koristi prehrambena industrija u Velikoj Britaniji će se smanjiti za 10% i uštedeti će se 43 Mega litara vode dnevno, odnosno 1% od ukupne količine vode koja se koristi u industriji.

Eksterni troškovi transporta hrane (ekološki, socijalni i ekonomski troškovi) u Velikoj Britaniji se procjenjuju na 9 milijardi £ godišnje. Od toga, 20% nastaje u inostranstvu, 40% se može pripisati putovanjima potrošača i 40% na domaće aktivnosti prehrambene industrije. To uključuje redovnu procjenu popunjenosti vozila sa robom koja se prevozi, dužinu puta kroz „prazan hod“, vrijeme korišćenja prevoznih sredstava, odstupanje od rasporeda i potrošnju goriva. To je takođe izazov prehrambenoj industriji da smanji eksterne troškove u vezi sa prevozom do 2012 za 20%.

FISS podržava konzistentnost sa ciljevima vladine politike o ishrani i zdravlju izraženoj u Bijeloj knjizi javnog zdravlja. To ohrabruje prehrambenu industriju da radi u partnerstvu sa Vladom i drugim zainteresovanim stranama, kako bi pomogla oko dostizanja trajnog poboljšanja ishrane i zdravlja ljudi u Velikoj Britaniji.

FISS priznaje da su glavni prioriteti za industriju i Vladu Velike Britanije održavanje i jačanje povjerenja javnosti u način rada prehrambene industrije i povjerenje u bezbjednost prehrambenih proizvoda. To je izazov industriji da igra punu ulogu u ostvarivanju postojećih ciljeva Food Standard Agency u smanjenju trovanja hranom i smanjenju bolesti prenosivih hranom za 20%. FISS dalje traži od prehrambene industrije da dodatno poboljša svoju evidenciju o zdravlju i bezbjednosti. FISS podstiče industriju da sa postojećim ciljevima smanji broj smrtnih slučajeva i ozbiljnih povreda radnika u sektoru za 10%.

FISS ima za cilj da osigura da se inovacije, koje su zasnovane na nauci, podrže odgovarajućim načinom finansiranja, te da se stvori jaka mreža između industrije i nauke kako bi se uspostavila osnova za saradnju radi širenja inovacija i najbolje prakse, uključujući MSP u oblasti proizvodnje hrane i pića.

Sljedeći FISS izazov se odnosi na obezbjeđenje promocije radnika u prehrambenoj industriji, rješavanje problema unutar preduzeća kroz dodatnu obuku radnika. Posebno, oni podstiču preduzeća u oblasti maloprodaje hrane i proizvodnje hrane da za najmanje 40% smanje broj odraslih radnika u maloprodaji i proizvodnom sektoru koji nemaju odgovarajuću kvalifikaciju, što je u skladu sa opštim ciljevima postavljenim u Strategiji Bijela knjiga (WhitePaper).


32 _________________________________________________________________________

Firma Tesco je postavila ciljeve za emisiju ugljen dioksida do 2050 godine, što uključuje sljedeće: • obavezu da se do 2050. godine količina nastalog ugljenika smanji na nulu • otvaranje svoje prve prodavnice sa nula ugljenika u 2010 • obavezu da 30% smanjenja ugljenika uticaj proizvoda i procesa u lancu snabdevanja do

2020, radi „sve što je potrebno“ da radi sa dobavljačima kako bi se to dogodilo • upotrebu zelene Club kartice nagraditi nižom cijenom • podsticanje konkurencije među prodavnicama da prodaju više proizvoda sa niskom

emisijom ugljenika • uvođenje „Kupi jedan, dobi jedan slobodan ... kasnije“ čime kupci treba da obeshrabre

proizvodnju otpada i jačaju održivu potrošnju.

7.1.13. Strateške aktivnosti za budućnost

Strategic actions for the future

U cilju rješavanja i izrade strategije potrebno je na državnom nivou predložiti strateški okvir za analizu stanja u prehrambenoj industriji i predložiti odgovarajuće mjere, koje se nametnu na osnovu te analize. Među aktivnostima koje je potrebno riješiti u cilju uvođenja održivih tehnologija, između ostalog, potrebno je učiniti sljedeće (The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004): 1. Otkloniti uočene nedostatke u znanju. Ovo je oblast koja je usmjerena ka trenutnim

inicijativama, posebno ka idejama koje su fokusirane na istraživanje novih tehnologija i procesa i aktivnosti koje su usmjerena na obrazovanje zaposlenih u preduzećima i podizanje sposobnosti učesnika u prehrambenoj industriji o metodama pomoću kojih svoju praksu mogu učiniti više održivom.

2. Obezbijediti finansijska sredstva za ulaganje u nove održive prakse (način rada). Neke nauke, istraživanja i razvojne aktivnosti utiču na pronalaženja jeftinijih postupaka tokom rada u prehrambenoj industriji. Kroz usmjeravanje pažnje na drugačiji pristup, kao što je eko-efikasnost, država i industrija treba da pokažu da troškovi koji se sada ulažu predstavljaju ulaganje u budućnost, odnosno da su oni oblik štednje za budućnost.

3. Prevazići teškoće u razvoju tržišta i komunikaciji sa potrošačima o više održivim proizvodima. Potrebno je osloniti se na preusmjeravanje klijenta sa sklonosti ka održivosti i radu, ka tome kako da se one i dostignu.

4. Otkloniti teškoće u ostvarivanju najbolje cijene za proizvode, zbog razlika u mišljenju proizvođača i potrošača o atributima novih proizvoda. Ključne inicijative uključuju šeme deklarisanja proizvoda, koje potrošačima pružaju prepoznatljiv simbol, kojem oni mogu da vjeruju.

5. Prevazići teškoće u pronalaženju investitora za finansiranje više održive prakse. Postoje nove i više etične investicije i društveno odgovorni investicioni fondovi, koji traže mogućnost investiranja u oblastima koje se odnose na povećanje održivosti. Sa druge strane, postoji mnogo inovativnih preduzeća u prehrambenoj industriji, koja sve više razvijaju princip održivosti i traže investitore. Izgleda da nedostaju mehanizmi da se izvori sredstava i korisnici investicionih fondova nađu zajedno i da se efikasno dogovore o zajedničkom nastupu.

6. Pojednostaviti odnose u lancu snabdjevanja hranom, koji mogu omesti ili napraviti nejasnim protok informacija između proizvođača i drugih, da prihvate dodatnu vrijednost hrane i težnje potrošača i zajednice za održivosti. Jedna od aktivnosti, koja utiče na poboljšanje komunikacija između elemenata u lancu snabdjevanja, jeste sistema osiguranja kvaliteta.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 33

Na početku aktivnosti rješavanja problema odnosa između industrije, okoline i društva, treba identifikovati oblasti koje su važne za rješavanje ovog pitanja. U stvari, to je odgovor na pitanje: koje oblasti u industriji generišu najveću količinu povrata (otpada) i koje oblasti djelovanja najviše smanjuju rizik od oštećenja.

Iako je ključna pažnja usmjerena na jačanje proizvodnje i tržišta, jasno je da određenu ulogu u usvajanju održive prakse i aktivnostima uvođenja održivih tehnologija ima država/vlast. Aktivnosti države u vezi sa održivosti životne sredine u različitim aspektima prehrambene industrije obuhvataju sljedeće:

• usvajanje uredbe o upotrebi hemikalija, • propisivanje načina korišćenja zemljišta i voda, • usvajanje propisa o zaštiti zdravlja i bezbjednosti prehrambenih proizvoda, • usvajanje zakona u vezi sa poslovanjem i zaštitom potrošača, • propisivanje radnji, zabrana i standarda u vezi sa procesima u industriji

(fokusirajući se uglavnom na kontrolu zagađenja), • pružanje dobrovoljne certifikacije za proizvođače, koja treba potrošačima da

obezbijedi informacije o proizvodima (na primer, Organic certifikacija), • finansiranje nauke, istraživanja i razvojnih aktivnosti, • edukacija zaposlenih u industriji u oblasti održive prakse, što povezuje industriju

sa najnovijom tehnologijom, • pomoć u vezi održive poljoprivrede i usvajanje tehnika održive proizvodnje

hrane, • kontrola uvoza (tj. zahtjevi za carinskim karantinom) u cilju zaštite integriteta

domaće proizvodnje i • kontrola izvoza (na primjer, izdavanje dozvola za izvoz ribe kao mjere za zaštitu

životne sredine i očuvanje biodiverziteta).

Pored toga, treba navesti ulogu vlasti u uspostavljanju pravila za trgovinu i investicione tokove. Vlade na međunarodnoj sceni stvaraju uslove za povećanje globalizacije u nekim oblastima, dok u drugima vlade traže zaštitu za svoju zajednicu ili osjetljive interese industrije od pritisaka i izazova koje je pokrenula globalizacija. U tom smislu, postoji veliki broj međunarodnih konvencija koje su uspostavile standarde za bezbjednost hrane. Organizacija koja je zadužena za međunarodne standarde u oblasti proizvodnje hrane je Codex Alimentarius, formiran 1963. od strane UN FAO i WHO u cilju razvoja standarda o hrani, smjernica u vezi sa propisima i praksi u proizvodnji i preradi namirnica. Kodeks standardi obuhvataju pitanja deklarisanja hrane, pitanja korištenja prehrambenih aditiva, kontaminanata, pitanja higijene prehrambenih proizvoda i rezidua u hrani (uključujući pesticide i veterinarske lijekove). 7.1.14. Monitoring životne sredine

Environmental monitoring

Program Monitoringa životne sredine u ovom sektoru treba da prati sve aktivnosti u toku normalnog poslovanja i odobrenih uslova, koje su identifikovane kao faktori sa značajnim uticajem na životnu sredinu. Aktivnosti tokom monitoringa životne sredine treba da se zasnivaju na praćenju direktanih ili indirektnih pokazatelja emisija, otpadnih voda i korišćenja resursa koji važe za određeni projekat.

Frekvencija monitoringa bi trebalo da bude dovoljna da obezbijedi reprezentativne podatke za parametare koji se prate. Monitoring treba da se sprovodi od strane obučenih pojedinaca za praćenje i vođenje evidencije postupaka, kao i korišćenje ispravno kalibrisane i održavane opreme. Praćenje podataka treba analizirati i preispitivati u određenim


34 _________________________________________________________________________

vremenskim razmacima i porediti ih sa operativnim standardima, na osnovu čega treba preduzeti neophodne korektivne mjere.

7.1.15. Zaključak

Conclusion

Uticaj prehrambene industrije na životnu sredinu se ogleda u stvaranju otpada, korištenju vode i korištenju energije. Upravljanje otpadom podrazumijeva sprečavanje nastanka i minimiziranje izvora („bez otpada“ ne znači i bez zagađivača, već samo bez troškova uključenih u upravljanje otpadom). Sprečavanje nastanka otpada i minimiziranje izvora u svim procesima ne donose dobre rezultate. U nekom drugom proizvodnom sistemu potrebno je nastale otpadne materije prevesti u sekundarne sirovine za proizvodnju novih materijala. Čak i kada se oba prilaza primijene, još uvijek postoji određena količina preostalog otpada koji treba baciti. Ova količina otpada može da predstavlja rizik po okolinu, da stvara probleme sa štetočinama i ugrozi zdravlje i bezbjednost ljudi. Ponekad se u razvijenim zemljama kombinuju oba prilaza u rješavanju problema otpada i korištenja energije u prehrambenoj industriji. U praksi to daje najbolje rezultate. Rezultat zajedničkog razmatranja oba prilaza doveo je do razvoja modela industrijskog ekosistem sa otpadom jednakim nula (zero waste industrial ecosystem). U ovom modelu, između nekoliko preduzeća u oblasti poljoprivrede i industrijske prerade egzistenciju tokovi energije i materijala. Na taj način, prehrambena industrija i poljoprivreda mogu da sarađuju i da se obadvoje razvijaju u ekološkom pravcu, tj. da zajedno rješavaju ekološke probleme. LITERATURA Academy of Medical Science/WHO. 2011. The health benefits of tackling climate change, Academy of Medical Science/WHO, http://download.thelancet.com/flatcontentassets/series/health-and-climate-change.pdf Baldwin J.C. 2009. Sustainability in the Food Industry, Editor Baldwin JC., Wiley-Blackwell, IFT Pres, Iowa, USA Bellarby J., Foereid B, Hastings A., Smith P. 2008. Cool Farming: Climate Impacts of Agriculture and Mitigation Potential, Amsterdam, the Nethwrland: Greeenpeace Cybulska G. 2000. Waste management in the food industry – An overview, Key Topics in Food Science and Technology, CCFRA, Chipping Campden, Gloucestershire, UK Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries. 2011. Food’s carbon footprint http://www.fvm.dk/foods_carbon_footprint.aspx?ID=42268 Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries. 2011. Agriculture and adaptation to the climate of the future, http://www.fvm.dk/agriculture_and_adaptation_to_the_climate_of_the_future.aspx?ID=42267 Dieu MTT. 2009. Food Processing and Food Waste, In: Sustainability in the Food Industry, Editor Baldwin JC., Wiley-Blackwell, IFT Pres, Iowa, USA, strana 23-60 Grujić R. 2011. Održive tehnologije u prehrambenoj industriji, Savjetovanje Ekonomskog fakulteta u Brčkom, Zbornik radova Hendrikson J. 1996. Use in the US Food System: A Summary of Existing Research and Analzsis, Madison, WI University if Wisconsin FISS. 2006. The Food Industry Sustainability Strategy, http://archive.defra.gov.uk/foodfarm/policy/foodindustry/documents/fiss-ria.pdf ICF. 2007. Energy Trends in Selected Manufacturing Sectors: Opportunities and Challenges for Environmentally Preferable Energy Outcomes http://www.epa.gov/sectors/pdf/energy/report.pdf IFC. 2011a. http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines IFC, 2011b. http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/AttachmentsByTitle/gui_EHSGuidelines2007_MeatProcessing/$FILE/Final+-+Meat+Processing.pdf

http://download.thelancet.com/flatcontentassets/series/health-and-climate-change.pdf�

http://www.fvm.dk/foods_carbon_footprint.aspx?ID=42268�

http://www.fvm.dk/agriculture_and_adaptation_to_the_climate_of_the_future.aspx?ID=42267�

http://archive.defra.gov.uk/foodfarm/policy/foodindustry/documents/fiss-ria.pdf�

http://www.epa.gov/sectors/pdf/energy/report.pdf�

http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines�

http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/AttachmentsByTitle/gui_EHSGuidelines2007_MeatProcessing/$FILE/Final+-+Meat+Processing.pdf�

http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/AttachmentsByTitle/gui_EHSGuidelines2007_MeatProcessing/$FILE/Final+-+Meat+Processing.pdf�


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 35

ISO, Internacional standard ISO 14001 – Environmental management system Kramer K., Meeusen M. 2003. „Sustainability in agrofood sector“, In: Life cycle Assessment in the Agri-food Sector: Proceeding from 4th International Conference, October 6-8 2003, Bygholm, Denmark Masanet E., Worrell E., Graus W. Galitskt C. 2007. Energy Efficiency improvement and Cost Saving Opportunities for the Fruit and Vegetavle Processing Industry, http://industrial-energy.lbl.gov/drupal.files/industrial-energy/Fruit-Vegetables.pdf Moon N.J., Woodroof J.G. 1986. Plant sanitation and waste disposal, p613-646, In: Commercial Fruit Processing, Editors: Woodroof and Luh, AVI Publising Connecticut The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004. Environmental sustainability in the Food Industry: An Issues Paper, Melbourne, www.allenconsult.com.au WHO 1993. Assessment of Sources of Air, Water and Land Pollutation, Part one: Rapid Inventory Techniques in Environmental Pollution, http://whqlibdoc.who.int/hq/1993/WHO_PEP_GETNET_93.1-B.pdf WBCSD. 2002. The business Case for Sustainable Development, http://www.wbcsd.org/DocRoot/pqdWO9Vla54Y71qdgnf0/business-case.pdf xxxx 2010. Ministry of Foreign Affairs and Trade, Novi Zeland, Sustainability maktet intelligence,http://www.nzte.govt.nz/explore-export-markets/market-research-by-industry/Food-and-beverage/Documents/FB%20Sustainability%20UK%20Jan%202010.pdf

Pitanja/Odgovori Questions/Answers

1. Definišite pojam održivi razvoj 2. Na koji način proizvodnja hrane utiče na promjenu klime

Proizvodnja hrane je proces koji značajno utiče na promjenu klime. U literaturi se navodi podatak da je poljoprivredna proizvodnja odgovorna za nastajanje 17-32% od ukupne emisije gasova staklene bašte (greenhouse gases). U tome prednjači stočarstvo, a samim tim i proizvodnja mesa i mlijeka i izrada proizvoda od mesa i mlijeka.

3. Navedite faze u procesu proizvodnje hrane u kojima se generiše otpad U svim fazama rada procesi prehrambene industrije (od sirovina koje se eksploatišu i prerađuju u gotove proizvode do korištenja gotovih proizvoda od strane potrošača) na različite načine utiču na životnu sredinu. U skladu sa prirodom procesa, uticaj prerade hrane na prirodu se ogleda u stvaranju otpadnih materija, korištenju vode i upotrebi energije. Najveći dio otpadnih materija nastaje u toku primarne proizvodnje (oko 21% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja), dok u toku prerade nastaje značajno manja količina otpadnih materija (7% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja). U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada, zagađivača vode i zagađivača vazduha (prašina, isparljive organske materije i mirisne materije).

4. Navedite grane prehrambene industrije u kojoj nastaju značajne količine otpadnih voda

5. Nabrojte najčešće zagađivače vazduha iz prehrambene industrije 6. Koji su razlozi za upravljanje otpadom nastalim u proizvodnji hrane

Otpadom iz prehrambene industrije, koji je prethodno opisan, treba upravljati zbog sljedećih razloga a) smanjenje količine otpada, b) obnove resursa i njihovog ponovnog korištenje i c) tretiranja i uklanjanja otpada. Pravilno upravljanje otpadom obezbjeđuje korist koja je mnogo šira od onoga što na ovaj način dobija životna sredina. Korist obuhvata dodatnu uštedu koja nastaje zbog smanjenja troškova i obnove resursa.

7. Navedite neki primjer domaćinskog poslovanja u fabrikama prehrambene industrije

http://industrial-energy.lbl.gov/drupal.files/industrial-energy/Fruit-Vegetables.pdf�

http://industrial-energy.lbl.gov/drupal.files/industrial-energy/Fruit-Vegetables.pdf�

http://www.allenconsult.com.au/�

http://whqlibdoc.who.int/hq/1993/WHO_PEP_GETNET_93.1-B.pdf�

http://www.wbcsd.org/DocRoot/pqdWO9Vla54Y71qdgnf0/business-case.pdf�

http://www.nzte.govt.nz/explore-export-markets/market-research-by-industry/Food-and-beverage/Documents/FB%20Sustainability%20UK%20Jan%202010.pdf�

http://www.nzte.govt.nz/explore-export-markets/market-research-by-industry/Food-and-beverage/Documents/FB%20Sustainability%20UK%20Jan%202010.pdf�


36 _________________________________________________________________________

Kao primjer domaćinskog poslovanja može se navesti proces odmrzavanja mesa. Poznato je da prilikom odmrzavanja iz mesa curi tečnost u kojoj se nalazi krv. Krv koja curi, pada na pod i prlja ga, što kasnije zahtijeva intenzivno pranje i upotrebu velike količine vode, sredstava za pranje i dezinfekciju. Na ovaj način se povećava količina otpadnih voda koje je u kasnijim fazama rada potrebno prečistiti i iz njih ukloniti prisutne kontaminente (krv i druge materije). Jednostavnom upotrebom posuda za prikupljanje krvi, koje se stavljaju ispod mesa koje se odmrzava, preduzeće za preradu mesa, može spriječiti ulazak značajne količine kontaminenta (krvi) u vodu, odnosno obezbijediti da se značajno manja količina otpadnih voda treba na kraju procesa podvrći tretmanu prečišćavanja. Samo zbog pravilnog upravlja opremom i primjenom inovacija u procesu rada, koje utiču na smanjenje otpada, preduzeće može smanjiti troškove za 20-30%.

8. Koji su ciljevi uštede energije u prehrambenoj industriji 9. Šta predstavljaju Smjernice za životnu sredinu, zdravlje i bezbjednost (EHS), ko ih

izrađuje, a ko i kada i primjenjuje 10. Šta znači „Promjena prihvatljivosti od strane potrošača“ za proizvođače hrane

Pojava organske proizvodnje je primjer promjene prihvatljivosti od strane potrošača. Potrošači biraju organske proizvode iz razloga koji se odnose na kvalitet proizvoda, bezbjednost proizvoda i podršku za ekološki održivu praksu. Neki potrošači su sve više zainteresovani za druge atribute proizvoda, a ne samo za cijenu.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 37

7.2. Sistem nulte emisija u prehrambenoj industriji Zero emission in the food industry

Vojislav Aleksić, Vladan Mićić, Zoran Petrović

7.2.1. Princip nulte emisije

Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik

Zero emission principle

Pošto koncepti koji su bili usmereni ka minimiziranju, ponovnom korišćenju i recikliranju otpada nisu rešili negativan uticaj na okruženje i ljudsku populaciju, pojavio se koncept nulte emisije. On propisuje optimizaciju kroz integrisani sistem procesa i zahteva od industrije da redizajnira proizvođačke procese radi efikasnijeg korišćenja sirovina unutar procesa i otpada. Ceo koncept teži ka ostvarenju jednog cilja, a to je održivost. To znači da se korišćenje otpada može vratiti na održive nivoe u zatvorenom procesu podržavajući fenomen industrijskog metabolizma (Baas, 2007; Dieu, 2006).

Sledeći ovo opšte pravilo, model nulte emisije poljoprivredno-industrijskog sistema za prehrambenu industriju razmatra korišćenje svih otpadaka hrane kao inputa (ulaza) u anaerobni digestioni proces. Model dopušta identifikaciju redukovanja uticaja procesa na okruženje i kretanje sistema u pravcu održivosti i koncepta nulte emisije. Kod ovog modela treba postaviti energetski i materijalni bilans za izračunavanje ekonomske izvodljivosti pocesa. Istraživanje će se odnositi na moguće alternative korišćenju fosilnih goriva, hemijskih đubriva, nulte emisije i redukcije gasova koji izazivaju efekat staklene bašte (Gravitis, 2007).

Prehrambena industrija predstavlja važnu industrijsku aktivnost koja je imala značajan ekonomski uticaj u mnogim zemljama. Prehrambena industrija se deli na dva sektora koji uključuju proizvodnju i usluge i četiri aktivnosti: proizvodnju, pakovanje, skladištenje i upravljanje. Najveća količina prehrambenih proizvoda u kasnijim fazama mora biti transportovana, skladištena i prodata. Zbog toga se njihov uticaj oseća u drugim sektorima, kao što je osiguranje transporta, prodaja na veliko i malo (Greyson, 2007).

Prehrambena industrija zahteva redovno snabdevanje dovoljnom količinom poljoprivrednih sirovina, koje se dobijaju pretežno iz žitarica, povrća i svežeg voća, kao inputa u proizvodni proces. Izlazi iz procese prerade su prehrambeni proizvodi i velike količine otpada (čvrstog, tečanog).

Ako se nepoštuju sanitarni i ekološki propisima, nastala količina organskog čvrstog otpada i otpadnih voda mogu ozbiljno zagaditi životnu sredinu.

Kao primer navode se sledeći slučajevi: količina čvrstog otpada poreklom iz hrane u Kini je 7500 t na dan plus 80000 t na dan tečnog otpada (Baas, 2007); u Japanu dnevno se proizvede 2000 t na dan čvrstog otpada i 110000 t na dan tečnog otpada poreklom iz hrane (Dieu, 2006); u Vijetnamu dnevno nastane 3000 t čvrstog otpada (Greyson, 2007). Ako se ne primeni upravljanje otpadom i adekvatan tretman otpada, negativni uticaji otpaadnih materija na okruženje i stanovništvo će biti ozbiljni, posebno negativni uticaji će se pokazati kao neprijatan miris i širenje patogenih mikroorganizama. Navedene količine otpada imaju veliki potencijal za proizvodnju energije. Otpadne maaterije mogu poslužiti kao ulazni materijal za fermentaciju u anaerobnoj digestiji. Sa ekološkog gledišta eliminacija otpada predstavlja ultimativno rešenje za probleme zagađenja koji prete ekosistemima na globalnom, regionalnom i lokalnom nivou. Posebno treba naglasiti da korišćenje sirovina kao obnovljivih izvora energije, pruža mogućnost da iskorišćenjem otpada on može biti vraćen na održivi nivo i to u procesima koji su zatvoreni (kružne procese sistema sa nultim emisijama) (Qifei Huang et al, 2006).


38 _________________________________________________________________________

Prehrambena industrija je deo industrijskog sektora. Igra važnu ulogu u ekonomskom razvoju svake zemlje. Ipak intenzivan rast prehrambene industrije povećava probleme vezane za upravljanjem otpadom, kao i zagađenje koje utiče na okruženje. Prehrambena industrija zahteva poljoprivredne sirovine dobijene žetvom na poljima, ili voćnjaka. Te sirovine predstavljaju ulaze u proces prerade. Izlaz iz procesa prerade, uz proizvode, predstavljaju određene količine otpada (čvrst, tečan, gasovit). Na nesreću količina otpada koja se izdvaja može ozbiljno zagaditi okruženje.

Ako metode za preradu otpada i njegovo upravljanje nisu u potpunosti primenjene, negativni uticaj na okruženje i zdravlje će biti veliki i ozbiljan, a posebno negativan uticaj će biti usmeren prema čulima mirisa. Pri ovome će se javiti širenje patogenih mikroorganizama usled odlaganja otpada na površini zemlje. Ovaj otpad se pak može iskoristiti za dobijanje energije i on predstavlja veliki energetski potencijal. Kao što smo ranije nagovestili otpad se može koristiti i kao ulaz (input) za fermentaciju pri anaerobnoj digestiji. Primena koncepta nulte emisije u fermentacionoj tehnologiji nije teška za provođenje jer se to već ostvaruje donekle primenom digestora. To znači da će primena tehnologije sa nultom emisijom u prehrambenoj industriji biti moguća. Ovaj koncept je put koji pruža mogućnost za prilagođavanje ekološkim principima kroz alternative korišćenju (upotrebi) fosilnih goriva, korišćenju hemijskih đubriva, redukciji gasova koji izazivaju efekat staklene bašte, minimiziranju otpada (Suzuki, 2004).

Trenutno prehrambena industrija koristi maksimalno 10% biomase. Ukupna konverzija zasada na plantažama i poljoprivrednih otpadaka u vrednosti slične šećerima, vitaminima, kiselinama, furfuralu, lipidima, voskovima, ksilitolu, menicalu i mnogim drugim produktima označava primenu strategije zamene proizvoda sa proizvodima iz biomase i to bi trebalo da predstavlja indirektnu zaštitu bioraznovrsnosti. Pokazano je da zamena naftnih rafinerija sa biorafinerijama menja tzv. 3R pristup (redukcija, ponovno korišćenje, recikliranje) u 4R pristup (zamena, redukcija, ponovno korišćenje, recikliranje). Biorafinerije izdvajaju biomasu iz biljke i ona se naziva lignoceluloza. Izgrađena je od fenola i šećera. Biorafinerijskim tehnologijama proizvode se produkti sa dodatom vrednošću i to može ići od osnovnih sastojaka hrane do kompleksnih farmaceutskih produkata i od jednostavno građenih materijala do industrijski kompleksnih kompozita. Strategije zamene naftnih produkata sa produktima iz biomase traže integraciju industrija u klastere sa nultim emisijama. Pored ekoloških prednosti javljaju se i ekonomske prednosti usled korišćenja biorafinerija. Biorafinerije stvaraju tzv. „lignoceluloznu ekonomiju“ slično petrohemijskoj ekonomiji. Napredak novih i konvencionalnih biorafinerijskih tehnologija i biotehnologija kao što je prasak pare, ekstruzija čvrstog stanja, piroliza su dosta prikazane u novijoj literaturi. Primenom tehnologija sa nultim emisijama u prehrambenoj industriji mogu se eliminisati troškovi tretiranja otpada, odlaganja otpada, troškovi sirovina. Neke od ovih koristi se razmatraju kao glavne prednosti sistema nulte emisije uključujući efikasnije korišćenje ljudskih i fizičkih resursa i povećavanje obnovljivosti i recirkulacije materijala. Druge prednosti u poređenju sa različitim metodama upravljanja otpadom u pogledu ekološke zaštite će biti:

• korišćenje produkata kao inputa za nove procese, • obezbeđenje đubriva za poljoprivredu, • obezbeđenje vode za navodnjavanje u poljoprivredi, • proizvodnja biogasa kao obnovljive energije, • redukovanje negativnih uticaja na okruženje i ljude, • redukovanje uticaja staklene bašte.

Količina produkata iz prehrambene industrije nije mala, ako otpad može biti upotrebljen i korišćen input materijal, koji na ulau ulazi u proces, što može ponuditi poboljšanje ekološke i ekonomske efikasnosti. Time se ne redukuju troškovi za samo tretman


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 39

otpada već i negativni uticaji čime se štiti okruženje. Principijelno tehnologije nultih emisija mogu se upotrebiti za mala, srednja i velika preduzeća, ali u praksi ima nekoliko ključnih razlika kako tehnološka rešenja variraju u različitoj širini operacija. Male firme ili male kompanije imaju veoma ograničene finansijske i ljudske resurse raspoložive za unapređenje okruženja. Državne institucije nedovoljno kontrolišu ponašanje malih firmi prema okruženju i njihova pažnja je više usmerena prema velikom preduzećima. Zbog ovoga, dovođenje sektora prehrambene industrije u veće industrijske zone (koncentrisanje prehrambenog sektora) će biti od obostrane koristi. Od toga bi korist imale i kompanije a i sama zajednica u kojoj su te firme smeštene. Kao prvo može se sakupiti više produkata za ponovno korišćenje i recikliranje u ekološki prihvatljivijim i prijatnijim novim proizvodnim procesima. Drugo,upravljanje otpadom će biti koncentrovanije, troškovi upravljanja otpadom i usluge će se smanjiti (Schnitzer et al, 2007).

Strategije nulte emisije utiče na pomeranje tradicionalnog industrijskog modela prema integrisanim sistemima u kojima će se sav otpad ponovo koristi, reciklirati ili obnoviti. Suština koncepta nultih emisija je da se svi industrijski izlazi iz jednog procesa počnu koristiti kao ulazi u isti proces ili da se konvertuju u dodatnu vrijednost inputa za druge procese. Ovim modelom smanjuje se potrošnja resursa i povećava ekonomska i ekološka efikasnost. Na ovaj način proces proizvodnje se menja u spojeni klaster. Takođe, na ovaj način otpad i produkti se potpuno prilagođavaju zahtevima za inpute u bilo koji drugi proces.

Perfektno integrisanim vođenjem procesa ne proizvodi se otpad. Ova tehnika definitivno zahteva analizu ulaza i izlaza poznatu kao materijalni i energetski bilans (ulaz-izlaz) u svim procesima proizvodnje.

Koncept nultih emisija povoljno deluje na razvoj zdravog okruženja i ekološki prihvatljivih produkata i proizvodnih sistema. To može biti inovativni sistem održivog razvoja industrije gde se zadržavaju redukcija, minimizacija i iskorištenje otpada. Sistem nulte emisije nudi most između specifičnih inovativnih dešavanja u čistijoj proizvodnji i dostizanja zadovoljenja ljudskih potreba unutar globalnog i lokalnog kapaciteta. Zbog ovakvog pristupa tehnike nulte emisije su se počele upotrebljavati u nekim procesnim industrijama. Ograničenje primene sistema nulte emisije je u tome što se nulta emisija definiše tako da iz procesa, osim za jednog željenog proizvoda, nema drugih izlaza, što nije moguće saglasno zakonima prirode.

Hemijske reakcije, na primer, ne daju prinosa tačno od 100%. Određeni otpad kroz toplotnu emisije je neizbježan (Xue et al, 2007). Drugi ograničavajući aspect se odnosi na količinu proizvoda. Naime, ako je proces proizvodnje hrane malog kapaciteta, količina stvorenog otpada nije velika da obezbedi sistem nulte emisije, koji će biti ekonomski isplativ. 7.2.2. Model nulte emisije - primer fabrika prehrambene industrije Model of zero-emission in the case of factory in food industry

Metod

Metodologija, koja ide prema modelu nulte emisije industrijskog ekosistema, je uspostavljena u tri osnovna koraka. Ona polazi sa analiziranjem materijalnog i energetskog protoka za industrijski sistem i delimično za otpad. Sledeći korak je analiziranje različitih mogućnosti za sprečavanje stvaranja otpada. Treći korak se odnosi na identifikovanje, analiziranje i projektovanje mogućnosti za obnovu otpada izvan mesta na kojem se provodi glavni proces i na traženje opcija za ponovno korištenje. Ovaj korak nalaže i identifikaciju zaostalog otpada (COFIDEC Company, 2003; ZERI, 2011).

Dalje se kao primer koncepta nulte emisije u prehrambenoj industriji navodi mogući proces prerade plodova biljke ananas.


40 _________________________________________________________________________

Prerada ananasa

U procesu prerade ananasa postoji više operacija. Te operacije se principijelno dele u pet koraka. Za proces proizvodnje 4300 tona prerađenog ananasa godišnje je potrebna upotreba velike količine fosilnih goriva. Kao jedna od mogućnosti za smanjenje upotrebe fosilnih goriva, proučavana je mogućnost korištenja poljoprivredih ostataka za proizvodnju biogasa. Dati model (AIZES model) polazi od analize količine otpadnog ananasa stvorenog za vreme proizvodnje. Organski otpad se sakuplja i koristi kao input za digestiju u anaerobnoj digestiji. Produkt digestije je otpad, koji može biti korišćen kao đubrivo u poljoprivredi. Biogas, koji je takođe produkt anaerobne digestije, može biti upotebljen za osvetljenje i grejanje u fabrikama (Anon., 2011).

Prema AIZES modelu, otpad od ananasa nastaje u proizvodnji, nakon čega se sakuplja i unosi u digestor anaerobne digestije u kojem se proizvodi biogas. Digestor se puni otpacima iz procesa prerade ananasa i otpadom iz postrojenja za tretman otpadne vode. Iz 1 tone svežeg ananasa dobije se 520 kg otpada.

Potrošnja vode u procesu za jednu tonu ananasa iznosi 22-25m3. Voda se koristi u svim procesima prerade ananasa. Voda iz proizvodnog procesa odlazi u sistem za tretman otpadne vode. Deo otpadne vode posle tretmana se koristi za mešanje supstrata u digestoru za proizvodnju biogasa. Otpadna voda teče kroz sistem za tretman otpadne vode gde se koristi kombinacija fizičkih, bioloških i hemiskih metoda za uklanjanje suspendovanih čestica, organske materije i bakterija (FAO, 2011).

U prehrambenoj inustriji energija se koristi za preradu, bezbedno pakovanje i skladištenje. Tokom prerade hrane striktno se kontroliše temperatura. Skladistenje proizvoda, takođe, zavisi od upotrebe energije.

Materijalni bilansi su osnov za kontrolu procesa proizvodnje, naročito kontrolu prinosa proizvoda. Postavlja se materijalni bilans koji glasi :

SIROVINE = PROIZVOD + OTPADI + SKLADIŠNI MATERIJAL + GUBICI

Energetski bilans nije jednostavan zato što energija može biti konvertovana iz jednog oblkika u drugi, na primer, mehanička energija u toplotu, ali ukupna količina energije mora biti u ravnoteži. Energija koja ulazi u proces prerade ananasa može biti pretvorena u električnu i toplotnu energiju. Anaerobna fermentacija – digestor sistem

Tokom procesa digestije, organske materije se rastvoraju u prisutvu vazduha, u cilju dobijanja metana, ugljen-dioksida i drugih jedinjenja u tragovima. Digestor sadrži rezervoar za mešanje, rezervoar za otpad, generator motora i skladište za tečnost. Fermentacija traje od 28-40 dana. Biogas je obnovljivo gorivo sa prinosom 18 000 m3- 24 000m3

Nulti koncept je koncept za proizvodnju i potrošnju proizvoda i usluga saglasno održivosti i manjoj ugroženosti okruženja. Nulta emisija pozitivno definiše prednosti sa

/ dan. Koncept nulte emisije je podesan za upotrebu u prehrambenoj industriji gde nastaje

velika količina tečnog i čvrstog otpada. U ovom modelu kao sirovine za anaerobnu fermetaciju se koriste otpad iz fabrika prehrambene industrije ili gotovi proizvodi. Može se koristiti preostali otpad kao napoj za fermentaciju biogasa.

Mulj (otpadni mulj) iz postrojenja za preradu otpadne vode može se koristiiti za anaerobnu fermentaciju. Upotrebom biogasa smanjuje se potrošnja fosilnih goriva. Ovo će minimizirati gasove koji izazivaju efekat staklene bašte. Ovaj model bi mogao biti predmet raznih planera, političkih zahteva i ekologa u reformisanju postojećih industrijskih sistema i uspostavljanju novih sistema. Svakako da treba provesti preliminarna istraživanja cijene.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 41

ekološke, društvene i ekonomske tačke. Tim konceptom otpad dobija status resursa u uspostavljanju koherentnog lanca procesa. Količina otpada iz hrane nije mala, ukoliko otpad može da se koristi kao ulazni materijal za proces, može se ostvariti ekološka i ekonomska efikasnost, time se neće samo redukovati troškovi za tretman otpada, već će se isto tako smanjiti negativni uticaji na okruženje.

Biogas tehnologija koja može biti upotrebljena u AIZES modelu nije teška za provođenje. Digestori su već široko uspostavljeni. Primena nulte emisije u prehrambenoj inustriji biće moguća, to je obećavajući put da se postigne ekološki prihvatljivo stanje kroz alternativno korištenje fosilnih goriva, korištenje hemijskih đubriva i redukciju gasova koji izazivaju efekat staklene bašte i minimiziranje nastajanja otpada.

LITERATURA

Anon. 2011. Zero emission forum. 2011. http://www.unu.edu/zef/ Baas L. 2007. To make zero emissions technologies and strategies become a reality, the lessons learned of cleaner production dissemination have to be known, Journal of Cleaner production,15, 1205 – 1216. COFIDEC - Food and Vegetable frozen Company. 2003. Annual report of food and vegetable production processes of COFIDEC Company. Dieu T. 2006. Greening food processing industries in Vietnam: opportunities and constraints, Journal of Environment, Development and sustainability, 8, 229 – 224. EC. 2006. European Commission Green Paper, A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy. FAO. 2011. http://www.fao.org/docrep/V5030E/V5030E0y.htm Greyson J. 2007. An economic instrument for zero waste, economic growth and sustainability, Journal of Cleaner production, 15, 1382 – 1390 Gravitis J. 2007. Zero techniques and systems – ZETS strength and weakness, Journal of Cleaner Production, 15 (13-14) 1190-1197. Qifei Huang, Qi Wang, Lu Dong, Beidou Xi and Binyan Zhou. 2006. The current situation of solid waste management in China, Journal of material cycles and waste management Suzuki M. 2004. Visualization of a sustainable industrialized society – zero emissions approach. Filho WL, Ubelis A. Integrative approaches towards sustainability in the Baltic Sea region, pp. 29 – 39. Schnitzer H, Brunner C, Gwehenberger G. 2007. Minimizing greenhouse gas emissions through the application of solar thermal energy in industrial processes, Journal of Cleaner production, 15, 1271 – 1286. ZERI. 2011. http://www.zeri.org/ Xue H, Kumar V, Sutherland J.W. 2007. Materials flows and environmental impacts of manufacturing systems via aggregated input–output models, Journal of Cleaner production, 15, 1349 – 1358. Pitanja/Odgovori Questions/Answers

1. Šta propisuje koncept nulte emisije i čemu on teži? Propisuje optimizaciju kroz integrisani sistem procesa i zahteva od industrije da redizajnira proizvođačke procese radi efikasnijeg korišćenja sirovina unutar procesa i otpada. Dati koncept teži ka ostvarenju svog cilja a to je održivost.

2. U čemu se ogleda koncept nulte emisije u prehrambenoj industriji? Kroz alternative korišćenju fosilnih goriva, hemijskih đubriva, redukciju gasova koji izazivaju efekat staklene bašte, minimiziranje otpada.

3. Koje se prednosti postižu primenom tehnologija sa nultom emisijom u prehrambenoj industriji?


42 _________________________________________________________________________

Primenom tehnologija sa nultim emisijama u prehrambenoj industriji mogu se eliminisati troškovi tretiranja otpada, odlaganja otpada, troškovi sirovina. Neke od ovih koristi se razmatraju kao glavne prednosti sistema nulte emisije uključujući efikasnije korišćenje ljudskih i fizičkih resursa i povećavanje obnovljivosti i recirkulacije materijala.

4. Zbog čega je sa stanovišta nulte emisije bitno dovođenje malih preduzeća prehrambene industrije u veće industrijske zone?

5. Zbog čega je važna analiza materijalnih i energetskih bilanasa u svim procesima proizvodnje?

6. Koja su tri osnovna koraka kod modela nulte emisije industrijskog ekosistema?


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 43

7.3. Štetne materije u hrani porijeklom iz okoliša Hazardous substances in food originating from environment

Midhat Jašić1, Slavica Grujić2, Snježana Marić1

1Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla 2

7.3.1. Uvod

Univerzitet u Banjoj Luci, Tehnološki fakultet Banja Luka

Introduction

Važnost hrane u našem svakodnevnom životu je krucijalna, pa je njena zdravstvena bezbijednost postala bezuslovan zahtjev, kako potrošača tako i domaćeg i međunarodnog zakonodavstva. Razvoj tehnologije i tehnički progres doprinijeli su proizvodnji dovoljne količine hrane, ali kao posljedica toga pojavljuju se kontaminanti koji nisu prirodani sastojci hrane. Tako se osim prirodnih sastojaka (nutrijenta) u hrani mogu naći i nepoželjne komponente porijeklom iz okoliša ili komponente koje čovjek koristi u procesima primarne poljoprivredne proizvodnje, prerade, pakovanja, skladištenja i distribucije.

Hemijske rezidue i kontaminanti iz okoliša su veoma važne komponente i nezaobilazni faktori u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, preradi, pakovanju i distribuciji hrane. Veliki broj hemikalija je prisutan u okolišu u formi onečišćenja zraka, tla i vode. Ove materije se nekontrolirano, a često i nepredvidljivo mogu naći u sirovinama koje se upotrebljavaju u proizvodnji hrane i neke od njih se nemogu izbjeći.

Glavni izvori onečišćenja hrane u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, a dijelom i u preradi, su zagađenost zraka, vode i tla, a njihovoj zagađenosti trajno doprinose hemijska sredstava kao što su pesticidi i umjetna gnojiva. Isto tako, hranu mogu zagaditi i određene vrste mikrobioloških kontaminanta, kao što su bakterijski enterotoksini, mikotoksini i sl. U svim fazama proizvodnje hrane često u kontakt sa proizvodima mogu doći plinovi iz industrijskih postrojenja i vozila, nepravilno zbrinut otpad ili slično. Česti onečišćivači hrane iz okoliša su dioksini, poliklorirani bifenili, teški metali, kloropropanoli, nitrati i nitriti.

U pojedinim segmentima proizvodnje, hrana može biti kontaminirana biološkim, hemijskim i fizičkim agensima, a uzroci konataminacije su raznoliki. Biološkom opasnošću se smatra svaki živući organizam koji može kolonizirati namirnicu, te preživjeti i razmnožavati se u njoj ili onaj koji proizvodi toksične metabolite. Biološka opasnost može biti makrobiološka i mikrobiološka. Makrobilošku opasnost predstavljaju insekti i manji sisavci. Hemijske opasnosti u hrani sa aspekta uzroka njihovog nastanka tokom proizvodnje i prerade mogu biti:

• prirodno prisutne opasnosti u hrani kao njen legalan sastojak, • kontaminanti u formi ostataka od tretiranja biljaka-pesticidi, • kontaminanti u formi ostataka od tretiranja životinja- veterinarski lijekovi, • kontaminanti u formi toksičnih materije koja nastaju termičkom obradom

hrane, • prehrambeni aditivi u količinama većim od ADI vrijednosti, • ostaci sredstva za higijenu i sanitaciju, • migrirajuće grupe iz ambalaže i druge.

Ove činjenice ukazuju na činjenicu da savremena proizvodnja hrane treba biti uspostavlena na neprekidnom monitoringu i kontroli svih proizvodnih faza. Ovaj zahtjev otežava potreba za poznavanjem velikog broja hemikalija koje se mogu naći u hrani i često se postavlja pitanje snalaženja u obilju informacija.


44 _________________________________________________________________________

7.3.2. Vrste hazardnih materija iz okoliša Environmental hazards in food

Primarni uzrok kontaminacije hrane može biti zagađenost zraka, vode i tla. Ovi izvori kontaminacije zbog globalnih utjecaja vrlo teško se kontroliraju. Glavni zagađivači zraka su otrovni plinovi iz industrijskih postrojenja i sagorijevni gasovi iz motornih vozila. Glavni polutanati iz vazduha su: SO2, NOx, COx

S druge strane, tekući industrijski otpad i otpad iz domaćinstava često završavaju u vodotokovima, pri čemu se toksične kemikalije apsorbiraju u ekosistem i na taj način ulaze u lanac ishrane. Na zagađenost tla najviše uticaja ima upotreba pesticida i umjetnih gnojiva. Neke od ovih komponenti se mogu u tlu zadržati i po više godina. Najpoznatiji toksikanti koji zagađuju hranu porijeklom iz industrijskog otpada i prirodnog okoliša su: hlorirani ugljikovodici, policiklički aromatski ugljikovodici, teški metali, radioaktivni i ostali elementi. Često su prisutni dioksini - stabilni klorirani ugljikovodonici. Osim dioksina

, lebdeće čestice, čađ i fotohemijski oksidi. Toksične čestice iz zraka se apsorbiraju u primarne poljoprivredne proizvode, žitarice, voće, povrće i dalje prenose putem lanca prerade i distribucije hrane do krajnjeg potrošača.

5

Isto tako, visok nivo opasnosti predstavljanu pestcidi. Pesticidi

u hranu mogu prispjeti iz okoliša i polihlorirani dibenzofurani. Ovi spojevi imaju slične osobine i sličnu hemijsku strukturu. Takođe imaju i slične biološke karakteristike, uključujući i toksičnost. Nastaju kao nenamjerni nus-produkti procesa sagorijevanja. 7.3.2.1. Kontaminanti iz zemlje i vode Environmental risk (Contaminants) from soil and water

Tlo i voda je vrlo često ishodište štetnih tvari u lancu proizvodnje i prerade hrane. Tekući industrijski i otpad iz domaćinstava često završava u vodotocima, pri čemu se toksične hemikalije apsorbiraju u ekosistem i na taj način ulaze u lanac ishrane.

Na zagađenost tla veliki uticaj ima upotreba pesticida i umjetnih gnojiva. Neke od ovih komponenti se mogu u tlu zadržati i po više godina.

Najpoznatiji toksikanti koji zagađuju hranu porijeklom iz industrijskog otpada i prirodnog okoliša su: hlorirani ugljikovodici, policiklički aromatski ugljikovodici, teški metali, radioaktivni i ostali elementi. U hrani, kao kontaminanti iz okoliša, mogu biti prisutni i polihlorirani bifenili (PCB). Oni pokazuju sličnu toksičnost kao i dioksini. Izazivaju pad imuniteta, opadanje kose, smetnje u živčanom sistemu. U hrani su prisutni u vrlo malim koncentracijama i to u mesu, ribi i mliječnim proizvodima. Unosom u organizam se akumuliraju u adipoznom tkivu. Polihlorirani bifenili se široko koriste kao pesticidi, dodaci gumi i plastici, kao prijenosnici toplote u industriji ulja, boja i lakova.

6 su selektivne sintetske toksične materije namijenjene za uništavanje štetnih životinjskih i biljnih organizama. Primjenjuju se u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji radi zaštite biljaka kao i za uništavanje skladišnih štetočina. Značajniji pesticidi su insekticidi (sredstva za uništavanje insekata, parazita, muha, krpelja itd), rodenticidi (sredstva za uništavanje glodara), herbicidi (sredstva za zaštitu od korova), fungicidi i drugi. U hrani se pojavljuju u obliku rezidua7

5Dioksin je naziv za vise od 200 različitih hloriranih ugljikovodika od kojih se neki ubrajaju među

najotrovnije materije 6Eng. pest - štetočina; lat. ceadere – ubiti 7Rezidu – ostatak nakon tretiranja

. Porijeklo ostataka pesticida u hrani može biti neposredno od tretiranja ili posredno iz okoliša, mogu dospjeti putem vodotoka sa tretiranih usjeva u rijeke, ali i hranom kojom se hrane domaće životinje itd. Zbog toga se nastoji da upotreba pesticida bude pod kontrolom


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 45

uz osiguranje integralne proizvodnje i monitoringa njihove pravilne primjene. Proizvođači poljoprivrednih proizvoda su dužni pridržavati se potrebnih karenci8 u cilju smanjenja sadržaja pesticida u hrani na najmanju moguću mjeru (MRL9). Putem lanca ishrane pesticidi se prenose i na životinje koje čovjek koristi za dobijanje hrane. Zbog toga praćenje prisustva pesticida postaje obavezno kako u namirnicama biljnog tako i u namirnicama životinjskog porijekla.

Ukoliko je upotreba pesticida u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji bila nekontrolisana i ukoliko se proizvođači nisu pridržavali potrebnih karenci u namirnicama se mogu naći rezidue pesticida. Posljedice trovanja pesticidima mogu biti katastrofalne po zdravlje ljudi. Zbog toga je praćenje prisustva pesticida obavezno kako u namirnicama biljnog porijekla tako i u namirnicama životinjskog porijekla. 7.3.2.2. Kontaminanti iz vazduha

Contaminants from air

Glavni zagađivači vazduha su otrovni plinovi iz industrijskih postrojenja i sagorijevni gasovi iz motornih vozila te produkti sagorijevanja fosilnih goriva u naseljima i industriji. Glavni polutanati iz vazduha su: SO2, NOx, COx

³Maximum residual level, maksimalni nivo ostatka hemijske supstance nakon tretiranja.

, lebdeće čestice, čađ i fotohemijski oksidi, ali i različite forme elektromagnetnih talasa i radioaktivne čestice. Toksične čestice iz zraka se apsorbiraju u žitarice, voće, povrće i dalje prenose putem lanca prerade i distribucije hrane do krajnjeg potrošača.

Posebno, u posljednje vrijeme su značajni dioksini, koji se primarno najčešće nalaze u zraku, a preko zraka ulaze u tlo, vodu i biljke. Tako se mogu naći u različitim ciklusima lanca ishrane. Preko biljaka i životinja dospijevaju u meso i mlijeko pa na taj način ulaze u lanac ishrane čovjeka. U organizmu se postupno akumuliraju i vrlo sporo ili nikako razgraduju. uništavaju i vitalne funkcije ljudskih i životinjskih reproduktivnih organa uzrokujući sterilitet, oštećenja gena, hormonske poremećaje, poremećaje rasta, imunog sustava, poremećaje mozga.

Najotrovniji dioksin je 2,3,7,8-tetrahloro-p-dioksin (TCDD). Djelotvorniji je 11 000 puta od smrtonosnog natrijum-cijanida. Osim što dioksini uzrokuju rak, oni uništavaju i vitalne funkcije ljudskih i životinjskih reproduktivnih organa uzrokujući sterilitet, oštećenja gena. Uzrokuje i hormonske poremećaje, poremećaje rasta, poremećaje imunog sustava, poremećaje mozga. Nakupljaju se u čovjekovom organizmu, jer ih organizam ne može razgraditi ili izlučiti na neki od prirodnih načina. Ženski organizam raspolaže jedinstvenim mehanizmom izlučivanja dioksina i to putem mlijeka-dojenjem. Tako dojena djeca piju majčino mlijeko maksimalno obogaćeno dioksinima.

Često spominjani kontaminanti, koji se mogu naći u hrani, su policiklički aromatski ugljikovodici (PAH). To je skupina organskih spojeva koji sadrže dva ili više spojenih aromatskih prstenova. Nastaju za vrijemene potpunog sagorijevanja ili pirolize organskih materija kod industrijskih procesa, ali i u domaćinstvu. Imaju izražen kancerogeni i genotoksični potencijal. Policiklički aromatski ugljikovodici u hrani mogu nastatii tokom prerade.


46 _________________________________________________________________________

7.3.3. Rezidue Residue

7.3.3.1. Ostaci tretiranja biljaka Residues of the plant treatment Pesticidi10 su sintetske toksične materije namijenjene za uništavanje štetnih

životinjskih i biljnih organizama. Primjenjuju se u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji radi zaštite biljaka kao i za uništavanje skladišnih štetočina. Prema porijeklu mogu biti neorganske materije kao i materije iz biljaka, bakterija i gljiva. Mogu biti i organske sintetske materije kao što su: organohlorirani i organofosforni spojevi, triazini, derivati fenoksi-ugljične kiseline, sintetički piretroidi, itd. Najčešće sadrže toksične elemenate kao što je živa, arsen, fosfor i drugi. U hrani se pojavljuju u obliku ostataka-rezidua11. Porijeklo ostataka pesticida u hrani može biti neposredno od tretiranja ili posredno iz okoliša. Tako posredno pesticidi mogu dospjeti putem vodotoka sa tretiranih usjeva u rijeke, ali i hranom kojom se hrane domaće životinje itd. Ukoliko je upotreba pesticida u proizvodnji hrane nekontrolisana12 posljedice mogu biti katastrofalne po zdravlje ljudi. Zbog toga se nastoji da upotreba pesticida bude pod kontrolom uz osiguranje integralne proizvodnje i monitoringa njihove pravilne primjene. Proizvođači poljoprivrednih proizvoda su dužni pridržavati se potrebnih karenci13 u cilju smanjenja sadržaja pesticida u hrani na najmanju moguću mjeru (MRL14

Pesticidi se šire u okolišu uglavnom vodenim putem. Ispiranjem s poljoprivrednih površina dospijevaju u površinske, ali i u podzemne vode. Najveći problem predstavljaju pesticidi koji se ne razgrađuju brzo u okolišu, isparljivi su ili topljivi u masti, posljedica je njihova biološka koncentracija i translokacija. Npr. sada zabranjeni, DDT primijenjen u kontroli komaraca u tropskom području, može imati štetne posljedice na životinjske vrste u arktičkom području. Male količine DDT-a prisutne u blatu ili površinskim vodama upija plankton i drugi izvor hrane za biljojedne ribe, a ove ribe pojedu plankton koji sadrži insekticid i njegove metabolite u količini koja je nedovoljna da ih otruje, ali dovoljnoj za nakupljanje DDT-a u njihovom masnom tkivu. Biljojedne ribe će biti pojedene od strane mesojednih riba, pri čemu ponovno razina DDT-a ne uzrokuje toksični učinak odmah, nego dovodi do nakupljanja u masnom tkivu u visokoj koncentraciji. Ove ribe mogu migrirati te biti hrana pticama na arktičkom području. Sada pak koncentracija DDT-a i metabolita može biti

). Putem lanca ishrane pesticidi se prenose i na životinje koje čovjek koristi za dobijanje hrane. Zbog toga praćenje prisustva pesticida postaje obavezno kako u namirnicama biljnog tako i u namirnicama životinjskog porijekla.

Najveći dio pesticida otrovan je za domaće životinje, ribe, pčele i čovjeka, a neki među njima su i karcinogeni nakon dužeg konzumiranja. Pesticidi služe za kontrolu neželjenih učinaka ciljnih organizama, po kojima se mogu podijeliti u insekticide, herbicide i fungicide (ostale skupine, npr. rodenticidi, su od malog toksikološkog značaja). Zajedničko za sve ove vrste hemijskih sredstava je njihovo štetno djelovanje na ljudski organizam. Zbog toga treba njihovo korištenje smanjiti na najmanju moguću mjeru.

Tzv. „zelena revolucija“, tj. enorman porast poljoprivredne proizvodnje posljednjih desetljeća, posljedica je korištenja pesticida radi kontrole korova i kukaca koji bi ograničavali urod.

10Eng. pest - štetočina; lat. ceadere – ubiti. 11Rezidu – ostataknakontretiranja. 12 Za kontrolu pesticida koriste s sistem integralne proizvodnje baziran na GAP – dobroj

poljoprivrednoj praksi. 13 Karenca - vrijeme resorpcije i svodjenje rezidua na nivo ispod MRL. 14 Maximum residual level, maksimalni nivo ostatka hemijske supstance nakon tretiranja.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 47

dovoljno visoka da može dovesti do smetnji u razmnožavanju ptica. Translokacija, također, isparavanjem i nošenjem zračnim putem daleko od mjesta primjene (oborinama završava zračni put u zemlji ili vodama). Kod adsorpcije na čestice zemlje moguće je i premještanje u obliku prašine, i sl. Zadržavanje nekog pesticida u vodi ili zemlji ovisi o vrsti tla, količini vlage, temperaturi, pH, prisutnoj mikroflori, razgradivosti pesticida i dr.

Utvrdjeno je da se koncentracija mnogih pesticida smanjuje nakon toplinske i drugih načina obrade hrane (npr. voće i povrće: većina ostataka na površini, pa su se ljuštenje i guljenje pokazali vrlo učinkovitim, za razliku od pranja; kod masti i ulja rafinacija vodenom parom; kod mesa i ribe kuhanje i prženje uz istovremeno uklanjanje masnog tkiva može znatno smanjiti udio pesticida ovisno o vrsti, razini i temperaturi). U trgovačkim preparatima pesticida, ovi se često miješaju s tzv. inertnim sastojcima, koji su inertni samo po tome što nemaju pesticidnog djelovanja. Riječ je o otapalima, površinski aktivnim tvarima, nosačima, antioksidatima, i drugim, koji takodjer mogu imati toksično djelovanje.

Insekticidi. To je velika skupina hemijskih sredstava namijenjena za zaštitu usjeva od insekata. Njihova upotreba je promovirana korištenjem DDT-a tokom II Svjetskog rata. Poslije DDT-a dolazili su sve jači insekticidi (lindan, dieldrin, tepp, karbamati, piretroidi) tako da se postavlja pitanje tko se brže prilagođava otrovima – insekti ili ljudi. Insekticidi brzo prodiru u lanac prehrane (masti i ulja) i tamo se dugo zadržavaju. Prihvatljiv dnevni unos, tj. najveća količina koja ne izaziva toksične efekte, prema FAO/WHO za DDT je 700 µg. Kod izbora primjene insekticida u prehrambenoj industriji mora se voditi računa o toksičnosti, karenci i stručnoj primjeni, kako nebi došlo do neželjenih trovanja ljudi kontaminiranim namirnicama koje su bile tretirane ili se nalaze u tretiranom objektu.

Organoklorni insekticidi su DDT – diklorodifeniltrikloretan, dieldrin, aldrin, klordan, lindan (gama izomer heksaklorcikloheksana), endosulfan, i dr. Zabranjena je upotreba mnogih spojeva ove skupine (DDT, dieldrin, klordan) nakon što je ustanovljeno da su izuzetno stabilni i lipofilni te se nakupljaju u životinjskom masnom tkivu. DDT je korišten otprilike 40 godina, u prvom redu za iskorijenjivanje malarije (npr., Kuba: 1962. god. 3500 slučajeva, 1969. god. tri slučaja), što je rezultiralo općom raširenošću DDT-a i ostataka u okolišu. Uočeno je neurotoksično djelovanje organoklornih insekticida (remete funkciju natrijevih i kloridnih kanala), te remećenje endokrine ravnoteže (uglavnom estrogenskim djelovanjem; npr. ustanovljen je smanjen broj spermija kod pilota poljoprivredne avijacije koji su raspršivali DDT; s druge strane, glavni metabolit DDT-a, DDE (diklorodifenildikloreten) je snažan antagonist androgenskih receptora. Kod životinja izaziva feminizaciju mužjaka ako je prisutan za vrijeme sazrijevanja. DDT se veže i za receptore i transportne proteine tiroidnih hormona). Utvrđeno je i karcinogeno djelovanje nekih organoklornih insekticida (DDT, dieldrin, klordan). Od ove skupine se još često koriste oni koji su razgradljiviji u okolišu, te znatno manje toksični (npr., lindan i endosulfan).

Organofosfatni insekticidi su trenutno najraširenija skupina insekticida. Brzo se metaboliziraju i izlučuju iz organizma, bez nakupljanja. Npr., malation se brzo razgrađuje esterazama, te je slabo toksičan za sisavce. S druge strane, paration ima aromatsku fosfoestersku vezu koja je otpornija na enzimatsku hidrolizu. Biotransformacijom tj. desulfuracijom P=S skupina parationa se prevodi u P=O skupinu paraoksona što daje spoj znatno toksičniji za sisavce. Neurotoksični za sisavce (inhibiraju acetilkolinesterazu (AChE) koja sudjeluje u prijenosu živčanih impulsa. Inhibicijom AChE spriječavaju razgradnju neurotransmitera acetilkolina. Uslijed njegova nakupljanja dolazi do produžene stimulacije parasimpatičkog živčanog sustava: usporavanje pulsa i ritma disanja, paraliza mišića, probavne smetnje i dr).


48 _________________________________________________________________________

Karbamatni insekticidi su analozi biljnog toksičnog alkaloida fizostigmina: karbaril, aldikarb, karbofuran; neurotoksični (inhibiraju AChE poput organofosfata), a neki su i karcinogeni za pokusne životinje.

Piretrum i sintetski piretroidi su insekticidi vrlo niske toksičnosti za sisavce. Neurotoksični su u visokim dozama i remete funkciju natrijevih kanala.

Nikotin je snažan insekticid i neurotoksičan za sisavce. Veže se za nikotinske receptore acetilkolina i pojačava djelovanje parasimpatičkog živčanog sustava.

Herbicidi. To su hemijska sredstva koja se koriste u zaštitu usjeva od korovnih biljaka. Vrlo su toksična, a često i karcinogena. Herbicidi se koriste u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, ali njihove rezidue (ostaci) ulaze u prehrambeni lanac i djeluju dugoročno – štetno. Na sreću, najveći njhov dio uništava se u toku pripreme hrane (kuhanjem, pečenjem i sl). Toksikološki značajni herbicidi su: ariloksifenoksipropionati (neki su peroksisomni proliferatori, npr. haloksifop), triazini (neki su karcinogeni - atrazin, cijanazin i teratogeni - cijanazin za životinje), supstituirane uree (npr. karcinogeni diuron i linuron), difenil eteri (npr. karcinogeni laktofen), tiadiazoli (npr. karcinogeni flutiacet metil), triazoli (npr. karcinogeni amitrol), izoksazoli (npr. karcinogeni, neurotoksini i razvojno toksični izoksaflutol), itd.

Rodenticidi. To su hemijska sredstva koja se koriste za deratizaciju – uništavanje glodara. Pored toga što djeluju kao otrovi na glodare, to su i otrovi za sve toplokrvne životinje i čovjeka. Zbog toga primjena ovih sredstava mora biti kontrolirana, kako nebi došlo do trovanja hranom koja je kontaminirana rodenticidima.

Fungicidi.

• antibiotici,

To su hemijska sredstva koja se koriste protiv razvijanja plijesni i gljivica na sirovinama i gotovim proizvodima da bi se spriječilo kvarenje. Koriste se u velikim količinama i predstavljaju problem jer su vrlo toksični, a neki među njima su i karcinogeni. Primjer je etilentiourea ili skraćeno ETU, koji je vrlo efikasan, ali i karcinogen. Zbog toga je skinut sa liste dopuštenih pesticida. Naročito su opasni organo-živini spojevi koji sadrže metil - živu, a koristili su se u zaštiti sjemena.

Najznačajniji fungicidi, s obzirom na opseg korištenja i toksičnost, su: dikarboksimidi endokrini disruptori, npr. antiandrogen vinklozolin), ditiokarbamati (endokrini disruptori, npr. ziram), etilenbisditiokarbamati (npr. karcinogeni maneb i zineb), organometalni fungicidi (npr. karcinogeni trifenilkositar ), ftalimidi (npr. karcinogeni kaptan), supstituirani benzeni (npr. karcinogeni klorotalonil), itd. 7.3.3.2. Ostaci tretiranja životinja

Residues of the animals treatment

Danas je nezamisliva intenzivna proizvodnja u stočarstvu, peradarstvu i ribarstvu bez upotrebe lijekova. Za zdravstvenu bezbijednost hrane životinjskog porijekla posebno je značajna upotreba veterinarskih lijekova koji se koriste za liječenje i kontrolu zdravlja životinja. Zbog toga ae u animalnim proizvodima mogu pojaviti ostaci tretiranja životinja sredstvima kao što su veterinarski lijekovi i hormonski pripravci. Ostaci od tretiranja životinja su najčešće:

• antiparazitni lijekovi, • hormonski pripravci, • antiseptici, • dezinficijensi i • sredstva za smirenje.

U veterinarskoj medicini koristi se oko 500 lijekova od kojih preko 80% pripadaju grupama antimikrobnih i antiparazitskih sredstava. U praksi se lijekovi uglavnom koriste kraći


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 49

vremenski period, 1 do 7 dana, dakle pri liječenju akutnih patoloških stanja. U kroničnim slučajevima lijek se koristi duže. Farmakokinetika lijeka, odnosno njegova resorpcija, raspodjela u organizmu, metabolički procesi kojima podliježe i eliminacija su faktori koji značajno utiču na efikasnost lijeka i karencu.

Karenca lijeka je najvažniji kriterijum koji utiče na pojavu rezidua lijekova u namirnicama životinjskog porijekla. U pogledu zdravstvene bezbijednosti hrane životinjskog porijekla, ostaci veterinarskih lijekova u jestivim tkivima životinja, ukoliko se unose u dužem vremenskom periodu mogu izazvati toksične efekte i tako opasnosti u hrani.

Lijekovi se mogu, osim u terapijske svrhe koristiti i kao biostimulatori, ali i u reprodukciji za poboljšanje reproduktivnih osobina životinja, sinhronizaciji polnog ciklusa. Aplikacija lijeka putem hrane za životinje može imati, pored nutritivnog, preventivni i terapijski karakter. Međutim i pored činjenice da se u nutritivne svrhe uglavnom koriste antibiotici, koji se slabo resorbuju u probavnom traktu životinja, postoji mogućnost njihovog zaostajanja, odnosno pojave rezidua u jestivim tkivima, a otuda i u namirnicama životinjskog porijekla (mesu, mlijeku, jajima, medu). Na taj način se otvorilo pitanje rezidua antibiotika i drugih antimikrobnih materija u namirnicama. Ovaj problem je posljednjih decenija postao vrlo izražen i aktuelan, ali i danas svuda u svijetu predstavlja problem od prvorazrednog značaja za javno zdravstvo. Zapravo, od samog početka masovne upotrebe antibiotika u humanoj i veterinarskoj medicini razmišljalo se o mogućim reziduama i njihovim efektima.

Ostaci veterinarskih lijekova u jestivim tkivima životinja, ukoliko se unose u dužem vremenskom periodu mogu izazvati štetne efekte.

Antibiotici predstavljaju moćna terapijska sredstva koja imaju veliki značaj u liječenju domaćih životinja. Antibiotici u hranu mogu dospjeti na različite načine. Jedan od najčešćih načina dospijevanja u hranu je njihovo izlučivanje u mlijeko poslije upotrebe u liječenju životinja. Zbog toga se mlijeko životinja poslije liječenja nesmije upotrijebiti za ljudsku ishranu sve dok se ne ispoštuje karenca lijeka. Drugi način zbog kojeg se antibiotici mogu naći u hrani je njihovo dodavanje sa ciljem sprečavanja razmnožavanja mikroorganizama u mlijeku i na taj način spriječe kvarenje mlijeka.

Posmatrano sa tehnološkog aspekta, antibiotici, koji se najčešće mogu naći u mlijeku (pored korisnog dejstva na patogene mikroorganizme u toku terapije), djeluju i na mikroorganizme koji ulaze u sastav čistih kultura inhibirajući njihovu aktivnost. Uz njihovo prisustvo izostaje kiselo mliječna fermentacija.

Realna su očekivanja pojave alergijskih efekata nakon konzumiranja namirnica koje sadrže rezidue lijekova. Uneseni sa hranom, lijekovi se u organizmu ljudi mogu ponašati kao alergeni. Najčešće se spominju penicilinski preparati, vjerovatno zbog njihove velike i duge upotrebe u humanoj i veterinarskoj medicini. Mogućnost hipersenzibilizacije osoba koje su prethodno bile u medicinskom tretmanu sa penicilinima iz namirnica nisu rijetke. U zavisnosti od količine unešenog penicilina, kod ovih osoba se može razviti klinička slika od blagog osipa do najdrastičnijih oblika anfilaktičkog šoka. Kako se u namirnicama javljaju redovno niske koncentracije ovi osipi se najčešće registruju kao pojave nepoznate etiologije. U osoba osjetljivih na penicilin i male količine antibiotika u mlijeku mogu u nekim slučajevima izazvati jaku imunološku reakciju.

Za hormone je karakteristična karcinogenost (zabranjeni karcinogeni DES17 ß estradiol: genotoksični metaboliti). Toksičn su za srce i pluća i zabranjen je klenbuterol. Neki su karakteristični za razvojna toksičnost (DES, 1980: feminizacija dječaka i uranjen pubertet kod djevojčica).

Kod upotrebe sulfonamida alergijske pojave su vrlo rijetke. Zapaženo je da se alergijske reakcije javljaju kod peroralne terapije sulfonamidima, u 1 - 3%, a kod lokalne primjene čak u oko 10% slučajeva. Zabilježeni su slučajevi žestoke alergijske reakcija nakon


50 _________________________________________________________________________

intramuskularne aplikacije tetraciklina kod junadi bolesne od bronhopneumonije (Tabaković i sar. 1985.). Senzibilizacija se obično dešava nakon ponovnog unošenja preparata koji sadrže velike molekule, najčešće proteine (vakcine, serumi, proteinhormoni).

7.3.3.3. Ostaci djelovanja mikroorganizama

The residues of microorganisms' activities

Sve faze proizvodnje u prehrambenom lancu nose određene biološke (makrobiološke i mikrobiološke) opasnosti. Ishrana ljudi oduvijek je bila vezana sa opasnošću od unošenja u organizam mikroorganizama i njihovih produkata, koji mogu dovesti do nastanka bolesti. Neki od njih mogu se nalaziti u namirnicama, dok je prisustvo ostalih posljedica kontaminacije porijeklom iz vanjske sredine, životinja ili čovjeka. Bakterije, kvasci, plijesni, protozoe i virusi pripadaju različitim sistematskim kategorijama mikroorganizama. U principu razlikuju se dvije vrste njihovog štetnog djelovanja na zdravlje ljudi, a to su: intoksikacije i infekcije (tabela 7.3.1).

Tabela 7.3.1. Mikrobiološki kontaminanati Table 7.3.1. Microbiological contaminants

BAKTERIJE VIRUSI KVASCI PLIJESNI PROTOZOE

Clostridium botulinum Enterovirus Saccharomyces Aspergillus Toxoplasma gondi

Salmonela, Escherichia coli

Virus hepatitis Rhohotorula Penicillium Giardia intestinalis

Staphylococcus aureus , Bacillus cereus

Deltavirus Pichia Fusarium, Alternaria Criptosporidium

Shigella Clostridium perfringens

Newcastle virus

Zygosaccharo-myces

Geotrichum Mucor, Rhizopus

Kod intoksikacija životnim namirnicama trovanje ne izazivaju mikroorganizmi, nego toksini koji nastaju kao produkti njihovog metabolizma u namirnicama. U slučaju infekcija životnim namirnicama nosioci trovanja se prenose prehrambenim artiklima. Kod infekcija životne namirnice su nakon uništenja mikroorganizama bezopasne, dok kod toksikacije stvoreni toksini mogu, pod određenim uslovima, djelovati i nakon uništenja mikroorganizama.

Mikroorganizmi, koji uzrokuju kvarenje hrane i oboljenja ljudi izazvanih konzumiranjem kontaminirane hrane, mogu se klasificirati u više grupa: virusi, bakterije, plijesni, kvasci, protozoe itd. Mikotoksini

U proizvodnji prehrambenih proizvoda često opasnost predstavlja razvoj različitih vrsta plijesni. Plijesni se mogu podijeliti na takozvane „plijesni polja“ (Fusarium) i na „plijesni skladišta“ (Penicillium, Aspergillus). Za svoj rast i razvoj plijesni sintetiziraju primarne metabolite, dok sekundarne metabolite koriste kao odbranu od drugih mikroorganizama. Sekundarni metaboliti mogu biti toksični i za ljude. Opasni su zbog visoke toksičnosti i u malim količinama zbog odsutnosti senzorskog upozorenja. Više vrsta, pa i rodova, plijesni može proizvoditi isti mikotoksin, ali isto tako jedna plijesan može proizvoditi više mikotoksina.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 51

Glavni mikotoksini su: aflatoxins, ochratoxins, fumonisins, zearalenone, trichothecenes i patulin (tabela 7.3.2). Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza. Do razvoja mikotoksikoza dolazi nakon unošenja mikotoksina hranom u probavni sistem. Jednokratno uzimanje namirnica s visokom koncentracijom mikotoksina dovodi do akutnog otrovanja, dok konzumiranje hrane s niskim koncentracijama mikotoksina duži vremenski period dovodi do karcinogenih i drugih bolesti usljed kumulativnog djelovanja.

Tabela 7.3.2. Mikotoksinii i njihovo djelovanje na organizam Table 7.3.2. Mycotoxins and its effects on the body

Vrsta mikotoksina Mikotoksini djelovanje na organizam

Nefrotoksini Ohratoksin, Citrinin, Kvinoni, Ksantomegnin, Viomelin Izazivaju insuficijenciju bubrega

Neurotoksini Patulin, Penitrem, Citreoviridin, Fumonizin, Moniliformin

Izazivaju oštećenje nervnog aparata i izazivaju krvarenje u njemu

Hepatotoksini Aflatoksini, Penicilinska kiselina, Sporidezmin, Ciklohlorotin, Fumonizin

Oštećuju funkciju ćelija jetre i pospješuju razvoj karcinoma jetre

Estrogeni toksini Zearalenon, Zearalenol Hiperestrogenizam u životinja i degeneraciju ćelija polnih organa

Citotoksini Trichoteceni, Puccinia toksini

Oštećuju epitelne ćelije kože i sluznice probavnog trakta i krvnih žila

Imunosupresivni toksini Ohratoksin, Trihoteceni Oštećuju imuni sistem i njegov odgovor na

infekciju u organizmu ljudi i životinja

Respiratorni toksini Fumonizin, Trihoteceni, Stahibotriotoksin, Puccinia toksin, AAL toksin

Oštećuju disajne puteve

Gotovo svi mikotoksini su citotoksični i uništavaju stanične strukture kao što su membrane, te interferiraju s vitalnim staničnim procesima kao što je sinteza proteina, RNA i DNA. Simptomi mikotoksikoza ovise o nizu faktora: koncentraciji i dužini izloženosti mikotoksinu, o vrsti i toksiko dinamičkim osobinama mikotoksina (apsorpciji, hidrofilnosti / lipofilnosti, distribuciji u tkivima i organima, metabolizmu i poluvremenu raspada, te eliminaciji).

Pokazalo se da stotine gljivičnih vrsta proizvode mikotoksine povezane sa bolestima koje se prirodno javljaju kod životinja i ljudi širom svijeta. Pojava mikotoksina u poljoprivrednim artiklima zavisi od takvih faktora kao što su oblast, sezona i uslovi pod kojima se određen usjev uzgaja, bere i skladišti. Usjevi koji se uzgajaju u toplim i vlažnim vremenskim uslovima, u tropskim i suptropskim područjima su naročito više skloni zarazim toksinima, nego oni u temperaturnim zonama. Međutim, određene toksigenične gljivice kao što je vrsta Fusarium mogu se množiti pod niskim temperaturama i proizvoditi toksine.

Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza, a za neke se mikotoksine pretpostavlja ili je dokazano da su karcinogeni za ljude. Različite bolesti ili sindrome u ljudi uzrokuju alkaloidi ergota, aflatoksini, okratoksin A, 3 nitropropionska kiselina, trihoteceni, zearalenon i fumonizini. Međunarodne agencije za istraživanje karcinoma o karcinogenosti pojedinih mikotoksina vrši procjene opasnosti od


52 _________________________________________________________________________

mikotoksina. Postoje zakonski propisi o dopuštenim koncentracijama pojedinih mikotoksina u različitim namirnicama.

Mikotoksini su metaboliti plijesni. Glavni mikotoksini su: Aflatoxins (Aflatoksini), Trichothecenes (Trihoteceni), Fumonisins (Fumonizini),Ochratoxins (Ohratoksini), Zearalenone, (Zearelenon). Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza.

7.3.4. Kontaminanti koji nastaju obradom hrane Contaminants resulting from food processing

Toksikanti koji nastaju obradom hrane mogu se svrstati u sljedeće grupe : • produkti termičke obrade (furan, piren, benzopiren, fluoranten, heterociklički

aromatski amini, akrilamid), • produkti Maillardove reakcije (melanoidini pigmenti, heterociklički spojevi), • produkti autooksidacije i obrade lipida (hidroperoksidi, alkoholi, aldehidi, ketoni,

ciklične masne kiseline, polimeri, trans masne kiseline), • produkti tretiranja kiselinama i lužinama (aminokiselinski derivati,

kloropropanoli), • produkti fermentacije (etanol, metanol, etil karbamat, vazoaktivni amini) • produkti salamurenja (nitrozamini), • produkti obrade ionizirajućim zračenjem i • produkti obrade vode za piće (kompleksni organski spojevi sa klorom).

Produkti termičke obrade. Termička obrada nekih vrsta hrane pri visokim temperaturama nosi sa sobom i niz opasnosti zbog mogućeg stvaranja određenih toksičnih materija. Osnovna svrha kuhanja hrane je postizanje mikrobiološke bezbijednosti sa optimalnim nutritivnim i senzorskim svojstvima i minimalnim sadržajem potencijalno štetnih materija. Toksikanti koji nastaju obradom mogu biti različiti produkti procesa. Tako toksične materije mogu nastati u procesima kao što su Maillardove reakcije, autooksidacija lipida, tretiranje hrane kiselinama i bazama, fermentacija, salamurenje, jonizirajuće zračenje i sl. Prikazati ćemo nekoliko karakterističnih primjera toksičnih materije koje nastaju tokom prerade hrane.

Toksična materija koja nastaje termičkom obradom nekih vrsta hrane pri visokim temperaturama je akrilamid15. On može biti prisutan u širokom spektru pržene i pečene hrane. Akrilamid je IARC16 svrstao u grupa karcinogena. Relativno visoke koncentracije akrilamida mogu da se nalaze u hrani bogatoj ugljikohidratima kao što su čips, prženi i pečeni krompir i tostirani kruh. Nastanak akrilamida je u vezi sa stupnjem preprženosti hrane, gdje dolaze do izražaja Maillard-ove17 reakcije, a posebno aminokiseline asparagina. Kruh, odnosno kora kruha, žitarice i kafa sadrže određene koncentracije akrilamida. Takođe, heterociklični amidi (HCA) u pečenom mesu mogu biti povezani sa nastankom raka u stomaku i drugim organima. Heterociklični amid se formira kada aminokiseline i kreatin18

15 2-propenamid. 16 Internacional Agency for Research on Cancer. 17 Reakcija šećera i amino grupe, odvija se preko niza reakcija i uzrokuje posmeđivanje, proces

objasnio prvi Louis Camille Maillard (1878-1936). 18 Aminokiselina, neproteinogena, snabdijeva nergijom mišiće prilikom kontrakcije.

reaguju na visokim temperaturama. Četiri faktora utiču na formiranje hetrocikličnih amida: vrsta hrane, metod kuhanja, temperatura i vrijeme. Heterociklični amidi se mogu naći u kuhanom mišićnom mesu. Drugi izvori proteina kao što su mlijeko, jaja, tofu, jetra sadrže vrlo malo ili nikako HCA ako se kuhaju. Prženje, pečenje i roštilj proizvode najveće količine HCA.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 53

Kao potencijalne toksične materije u hrani značajni su klorpropanoli i policiklički aromatski ugljikovodici, koji također nastaju termičkom obradom hrane. Klorpropanoli su kontaminanti koji nastaju obradom različitih vrsta hrane ili sastojaka hrane. Najvažniji spojevi iz grupe klorpropanola se 3-monoklorpropandiol (3-MCPD) i 1,3-diklor-2-propanol. Prisutnost klorpropanola prvi put je dokazana kiselom hidrolizom biljnog proteina. Međutim, 3-MCPD je nađen i u obrađenoj hrani bez kisele hidrolize, kao što je prženi sir ili pržene žitarice. Značajne količine su nađene u ječmu za vrijeme proizvodnje slada, kao i tostiranog kruha. 3-MCPD se može naći i u drugim vrstama hrane kao što su: umaci od soje i slični proizvodi, tostirani kruh ili biskvit, kuhana usoljena riba ili meso. Stvaranje klorpropanola u hrani nije u potpunosti razjašnjeno, pa postoji više predloženih mehanizama nastajanja 3-monoklorpropandiola u hrani kao i više potencijalnih prekursora klorpropanola. Grijanjem potaknuta reakcija koja vodi do stvaranja klorpropanola uključuje reakciju kloroidne kiseline s glicerolom, lipidima i ugljikohidratima. Sve reakcije zahtijevaju temperaturu iznad 100°C. Ključni korak u sintezi uključuje nukleofilnu supstituciju kloridnog aniona na acilnu skupinu na poziciji koja je aktivirana susjednom esterskom skupinom. Međuprodukt reakcije je klorpropandiol-diester koji pod hidrolitičkim uvjetima vodi do formiranja klorpropanola.

Međutim, ne zahtijevaju svi hemijski mehanizmi prisutnost triglicerida za formiranje klorpropanola, pa tako alternativni mehanizam koji uključuje alil alkohol (prop-2-en-1-ol) koji u prisutnosti hipoklorne kiseline (HOCl) može dovesti do stvranja klorpropanola. Ova reakcija može biti važna u slučajevima «grijanja» luka i češnjaka u kojima je glavni prekursor stvaranja klorpropanola alil alkohol tj. aminokiselina cistein alin [(S)-alil-L-cistein sulfoksid]. Ispitivanjem prisutnosti klorpropanola u različitim vrstama namirnica, 3-MCPD je nađen u nekoliko fermentiranih namirnica, kao i u namirnicama koje nisu bile podvrgnute termičkoj obradi npr. šunka, salama, riba i fermentirani sir. Do sada ne očekivani izvori 3-MCPD-a u tragovima u mnogim vrstama hrane vode do toga da se ispita mogući utjecaj hidrolitičkih enzima u stvaranju klorpropanola. Ovaj mehanizam, potaknut enzimom lipazom, pri relativno niskim temperaturama u prisustvu ulja, vode i natrijevog klorida dovodi do stvaranja klorpropanola. Smatra se da hidroliza masnih kiselina nastalih iz triacilglicerola odvija djelovanjem lipaze u različitim katalitičkim stupnjevima, te da enzimski katalizirana sinteza 3-MCPD ovisi o aktivitetu i specifičnosti lipaze, pH-vrijednosti, koncentraciji Cl- iona, temperaturi i aktivnosti vode u hrani.

Produkti Maillardove reakcije. Iz glukoze i aminokiseline (Maillardova reakcija i kuhanje kod 100°C) izolirana 3 mutagena iz: glukoza-fenilalanin, glukoza-lizin i glukoza cistein.

Sa toksikološkog aspekta reakcije posmeđivanja izolirani su mutageni: • 5-hidroksi-metil-furfural (iz glukoza+fenilalanin), • (2-formil-5-/hidroksimetil/pirol-7-il) norleucin (iz glukoza+lizin), • 2-metil-tiazolidin (iz glukoza+cistein), • tiazolidin derivati (glukoza+cisteamin)

Izolirana je i serija mutagena u sardinama i junetini pripremljenoj na žaru. Nađeni su spojevi:

• IQ19 i MeIQ20

• MeIQX u sardinama i

21

19 2-amino-3-metil-imidazo-kinolin 202-amino-3,4-dimetil-imidazo-kinolin 212-amino-3,8-dimetil-imidazo-kinoksalin

i IQ u pečenoj junetini i govedini


54 _________________________________________________________________________

Kreatinin je važan prekusor nastajanja sva tri spoja. Meso pečeno ili prženo na žaru, iz konačnog produkta Maillardove reakcije-jednog heterocikličkog spoja, kreatinina i jedne aminokiseline nastaju pri temperaturama iznad 300°C najmutageniji spojevi imidazo-kinolinske i imidazo-kinoksalinske strukture.

Reakcije karamelizacije. Poslije topljenja saharoze započinje pjenušanje mase i dolazi do gubitka jedne molekule vode po molekuli saharoze što dovodi do formiranja izosakrozana. Daljim zagrijavanjem uz gubitak mase nastaje karamelan (C24H36O18). Izolirani karamelan rastavara se u vodi i etil–alkoholu i ima gorak ukus. Treći stupanj se javlja poslije pjenušanja, dužim zagrijavanjem i gradi se pigment karamelen. Njegova prosječna molekulska masa odgovara gubitku osam molekula vode iz tri molekula saharoze:

3C12H22O11 → C36H50O25 + 8H2O

Dalje zagrijavanje saharoze dovodi do formiranja humina, odnosno karamelina,

tamne supstance visoke molekulske mase C125H188O80

• produkti autooksidacije lipida,

. Humini (šećer-karameli) pored hidroksilnih grupa različite baznosti, karboksilne i enolne grupe vrlo često imaju prisutne fenolne hidroksilne grupe čime se može objasniti pojava da i oni nekih metala intenziviraju boju karamel-pigmenata.

Dimljenje hrane. Dimljenje hrane je takođe jako štetno. Glavni razlog dimljenja je da se dobiju produkti sa specijalno ugodnim okusom. Najvažniji spojevi koji nastaju su: fenoli, karbonili, kiseline, furani, alkoholi, esteri, laktoni i PAH spojevi.

Produkti oksidacije lipida. Faktori koji utječu na procese oksidacije lipida su: toplina, kisik, svjetlo, metali, enzimi, antioksidansi. Tri su grupe spojeva oksidacije lipida:

• produkti termičke obrade lipida i • produkti parcijalne hidrogenacije ulja.

• Produkti autooksidacije lipida: • hidroperoksidi, • alkoholi, • aldehidi, • ketoni

• Produkti termičke obrade lipida: • ciklične masne kiseline, • polimeri

• Produkti parcijalne hidrogenacije ulja • trans masne kiseline

Uloga metalnih iona se može prikazati jednačinom

Cu+ + ROOH → RO . + OH− + Cu2

+

Cu2+ + ROOH → ROO· + H + + Cu+

Toksičnost nastalih spojeva može biti: karcinogenost, hepatotoksičnost, aterogenost, rak, KVB, Parkinsonova bolest, Alzheimerova bolest.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 55

Nitrati i nitriti su sastavni dio konzervisane hrane, ali i svježih namirnica osobito povrća. Nitriti se koriste za konzerviranje mesnih i ribljih proizvoda, a sprečavaju rast bakterija i stvaranje toksina, te održavaju prirodnu crvenu boju sježeg mesa.

Kalijumove i natrijeve soli nitrita i nitrata često se koriste u smjesama za salamurenje mesa u svrhu očuvanja i razvoja boje, inhibicije mikroorganizama i razvoja karakteristične arome. Nitriti imaju jače izražena svojstva od nitrata. U nekim vrstama salamurenog mesa a pomoću crijevne mikroflore nitriti sudjeluju u stvaranju malih količina toksičnih nitrozamina.22

7.3.5. Ostaci sredstava za pranje, dezinfekciju i fumigaciju

Povrće je zbog pretvaranje nitrata u opasne nitrite potrebno pažljivo pripremati.

Residues from cleaning and fumigation

Tokom prerade hrane koriste se različita sredstva za pranje, dezinfekciju, deratizaciju i fumigaciju koja mogu biti štetna po zdravlje. Izbor postupka čišćenja i pranja, kao i vrsta sredstava za dezinfekciju je esencijalan zbog više razloga. Sredstva za čišćenje moraju odstraniti grube nečistoće, pranjem se odstranjuju „fine“, a dezinfekcijom uništavaju eventualno zaostali mikroorganizmi. Savjesnost i odgovornost je esencijalna za sve koji rade u proizvodnji i prometu hrane. Mnoge procedure se ne mogu neprekidno kontrolirati u proizvodnji, a neznanje i neodgovornost je najčešće uzrok grešaka koje se čine u pogledu kršenja proizvodnje i prometovanja.

Sapuni i deterdženti, koji se koriste za pranje, sadrže površinski aktivne materije sa različitim oblicima ispoljavanja toksičnog efekta.

Od sredstva za dezinfekciju najčešće se upotrebljavaju preparati na bazi klora, persirćetna kiselina, vodonikperoksid, alkohol kao i klorovodonična i azotna kiselina (CIP) te od baza natrijev hidroksid.

Međutim, ostatak-rezidue sredstava za higijenu i dezinfekciju i njihov naknadni kontakt sa hranom nosi velike opasnosti pozdravlje konzumenata takve hrane. Nedovoljna efikasnost sredstva za dezinfekciju takođe nosi visok rizik, jer su uvjeti u proizvodnji hrane obično povoljni za razvoj rezidua mikroorganizama.

Sredstva za pranje mogu se klasificirati po različitim kriterijumima. Često ista sredstva se koriste i za za pranje i za dezinfekciju, pa se u tom smislu savremena sredstva za pranje i dezinfekciju mogu svrstati u tri osnovne klase: tradicionalna: pjene, CIP sredstva, sredstva bez klora i sredstva sa smanjenom ograničenom tokisičnosti i korozivnosti. Postoje tipovi deterdženata koji su bezopasni, dok neki djeluju toksično, iritirajuće, korozivno itd.

Dezinfekciona sredstva su većinom protoplazmatični otrovi koji djeluju prema osjetljivosti mikroorganizama na razne djelove mikrobne stanice. Uopšteno, dezinficiona sredstva djeluju: koagulacijom (alkohol, fenol, formaldehid, soli teških metala), oksidacijom (H2O2, KMnO4) i hidrolizom (kiseline, alkalije) (tabela 7.3.3).

Dezinficiona sredstva mogu biti kiseline koje djeluju H+ ionom, čija efikasnost ovisi od stepena disocijacije. Neorganske kiseline HCl i H2SO4 koriste se u koncentraciji od 1,5 do 5%. Od alkalija koriste se KOH, NaOH, i NH4

Fumigacija je postupak uništavanja insekata i drugih štetočina plinovitim jakim otrovima (T+). Najčešće korišten fumigant je fosforovodik (PH

OH. Najznačajnija dezinfikciona sredstva su: klorni dezinficijensi, fenolni preparati, kvaternerni amonijevi spojevi, amfoterne materije i jodofori. Dezinfekcija se najčešće vrši preparatima na bazi klora i to trikloroizocijanuričnom kiselinom.

3

22Biohemija hrane I, Midhat Jašić,Lejla Begić,Univerzitet u Tuzli,2008,169

) i to za fumigaciju žitarica:

ZAŠTO VISOKI HIGIJENSKI STANDARDI ?

TROVANJE HRANOMPONEKAD SMRT

ŽALBE KUPACA RAZVOJ ŠTETOČINA KVARENJE HRANE GUBITAK DOZVOLE ZA

RAD I POSLA PLAĆANJE KAZNI I

POVEĆANJE TROŠKOVA GUBITAK PROFITA

ZADOVOLJSTVO KUPCA DOBRA REPUTACIJA PORAST POSLOVA ZADOVOLJENJE ZAKONA DUŽI ROK TRAJANJA

HRANE BOLJE RADNO OKRUZENJE

I AMBIJENT VIŠI MORAL ZAPOSLENIH PORAST PROFITA

ŠŠTETE TETE kod lokod lošše e hihigigijjeneene KORIST kodKORIST kod dobre higijenedobre higijene


56 _________________________________________________________________________

pšenice, kukuruze, ječma, zobi, raži, riže soje i dr. Fosforovodik se razvija iz aluminijevog ili magnezijevog fosfida djelovanjem vlage i temperature iz zraka. Zbog niskog vrelišta može se koristiti i kod nižih temperatura, ali u tom slučaju se produžuje ekspozicija. Za fumigciju se koristi i plin metilbromid (CH3

Br), koji takođe spada u vrlo jake otrove (T+). Svaka vrsta proizvodnje zahtijeva studiozan i sistematičan pristup odabiru sredstava

za higijenu i sanitaciju. Obzirom na nivo efikasnosti sredstava za pranje, čišćenje i dezinfekciju potrebno je pri uspostavljanju SSOP odabrati nejefikasnije doze i koncentracije kao i odrediti vrijeme izloženosti - ekspoziciju. Rezidue mikroorganizama kao i sredstava za higijenu i sanitaciju mogu biti opasne po zdravlje konzumenta zbog čega je neophodno uspostaviti njihov neprekidan monitoring.

Tabela 7.3.3.Vrste dezinfekcionih sredstava

Table 7.3.3. Types of disinfection item

7.3.6. Interakcija hrane i ambalaže Interaction of food and packaging

Posljednjih je desetljeća uočen brzi prijelaz s relativno inertnih, zbijenih, krutih i nepropusnih ambalažnih materijala (staklena i metalna ambalaža) na plastične materijale. To je stvorilo nove izazove u pokušaju izbjegavanja interakcije namirnica i ambalaže. Postoji nekoliko tipova interakcije hrane i ambalaže:

• prijelaz sastojaka ambalaže u namirnicu, • propusnost plinova, vodenih para i hlapljivih organskih spojeva ambalaže i

namirnice, • prijelaz sastojaka namirnice u ambalažni materijal.

Migracijski sastojci mogu biti monomerni i polimerni aditivi, uključujući produkte

hemijske razgradnje tijekom procesa obrade, kao i ostaci polimernih otapala, katalizatori i sl. Ti onečišćivači, ukoliko je njihovo prisustvo u namirnici u količini većoj od dopuštene, u najgorem slučaju mogu biti toksični ili mogu na proizvod prenositi neprihvatljive mirise i okuse.

Interakcije, kao posljedica migracija, predstavljaju možda najveći razlog za zabrinutost. Glavna posljedica migracija jest difuzija permeata, a brzina same difuzije ovisi o koncentraciji spojeva i uvjetima okoline. Mehanizmi koji uzrokuju prijelaz sastojaka iz ambalaže u namirnicu mogu se svrstati u sljedeće tipove:

Vrsta dezinficijensa Primjer sredstva za dezinfekciju / efikasna koncentracija

Kiseline borna kiselina, 1-2 % rastvor persirćetna kis.,0.7-0.8 % rastvor Alkalije kaustična soda, 1-2 % rastvor živi negašeni kreč, krečno mlijeko Alkoholi etanol, 70 % rastvor metanol, 70%

Deterdženti Na-lauril-sulfat, 0.1-0.2 % rastvor kvaterne amonijeve baze (1:30 000)

Fenoli krezol, 0.5 % rastvor heksahlorofen, 0.001-0.002 % Halogenidi hlorni kreč, kaporit, jodofori Luglov rastvor, 5 % joda + 10 % KJ Osidansi vodonik-peroksid kalijev-hipermanganat Soli teških metala soli žive, 0.1 % HgCl2 soli srebra, AgNOrastvor 3 Aldehidi formaldehid, 37 % rastvor glutaraldehid, 2 % rastvor Boje akridinske boje, 1:2 000 000 trifenilmetanske boje, 1:10 000 Gasoviti dezinficijensi etilenoksid, 400-800 mg/l B-propiolakton


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 57

1. Migracija sastojaka iz ambalaže u proizvod, tamo gdje postoji izravni kontakt

između površine ambalaže i namirnice; to se događa, npr. u difuziji spojeva kao što su stiren i vinil-klorid monomeri (često kod plastične ambalaže).

2. Mogućnost da sama namirnica "razmoči" mobilne sastojke ambalaže; u tom se slučaju tekući ili plinoviti dijelovi namirnice raspršuju u materijal, nadimaju ga i omogućuju mobilnim sastojcima prisutnima u ambalaži da se rasprše u namirnicu.

3. Sloj aditiva, prisutan na površini ambalaže kao kondenzat, prenosi se u namirnicu. To se, primjerice, može dogoditi u slučaju ambalaže suhe hrane gdje je prisutan mali međusobni kontakt i ne pojavljuje se direktna migracija, ali je površinski sloj ambalaže fizički prenesen na namirnicu.

4. Hemijski "napad" sastojaka namirnice na materijal ambalaže; događa se ukoliko neadekvatno lakirana limenka dođe u kontakt s kiselinama namirnice, što rezultira korozijom limenke. Tada i sama namirnica može biti zagađena metalnim ionima.

5. U praksi često nema oštrih distinkcija između navedenih individualnih mehanizama, već su oni uglavnom istovremeno prisutni u interakciji proizvoda i ambalaže u različitim omjerima. Ključ za prevenciju toga leži u upotrebi primjerenih metoda obrade koje omogućuju adekvatnu zaštitu.

6. U "food-contact" zakonodavstvu uspostavljena su dva tipa migracija: "specifične” i "globalne”. "Specifične migracije" označavaju one migracije sastojaka koje predstavljaju opasnost za zdravlje potrošača, pa čak i kada su prisutne u malim količinama. U tom je slučaju potrebna rigorozna kontrola. Suprotno tome, koncept "globalnih migracija" usvojen je zbog regulacije ulaska sastojaka koji su, iako ne predstavljaju velik stupanj rizika, ipak nepoželjni.

7. Migracije su daleko izraženije kod pakovanja tekućih proizvoda, kao i proizvoda sa povišenim sadržajem masti i ulja. Proces u kojem dolazi do prijelaza tvari iz ambalažnog materijala u namirnicu i obratno naziva se migracija. Migracija je kombinacija dva procesa: difuzije i sorpcije. Količina migracije proporcionalna je polaznoj koncentraciji u plastici te je u pravilu uglavnom određena svojim difuzionim koeficijentom u plastici: migrant iz ambalaže kreće se radi koncentracijskog gradijenta difuzijom prema namirnici. Dolaskom na površinu materijala, desorbira se, a namirnica ga apsorbira. Ponovno slijedi difuzija u unutrašnjost namirnice, uslijed koncentracijskog gradijenta. Prema zakonskoj regulativi ukupni limit migracije tvari iz plastičnog materijala u namirnicu je 60 mg/kg ili 10 mg/dm2

Tabela 7.3.4. Potencijalno otrovne kemikalije iz plastične ambalaže

Table 7.3.4. Potentially toxic chemicals in plastic containers

. Ova vrijednost ne upućuje na neku određenu tvar, već na ukupnu migraciju svih tvari. Bitna je pri odabiru ambalažnog materijala jer je nužan inertan karakter materijala. Specifični limit migracije se određuje za svaku tvar toksičnih svojstava (tabela 7.3.4).

Vrste ambalažnog materijala Otrovne kemikalije koje se koriste u proizvodnji

1 Polietilen niske gustoće (LDPE) benzen, krom-oksida, cumenhidroperoxid, tert-butilhidroperoxid

2 Polietilen visoke gustoće (HDPE) krom-oksid, benzoilperoksid, hexan, ciklohexan 3 Polipropilen (PP) metanol, 2,6-di-tert-butil-4-metil-fenol,


58 _________________________________________________________________________

nikaldibutyldithiocarbamate 4 Polistiren (PS) Stirene, benzen, ugljiktetraklorid, polivinilalkohol,

antimonoksid, tert-butilhidroperoxide, benzokinon 5 PolietilenTerephthalate (PET) antimonoksid, diazomen, olovooksid

Različite vrste aditiva koje se koriste u proizvodnji plastične ambalaže (tabela 7.3.5) kao što su toksični:

• vinil klorid, • bisfenol (slika 7.3.1) • nonilfenol, • ftalati (slika 7.3.2), • semikarbazid itd.

Tabela 7.3.5. Aditivi u plastičnim masama, mogu biti migrirajuće hemijske grupe u prehrambeni proizvod

Table 7.3.5. Additives in plastics, may be migrating chemical groups in food product

Vrsta aditiva Funkcija- namjena

Katalizatori i inicijatori započinju proces polimerizacije između molekula monomera s ciljem izgradnje makromolekula ( polimera ).

Antioksidansi štite polimer od toplinske degradacije Plastifikatori smanjuju tvrdoću i čine materijal elastičnijim

UV – stabilizatori povećavaju otpornost prema degradaciji uzrokovanoj UV svjetlom

Antiblokirajući agensi sprečavaju međusobno slijepljivanje plastike Antistatici koriste se za uklanjanje statičkog elektriciteta u materijalu

Antikondenzator sprečavaju stvaranje kondenziranih kapljica na transparentnom filmu

Punila koriste se u svrhu smanjenja troškova proizvodnje, a povećavaju i barijerna svojstva materijala.

Pigmenti i boje dodaju se s ciljem postizanja željene boje, a takođe predstavljaju zaštitu prema UV i vidljivom svjetlu.

Pjenušavci i agensi hemijske komponente koje se koriste u proizvodnji ekspandirane plastike.

Slika 7.3.1. Vinil kloridbisfenol i anonilfenol Figure 7.3.1. Vinyl chloride bisphenol and

Cl

anonilfenol Bisfenol A i nonilfenol ksenoestrogen - reproduktivna i razvojna toksičnost

Ksenoestrogeni - reproduktivna i razvojna toksičnost, ali isto tako antiandrogeni; toksičnost za muški reproduktivni sustav

HO OH HO


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 59

Slika 7.3.2 Ftalati Figure 7.3.2. Phtalates

Semikarbazid je produkt brtvila u metalnim poklopcima staklene ambalaže, slabi

karcinogen. H2N-NH-CO-NH

• da ne migriraju iz plastičnih masa,

2 Semikarbazid

Budući da sa jedne strane nije moguće izbjeći prisutnost određenih aditiva u plastičnom materijalu (npr., antioksidanata), a sa druge strane nije poželjna migracija tih sastojaka u namirnice, nastoji se razviti aditive sa velikom molekularnom masom i slijedom toga malim koeficijentom difuzije. Druga mogućnost za smanjenje migracije je hemijsko spajanje aditiva na određene grupe atoma (umjetnog) plastičnog materijala.

Već iz praktičnih primjera može se primijetiti da su za optimalnu ambalažu u mnogim područjima primjene potrebne kombinacije različitih ambalažnih materijala s raznim karakteristikama. Teoretski ispitivanje stope migracije znači iznalaženje rezultante jednog niza uzastopno poredanih vrsta transporta.

Složenost sastava komponenti koje migriraju iz plastičnih materijala povećava prisutnost laminata, adheziva i tiskarskih boja. Ukoliko su te komponente nisko molekularni spojevi, postoji mogućnost njihove migracije iz plastičnog materijala u proizvod.

Drugi tip interakcija je značajan pod nazivom barijerni efekat. Barijernim efektom se izražava intenzitet mogućeg prijelaza tvari iz okoline (gasovi i vodena para) kroz plastični materijal u zapakiranu namirnicu.

Toksičnost plastičnih masa može potjecati i od boja. Da bi se toksičnost izbjegla, od boja se zahtjeva:

• da ne sadrže olovo, živu, arsen, kadmiji, berilij i selen iznad dopuštenih granica, • da ne sadrže aromatske amine.

7.3.7. Teški metali kao ostaci-rezidue

Heavy metals as residues

Teški metali se zovu zbog toga što imaju gustinu veću od 5 g/cm3

O

O

O

O

R

R

. U hrani se mogu naći u sastavu okolišnih kontaminanta. U toksične metale se ubrajaju metali koji nisu biogeni i djeluju isključivo toksično kao što su: olovo, živa, kadmij, arsen, talijum i uranijum. Neki teški metali su neophodni za žive organizme (biogeni) kao što su: cink, željezo, molibden, mangan, kobalt i selen. Značajniji izvori zagađivanja teškim metalima su: saobraćajna sredstva, metalska industrija, rudnici, topionice metala, organska i mineralna đubriva i urbani otpad. Teške metale biljke prvenstveno usvajaju preko korjena iz zemljišnog rastvora, a manjim djelom i preko nadzemnih organa iz atmosfere. Usvajanje i nakupljanje elemenata u biljkama zavisi od brojnih endogenih i enzogenih činilaca. Najvažnije hemijske grupe za koje se vezuju metali su: sulfhidrilna, fosforilna, amino i imino, karboksilna i fenolna.


60 _________________________________________________________________________

Dozvoljene vrijednosti unosa Pb, Cd, Hg u čovjekov organizam prosječne težine od 70 kg je:

• 3 mg olova, • 0.5 mg kadmija, • 0.3 mg žive.

Dopuštene količine metala i nemetala u namirnicama moraju vetano za maksimalno dopuštene količine metala i nemetala udovoljavati zahtjevima predviđenim propisima Europske unije, Svjetske zdravstvene organizacije i Organizacije za poljoprivredu i prehranu (Codex Alimentarius commission WHO/FAO).

Olovo, ako se unese u organizam se deponuje i akumulira u kostima i manjim djelom u jetri, bubrezima i mekim tkivima. Trovanje olovom utiče na funkciju mozga i nervnog sistema, smanjuje stepen inteligencije, moć zapažanja i memoriranja. Najteži oblici izazivaju smrt. Najčešći izvori olova su sagorijevni gasovi automobila, slikarske boje, hrana, voda, glineno suđe za kuhanje hrane, staklena ambalaža, konzerve, cigarete i drugi.

Živa (Hg) u hranu dolazi najčešće upotrebom pesticida, a koristi se i u kozmetici za smanjenje rasta bakterija. Nastaje i kao produkt sagorijevanja uglja. U hrani se najčešće nalazi u vodi i ribama. Živa je toksična i kao elementarna i u svim svojim spojevima. Simptomi trovanja javljaju se u organima za varenje, a zatim u nervnom sistemu. Unos pektina i aliginata može smanjiti resorpciju žive. Toksični unos: (metalne pare, izlaganje čovjeka) = 44 mgm-3 (8 sati). Smrtonosna doza: LDˇ50 (metalne pare, udisanjem, kunić) = 29 mgm-3

Arsen se akumulira u tijelu, posebno u kosi, koži i nekim unutrašnjim organima. Trovanje arsenom izaziva opadanje kose, dermatitis i druge probleme organa za varenje, zatim premorenost, glavobolju, zbunjenost, psihološke probleme i određene promjene na jetri i bubrezima. Arsen је jedan od najjačih poznatih otrova. U brojnim je spojevima raširen po cijeloj zemljinoj kori. Primjenjuje se u proizvodnji stakla, keramike, u slitinama olova i

(30 sati). Ako živa dospije u vodenu sredinu, mikroorganizmi je prerađuju tako da nastaje

metaloorgansko jedinjenje koje se rastvara u mastima. Već koncentracije žive od 30 mikrograma/litar krvi snažno utječu i mijenjaju

hormonsku produkciju odnosno funkciju posteljice, a teški metali prolaze placentarnu barijeru, tako da bez poteškoća mogu dospjeti u krvotok fetusa.

Ispitivanja pokazuju da u većini industrijski razvijenih zemalja koncentracija žive u krvi trudnica iznosi 3 do 10 mikrograma/litar, a u ekološki opterećenim regijama ili kod specifičnih zanimanja ove vrijednosti leže i u znatno višem području. Vrijednosti preporučene od strane svjetske zdravstvene organizacije (WHO) uzimaju za gornju granicu koncentraciju žive od 50 mikrograma/litar. Štetno djelovanje žive se ogleda prije svega u štetnom utjecaju na živčani sustav fetusa u razvitku, a veće koncentracije (npr. nakon oštećenja pogona za proizvodnju i sl) mogu dovesti do spontanih pobačaja i malformacija nerođenog djeteta. I ako se može voditi rasprava o vrijednosti ovog invitro eksperimenta i funkciji organa izdvojenog iz funkcionalne jedinice, rezultati ovog pokusa zabrinjavaju, a znanstvenici s pravom postavljaju pitanje revizije dopuštenih koncentracija žive i dozvoljenih granica za uvjete rada. Živa je veoma otrovni metal bilo u obliku pare ili sitnih kapljica. Živa za ljudski organizam nema nikakvo korisno djelovanje, te može biti štetna čak i u malim količinama. Trovanje živom zovemo merkurijalizam.

Kadmij (Cd) u hranu dolazi iz prirodnih izvora. Visoka doza kadmija u bubrezima izaziva oštećenje tkiva bubrega, utiče na nastanak kamenca u bubrezima i povećanje pritiska. Kadmij utiče na strukturu kostiju dovodeći do njihove deformacije. Čest je uzrok anemije, oštećenja srca i bubrega, a i kancerogen je.

Kadmij, hemijski spojevi i njegove otopine su vrlo otrovne. Zbog brze hlapljivosti predstavlja potencijalnu opasnost od trovanja.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 61

bakra, u proizvodnji mikročipova. Primjena arsenovih soli u impregnaciji drva u mnogim je zemljama zabranjena. Ima ga u pitkoj vodi i mineralnoj vodi. Veže se s proteinima u membrani stanice, pa ga eritrociti raznose po cijelome tijelu, zahvaća pluća, jetru, bubrege, mozak, nervni sustav i bijela krvna zrnca. Pri dugotrajnom utjecaju izaziva opadanje kose, razgradnju koštane srži, bolove u zglobovima, uzetost, plućni edem, pigmentaciju kože, zastoje srca i krvotoka. Simptomi variraju u svom intenzitetu pa se dugotrajno trovanje malim dozama ponekad pripisuje drugim uzrocima.Toksičnost anorganskog arsena poznata je još od antike. Velike oralne doze mogu dovesti do smrti. Manje doze izazivaju iritaciju želuca i crijeva sa boli, mučninom, povračanjem i proljevom. Gutanje anorganskog arsena dovodi i do smanjene proizvodnje crvenih i bijelih krvnih zrnaca što izaziva umor, abnormalni srčani ritam, oštećenje krvnih žila i narušenu nervnu funkciju koja se očituje kroz trnce u ekstremitetima. Najočitiji znak oralnog unosa anorganskih formi arsena u tijelo su promjene na koži u obliku tamnih mrlja te pojava bradavica na dlanovima, stopalima i torzu. Ove promjene vezuju se uz degradaciju krvnih žila u koži. Manji broj bradavica može prijeći i u rak kože. Oralni unos arsena povećava i rizik oboljenja od raka jetre, mjehura, bubrega, prostate i pluća. Anorganski arsen karcenogen je za ljude. Udisanje većih količina anorganskog arsena izaziva iritaciju grla i pluća, a potom i sve već navedene efekte kao kod oralne kontaminacije. Kontakt kožom može dovesti do iritacije, crvenila i oticanja, bez značajnijih internih efekata. Količina anorganskih spojeva arsena potrebna da izazove ozbiljne reakcije iznosi iznad 100 µg arsena po m2

Trovanje manganom najčešće dolazi kao posljedica boravka u okolišu zagađenom industrijom. Jako opasna može biti onečišćena voda koja sadržava količinu mangana koja je iznad dozvoljene. Visoka razina mangana u vodi, osim što je štetna sama po sebi, također

za kratkotrajno izlaganje. Dugotrajno izlaganje nižim koncentracijama izaziva reakcije na koži te poremećaje cirkulacije i nervne funkcije. Udisanje anorganskog arsena negativno utječe na normalni razvoj fetusa. Arsen može preći kroz posteljicu do fetusa, a u malim količinama nađen je i u mlijeku dojilja.

Bakar - unatoč tvrdnjama o neškodljivosti bakrenih cijevi za pitku vodu, istraživanja su potvrdila da jedna litra vode iz novih bakrenih instalacija sadrži čak 4,7 mg bakra (ako pH-vrijednost vode pokazuje laganu alkaličnost). U starijim instalacijama unutrašnje se površine cijevi s vremenom prekrivaju slojem kamenca koji sprečava izravan dodir bakra i pitke vode. Stoga je važna preporuka da se prije pijenja vode iz nove instalacije nekoliko minuta ispušta voda koja je duže stajala u cijevima (njome možete zaliti cvijeće). U pravilu, preporučuje se izbjegavanje novih bakrenih cijevi, posuda i ostali bakrenih predmeta u izravnom dodiru s hranom ili pitkom vodom.

Mangan je u malim količinama važan za ljudski organizam i dnevno ga se ishranom mora unositi u količini 10-20 mg, a njegovo pomanjkanje usporava rast i skraćuje životni vijek jer sudjeluje u reprodukcijskim procesima. U tijelu ga nalazimo pohranjenog u kostima, jetri i bubrezima. Mangana ima u svakodnevnim namirnicama poput žitarica i različitim sjemenkama, osobito u kavi i čaju. U većim količinama mangan je otrovan. Trovanja nastaju udisanjem para mangana, prašine oksida (MnO2) ili nekog drugog spoja. Prvi vanjski znaci trovanja su umor, iscrpljenost, klonulost mišića. Nakon toga slijede napadaji smijeha i plača, a oboljela osoba sklona je i samoubojstvu. Osoba koja pati od trovanja manganom također ima problema sa kratkoročnim i dugoročnim pamćenjem. Uz prije navedene simptome može se javiti i manjak apetita. U kasnoj fazi javlja se drhtavica kao i simptomi Parkinsonove bolesti i skleroze nakon čega za oboljelog više nema lijeka. Dozvoljena koncentracija mangana u radnim prostorijama je do 5 mg u m3 zraka, a u vodi za piće 0,05 mg/l. Povećana koncentracija mangana u krvi pronađena je kod pacijenta oboljelih od ciroze i hepatitisa, kao i kod onih koji su doživjeli srčani udar. Visoku razinu mangana u krvi također može izazvati i hranjenje bez sudjelovanja digestivnog sustava, primjerice intravenozno hranjenje.


62 _________________________________________________________________________

može izazvati i povećanje broja bakterija. Trovanju manganom posebice su izloženi radnici koji sudjeluju u obradi manganove rude, a posljedice trovanja primijećene su i kod radnika u industriji baterija i akumulatora. Neke vrste tamnih boja za kosu mogu sadržavati mangan pa bi njihovo dugoročno korištenje moglo izazvati zdravstvene komplikacije i probleme. 7.3.8. Genetski modificirana hrana

Genetically modified food

Genetska modifikacija podrazumijeva izdvajanje odabranih gena iz jednog organizma (životinje, biljke, insekta, bakterije, virusa) i umjetno prebacivanje u kompletno druge vrste. GMO23

Problem genetskog modificiranja je što se on može dogoditi i između organizama koji ne pripadaju istoj vrsti. To je umjetni proces i ne odvija se u prirodi. Prisutna je tendencija oplemenjivanja i dobijanja organizama sa željenim svojstvima, povećanje prinosa i smanjenje troškova proizvodnje u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji (povrće, žitarice,

su rezultat biotehnologije, odnosno primjene genetskog inžinjerstva s namjerom mijenjanja određenih ciljnih karakteristika organizama. Geni su osnovna nasljedna jedinica, dio molekule DNK, koja se može umnožavati, rekombinirati i mutirati. Na taj način sam ili u interakciji s drugim genom ili genima i okolišem određuje neko svojstvo organizma. Genetska modifikacija može da ima za posljedicu promjenu pojedinih svojstava organizma akceptora – primaoca gena. Sam proces genetske manipulacije nije precizan, jer geni ne djeluju izolirano već u interakciji sa drugim genima. Strani geni mogu promijeniti molekule i izazvati neočekivana svojstva kao što su toksičnost za ljudski organizam ili alergijske reakcije. Postupak stavljanja humanog gena u životinje, ribljeg gena u rajčici, gena insekta u krompiru sa svrhom da bi oni bili veći, jači, otporniji na insekte i herbicide, da bi bili ljepši i dugotrajniji, naziva se genetska manipulacija. Hrana porijeklom od GMO nije testirana kao što su to lijekovi, suplementi i aditivi. Za GM hranu nitko ne jamči sigurnost. Najveći proizvođači i izvoznici GM hrane su SAD, Kanada i Argentina.

Lijekovi i medicina mogu imati koristi od biotehnologija baziranih na GM kao što je dobijanje insulina, cjepivo protiv hepatitisa, monoklonska antitijela u dijagnosticiranju bolesti, liječenje patuljastog rasta, proizvodnja antibiotika, liječenje srčanog i moždanog udara. S druge strane postoji oplemenjivanja i dobijanja organizama sa željenim svojstvima, povećanje prinosa i smanjenje troškova proizvodnje u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji (povrće, žitarice, uljarice.) Na poseban način, genetska inžinjerstva u agro-alimentarnom sektoru se manifestiraju uz znatno smanjenju upotreba pesticida koji zagađuju okolinu, poboljšanju konzerviranja hrane u svježem stanju i povećanju prinosa u klimatski neadekvatnim predijelima. Široko nezadovoljstvo po pitanju genetski modificirane hrane prouzročilo je velike pritiske na velike prehrambene tvrtke u Europi, te su neke od njih kao Carrefour, Sainsburi, Nestle i Unilever, javno odbacili upotrebu genetski modificiranog materijala u pripremanju prehrambenih proizvoda.

Zanimljiv podatak da je 1996. g. u svijetu pod GMO biljkama bilo zasijano 4,3 miliona jutara, 1997. g. 27.5 miliona jutara, a 1998. g. 69.5 miliona jutara (u ove podatke nisu uključene površine u Kini zasijane GMO biljkama). Najznačajnije osobine GMO biljaka su: visok prinos, otpornost na insekte i povećanje kvaliteta. U Europskom udruženju potrošača (European Consumers’ Organisation) zahtijevaju da se GMO proizvodi jasno deklariraju, da se GMO proizvodi potpuno odvajaju od ostalih proizvoda i da se na genetski modificiranim sirovinama i proizvodima nastave opširna istraživanja o njihovom utjecaju na okolinu i zdravlje ljudi. Uglavnom su prisutne genetske modifikacije kod žitarica, ali je aktuelno i kod nekih vrsta voća i povrća (krumpir, rajčica i sl).

23Genetski modificirani organizmi


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 63

uljarice...). To nosi i određene rizike i posljedice koje bi mogle nastati, a ne mogu se dokazati u kratkom roku.

U Europskom udruženju potrošača (European Consumer’s Organisation) zahtijevaju da se GMO proizvodi jasno deklarišu, da se GMO proizvodi potpuno odvajaju od ostalih proizvoda i da se na genetski modificiranim sirovinama i proizvodima nastave opširna istraživanja o njihovom utjecaju na okolinu i zdravlje ljudi. Uglavnom su prisutne genetske modifikacije kod žitarica, ali je aktuelno i kod nekih vrsta voća i povrća (krompir, rajčica i sl). Proizvodi od GM soje mogu da se nalaze se u sastavu: slatkiša, čipsa, čokolade (lecitin), krekera, jogurta, sladoleda, margarina, tjestenine, keksa, vitamina E (kozmetika, šampon, pjena za kupanje), dječja hrana itd (tabela 7.3.6). Osim toga bjelančevine iz soje prenose se u mnoge proizvode na bazi mesa kao što su nadjevi za raviole i torteline, a deklariraju se kao "biljne bjelančevine". Poznato je i sojino mlijeko koje se ponekad koristi kao surogat majčinog mlijeka, odnosno kao mlijeko u prahu za djecu koja ga toleriraju. Sojino brašno se miješa se sa običnim brašnom radi poboljšanja hranjivosti. Soja u raznim oblicima se nalazi u 90% keksa i pekarskih proizvoda radi povećanja prhkosti. Osim toga proizvodi od soje se koriste za proizvodnju sladoleda radi količinskog povećanja i elastičnosti. Lecitin iz soje ima ulogu emulgatora u čokoladi, snack proizvodima i pudinzima. Koristi se još za pripravljanje gotovih jela i suhomesnatih proizvoda. Kukuruz i proizvodi od kukuruza nalaze ogromnu primjenu u prehrambenoj industriji. Proizvodi od kukuruza nalaze se u sastavu: kruha, keksa, cerealija, praška za kuhanje, alkohola, slatkiša, kolača, sladoleda, vitamin C, margarin, čips, juha te mnogih lijekova.

EU legislativa vezana za GMO se postavila jasno i restriktivno uz mjere predostrožnosti sa intencijama zaštite zdravlja potrošača i životne sredine. Jasno je definiran domen i legislative, odobravanje, etiketiranje i sljedljivost vezano za GMO. Prisutni su sporovi sa velikim svjetskim proizvođačima i izvoznicima hrane.

Tabela 7.3.6. GM biljni organizmi i njihova primjena u prehrambenoj industriji

Table 7.3.6. GM plant organisms and its application in food industry

GM biljni organizmi Proizvodi koji se dobivaju

Soja

Ulje, sačma i pogače, kruh i brašno, mlijeko, umak, vegetarijanske kobasice i namazi, sojini odresci

Kukuruz Kukuruzno brašno i griz, škrob, ulje, kukuruzni sirupi i zaslađivači Pamuk Čips, krekeri, kolači, maslac od kikirikija Krompir Čips, juhe, jela sa krumpirom, pite od povrća Paradjaz Talijanska i meksička hrana, lazanje, pizza, umaci, juhe, salate od povrća Papaja Pite od povrća, umaci, enzim papain

Novi prehrambeni proizvodi često se nazivaju “novel foods” ili nova hrana, koja općenito podrazumijeva generički novu hranu. Novel food je hrana koja se prvi puta pojavljuje kao takva u svom izvornom obliku i koja do momenta odobravanja nije bila prisutna na tržištu. Postoje dvije osnovne grupe novel food: novel food baziran na GMO kao sirovinama u proizvodnji i novel food koji nije iz GMO.

Nove namirnice koje pripadaju tzv. Novel food iz GMO trebale bi biti istih generičnih osobina sa prirodnim uzorkom. S obzirom na pre oblikovanja genetske strukture takvi organizmi ne mogu biti apsolutno isti kao prirodni predložak. Zbog toga se smatra da takve sirovine u proizvodnji hrane zahtijevaju oprez, odobrenje i provjeru. U prometu moraju biti


64 _________________________________________________________________________

označavane i upozoravati korisnike o kakvim je proizvodima riječ, na sličan način kao aditivi i drugi dodaci namirnicama. Proizvodi koji sadrže genetski modificirane sastojke predmet su posebne procedure kojom se procjenjuju opasnosti po okoliš. Savremena legislativa detaljno propisuje zahtjeve kod etiketiranja ovih proizvoda. Zemlje članice EU, u slučajevima opravdanih rizika po javno zdravlje ili okoliš, mogu kod Komisije zatražiti privremenu ili stalnu zabranu prometa određenim novim prehrambenim proizvodima na svojoj teritoriji.

7.3.9. Mjere smanjenja hazardnih materija u hrani porijeklom iz okoliša

Measures for reducing of hazardous materials in food from the environment

7.3.9.1. Integralno upravljanje pesticidima-IPM Integrated Pesticide Management-IPM

Primjena sistema integralne zaštite bilja dovodi do manje upotrebe pesticida. Integralno upravljanje pesticidima ili upravljanje populacijom štetnih organizama bazirano je na primjeni praćenja stanja uzgajanih biljaka i pojavi štetočina te svođenju korištenja pesticide na najmanju moguću mjeru. Sprovođenjem mjera integralne zaštite smanjuje se broj hemijskih tretiranja, čime se čuva i omogućava veća aktivnost prirodnih neprijatelja (npr., predatora za insekte). Sistem integralne proizvodnje nastao je sedamdesetih godina zbog reakcije i opravdanog straha javnosti od primjene velikih količina mineralnih đubriva i sredstava za zaštitu bilja. Integralna biljna proizvodnja sadrži sve elemente konvencionalnih sistema biljne proizvodnje, ali hemijske mjere zaštite se preporučuju kad su iscrpljene druge mjere u borbi protiv biljnih bolesti, štetočina i korova. Najvažnije agrotehničke mjere u integralnoj biljnoj proizvodnji su: plodored, izbor sorti i hibrida, obrada zemljišta, prostorna izolacija, navodnjavanje, sjetva, borba protiv korova, žetva, berba, vađenje i ubiranje proizvoda. Osim agrotehničkih mjera izuzetno su značajne i biološke mjere borbe, izveštajno-prognozna služba, integralna zaštita bilja i dr. Ovaj sistem u nekim slučajevima može da smanji upotrebu pesticida i do 50%.

Integralna Proizvodnja (IP)

• holističkom pristupu koji uključuje cijelu farmu kao osnovnu jedinicu,

je koncept održive poljoprivredne proizvodnje koji je razvijen 1976. od strane IOBC International Organisation for Biological Control (Međunarodna organizacija za biološku kontrolu) i koji je stekao međunarodno priznanje i primjenu. Koncept je zasnovan na korišćenju prirodnih resursa i regulatornih mehanizama kako bi se zamijenili potencijalni zagađujući - inputi i osigurala održiva proizvodnja. Agrotehničke mjere i biološke/fizičke/hemijske metode se pažljivo biraju i uravnotežuju, uzimajući u obzir zaštitu zdravlja kako proizvođača tako i potrošača i životne sredine. Naglasak je na:

• centralnoj ulozi agro-ekosistema, • balansiranom ciklusu ishrane, • dobrobiti svih vrsta u stočarstvu.

Bitne komponente Integrale Proizvodnje su očuvanje i poboljšanje plodnosti zemljišta, biodiverzitetu u životnoj sredini i poštovanju etičkih i socijalnih kriterijuma. Sve biološke, tehničke i hemijske metode su pažljivo uravnotežene uzimajući u obzir zaštitu životne sredine, profitabilnost i socijalne zahteve.

Posljednje izdanje standarda za Integralnu Proizvodnju iz 2004. pokriva ekološke, etičke i socijalne aspekte poljoprivredne proizvodnje kao i aspekte bezbjednosti i kvaliteta hrane. 7.3.10. Organska proizvodnja

Organic production


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 65

Organska (ekološka) proizvodnja se zasniva na prirodnim procesima i upotrebi prirodnih organskih materija u proizvodnji i preradi hrane. U organskoj proizvodnji je isključena primjena sredstava za zaštitu bilja (pesticida) i sredstava za ishranu bilja (đubriva) sintetičko–hemijskog porijekla, regulatora rasta i aditiva. U organskoj proizvodnji se ne mogu koristiti genetski modificirani organizmi. Ekološka (organska) proizvodnja bazirana je na jedinstvu čovjeka i prirode. Dvije osnovne karakteristike ekološke poljoprivrede su: briga za osnovne funkcije prirode i ideja globalne solidarnosti. U ekološku proizvodnju spada: biološka proizvodnja, biodinamička proizvodnja i organska proizvodnja. Sva tri naziva podrazumijevaju približno identične pojmove, koji su prihvaćeni različito u raznim zemljama. Osim u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji postoje norme prema kojima se vrši prerada, tako da finalni proizvod može imati deklaraciju da je organski proizveden. Osnovni zahtjevi organske proizvodnje su: izbjegavanje hemijske kontrole korova, štetočina i oboljenja, recikliranje hranljivih materija kroz kompost i upravljano đubrenje i održavanje zdravog zemljišta. Zamjena usjeva i recikliranje poljoprivrednih otpadaka su osnova napretka usjeva. Takve metode su korištene hiljadama godina sve do sredine 20. stoljeća. Da bi se neki prehrambreni proizvod mogao deklarisati kao organski, treba zadovoljavati postavljene ulove krovne svjetske organizacije IFOAM24

Slika 7.3.3. Različite etikete organski proizvedene hrane Figure 7.3.3. Different labels organically produced food

Kod etiketiranja proizvoda obavezno je navođenje metode organske proizvodnje i

samo proizvodi dobijeni u skladu sa propisima EU mogu nositi posebnu oznaku ove vrste. Odredbe EU odnose se i na uvezene proizvode dobijene prema principima organske poljoprivredne proizvodnje. U uredbama se navode: principi organske proizvodnje na farmama, lista dozvoljenih đubriva, dozvoljene mjere poboljšanja osobina zemljišta i borbe protiv bolesti i štetočina, minimalni inspekcijski nadzor i preventivne mjere, itd.

koja razvija internacionalne standarde za organsku proizvodnju i kriterije za akreditaciju certifikacijskih programa. Certificiranje mogu obaviti i nacionalne akreditirane organizacije, a uvjeti organske proizvodnje i prerade se propisuju i nacionalnom legislativom. Nakon certifikacije proizvod dobija znak da je organski proizveden. Označavanje “Organic food” u Europi i Americi nije isto. Također, pojedine asocijacije imaju svoje znakove (slika 7.3.3).

Europska Unija je zakonski regulirala uvjete organske proizvodnje hrane. Akti legislative koji reguliraju ovu materiju su Uredbe. U vezi sa uvjetima organske proizvodnje propisuju se supstance koje se mogu koristiti u biljnoj proizvodnji. Uredbe predviđaju ažuriranje lista dozvoljenih sredstava. Od poljoprivrednih proizvođača se zahtijeva uredna evidencija o svim aktivnostima u proizvodnji, a predviđene su redovne i vanredne inspekcije.

7.3.11. Zaključak Conclusion

24International Federation of Organic Agriculture Movements


66 _________________________________________________________________________

Smanjenje izloženosti hrane onečišćivačima zahtijeva zajedničke i usklađene aktivnosti svih državnih tijela, znanstvenih institucija i privrede. Poticanjem javnih rasprava i aktivnosti o mogućnostima smanjenja utjecaja opasnih i štetnih tvari koje iz okoliša mogu dospjeti u hranu podiže se svijest stanovništva o značaju utjecaja kontaminacije iz okoliša na hranu. U svim fazama prehrambenog lanca, kao i o mogućnostima smanjenja onečišćenja okoliša za koje je čovjek direktno odgovoran, a sve iz razloga dobivanja zdravstveno ispravne hrane. LITERATURA

Altieri, M.A.:Agroecology: Biodiversity and in Management Agroecosistems. HaworthPress, Inc.,New York, 1994. Altug T. : Introduction to Toxicology and Food, CRC Press, Washington, 2003. Belitz H.D., Grosch W.: Food Chemistry, Springer, Berlin, 2004. D’Mello J.P.F.: Food Safety Contaminants and Toxins, CABI Publishing, CAB International, Oxon, 2003. Dabrowski W.M., Sikorski Z.E. : Toxins in Food, CRC Press, Washington, 2005. Grujić R. i Miletić I.: Nauka o ishrani čovjeka, Univerzitetu Banjoj Luci, 2007. Grujić S., Spaho N. Potrebe potrošača i kvalitet prehrambenih proizvoda. Univerzitet u Sarajevu, Poljoprivredno-prehrambeni fakultet, Sarajevo, 2010. Grujić S., Grujić R. Razvoj novih prehrambenih proizvoda. Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet, Zvornik, 2011. Jasic M. i Begic L.: Biohemija hrane I, Printcom Tuzla 2007. Klapec T.: Osnove toksikologije s toksikologijom hrane, Interna skripta, PTF, Osijek, 2002. Knura, S., Gymnich, S., Rembialkowska, E., Petersen, B. (2006.): Agri-food productionchain. U: Safety in the agri-food chain.Wageningen Academic Publishers. Plavšić Franjo, Žuntar Irena: Uvod u analitičku toksikologiju, Školska knjiga, Zagreb Schmidt, R.H., Turner, R., E. (2003.): Food hazards: biological. U: Food safety handbook, ured. L. Jackson, Wiley-interscience, New Jersey. Seward II, R.A. (2003.): Characterization of food hazards. U: Food safety handbook, ured. J.Rose, Wiley interscience, New Jersey. Stanley O.: „Food and Nutritional Toxicology“, CRC Press, Washington, 2004. Šarić M., Peljto A.: Bezbjednost hrane; EU regulative o reziduama pesticide i veterinarskih lijekova u hrani, Banja Luka, mart, 2005.g. U.S. Food & Drug Administration, Center for Food Safety & Applied Nutrition: the Bad Bug Book, FDA/CFSAN, Rockville, 2003.g. Watson D.: Natural Toxicants in Food, Sheffield Academic Press/CRC Press, London, 2000. WHO, FAO (2006.): Food safety risk analysis- a guide for national food safety authorities. FAO food and nutrition paper 87. http://www.fao.org/ http://www.farmakologija.com http://www.codexalimentarius.net/gsfaonline/additives/details.html?id=21 Pitanja/Odgovori Questions/Answers

1. Koji su značajniji zagađivači zemlje, koji vode a koji zraka? 2. Koje toksične materije se mogu naći u hrani a porijeklom sui z prirodnog okoliša? 3. Koje su značajnije vrste pesticide, šta su po hemijskom sastavu i koji je njihov stepen

toksičnosti? 4. Koji su najznačajniji veterinarski lijekovi čiji ostaci se mogu naći u hrani? 5. Koji štetni produkti mogu da nastaju tokom prerade hrane? 6. Koje vrste tehnologija ( proizvodnje) se mogu primijeniti da se smanji količina

pesticida i drugih hemiskih sredtava u hrani?

http://www.fao.org/documents/show_cdr.asp?url_file=/docrep/V5030E/V5030E0�

http://www.codexalimentarius.net/gsfaonline/additives/details.html?id=21�


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 67

7.4. Zagađenja koja nastaju u prehrambenoj industriji Pollution from food industry

Grujić Radoslav1, Odobašić Amra2, Grujić Slavica3

1Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik 2Univerzitet u Tuzli,Tehnološki fakultet Tuzla 3

7.4.1. Uvod

Univerzitet u Banjoj Luci,Tehnološki fakultet Banja Luka

Introduction

Osnovni zadatak poljoprivredne proizvodnje i prehrambene industrije je da proizvodu dovoljnu količinu kvalitetne hrane i materija organskog porijekla, koje su neophodne za održavanje života ljudi. Prema prognozama FAO, očekuje se da će se broj stanovnika na Zemlji u sljedećih 50 godina povećati na blizu 10 milijardi ljudi. To zahtijeva odgovarajuće povećanje proizvodnje, kako bi se obezbijedile dovoljne količine hrane za narastuću polulaciju (Ristić i sar., 2011). To povećanje će za posljedicu imati porast količine sporednih proizvoda (nusproizvoda), otpadnih materija i drugih zagađenja (onečišćenja, pollutions), ukoliko oni dospiju u okruženje, u podzemne vode i u vazduh. Jedan dio materija, koji je nastao u prehrambenoj industriji ili je tamo dospio preko sirovina ili na neki drugi način, može se svrstati u grupu kontaminirajućih materija.

Kontaminirajuće materije iz hrane (opasnosti) su agensi hemijskog i mikrobiološkog ili fizičkog porijekla, koje ukoliko se u organizam unesu tokom konzumacije hrane izazivaju zdravstvene probleme kod ljudi i životinja, odnosno predstavljaju rizik za bezbjednost potrošača prehrambenih proizvoda. Ove materije u hranu dospijevaju različitim putevima, uključujući i metabolite biljaka koji se preko hrane biljnog porijekla unose u lanac ishrane čovjeka. Neke od ovih materija svoje djelovanje na organizam ispoljavaju odmah, dok je za djelovanje drugih potrebno da prođe određeno vrijeme, nekada i više godina. Toksični efekat, u tom slučaju, se javlja kada se u organizmu akumulira određena količina te supstance. Kontaminacija hrane je problem koji se može pojaviti u manipulaciji hranom u svim fazama od „njive do trpeze“, kako u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, tako i u preradi, pakovanju, distribuciji.

Kontaminacija hrane može biti slučajna, ali do nje može doći i zbog nastajanja toksičnih materija u samoj hrani ili u digestivnom traktu čovjeka i životinje. Ove materije nastaju reakcijom između komponenti hrane ili aditiva (na primjer, nitrozoamini) na način koji je karakterističan za određeni oblik ili komponentu hrane. Kontaminacija prehrambenih proizvoda najčešće potiče iz okoline, iz proizvodnih procesa u primarnoj proizvodnji i iz tehnoloških postupaka prerade i skladištenja proizvoda, o čemu je bilo više riječi u prethodnim poglavljima. Proizvodnja, prerada, distribucija i korištenje hrane ima dvostrano djelovanje sa okolinom. Kako nepoželjne materije (kontaminenti) iz okoline mogu dospjeti u hranu, na isto način i različite materije iz lanca snabdjevanja hranom mogu dospjeti u okolinu i tako ugroziti njen kvalitet. To znači da osobe koje su odgovorne za proizvodnju hrane moraju podjednako voditi računa o uticajima u oba smijera: okoline na hranu i proizvodnje hrane na okolinu. U ovom poglavlju akcenat će biti dat na drugi aspekt.

Svaka čovjekova aktivnost ima uticaj na životnu sredinu. Aktivnosti prehrambene industrije nisu izuzetak u tok kontekstu. Pitanja vezana za životnu sredinu su od velikog interesa u prehrambenoj industriji; proizvođači su postali svjesni posljedica po okolinu koje su nastale kao rezultat njihovih aktivnosti. U tu poziciju su ih doveli i sve jasniji zahtjevi potrošača i važeći propisi. Kroz propise (i standarde), čovječanstvo nastoji kontrolisati i


68 _________________________________________________________________________

smanjiti štetni uticaj rada preduzeća na okolinu u bilo kojoj fazi proizvodnog ciklusa „od njive do trpeze“ i ciklusa snabdjevanja hranom. Proizvodnja, prerada, distribucija i potrošnja hrane značajno utiču na prirodu i životnu sredinu (okolinu, okoliš). Taj uticaj nije isti u svim fazama lanca snabdjevanja i zavisi od vrste aktivnosti.

Metode rada u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji i prehrambenoj industriji su od nesebične važnosti za bezbjednost prehrambenih proizvoda i uticaja na okolinu. Bezbjedna hrana je važna za očuvanje (sprečavanje obolijevanja) i poboljšanje ljudskog zdravlja. Pored toga, prehrambeni proizvodi su od najveće važnosti za dobrobit društva, zapošljavanje radnika, održavanje i poboljšanje standarda življenja itd. Međutim, izrada ovih proizvoda troši prirodne resurse i generiše čvrste i tečne ostatke ili otpad, koji mogu uticati na okolinu. Briga o zagađenju okoline i rizici po ljudsko zdravlje koji mogu poticati od nastalog otpada, veoma su važni za razumijevanje načina smanjenja količine, načina odlaganja, ponovne upotrebe ili prerade otpada (Selimbašić i sar., 2004, Vukić, 2009).

Otpad iz prehrambene industrije se definiše kao svaka supstanca koja predstavlja ostatak ili nepotrebni višak materijala, a koji nastaje tokom provođenja procesa (Cybulska, 2000). Drugim riječima, otpad predstavlja materije ili predmete koji zahtijevaju da budu odloženi na odgovarajući način ili prerađeni na podesan način koji neće kontaminirati prirodu ili koji će vlasnik odbaciti ili najmerava da ga odbaci ili ga mora odbaciti.

Neuklonjeni sporedni proizvodi iz prehrambene industrije i poljoprivrede predstavljaju opasnosti, koji kao zagađivači životne sredine, mogu da ugroze zdravlje ljudi i životinja. U čitavom svijetu raste interesovanje za iskorištavanje nejestivih sporednih proizvoda iz poljoprivrede i prehrambene industrije. Traže se mogućnosti za bezbjednu preradu sporednih proizvoda prehrambene industrije i načini kako da se oni pretvore u sirovine, čijom bi se reciklažom u nove proizvode smanjila količina otpada i uz to se dobili novi upotrebljivi proizvodi (Ristić i sar., 2008). Osim velikog broja različitih otpadaka za proizvodnju proteinskih hraniva za ishranu životinja i proizvodnju biodizela, biogasa i đubriva, posebno su interesantni nejestivi sporedni proizvodi zaklanih životinja, sporedni proizvodi zaklanih riba i riblji korov i životinjski proizvodi iz stočarske proizvodnje. Ovo su specifične vrste otpadaka koje se trebaju razmatrati sa više aspekata: epizootiološkog-epidemiološkog aspekta, aspekta zaštite životne sredine i ekonomskog aspekta (Ristić i sar., 2011). 7.4.2. Izvori otpada u lancu snabdjevanja hranom

Sources of waste in food supply chain

Otpad nastaje u svim procesima ili sistemima čovjekova rada. Njega stvaraju sva preduzeća, sve instutucije i svaki pojedinac. Ako otpad nastaje u domaćinstvu, industriji ili distributivnom sektoru, onda se za njega može reći da je pod nadzorom (kontrolom). Zahtijevaju se specifične mjere za tretman i odlaganje ovog otpada. Otpad iz poljoprivrede nastaje u svim poljoprivrednim objektima i ne može se svrstati u kontrolisani otpad. Svaki korak u procesu proizvodnje, prerade i korištenja hrane generiše određenu vrstu sporednih produkata (nusprodukata), koji se mogu smatrati otpadom zato što u tom obliku nisu potrebni i što nemaju tržišnu vrijednost za proizvođače i prerađivače hrane (slama, pljeva, otpad generisan tokom muže krava ili klanja životinja) (Grujić, 2003; Liu, 2007). Ovi otpadi su skoro isključivo organskog porijekla. Suvišak ovih materijala, ako se sa njime ne upravlja na edekvatan način, može izazvati zagađenje okoline.

Velika količina otpada se generiše u različitim oblastima prehrambene industrije i industrije proizvodnje pića. Često nedostaju potpune informacije o količini otpada koji nastaje u prehrambenoj industriji i o načinu odlaganja nastalog otpada. Prema izvještaju Agencije za zaštitu životne sredine Velike Britanije (Cybulska, 2000), tokom 1999. godine preduzeća iz oblasti prehrambene industrije, industrije pića i duvanske industrije su proizvela


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 69

8-11 miliona tona otpada od ukupnih 70-100 miliona tona industrijskog/komercijalnog otpada. Prema ovoj analizi 31% otpada se odnosi na komercijalni otpad (trgovine 39%, ekonomija 45%, hoteli 16%), a 69% otpada je proizvela industrija (od čega 16% proizvodnja hrane, pića i cigareta).

Kada se posmatra lanac snabdjevanja hranom, nastanak otpada je vezan za tri sektora: poljoprivreda, prerada/industrija hrane i distribucija/prodaja hrane (slika 7.4.1). Dobijanje hrane kroz lanac snabdjevanja hranom, obuhvata veliki broj koraka, međutim sa aspekta generisanja otpada, to se može pojednostaviti i mogu se odrediti tri ključna koraka: primarna poljoprivreda, prerada hrane (prehrambena industrija) i prodaja hrane. Svaki od navedenih sektora stvara otpatke. Neki otpaci su zajednički za sve korake (voda za pranje ili ostaci materijala za pakovanje), dok su drugi specifični samo za jednu vrstu industrije (voda za ispiranje kod ljuštenja voća, na primjer).

Slika 7.4.1. Promjeri nastanka otpada u različitim fazama procesa snabdjevanja (Cybulska, 2000) Figure 7.4.1. Examples of waste in various stages of the supply

7.4.3. Otpad iz poljoprivredne proizvodnje

Agricultural production waste

Određene vrste otpadnih materija koje nastaju u poljoprivredi su veoma opasne i od farmera se zahtijeva da preduzmu mjere kontrole skladištenja i odlaganja ovih materija u cilju ispunjenja propisa o zaštiti životne sredine. Mnoge vlade u svijetu su objavile upustva o načinu skupljanja, čuvanja i odlaganja poljoprivrednog otpada. Farmeri mogu da učine jednu od sljedećih stvari sa otpadom: da odlože otpad na svojoj zemlji tako što će ga zakopati, rasturiti ili spaliti. Zakopavanje otpada je dozvoljeno sve dok se preduzimaju određene mjere (obezbjeđenje minimalne udaljenosti od izvorišta vode, zapisivanje podataka o mjestu zakopavanja, obezbjeđivanje dovoljne dubine jame za zakopavanje). Specifičnosti koje treba uzeti u obzir kada se vrši rasturanje otpada na tlu obuhvataju: brzinu provođenja, nagib zemljišta, svojstva zemljišta (propustljivost vode, smrzavanje ili pokrivenost snijegom), odgovarajuće rastojanje od izvorišta vode, smanjenje uticaja na susjede (buka, miris i slično). Spaljivanje otpada je dozvoljeno samo ako se ne proizvodi crni dim – čestice suspendovane u vazduhu, što je vidljivo kao oblak i ako ne postoje druge bezbjednije metode za uklanjanje otpada.


70 _________________________________________________________________________

Prema agregatnom stanju otpad iz poljoprivredne proizvodnje može biti čvrst, tečan i gasovit. U nastavku će biti navedeno nekoliko primjera generisanja otpadnih materija u poljoprivredi.

Čvrsti otpad uključuje nusproizvode iz stočarske i biljne proizvodnje. Najveća količina čvrstog otpada u stočarskoj proizvodnji otpada na đubrivo. Jedna krava dnevno daje 35-57 l/dan, jedna odrasla ovca 4 l/dan, a 1000 koka nosilja 115 l/dan đubriva. Mjere za odlaganje đubriva uključuju areobnu i anaerobnu digestiju, rasprostiranje na zemljištu, spaljivanje.

Plastične materije se koriste u različite svrhe u poljoprivredi. Farmeri mogu odložiti otpadne plastične mase ili zakopavanjem ili spaljivanjem.

Trupovi uginulih životinja, bilo prirodnom smrću ili zbog bolesti se mogu odložiti na jedan od sljedećih načina: zakopavanje ili spaljivanje. Ako ne postoji sumnja u bolesti trupovi se mogu zakopavati sve dok trupovi ne zagađuju okolinu. Grobnica životinja mora biti efikasno pokrivena kako bi se spriječio pristup životinja i ptica grabljivica (SEPA, 1997; Cybulska, 2000). Pored toga, grobnice se moraju pravilno održavati. U drugim slučajevima trupovi/lešine se trebaju spaliti u kafilerijama. Tokom spaljivanja moraju se preduzeti mjere (visina temperature i drugo) da se trupovi u potpunosti spale u cilju sprečavanja širenja bolesti preko vazduha. Tokom 1996. godine u Velikoj Britaniji, zbog sumnje na BSE, pojavila se potreba za uništenjem velikog broja grla (MAFF, 1999; Cybulska, 2000). Do kraja oktobra 1996. godine u Engleskoj je 2022360 grla je zaklano u klanicama, a 174687 grla je spaljeno.

Biljna proizvodnja, takođe generiše otpad u obliku biljnih ostataka, kao što su slama žitarica, ostaci uljane repice, pasulja i suvi ostaci tokom sušenja voća, drvni otpad u voćnjacima i drvo koje se koristi za održavanje i gradnju. Ove otpadne materije se najčešće uklanjaju bezbjednim spaljivanjem. Međutim, u posljednje vrijeme veći značaj se pridaje postupcima koji omogućavaju smanjenje otpada ili postupcima ponovnog korištenja otpada.

Na kraju, treba pomenuti da čvrsti otpad u poljoprivrednoj proizvodnji, mogu činiti dijelovi kontejnera, guma, mašina i smeće. Ovaj otpad nije specifičan samo za poljoprivredu, ali pošto se generiše na poljoprivrednim imanjima, zahtijeva se korištenje odgovarajućih postupaka za njegovo odlaganje. Poželjno je da se smanji količina nastalog otpada ili da se on reciklira. Reciklaža se može obaviti na samim farmama (na primjer, korištenje guma za pritiskanje plastičnih folija tokom proizvodnje silaže) ili se materijali mogu poslati u specijalizovane objekte za recikliranje. U nekim slučajevima se zahtijeva obuka radnika za prikupljanje otpada (na primjer, ambalaža u kojoj su bila pakovana zaštitna sredstva).

Što se tiče tečnog otpada generisanog u poljoprivredi treba pomenuti: ostatke goriva i ulja za podmazivanje, efluent iz silaže, vodu nakon kupanja ovaca, pesticide, oseku i otpadne vode. Više detalja o načinima redukovanja, ponovnog korištenja ili odlaganja otpada ovog tipa biće dato u narednim poglavljima.

Ključne vrste otpada u gasovitom stanju, koje se generišu u poljoprivredi su miris i amonijak, te lebdeće (suspendovane) čestice. Najveći broj žalbi u Velikoj Britaniji vezanih za uticaj poljoprivrede na životnu sredinu, vezan je za neprijatni miris koji dolazi sa svinjskih farmi i farmi za tov peradi (Cybulska, 2000). Pored toga, postoje žalbe na odlaganje đubriva na njive, odlaganje efluenta iz proizvodnje silaže i tečnog đubriva. Emisija gasova se može kontrolisati na različite načine: aerobna ili anaerobna digestija oseke (čime će se smanjiti emisija neprijatnog mirisa), čišćenje objekata putem prečišćavanja vazduha, tretiranje izvora gasova sa oksidacionim sredstvima, dezodoransima, biološkim agensima, aditivima za stočnu hranu itd.

Amonijak nastaje tokom razgradnje uree iz đubriva. 40% od ukupnog amonijaka, koji se emituje u poljoprivredi, potiče od stoke, a 30% od razgradnje đubriva rasutog po njivama. Mjere za smanjenje emisije amonijaka uključuju: smanjenje količine proteina u stočnoj hrani, efikasno čišćenje objekata i ograničenje širenja mirisa oseke u vazduhu.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 71

Lebdeće čestice čvrstih materija koje se nalaze u vazduhu, uglavnom potiču od dijelova biljaka i nastaju tokom utovara i istovara istih.

Glavni izvor emisije gasova zelene bašte (CO2

• aktivnosti vlasti na donošenju politike i propisa u ovoj oblasti, finansiranja istraživanja i razvojnih programa, finansiranje programa za osposobljavanje zaposljenih u poljoprivredi, pružanje odgovarajućih informacija, te pružanje drugih vidova podrške,

) jeste gorivo. 7.4.3.1. Uticaj poljoprivrede na okolinu

The impact of agriculture on the environment

Poljoprivreda utiče na narušavanje ravnoteže u okolini. Različite vrste poljoprivrednih aktivnosti imaju različit uticaj na okolinu i ekosisteme. Razmatranje svih aspekata poljoprivrednih aktivnosti je jedini način da se ustanovi do koje mjere je poljoprivredna proizvodnja stvarno „održiva“. U tom kontekstu, uticaj pesticida se može smatrati kao najkontraverzniji. Mnoge vrste pesticida su povučene iz prodaje, jer je ustanovljeno da imaju prateće, često štetno, djelovanje po ljude, životinje i okolinu. Organohlorna jedinjenja (DDT, Aldrin i dr) se deponuju u masnom tkivu životinja i mogu se kroz lanac ishrane prenijeti dalje do samog vrha lanca – do čovjeka. Utvrđeno je da neki od pesticida uzrokuju pojavu kancera, genetske promjene i druge vrste oboljenja.

Zbog obimnog oranja polja, korištenja vještačkih đubriva, odlaganja animalnog otpada iza štala, ispuštanje netretiranih otpadnih tokova u rijeke, velike količine nitrita mogu dospjeti u okolinu. Utvrđeno je da se polovina azotnih đubriva ne iskoristi, već ostaje u zemljištu ili se ispere sa kišom i dospije u podzemne i otvorene vode (Selimbašić i sar., 2004).

Sagledavanje uzroka zagađenja i posljedica od zagađenja okoline iz poljoprivredne proizvodnje, trebaju da budu prevedene u određene mjere, koje obuhvataju ponašanje različitig subjekata:

• aktivnosti poljoprivrednih preduzeća kroz dobrovoljno usvajanje novih standarda, i osiguranje višeg kvaliteta proizvoda,

• aktivnosti farmera izražene kroz promjenu u njihovom ponašanju, promjenu odnosa prema upotrebi hemijskih sredstava i primjenu dobre prakse u upravljanju farmom,

• aktivnosti potrošača izražene kroz promjenu načina kupovine i potrošnje.

Efikasna primjena upravljanja zagađenjem u poljoprivrednoj proizvodnji može se postići na dva načina:

• otklanjanje problema djelovanjem na zagađivače, pollutante (na primjer, tretman otpadnih voda) ili

• otklanjanjem izvora problema eliminacijom uzroka zagađenja (na primjer, usvajanje altenativnih poljoprivrednih praksi, koje manje zagađuju okolinu).

7.4.4. Otpad iz industrijske prerade hrane

Food processing waste

Prerada hrane je važna grana industrije i ljudskog djelovanja uopšte. Kao što je rečeno, postoji više razloga koji određuju važnost prehrambene industrije: prerada sirovina iz poljoprivredne proizvodnje, podizanje vrijednosti proizvoda kroz dodatnu vrijednost i zapošljavanje velikog broja ljudi. Međutim, procesi prehrambene industrije u svim fazama proizvodnje na različite načine utiču na životnu sredinu. Glavni uticaj na prirodu/životnu sredinu se ogleda u stvaranju otpada, korištenju vode i upotrebi energije. U toku primarne proizvodnje u lancu snabdjevanja nastaje oko 21% od ukupnog otpada, a u toku prerade


72 _________________________________________________________________________

nastaje 7% od ukupnih otpadnih materija. U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada, zagađivača vode i zagađivača vazduha. 7.4.4.1. Zagađivači životinjskog porijekla

Pollutants of animal origin

S obzirom na veliki broj različitih vrsta otpadnih materija koje nastaju tokom aktivnosti u poljoprivredi i prehrambenoj industriji, autori su se opredijelili da prvo prikažu nastajanje i uticaj otpadnih materija i kontaminirajućih materija iz oblasti animalne proizvodnje i prerade proizvoda animanog porijekla, a zatim iz procesa proizvodnje i prerade namirnica biljnog porijekla.

Sve otpadne materije u mesnoj industriji se mogu svrstati u jednu od sljedećih grupa: organski sporedni proizvodi, opasne materije, materije sa specifičnim rizikom i vode koje se tretiraju kao komunalni otpad.

Đubre koje nastaje nakon prijema životinja i tokom njihovog odmaranja u oborima, krv i vode koje su korištene za pranje cijelih trupova, dijelova trupova ili proizvoda animalnog porijekla, a koji se ne koriste za ishranu ljudi, spadaju u organski otpad nastao u klaonici. Pored toga, otpaci i dijelovi sirovina koji nisu za ljudsku upotrebu i nastaju tokom rasijecanja i prerade mesa, spadaju u ovu grupu otpadaka.

7.4.4.2. Zagađivači iz proizvodnje i prerade mesa

Pollutants from meat production and processing

Kada se sporedni proizvodi i otpad animalnog porijekla (nejestivi sporedni proizvodi zaklanih životinja, uginule životinje i drugi otpaci iz stočarske proizvodnje i prehrambene industrije) posmatraju sa epidemiološko-epizootiološkog aspekta, oni se moraju tretirati kao potencijalni izvori zaraznih oboljenje ljudi i životinja. Zbog toga se njihovom sanitarnom uklanjanju pridaje izuzetan značaj (Ristić i sar., 2008). U svojoj monografiji Ristić i sar. (2011) su dali detaljan opis potencijalnih opasnosti koje, ako se sa otpacima životinjskog porijekla ne postupi na adekvatan način, mogu izazvati ozbiljne posljedice po ljude, životinje i životnu sredinu. Mnogi uzročnici trovanja i oboljenja se nalaze u tkivima životinja ili tamo dospijevaju iz crijeva nakon smrti životinja. Mnogi uzročnici bolesti mogu ostati vitalni veoma dugo u otpadnim materijalima i da kasnije mogu dospjeti u životnu sredinu. Infekcije iz spoljašne sredine na životinje i ljude se mogu prenijeti na različite načine: direktnim kontaktom sa sporednim proizvodima animalnog porijekla (neprerađenim ili neadekvatno prerađenim) ili putem zagađene hrane, vazduha, posredovanjem drugih vektora (insekata, glodara, pasa, divljih životinja, ptica) ili na neki drugi način. (U nekim slučajevima moguće je da se infekcije prenesu sa ljudi na životinje!) Neke od zaraza su: bjesnilo, sakagija, tulamerija, antraks, crveni vjetar, tuberkuloza, salmoneloza, bruceloza, slinavka i šap, Q groznica, trihineloza, atipična kuga peradi, ptičji grip (virus H5N1), listerioza, Newcastl-ova bolest, patogeni prion PR

Uz proizvode namijenjene zadovoljenju potreba ljudi, savremena tehnička civilizacija stvara velike količine otpadnih materija koje negativno utiču na životnu sredinu, degradirajući je do te mjere da ona postaje štetna po zdravlje ljudi (Okanović i sar., 2008). Uginule životinje i nejestivi sporedni proizvodi klanične industrije podliježu brzo procesima razgradnje i raspadanja. To je proces koji je praćen nastajanjem velikog broja proizvoda, najčešće gasova (amonijak, vodoniksulfid, merkaptani), masne kiseline, aromatske kiseline i

PBSE itd. U ovom smislu, opasnosti od infekcija za čovjeka koje potiču od otpadaka stočarske

proizvodnje, je više higijensko nego tehnološko pitanje. To je pitanje zaštite od širenja zoonoza i zaraza neprijetnog mirisa i prašine, te pitanje ugrožavanja površinskih i podzemnih voda toksičnim otpadnim vodama.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 73

drugi. Ovi proizvodi smrdljivim i otrovnim gasovima zagađuju vazduh, vodu, hranu i zemljište. Mnoge otpadne materije iz klanične industrije dospijevaju u kanalizaciju i dalje u vodotoke, gdje služe kao hrana mnogim patogenim mikroorganizmima. Pored toga, procesi raspadanja organskog otpada značajno utiču na povećanje biološke potrošnje kiseonika, u nekim slučajevima praktično utiču na potpunu potrošnju kiseonika koji je bio rastvoren u vodi.

Zagađenje životne sredine animalnim otpadom se manifestuje i kroz niz drugih negativnih pojava. Mjesta na kojima se odlažu otpaci predstavljaju idealne uslove za život muva, drugih insekata i glodara. Oni učestvuju u širenju infekcije i ugrožavaju estetsku prihvatljivost životne sredine.

Do zagađenja životne sredine (vode i vazduha, prije svega) može doći i tokom neškodljivog uklanjanja uginulih životinja i nejestivih proizvoda zaklanih životinja i njihovom preradom u hranu za životinje i različite proizvode u hemijskoj industriji. U ovom slučaju zagađivači životne sredine mogu biti: rasute ulazne sirovine, otpadne vode, organska prašina i kontaminirane čvrste materije nepodesne za preradu, buka i vibracije iz pogona za proizvodnju (Ristić i sar., 2011). Pod uticajem mikroorganizama, tokom cijelog procesa prerade, ulazne sirovine se raspadaju uz nastajanje gasova neprijatnog mirisa (amonijak, vodoniksulfid, sumpordioksid, merkaptani, ugljen dioksid, butanol, aldehidi, ketoni itd). Vrsta i količina nastalih gasova zavise od vrste sirovine, postupka kojim se djeluje na sirovine i primijenjenog tehnološkog procesa prerade. Sprečavanje zagađenja životne sredine nepoželjnim gasovima moguće je jedino njihovim prečišćavanjem i dezodorizacijom u posebnom dijelu postrojenja za spaljivanje.

Otpadne vode u fabrikama za preradu otpadaka animalnog porijekla nastaju u prijemnom dijelu objekta i u stanici za pranje i dezinfekciju transportnih vozila. Nastale vode se moraju prikupiti i sterilisati toplotnim ili hemijskim putem i zajedno sa ostalim vodama, odvesti u poseban objekat za prečišćavanje otpadnih voda.

Tokom projektovanja, redovnog održavanja i tokom nepoželjnih incidenata u objektima za preradu otpadaka animalnog porijekla moraju se sprovoditi propisane mjere zaštite životne sredine (neškodljivo uklanjanje zagađivača koji nastaju tokom rada). Nepoštovanje propisa o neškodljivom uklanjanju zagađivača se odražava na kvalitet zemljišta, vazduha, nadzemnih i podzemnih voda u okolini, odnosno na klimu, te na biljni i životinjski svijet i zdravlje ljudi i cjelokupni ekosistem, na kraju.

Ekonomski aspekti ovog problema podrazumijevaju sakupljanje i neškodljivo uklanjanje velikih količina životinjskih sporednih proizvoda na bezbjedan način. Ukoliko se životinjski sporedni proizvodi ne prerade, oni predstavljaju izgubljenu sirovinu za izradu proteinsko-energetskih hraniva, tehničkih masti – sirovine za hemijsku industriju ili visokoenergetskog goriva (biodizel i biogas).

Prema propisima Evropske unije (EU Regulative 1774/2002; EU Regulative 1069/2009), preradom zdravstveno odgovarajućih sporednih proizvoda zaklanih životinja (materijal kategorije 3) mogu da se dobiju: proteinska, proteinsko-mineralna i energetska hraniva za ishranu životinja, tehničke masti, perje za tekstilnu industriju, koža, rogovi, papci i dlake, a preradom uginulih životinja (materijal kategorije 2) mogu da se dobiju: mesno-koštano brašno kao energent, tehnička mast kao energent ili sirovina za hemijsku industriju ili proizvodnju biodizela, biogas i kompost.

Neškodljivim uklanjanjem opasnog materijala animalnog porijekla (materijal kategorije 1) spaljivanjem na visokim temperaturama iznad 850OC može se dobiti topla voda ili vodena para kao energent za rad u pogonima u kojima je potrebna topla voda ili vodena para i pepeo za posipanje puteva (Ristić i sar., 2006).


74 _________________________________________________________________________

Kada se krv skuplja na odgovarajući način, i kada se primijene odgovarajući postupci prerade, od nje se mogu dobiti proizvodi pogodni za humanu upotrebu (sirovine za farmaceutsku industriju ili sirovine za izradu funkcionalne hrane).

Odpadne materije životinjskog porijekla se mogu podijeliti u odnosu na porijeklo i u odnosu na opasnosti koje mogu imati po okolinu i zdravlje ljudi i životinja.

U odnosu na porijeklo otpadne materije se mogu podijeliti na: uginule životinje i drugi otpaci na farmi (placenta, abortirani plodovi, mrtvorođene životinje, otpaci iz inkubatorskih stanica), uginule životinje iz gradskih domaćinstava (psi, mačke, ptice, laboratorijske životinje, sportske životinje), uginule životinje u zoološkim vrtovima i riblji korov i uginule ribe sa rijeka i ribnjaka (Ristić i sar., 2011). Uginule životinje se mogu podijeliti na: uginule životinje od nezaraznih bolesti, uginule životinje od zaraznih bolesti i uginule životinje od zoonoza.

Otpaci animalnog porijekla u klanicama se mogu podijeliti na (Ristić i sar., 2011): • životinje uginule u transportu i u depoima klanice, • nejestivi sporedni proizvodi zaklanih goveda (krv, otpaci kod obrade debelog

crijeva i buraga, otpaci masnog tkiva, konfiskati - trupovi i njihovi dijelovi, polni organi, noge, papci, uši, rogovi, sadržaj buraga i industrijske kosti,

• nejestivi sporedni proizvodi zaklanih svinja (krv, otpaci kod obrade crijeva i želuca, otpaci masnog tkiva, konfiskati - trupovi i njihovi dijelovi, iznutrice, polni organi, dlaka sa epidermom, industrijske kosti i separisane kosti),

• nejestivi sporedni proizvodi od zaklane živine (krv, glave, noge, traheja i voljka sa jednjakom, crijeva i slezena, žljezdani želudac, kloaka, kutikula želuca, vlažno perje, separisane kosti),

• nejestivi sporedni proizvodi zaklanih riba (glave, peraja, unutrašnji organi, krljušt), nejestivi dijelovi zaklanih kopitara (glave, konfiskati - dijelovi trupa, iznutrice, polni organi, crijeva i industrijske kosti),

• odbačeni proizvodi nastali u prometu robe (pokvarena mesa, mesni proizvodi, životinjske masti) i

• otpaci od primarne obrade kože u klanicama.

Pored animalnog otpada iz klanica, u otpad animalnog porijekla se ubrajaju: otpaci životinjskog porijekla iz otpadnih voda, otpaci iz industrije prerade jaja, otpaci iz industrije prerade mlijeka, otpaci iz restorana i bolničkih kuhinja i animalni otpaci iz kožarske industrije.

U odnosu na opasnosti po zdravlje ljudi, životinjski sporedni proizvodi se mogu podijeliti na:

• niskorizične, • rizične i • visokorizične.

Prema propisima EU (Regulativa, 1774/2002; Regulativa 1069/2009) u odnosu na opasnost širenja zaraznih bolesti kod ljudi i životinja i mogućnost potpunog ili djelimičnog iskorištenja, sporedni proizvodi animalnog porijekla se svrstavaju u tri grupe:

• materijal kategorije 1, • materijal kategorije 2 i • materijal kategorije 3.

Za proizvodnju stočne hrane mogu se koristiti sporedni proizvodi svrstani u kategoriju 3. Materijal svrstan u kategoriju 2 se može neškodljivo uništiti po jednoj od metoda prerade, s tim da se dobijeni proteinsko-mineralni dio mora spaliti ili kompostirati, a


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 75

istopljena mast se može upotrijebiti samo u hemijskoj industriji. Materijal kategorije 1 se mora uništiti spaljivanjem u posebno konstriusanim pećima.

Drugu grupu otpadaka animalnog porijekla, koji se preradom mogu neškodljivo ukloniti i prevesti u kvalitetne proizvode, predstavljaju nejestivi sporedni proizvodi životinjskog porijekla. U literaturi se nalaze različiti podaci o količini klaničnog otpada, u zavisnosti od vrste, rase i kategorije žive mase zaklanih životinja. Ispitivanje parametara dobijanja nejestivih sporednih proizvoda na liniji klanja i obrade goveda objavilo je više autora. Na osnovu toga se mogu izračunati prosječne vrijednosti parametara u odnosu na živu masu goveda prije klanja: obresci sa ivice trupa 0,10%, konfiskati 0,30%, žučni mjehur 0,055%, materica 0,30%, polni organi 0,11, nejestivi obresci sa glave 0,17%, otpaci pri preradi buraga 0,40%, obresci sa nogu 0,20%, nejestiva jetra 0,30%, lobanjske kosti glave1,75%, šlajm od obrade crijeva 0,75%, otpaci crijeva 0,09% i obresci sa kože 0,12%.

Ristić i sar. (2011) su, na osnovu velikog broja vlastitih istraživanja i istraživanja drugih autora, a uvažavajući normative industrije mesa, predložili parametre za proračunavanje količine nejestivih sporednih proizvoda od zaklane stoke i robe nastale u prometu za preradu u animalna stočna hraniva. Ti parametri su prikazani u nekoliko sljedećih tabela (tabela 7.4.1 i tabela 7.4.2) i mogu poslužiti kao dobar izvor informacija za sve stručnjake koji se bave preradom otpadaka iz prehrambene industrije i poljoprivredne proizvodnje.

Tabela 7.4.1. Količine nejestivih sporednih proizvoda nastalih klanjem i obradom trupova domaćih životinja* (adaptirano prema Ristić i sar., 2011)

Table 7.4.1. The quantities of inedible by-products resulting from slaughter and processing of carcasses of domestic animals

Vrsta sirovine Krave (%)

Junad (%)

Telad (%)

Ovce (%)

Jagnjad (%)

Svinje (%)

Prasad (%)

Krv 3,00 2,50 2,40 3,00 3,50 2,40 3,00 Meki otpaci (mesno-masni) 5,60 5,00 4,50 16,50 8,00 4,50 0,50

Noge sa papcima 1,21 1,60 - 0,85 2,95 - - Industrijske kosti 9,50 5,50 - - - 3,40 - Sadržaj buraga / želuca i crijeva 9,00 7,70 - 13,00 - - -

Vlažne čekinje sa epidermom 0,60 0,30

Komplet crijeva sa sadržajem 9,79 12,00

UKUPNO 19,31 14,60 6,90 20,35 14,45 10,90 3,80 *

Otkoštavanjem grudi dobija se 15% kostiju, otkoštavanjem bataka i karabataka 22% kostiju, otkoštavanjem krila dobija se 39% kostiju, otkoštavanjem leđa sa karlicom se dobija 44% kostiju, a otkoštavanjem vrata se dobije 37% kostiju. Ovo su prosječni podaci, a stvarni podaci variraju u zavisnosti od parametara uzgoja i parametara prerade peradi.

Upotrebnu vrijednost materijala kategorije 1 i 2 (kao sirovine za proizvodnju biogasa ili biodizela) određuje njihov hemijski sastav. Od sastava ovih materija zavisi količina energije koja je potrebna za njihovo neškodljivo uklanjanje. Hemijski sastav sporednih proizvoda klanja životinja zavisi od mnogih činilaca, a prije svega od vrste i strukture sirovine.

u odnosu na živu masu


76 _________________________________________________________________________

Tabela 7.4.2. Količine nejestivih sporednih proizvoda nastalih klanjem i obradom trupova peradi* (Adaptirano prema Ristić i sar., 2011)

Table 7.4.2. The quantities of inedible by-products resulting from slaughter and processing of poultry carcasses

Vrsta sirovine Tovni pilići do 1800 g (%)

Tovni pilići do 2000 g (%)

Iznošene koke (%)

Ćurke mase 6000 g (%)

Krv 3,10 3,70 3,20 3,00 Meki otpaci (mesno-masni) 9,18 11,25 9,00 8,50

Čvrsti otpaci (glave, noge) 7,33 6,50 6,56 7,00

Suvo perje 6,40 6,25 5,90 8,00 UKUPNO

*u odnosu na živu masu

Zavisno od vrste životinje i bolesti od koje je bolovala, uginule životinje se kategorišu u materijal kategorije 1 i materijal kategorije 2. Bezbjedna upotreba uginulih životinja za proizvodnju tehničke masti za hemijsku industriju, energenta koji može da zamijeni mazut, proizvodnju biogasa, komposta i drugih korisnih proizvoda zavisi od hemijskog sastava sirovine i njene kontaminacije biološkim i hemijskim agensima, koji se mogu naći u njoj u momentu prerade. Hemijske karakteristike uginulih životinja 1 i 2 kategorije po vrstama životinja i kategorijama su prikazane u tabeli 7.4.3.

Tabela 7.4.3. Osnovni hemijski sastav tijela uginulih životinja (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.3. Basic chemical composition of the body of dead animals

Kategorija životinje

Pokazatelji Težina (kg) Voda (%) Mast (%) Proteini (%) Pepeo (%)

GOVEDA Telad 31,8 74,4 2,5 19,0 4,1 Junice 294,8 60,3 18,0 17,2 4,5 Junad 476,3 58,5 26,0 17,0 3,5 Junad 799,0 60,0 18,0 17,5 4,5 Masni tov 680,0 40,0 41,0 16,0 3,0

OVCE Jagnjad 29,5 63,9 17,0 15,7 3,4 Ovce 45,4 53,2 29,0 15,0 2,8 Ovnovi 56,7 39,0 44,0 14,4 2,6

SVINJE Prasad 1,4 74,0 2 19 5 Prasad 13,6 70,0 9 17,5 3,5 Nazimad 43,4 66,8 16,2 14,9 3,1 Tovne svinje 100,0 50 34,4 13,0 2,6 Krmače 136,1 42,5 43,5 12,0 2,0

PERAD Tovni pilići 1,6 65,7 12,2 15,4 3,7 Tovni pilići 2,0 59,6 20,0 17,0 3,4 Patke 2,3 78,1 4,5 20,9 4,5 Ćurke 8,2 59,4 18,4 19,1 3,1

KONJI Ždrebad 49,9 73,0 2,0 9,0 5,0 Omad 181,4 69 9,0 18,0 4


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 77

U industrijskim uslovima klanja i prerade konzumnih životinja dobijaju se, osim mesa i jestivih dijelova i nejestivi sporedni proizvodi (nusproizvodi i otpad). Mnogi od nusproizvoda predstavljaju sirovine za proizvodnju proteinske i energetske hrane za životinje, tehničke masti i služe kao sirovina za dobijanje biogasa, biodizela i drugih korisnih proizvoda. Poznavanje osnovnih fizičko-hemijskih karakteristika sporednih proizvoda životinjskog porijekla je neophodan preduslov za pravilnu manipulaciju sirovinama, vođenje tehnološkog postupka, kao i projektovanje aparata i mašina koje se koriste za preradu. Hemijski sastav sporednih proizvoda zaklanih životinja (tabele 7.4.4-7.4.8) zavisi od mnogih faktora (vrsta i rasa životinje, starost, pol, uhranjenost, način držanja i korištenja životinje i njeno zdravstveno stanje, te postupanje sa sirovinom od trenutka nastajanja do momenta ulaska u preradu.

Tabela 7.4.4. Osnovni hemijski sastav sporednih proizvoda na liniji klanja goveda (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.4. The basic chemical composition of by-products of cattle at slaughter

Vrsta sporednog proizvoda Vlaga (%) Proteini (%) Mast (%) Pepeo (%)

Bezazotne ekstraktivne materije (%)

Krv 82,74 15,56 0,23 0,79 0,68 Pluća 78,80 15,62 2,43 1,16 1,99 Dušnik 75,81 16,81 5,89 0,91 0,58 Jednjak 76,34 16,81 5,84 0,58 0,43 Listavac 52,83 7,13 25,93 0,42 13,69 Crijevna masnoća 34,64 3,38 54,26 0,49 4,23

Tabela 7.4.5. Mineralni sastav kostiju goveda i ovaca (%) (Ristić i sar., 2011)

Table 7.4.5. Mineral composition of bones of cattle and sheep (%)

Mineralni sastojak Vrsta kostiju

Kosti goveda Kosti ovaca Kalcijum fosfat 78,30 85,32 Kalcijum florid 1,50 2,96 Kalcijum karbonat 15,30 9,53 Magnezijum fosfat 1,60 2,19 Soli natrijuma 1,70 - Ostale soli 1,60 -

Tabela 7.4.6. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda zaklanih svinja (Ristić i sar., 2011)

Table 7.4.6 Basic chemical composition of inedible by-products of slaughtered pigs

Vrsta sporednog proizvoda Vlaga (%) Proteini (%) Mast (%) Pepeo (%) BEM* (%)

Krv 79,46 18,90 0,32 0,82 0,50 Crijeva bez sadržaja 70,38 7,99 13,00 0,48 8,15 Neobrađena crijeva sa masnim tkivom 52,11 6,60 34,42 1,05 1,35

Miješani masno-mesni ostaci 48,76 11,10 38,00 2,04 0,10 Konfiskati (pluća) 77,36 13,62 5,81 1,32 1,89 Crijeva sa rektumom i vaginom 69,42 10,75 18,34 0,60 0,89 Dlaka (vlažna) 68,87 29,60 1,09 0,31 0,13 Sadržaj želuca 75,00 4,60 3,80 2,10 10,99


78 _________________________________________________________________________

*Bezazotne ekstraktivne materije

Tabela 7.4.7. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda zaklane peradi (Ristić i sar. 2011) Table 7.4.7. Basic chemical composition of inedible by-products of slaughtered poultry

Vrsta sporednog proizvoda Vlaga (%) Proteini (%) Mast (%) Pepeo (%) BEM* (%)

Krv (koagulisana) 81,00 15,84 0,14 0,89 2,13 Vlažno perje 68,70 27,40 1,90 0,42 1,46 Meki otpaci (crijeva) 68,20 11,95 15,21 1,21 1,71 Glave i noge 67,32 15,00 7,83 5,00 4,65 Miješani otpaci 63,30 13,25 17,42 3,52 1,31 Sadržaj želuca 70,20 3,42 3,20 2,00 11,31 Kosti 37,76 22,13 3,04 34,78 2,29

*Bezazotne ekstraktivne materije

Tabela 7.4.8. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda dobijenih primarnom

obradom ribe šaran (Cyprinus caprio) (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.8. Basic chemical composition of inedible by-products of primary processing of the

fish, carp (Cyprinus caprio)

Vrsta sporednog proizvoda

Vrsta sporednog proizvoda

Meso glave Kosti glave Peraja Komplet

unutrašnjih organa

Voda (%) 70,09 58,81 64,57 68,21 Sirovi proteini (%) 12,59 11,74 13,87 13,91 Sirova mast (%) 8,12 3,57 10,81 14,24 Mineralne materije (%) 2,02 20,79 8,00 1,05 BEM 7,18 * 5,09 2,75 2,59

*

1. Klaonica

Bezazotne ekstraktivne materije

Voda se koristi u različitim fazama tehnološkog postupka prerade sirovina biljnog i

životinjskog porijekla. U mesnoj industriji voda se u principu koristi u sljedeće namjene:

• čišćenje i dezinfekcija opreme i instalacija, • pranje proizvodne linije, • šurenje svinja

2. Rasjekaona (pandleraj) • pranje i dezinfekcija opreme, instalacija i alata

3. Prerada mesa i izrada proizvoda od mesa • toplotna obrada i hlađenje proizvoda, • odmrzavanje sirovina, • rashladni sistemi, • odsoljavanje površine proizvoda.

Značajan uticaj na životnu sredinu imaju fabrike za preradu mesa kroz stvaranje

velike količine otpadnih voda, koje sadrže izuzetno veliku količinu polutanata (zagađivača).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 79

Najbolji parametri koji ukazuju na opterećenost otpadnih voda iz mesne industrije su: količina suspendovanih (lebdećih) čestica (SS), hemijska potrošnja kiseonika (HPK), biološka potrošnja kiseonika (PBK5

Parametar

), količina ulja i masti (O i G), sadržaj ukupnog azota i ukupnog fosfora (TN iTP), kuhinjske soli, te deterdženata i dezinfekcionih sredstava. Treba naglasiti da 80-95% vode koja je upotrijebljena u bilo kojoj fazi rada u klaonici na kraju postaje otpadna voda. U sljedećim tabelama (tabele 7.4.9 i 7.4.10) prikazani su najvažniji izvori zagađivača u otpadnim vodama i parametri kvaliteta otpadnih voda iz klanice.

Tabela 7.4.9. Izvori najčešćih zagađivača otpadnih voda u fabrikama za preradu mesa (RAC/CP, 2006) Table 7.4.9. The most common sources of wastewater pollutants in meat processing plant

Najčešći izvor

Organske materije (HPK) Krv, otpadna voda, đubre, sadržaj želuca i crijeva itd

Suspendovane materije Đubre, sadržaj želuca, dlake i otpaci mesa

Ulja i masti Otpadne vode i pranje polutki

Amonijak i urea Đubre, krv

Fosfati, azot i so Đubre, sadržaj želuca, krv, deterdženti i dezinfekciona sredstva

Deterdženti i dezinfekciona sredstva Deterdženti i dezinfekciona sredstva

Tabela 7.4.10. Kvalitet otpadnih voda iz mesne industrije (RAC/CP, 2006) Table 7.4.10. The quality of wastewater from meat industry

Polutant Jedinica Prosječne vrijednosti

HPK mg/O2 10259 l BPK mg/O5 2 2550 l O i G mg/ l 474

Ukupni azot mg N/l 252 Ukupni fosfor mg P/l 40 Ukupne suspendovane materije mg/l 2102

pH pH 7

Mesna industrija stvara jedan dio otpada koji se posmatra kao komunalni otpad. On nastaje od sirovina i pomoćnih materijala i materijala za pakovanje gotovih proizvoda (tabela 7.4.11).

Tabela 7.4.11. Nastanak komunalnog otpada u prehrambenoj industriji (RAC/CP, 2006) Table 7.4.11 The creation of municipal waste in food industry

Materijal Prosječna količina Maksimalna količina

kg/t gotovog proizvoda

Staklo 3,80 7,61

Plastika 11,89 97,36

Karton 27,76 415,82

Meso 12,63 97,28


80 _________________________________________________________________________

Drvo 7,22 37,50

Opšti otpad 41,15 157,23

U klanicama nastaje mala količina ovog otada (tabela 7.4.12).

Tabela 7.4.12 Količina komunalnog otpada nastalog u klanicama (RAC/CP, 2006) Table 7.4.12 The quantity of municipal waste generated in slaughterhouses

Materijal Proizvodnja kg/t polutke

Plastika 0,6

Karton 3,7

Meso 0,2

Opasne materije nastaju iz opreme i instalacija koje se koriste. One obuhvataju ulja, rastvarače, rezidue otrovnih materija iz ambalaže i posuđa itd. 7.4.4.3. Zagađivači iz industrije prerade mlijeka Pollutants from the milk processing industry

Mlijeko za humane potrebe se dijeli na sirovo mlijeko i toplotno tretirano mlijeko (pasterizovano i sterilisano). Podjela proizvoda od mlijeka je napravljena na bazi tehnoloških postupaka i fizičko-hemijskih karakteristika gotovih proizvoda (fermentisani proizvodi, sirevi, proizvodi sa povećanim sadržajem masti, proizvodi sa sniženim sadržajem vode itd). Mlijeko i proizvodi od mlijeka su namirnice koje su veoma podložne mikrobiološkom kvarenju pod uticajem različitih mikroorganizama, koji u mlijeko mogu dospjeti tokom muže (bolesne krave), tokom procesa čuvanja i prerade i tokom skladištenja i distribucije gotovih proizvoda. Vrlo lako u mlijeko mogu dospjeti različite hemijske i fizičke opasnosti, što ga svrstava među najrizičnije namirnice životinjskog porijekla.

Procesi proizvodnje i prerade mlijeka mogu imati različit uticaj na životnu sredinu, pa se s obzirom na to dijele na primarne (imaju značajan uticaj na cijelu aktivnosti), sekundarne (imaju sekundarni/manji uticaj na aktivnost) i procesi sa beznačajnim uticajem (beznačajan efekat na aktivnost).

Uticaj procesa izrade toplotno obrađenog mlijeka na životnu sredinu prikazani su na slici 7.4.2.

U sljedećoj tabeli (tabela 7.4.13) dat je zbirni prikaz uticaja nekih od procesa u

proizvodnji pasterizovanog i sterilisanog mlijeka na životnu sredinu.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 81

Slika 7.4.2. Uticaj procesa izrade toplotno obrađenog mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Figure 7.4.2. The influence of process of heat-treated milk on the environment


82 _________________________________________________________________________

Tabela 7.4.13. uticaja nekih od procesa u proizvodnji pasterizovanog i sterilisanog mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Table 7.4.13. The impact of some processes in the production of pasteurized and sterilized milk on the environment

Osnovna operacija Uticaj Rangiranje

Prijem Odbijanje/Povrat mlijeka Primarni

Skladištenje Potrošnja električne energije Sekundarni

Filtracija/Klasiranje Potrošnja električne energije Nastajanje taloga/mulja Otpad iskorištenih filtera

Sekundarni Sekundarni Sekundarni

Obiranje i standardizacija

Struja Talog/Mulj

Sekundarni Sekundarni

Toplotna obrada

Potrošnja toplote Potrošnja električne struje Potrošnja vode Stvaranje kondenza

Primarni Primarni

Sekundarni Sekundarni

Homogenizacija Potrošnja električne struje Potrošnja vode Odlaganje otpadnih voda

Sekundarni Sekundarni Sekundarni

Skladištenje Potrošnja električne struje Sekundarni

Pakovanje

Potrošnja električne struje Otpad od ambalaže Vraćeni proizvodi/Povrat Potrošnja vode

Primarni Primarni

Sekundarni Bez značaja

Pranje tankova, opreme i instalacije

Potrošnja toplote Potrošnja električne struje Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača) Potrošnja hemikalija Stvaranje otpadnih materija (pakovanje sredstava za čišćenje) Potrošnja električne energije

Primarni Primarni Primarni

Primarni

Sekundarni

Sekundarni

U procesima prerade mlijeka, odnosno u procesima izrade različitih proizvoda od mlijeka stvaraju se određene količine različitog otpada (čvrstog, tečnog ili gasovitog agregatnog stanja). Vrsta i količina nastalih otpadnih materija zavisi od vrste procesa, vrste i kategorije proizvoda i tehnološkog postupka koji se koristi tokom izrade. S obzirom na ograničeni prostor, u ovom poglavlju će biti prikazan samo uticaj procesa proizvodnje fermentisanih proizvoda (jogurta) na životnu sredinu (slika 7.4.3 i tabela 7.4.14).

Osim osnovnih operacija, čiji je uticaj na životnu sredinu prikazan naprijed, u fabrikama za preradu mlijeka se provodi niz sekundarnih/pomoćnih tehnoloških operacija, čiji je uticaj na životnu sredinu značajan. Uticaj na životnu sredinu ovih postupaka je zbirno prikazan u tabeli 7.4.15, dok je pojedinačni uticaj postupka čišćenja, postupka proizvodnje vodene pare i postupka hlađenja prikazan na slici 7.4.4.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 83

Tabela 7.4.14. Uticaj nekih od procesa u proizvodnji jogurta na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Table 7.4.14. The impact of some processes in the production of yoghurt on the environment


Pakovanje Otpad od ambalaže Potrošnja električne energije Gubici na vraćenim proizvodima

Primarni Sekundarni Sekundarni

Inkubacija Potrošnja toplote Sekundarni

Hlađenje Potrošnja električne struje Potrošnja vode za hlađenje

Primarni Sekundarni

Skladištenje kod temperature hlađenja

Gubici zbog povrata proizvoda Potrošnja električne energije

Primarni Sekundarni

Čišćenje opreme i instalacija

Potrošnja toplote Potrošnja vode Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača) Potrošnja hemikalija Stvaranje otpadnih materija (ambalaža sredstva za čišćenje) Potrošnja električne energije


Primarni

Sekundarni

Sekundarni

Tabela 7.4.15. Uticaja sekundarnih procesa u fabrikama za preradu mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Table 7.4.15. The influence of secondary processes in milk processing factories on the environment


Čišćenje i dezinfekcija

Potrošnja toplote Potrošnja vode Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača) Potrošnja hemikalija Stvaranje otpadnih materija (ambalaža sredstva za čišćenje) Potrošnja električne energije


Primarni

Sekundarni

Sekundarni

Proizvodnja pare

Emisija gasova i čestica Potrošnja goriva Otpadne vode sa visokom provodljivosti Potrošnja hemikalija (aditivi) Otpad od ambalaže za hemikalije

Primarni Primarni

Sekundarni Bez značaja Bez značaja

Hlađenje

Emisija gasova za hlađenje (CFC i amonijak) Potrošnja struje Buka Otpad od ambalaže za hemikalije

Primarni Primarni

Sekundarni Bez značaja

Snabdjevanje vodom

Potrošnja električne energije Odlaganje otpada korištenog za obradu Potrošnja hemikalija i filtera Otpad od ambalaže

Sekundarni Sekundarni Sekundarni Bez značaja


84 _________________________________________________________________________


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 85

Slika 7.4.3. Uticaj procesa proizvodnje jogurta na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Figure 7.4.3 The influence of yoghurt production process on the environment

Kako se iz prikazanih tabela vidi, glavni uticaj industrije prerade mlijeka na životnu sredinu se manifestuje putem velike potrošnje vode i energije, stvaranja otpadnih voda sa visokim opterećenjem organskim materijama i stvaranja drugih vrsta otpadnih materija. Emisija gasova u atmosferu i buka su minimalni iz ove grane industrije. Prosječna količina otpadnih voda koja se dobija u ovoj grani prehrambene industrije je 2-6 l/l prerađenog mlijeka (tabela 7.4.16). U tabeli 7.4.17 je prikazano mjesto nastanka otpadnih voda tokom sporednih operacije mljekarske industrije, a u tabeli 7.4.18 mjesto nastanka otpadnih voda u industriji prerade mlijeka.


86 _________________________________________________________________________

Slika 7.4.4. Uticaj postupaka čišćenja, proizvodnje vodene pare i procesa hlađenja u fabrikama za preradu mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Figure 7.4.4. The Impact of cleaning procedures, production of steam and cooling processes in the factories of milk processing on the environment

Tabela 7.4.16. Količina otpadnih voda nastalih tokom različitih operacija u fabrikama za

preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.16. The quantity of waste water created during various operations in the factories

of milk processing

Osnovna aktivnost Količina otpadnih voda (l otpadne vode/l mlijeka)

Proizvodnja maslaca 1-3

Proizvodnja sira 2-4

Proizvodnja pasterizovanog/sterilisanog mlijeka 2,5-9


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 87

Tabela 7.4.17. Otpadne vode nastale u fabrikama za preradu mlijeka tokom sekundarnih operacija (RAC/CP, 2002)

Table 7.4.17. Waste water generated in milk processing plants during secondary operations

Operacija Opis Karakteristike Količina*

Čišćenje i prerada

Čišćenje površina, cijevi, opreme i rezervoara. Gubici proizvoda, sirutka, salamura, fermentacija itd

Ekstremne vrijednosti pH, visok sadržaj organskih materija (BPK i HPK), ulja i masti, suspendovanih čestica

0,8-1,5

Hlađenje Voda iz rashladnih tornjeva, kondenzat itd

Različite temerature i provodljivost 2-4

* Količina otpadnih voda (l otpadne vode/l prerađenog mlijeka)

Tabela 7.4.18. Otpadne vode u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.18. Waste water plants for milk processing


Nivo potrošnje


Mlijeko Srednji Toplotna obrada Pakovanje

Otpad se smanjuje ako se otpadne vode koriste tokom toplotne obrade (recirkulacija)

Pavlaka i maslac Srednji Pasterizacija Bućkanje Pakovanje

Vode korištene za pranje maslaca sadrže velike količine masti

Jogurt Nizak - Najveći dio nastaje tokom sekundarnih operacija

Sir Visok Sječenje Oblikovanje-presovanje Soljenje

Odlaganje sirutke dovodi do veoma visokog sadržaja polutanata. Hlađenje salamurenih proizvoda povremeno dovodi do povećanja provodljivosti otpada

Sekundarne operacije Visok Čišćenje i dezinfekcija Hlađenje

Količina otpadnih voda i sadržaj polutanata zavise od načina upravljanja u fabrici. Otpadne vode iz postrojenja za hlađenje zavise od stepena njihovog ponovnog korištenja

Hemijska potrošnja kiseonika u otpadnim vodama velikim dijelom zavisi od sadržaja ostataka mlijeka i ostataka deterdženata u njoj. Tako se vrijednost HPK u proizvodnji maslaca kreće 859-860 (mg O2/l), proizvodnji pasterizovanog punomasnog mlijeka 160-210 (mg O2/l), obeznašćenog mlijeka 901-100 (mg O2/l), sirutke 68-75 (mg O2/l). Generalno se može reći da otpadne vode iz fabrika za preradu mlijeka karakteriše: visok sadržaj organskih materija (HPK 1000-6000 mg/l), visok sadržaj masti i ulja (posebno otpadnih voda iz procesa proizvodnje maslaca), visok sadržak azota i fosfora (uglavnom potiču iz sredstava za pranje i dezinfekciju), veoma promjenjiva vrijednost kiselosti (pH vrijednost je 2-11), visoka


88 _________________________________________________________________________

provodljivost (posebno sira koji sadrži natrijum hlorid) i variranje temperature (zavisi od svrhe upotrebe vode). Otpadne vode iz mljekara često su opterećene mlijekom i ostacima proizvoda od mlijeka, što utiče na povećanje BPK5 (do 110000 mg O2/l) i HPK (do 210000 mg O2/l). Gubici mlijeka tokom proizvodnje su prosječno 0,5-2,5% od količine zapremljenog mlijeka (a u najnepovoljnijim slučajevima 3-4%), što značajno utiče na količinu polutanata u otpadnoj vodi.

Najveći dio čvrstog otpada koji se generiše u mljekarama je neorganskog porijekla. On potiče od materijala za pakovanje sirovina i pomoćnih materijala, te gotovih proizvoda. Druge vrste otpada nastaju tokom operacija održavanja, čišćenja i tokom rada u laboratoriji (tabele 7.4.19 i 7.4.20).

Tabela 7.4.19. Otpadne materije nastale u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.19. Waste products created in factories for milk processing

Grupa Otpad Mjesto nastanka Uobičajena upotreba

Organski otpad Odbačeni proizvodi (sirovine, poluproizvodi, gotovi proizvodi)

Proces Recikliranje (stočna hrana)

Otpad sličan otpadu iz domaćinstva

Komadići hrane Kancelarije Kompostiranje ili skladištenje na depou

Ambalaža i pakovanje

Prazna

Odvojivi filmovi, drvene palete, teške papirne kutije, plastika, staklo, karton, papir za pakovanje

Pakovanje, Skladištenje, Povrat

Ponovna upotreba ili recikliranje

Puna Plastika, staklo, karton, papir za pakovanje

Radne površine Površine za održavanje

Odlaganje ili razdvajanje ambalaže od proizvoda i odvojeno rukovanje

Otpad iz operacija održavanja

Električni kablovi, željezne žice

Radne površine Površine za održavanje

Reciklaža ili stkadištenje na depou

Opasni otpad Iskorišteno ulje, baterije, ambalaža opasnog materijala

Laboratorije Skladišta Radne površine Površine koje se čiste

Transport, obrada i eliminacija ili skladištenje u deponijama opasnih materija

Reciklaža i obrada otpadnih materija nastalih u fabrikama za preradu mlijeka počinje procesom razdvajanja (izdvajanje iz otpadnih voda) i međusobnim miješanjem kako bi se svaka materija obradila na adekvatan način.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 89

Tabela 7.4.20. Otpadne materije nastale tokom različitiih procesa u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002)

Table 7.4.20. Waste matter created during different processes in milk processing factories

Proces Nivo Najčeće operacije Zapažanja

Mlijeko Visok Filtracija/prečišćavanje Obiranje/homogenizacija Pakovanje

Upotrijebljeni filteri i talog organskih materija Otpad od ambalaže i pakovanja

Pavlaka i maslac Visok Pakovanje Otpad od ambalaže i pakovanja

Jogurt Visok Pakovanje Otpad od ambalaže i pakovanja

Sir Nizak - Najveći dio potiče iz pomoćnih operacija

Sekundarne/pomoćne operacije Srednji

Čišćenje i dezinfekcija Održavanje instalacija Laboratorije

Otpad od ambalaže i pakovanja sredstava za pranje i dezinfekciju Otpad od održavanja instalacija Laboratorijski otpad

Glavna emisija gasova u fabrikama za preradu mlijeka se dešava u kotlovima za proizvodnju pare i tople vode potrebne za redovnu proizvodnju i čišćenje. Polutanti iz gasova nastalih sagorijevanjem su CO, SO2, NOx i prašina (tabela 7.4.21). Nivo emisije navedenih polutanata zavisi od vrste i kvaliteta upotrijebljenog goriva, instalacija, efikasnosti spaljivanja i kontrolisanja procesa spaljivanja. Kao gorivo u mljekarama se najčešće koriste ugalj, drvo, mazut ili prirodni gas. Za ugalj je karakterističan visok sadržaj sumpora i pepela. U njemu je moguće prisustvo toksičnih metala u tragovima (olovo i arsen).

Tabela 7.4.21. Karakteristike energenata koji se koriste za zagrijavanje u mljekarama (RAC/CP, 2002) Table 7.4.21. Characteristics of energy used to heat the dairies

Vrsta energenta Energetska vijednost Sumpor (%) Pepeo (%)

Ugalj 29 (MJ/kg) 2 8

Drvo 14 (MJ/kg) - 4-5

Mazut 45.5 (MJ/kg) 0,75 max 0,01 max

Prirodni gas 37.2 (MJ/m3 Neg. ) Neg.

Drugi izvori zagađivača vazduha u mljekarama su rashladna sredstva koja se koriste u sistemu za hlađenje. Gubici ili curenje ovih gasova imaju značajan uticaj na životnu sredinu s obzirom na njihov uticaj na uništenje ozonskog omotača.

Problem buke u mljekarama može nastati, prije svega, zbog rada određenih mašina za obavljanje tehnoloških operacija (pakovanje i rashladna postrojenja, najviše). Ostali izvori buke su kamioni koji dovoze sirovo mlijeko i odvoze gotove proizvode.


90 _________________________________________________________________________

7.4.4.4. Zagađivači iz industrije za preradu sirovina biljnog porijekla Pollutants from industries for processing plant origin raw materials of

Informacije o emisiji gasova iz prehrambene industrije su različite. U literaturi se daju podaci o vrsti emisije gasova, a data su i različita upustva za ograničenje emisije (Department of Environmental. 1997a; Department of Environmental. 1997b).

Čestice prašine najčešće potiču iz fabrika za preradu voća, povrća, uljarica i žitarica. Prašina nastaje u različitim fazama proizvodnje, kao što su pranje, ljuštenje, drobljenje, provjetravanje, mljevenje itd.

Ukoliko u mlinu za mljevenje pšenice ne postoje sistemi za prečišćavanje, količina ukupnih suspendovanih čestica može dostići vrijednost od 38 kg/t pšenice, 11,73 kg/t soje i 6,25 kg/t kukuruza. Drugi potencijalni zagađivači vazduha mogu biti proizvodnja skroba (4,0 kg/t), procesi sušenja (5,0 kg/t), te procesi čišćenja ciklona (2,6 kg/t).

U nekim slučajevima prehrambena industrija može biti izvor buke i mirisa. Najveći izvor buke predstavljaju mlinovi žitarica, kompresorske stanice rashladnih sistema itd. Za razliku od procesa prerade ribe ili procesa spaljivanja otpada u kafilerijama, tokom kojih se emituju neprijatni mirisi, procesi prženja kafe i proizvodnja konditorskih proizvoda su procesi tokom kojih se iz fabrike emituju prijatni mirisi.

Najveći dio otpadnih voda u industriji prerade voća i povrća potiče iz operacija pranja, sječenja, ljuštenja, vaganja, pranja konzervi, kuvanja i čišćenja postrojenja. Otpadne vode iz fabrika za proizvodnju biljnih ulja, koje nastaju tokom pranja i neutralizacije ulja, sadrže veliku količinu organskih materija, suspendovanih čestica, azota, ulja i masti i manju količinu rezidua pesticida. Najbolji kvalitet imaju otpadne vode iz procesa proizvodnje piva. Zagađivači u ovim vodama su u principu samo organske materije koje su nastale tokom procesa prerade.

Prerada voća i povrća je specifična po tome što se tokom ovog procesa provodi veliki broj operacija i što je broj i redoslijed tehnoloških operacija za svaki, od mnogobrojnih proizvoda, različit. Prije utvrđivanja uticaja procesa proizvodnje bilo kojeg proizvoda od voća i povrća na životnu okolinu, potrebno je tačno precizirati vrstu i redoslijed tehnoloških operacija i za svaki odrediti važne parametre. S obzirom na veliki broj proizvoda od voća i povrća potrebno je provesti analizu uticaja proizvodnje na životnu sredinu svakog gotovog proizvoda pojedinačno, a onda ih sabrati i tako odrediti ukupni uticaj. Kao primjer procesa proizvodnje različitih proizvoda od voća i povrća biće prikazani dijagrami toka za proces proizvodnje sokova i zelenog pasulja (slika 7.4.5), te tehnološke operacije: pranje i uparavanje kao mjesta na kojima nastaju otpadne materije (slika 7.4.6).

Operacija pranja voća i povrća je mjesto nastanka tečnog otpada (otpadne vode). Tokom pranja nastaju vode koje sadrže visok nivo rastvorivih čvrstih materija i organskih i neorganskih soli (slika 7.4.6 i tabela 7.4.22). U tabeli 7.4.23 je prikazana ravnoteža ulaza i izlaza u procesu pranja voća i povrća, a u tabeli 7.4.24 ravnoteže ulaza i izlaza energije.

Tabela 7.4.22. Ravnoteža materijala i energije u procesu pranja voća i povrća Table 7.4.22. The balance of materials and energy in the process of washing fruits and

vegetables Ulaz Izlaz

Proizvod Potrošnja Otpad Količina Voće i povrće 1000 kg Voće i povrće 950-999 kg Voda 0,1-1 m Otpadne vode 3 0,1-1 m3

Električna energija 1 kWh Rastvorljive čvrste materije 1-50 kg


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 91

Neorganske/organske čvrste materije 1-10 kg

Tabela 7.4.23. Ravnoteža materijala i energije u procesu uparavanja

Table 7.4.23. The mass and energy balance in the process of evaporation

Ulaz Izlaz Proizvod Potrošnja Otpad Količina

Sok 1000 kg Koncentrisani proizvod (70O 157 kg Brix)

Para 200-900 kg Kondenzat 843 kg


92 _________________________________________________________________________

Slika 7.4.5. Dijagram toka procesa proizvodnje (a) voćnih sokova i (b) prerade pasulja

Figure 7.4.5. Flowchart of production of fruit juices and bean processing


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 93

Slika 7.4.6. Primjeri tehnoloških operacija tokom prerade voća i povrća Figure 7.4.6. Examples of technological operations during the processing of fruit and

vegetables

Industrija prerade voća i povrća, kao što je rečeno je velika; sirovine i tehnologije

koje se koriste mogu biti veoma različiti (tabela 7.4.25). Glavni uticaji na životnu sredinu se ogledaju: u potrošnji vode, potrošnji energije, generisanju otpadnih voda i generisanju čvrstog otpada. Fabrike za preradu voća i povrća se najčešće nalaze blizu mjesta proizvodnje, kako bi se zbog velike količine sirovina koje treba preraditi, smanjili transportni troškovi. Velika količina sirovina uslovljava i nastanak velike količine otpada, koji se često odlaže u javne tokove. Otpad se najčešće sastoji od organskih materija, koje su neupotrebljive za ljude i tradicionalno se koriste u ishrani stoke.

Energija se najvećim dijelom koristi za pokretanje mašina, proizvodnju leda, zagrijavanje, hlađenje i toplotnu obradu. Potrošnja energije po jedinici proizvoda je velika i prosječno se kreće oko 82 kg goriva/t.

Zagađivači vazduha iz industrije prerade voća i povrća uglavnom potiču iz incidentnih situacija tokom curenja sredstva za hlađenje u sistemu hlađenja (amonijak ili CFC) i direktnom emisijom iz gasova sagorijevanja (tabela 7.4.26).


94 _________________________________________________________________________

Tabela 7.4.24. Uticaj industrije prerade voća i povrća na životnu sredinu (RAC/CP,2001) Table 7.4.24. The impact of processing industry of fruit and vegetables on the environment

Uticaj na životnu sredinu Glavne osobine Tehnološke operacije

Potrošnja vode Kvalitet vode zavisi od vrste operacije

Pranje, Naparavanje, Toplotna obrada, Priprema salamure, Sterilizacija, Hlađenje kontejnera

Potrošnja energije Toplotna i električna

Prijem, Odvajanje nepoželjnih dijelova, Pranje, Naparavanje i toplotna obrada, Sterilizacija, Koncentrisanje i uparavanje, Pranje kontejnera

Otpadne vode Visoko organsko opterećenje

Prijem, Odvajanje nepoželjnih dijelova, Pranje, Toplotna obrada, Sterilizacija, Pranje kontejnera

Organski otpad Biorazgradive Sječenje

Tabela 7.4.25. Uticaj gasova sagorijevanja na životnu sredinu (RAC/CP,2001) Table 7.4.25. The influence of combustion gases on the environment

Potrošnja Dizel Ugalj Gas

83 kg goriva/t 83 kg gasa/t 229 GJ PCS/t

Emisija

SO g/t 2 4477 1161 0

NO g/t x 531 371 12

CO g/t 47 271 2

CO kg/t 2 239 247 5

COV g/t 3 4 0

CH g/t 4 10 4 0

čestice g/t 274 705 0

Osnovni problemi koji utiču na životnu sredinu u ovom slučaju su sljedeći: nastanak gasova zelene bašte, pojava kiselih kiša, visoka koncentracija toksičnih materija u okolini fabrike.

Konzervna industrija, generalno, je veliki potrošač vode. Vode se troši na pranje sirovina, ljuštenje, parenje, koncentrisanje, hlađenje gotovih proizvoda, čišćenje opreme i instalacija, kao i za proizvodnju pare. Glavni problem industrije prerade povrća jeste to što je u veoma kratkom vremenskom periodu potrebna velika količina vode. Sezonski karakter proizvodnje u istom preduzeću dovodi do značajnih razlika u opterećenju otpadnih voda (tabela 7.4.27). Otpadne vode koje se generišu u industriji prerade voća i povrća sadrže visoku koncentraciju organskih materija, materija sa visokim stepenom biorazgradljivosti i imaju veoma promjenjivu pH vrijednost. U nekim oblastima, gdje postoji ova konzervna industrije, preko 50% vode je zagađeno.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 95

Tabela 7.4.26. Količina otpadnih voda koja nastaje tokom različitih faza prerade voća i povrća

(RAC/CP,2001) Table 7.4.26. The amount of wastewater generated during the various stages of processing

fruits and vegetables

Plodovi Proces BPK (mg/l)

Grašak

Voda za pranje 3700

Rasipanje tokom punjenja 13800 Ostatak na dnu rezervoara za naparavanje 34500

Tečnost u silosu 35000-78000

Citrus oće

Pranje voća 20-110

Ljuštenje 30000

Sječenje 2500

Voda za spiranje zemlje 4000

Cijeđenje sa površine ploda 30000

U sljedećoj tabeli su prikazane karakteristike otpadnih voda iz procesa prerade različitih vrsta voća i povrća (tabela 28).

Glavni uticaj polutanata na životnu sredinu se ogleda u visokoj PBK vrijednosti, a u nekim slučajevima visokim sadržajem soli. Organsko opterećenje uglavnom čine tkiva plodova koja su zaostala u vodi i šećer. Polutante iz otpadnih voda industrije prerade voća i povrća je lakše eliminisati nego polutante iz drugih vrsta prehrambene industrije. Tabela 7.4.27. Karakteristike otpadnih voda iz procesa prerade voća i povrća (RAC/CP,2001)

Table 7.4.27. Characteristics of wastewater from the process of fruit and vegetables

Proizvod Tok (l/jedinici) BPK (ppm) Suspendovane čestice (ppm)

Paradajz 17-295 616-870 550-925

Kukuruz 114-439 885-2936 530-2325

Pasulj 396 93 291 Smjesa pasulja i kukuruza 377 270 264

Miješano povrće 46 750 593

Grašak 123-161 238-468 340-637

Breskve 142 1070 250

Jabuke 101 1600 300

Višnje 61 800 185

Čvrsti otpad se generiše u sljedećim fazama prerade voća i povrća: pranje sirovina, kalibrisanje sirovina, ljuštenja i sječenja. Ovaj otpad ulazi u tokove otpadnih voda u fabrici i


96 _________________________________________________________________________

teško se može izdvojiti. Količine nastalog čvrstog otpada zavise od vrste sirovina koje se prerađuju i vrste proizvoda koji se želi dobiti (tabela 7.4.29).

Tabela 7.4.28. Količina čvrstog otpada generisanog u procesu prerade voća i povrća (RAC/CP,2001)

Table 7.4.28. The amount of solid waste generated in the processing of fruit and vegetables

Proizvod % otpada Proizvod % otpada

Asparagus 45 Biber 56 Paradajz 25 Artičoka 67 Zeleni pasulj 12 Grašak 5 Krompir 10 Gljive 43 Praziluk 38 Mrkva 30 Breskva 33 Šljiva 17 Grašak 15 Dinja 31 Bundeva 35 Višnja 20

7.4.5. Zaključak Conclusion

Vrste otpada koji nastaje tokom prerade hrane zavise od karakteristika sirovina koje se prerađuju, karakteristika proizvoda koji se dobijaju i tehnološkog procesa koji se pri tom koristi. Otpad nastaje kao rezultat različitih postupaka tokom proizvodnje, prerade, skladištenja i upotrebe hrane. Različite fabrike prehrambene industrije generišu različite količine otpada, zbog čega ne postoje precizni podaci o količini nastalog otpada. Do razlike u proizvodnji otpada, tj. razlike u intenzitetu uticaja na životnu sredinu, dolazi zbog toga što se u fabrikama prehrambene industrije proizvode različiti proizvodi, koriste različite metode rada, otpad prikuplja na različit način itd (Loehr, 1974).

U procesu prerade hrane nastaje određena količina čvrstog otpada, koji se najvećim dijelom može uspješno reciklirati i od njega proizvesti stočna hrana ili proizvodi koji se mogu koristiti u druge svrhe.

Otpadne vode nastaju zbog korištenja vode u različite svrhe: pranje, blanširanje, pasterizacija. Otpadne vode mogu da sadrže prašinu, insekticide, hidrokside, čvrsti otpad itd. Najveći dio vode u prehrambenoj industriji se koristi za pranje: pekare 70%, proizvodnja osvježavajućih pića 48%, pivare 45%, proizvodnja džema 22%.

Otpadne vode iz različitih grana prehrambene industrije sadrže: • prerada mesa: krv, masti, organske i neorganske materije i hemikalije korištene

tokom procesa, • prerada voća i povrća: ugljeni hidrati, pektini, vitamini, dijelovi ćelijskih zidova, • prerada mlijeka: mlijeko, surutka iz proizvodnje sira, rastvorene organske

materije, sredstva za čišćenje i dezinfekciju.

Tretman koji će se primijeniti na otpadne vode zavisi od njegove opasnosti po okolinu. Opasnost otpadnih voda se definiše preko BPK (biološka potrošnja kiseonika) i HPK (hemijska potrošnja kiseonika). Ostali parametri koji određuju opasnost otpadnih voda su: količina nastalih otpadnih voda, sadržaj suspendovanih/lebdećih materija, ukupne čvrste materije u vodi, sadržaj masti i ulja, koncentracija azota, prisustvo patogenih bakterija,


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 97

temperatura, voda itd (Mead, 1989). Tretman otpadnih voda, čvrstog otpada i zagađivača vazduha, koji su nastali u prehrambenoj industriji je opisan u drugim poglavljima ove knjige. LITERATURA

Cybulska G. 2000. Waste management in the food industry – An overview, Key Topics in Food Science and Technology, CCFRA, Chipping Campden, Gloucestershire, UK Department of Environmental. 1997a. Enveronmental Protection Act 1990, Part I. Secutury of State’s Guidance – Vegetable Oil Extraction and Fat and Oil Refining Proces, London Department of Environmental. 1997b. Enveronmental Protection Act 1990, Part I. Secutury of State’s Guidance – Fish Meal and Fish Oil Process, London Grujić R. 2003. Savremene tehnologije i bezbjednost namirnica, Hem.Ind. 57 (10) 449-455 Liu X S. 2007. Food and Agricultural Wastewater Utilization and Treatment, Blackwell Publishing, Oxford Loehr R.C. 1974. Agricultural Waste Management – Problems, Processes, Approaches, Academic Press Inc., London MAFF. 1999. BSE Information: Schema Data. Ministry of Agruculture, Fisheries and Food aveilable from www.maff.gov.uk/animalh/bse Mead GC. 1989. Procesing of Poultry, Elsevier Science Publishers, Essex Okanović Đ., Ristić M., Delić S. 2008. Sporedni proizvodi poljoprivrede i prehrambene industrije i kvalitet životne sredine, Kvalitet, 65-68 Ristić M., Okanović Đ., sakač M. 2011. Karakteristike životinjskih sporednih proizvoda i njihova namena, Institut za prehrambene tehnologije u Novom Sadu, Novi Sad (2011) Selimbašić V., Đonlagić N., Montero J.A., Marquez M.A.C. 2004. Enveronmental impact of agriculture and food production – EU Ecology Standards, Faculty nof Technology Tuzla, Consortium of TEMPUS Project 16140, Editors Estanislau Fon Sole and Radoslav Grujić Ristić M., Okanović Đ., Radusin T. 2008. Contemporalry approach to animal by-products disposal problems, Food Processing, Qualitz &Safety, 35, 2, 81-92 SEPA.1997. Agriculture Leaflet: Disposal of Agriculture Waste Products and Animal Carcasses, SEPA, Stirling. Also aveilable from www.sepa.org.uk RAC/CP. 2001. Pollution Prevention in Food Canning Processes, UNICEP/MAP/RAC-CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2001) RAC/CP. 2002. Prevention of pollution in the dairy industry, UNICEP/MAP/RAC-CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2002) RAC/CP. 2006. Pollution Prevention in Meat Processing Industry, UNICEP/MAP/RAC-CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2001) REGULATION (EC) No 1774/2002 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 3 October 2002. Laying down health rules concerning animal by-products not intended for human consumption REGULATION (EC) No 1069/2009 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 21 October 2009 laying down health rules as regards animal by-products and derived products not intended for human consumption and repealing Regulation (EC) No 1774/2002 (Animal by-products Regulation) Ristić M., Filipović S., Sakač M., Lukić R. 2006. Neškodljivo uklanjanje nejestivih sporednih proizvoda životinjskog porijekla i uginulih životinja preradom u kafilerijama otvorenog tipa i osnovni pokazatelji rentabilnosti prerade, Tehnološki fakultet, Novi Sad Vukić Lj. 2009. Food industry and sustainable development, In Selected topics on food science and technology, Faculty of Technology Banja Luka and Consortium of Tempus project 40030-2005 (Editors, Murkovic M., Cantalejo JM., Grujic S., Courtin C.)


http://www.maff.gov.uk/animalh/bse�

http://www.sepa.org.uk/�


98 _________________________________________________________________________

1. Definišite pojmove „zagađivači životne sredine“ i „kontaminenti“ 2. Gdje nastaje otpad u procesu proizvodnje i smabdjevanja hranom

Svaki korak u procesu proizvodnje, prerade i korištenja hrane generiše određenu vrstu sporednih produkata (nusprodukata), koji se mogu smatrati otpadom zato što u tom obliku nisu potrebni i što nemaju tržišnu vrijednost za proizvođače i prerađivače hrane.

3. U kojoj fazi proizvodnje hrane nastaje najveća količina gasova staklene bašte? Objasnite!

4. Objasnite kako postupak „neškodljivog uklanjanja otpada iz industrije prerade mesa“ može uticati na životnu sredinu Do zagađenja životne sredine (vode i vazduha, prije svega) može doći i tokom neškodljivog uklanjanja uginulih životinja i nejestivih proizvoda zaklanih životinja i njihovom preradom u hranu za životinje i različite proizvode u hemijskoj industriji. U ovom slučaju zagađivači životne sredine mogu biti: rasute ulazne sirovine, otpadne vode, organska prašina i kontaminirane čvrste materije nepodesne za preradu, buka i vibracije iz pogona za proizvodnju (Ristić i sar., 2011). Pod uticajem mikroorganizama, tokom cijelog procesa prerade, ulazne sirovine se raspadaju uz nastajanje gasova neprijatnog mirisa (amonijak, vodoniksulfid, sumpordioksid, merkaptani, ugljen dioksid, butanol, aldehidi, ketoni itd). Vrsta i količina nastalih gasova zavise od vrste sirovine, postupka kojim se djeluje na sirovine i primijenjenog tehnološkog procesa prerade.

5. Kako propisi Eu dijele sporedne proizvode životinjskog porijekla u odnosu na opasnost po okolinu, ljude i životinje? Prema propisima EU (Regulativa, 1774/2002; Regulativa 1069/2009) u odnosu na opasnost širenja zaraznih bolesti kod ljudi i životinja i mogućnost potpunog ili djelimičnog iskorištenja, sporedni proizvodi animalnog porijekla se svrstavaju u tri grupe: materijal kategorije 1, materijal kategorije 2 i materijal kategorije 3.

6. Koji su izvori najčešćih zagađivača otpadnih voda u fabrikama za preradu mesa? 7. Od čega zavisi vrsta i količina otpada generisanog u fabrikama za preradu mlijeka?

Vrsta i količina nastalih otpadnih materija zavisi od vrste procesa, vrste i kategorije proizvoda i tehnološkog postupka koji se koristi tokom izrade.

8. Objasnite uticaj industrije prerade voća i povrća na životnu sredinu! 9. Objasnite na koji način konzervna industrija može ugroziti snabdjevanje vodom

grada u kojem je locirana 10. U kojim fazama prerade voća i povrća se generiše najviše čvrstog otpada?

Čvrsti otpad se generiše u sljedećim fazama prerade voća i povrća: pranje sirovina, kalibrisanje sirovina, ljuštenja i sječenja. Ovaj otpad ulazi u tokove otpadnih voda u fabrici i teško se može izdvojiti. Količine nastalog čvrstog otpada zavise od vrste sirovina koje se prerađuju i vrste proizvoda koji se želi dobiti.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 99

7.5. Prečišćavanje otpadnih voda Wastewater treatment Selimbašić Vahida, Stuhli Vedran Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla 7.5.1. Uvod

Introduction

Zagađenje okoliša i borba protiv te opasnosti obilježili su osamdesete i devedesete godine prošlog vijeka, a sada je sasvim sigurno da će to biti karakteristika i početka ovog vijeka. Sprečavanje zagađenja okoliša je nužnost i zbog svog značaja zahtijeva sve veća ulaganja ljudskih i materijalnih resursa. Danas se razvoju i unapređenju procesa prečišćavanja otpadnih voda i očuvanja kvaliteta prirodnih voda posvećuje velika pažnja. Zahtjevi koji se nameću su sve veći, a zakonska regulativa sve rigoroznija.

Glavni izvori zagađivanja voda su: • infiltracija ljudskih i životinjskih materija, • prodiranje vještačkih đubriva, herbicida i insekticida, • prodiranje voda iz neuređenih deponija, • ispuštanje otpadnih voda iz industrije, • propuštanje kroz porozne kanalizacione odvode.

Obrada (tretman) otpadnih voda predstavlja postupke pomoću kojih se vrši smanjenje prisutnog zagađenja do onih količina i koncentracija, s kojima prečišćene otpadne vode ispuštene u prirodne vodne sisteme ne predstavljaju opasnost za žive organizme i ne uzrokuju neželjene promjene u okolišu.

Tretman otpadne vode obuhvata niz operacija i postupaka kojima se iz vode uklanjaju suspendovane i rastvorene materije, odnosno sve materije koje mijenjaju prirodne osobine vode. Dakle, otpadne vode je prije ispuštanja u prijemnike uvijek neophodno prečistiti, kako bi se iz njih do određenog stepena uklonile plivajuće, lebdeće i otopljene materije, te koloidi, dakle onečišćenja koja su prisutna u otpadnim vodama i bitno karakteriziraju njihova svojstva. 7.5.2. Vrste i karakteristike otpadnih voda

Types and characteristics of wastewater

Pod pojmom otpadna voda smatraju se upotrijebljene vode u naseljima i industriji kojima su promjenjena fizička, hemijska i biološka svojstva tako da se ne mogu koristiti u poljoprivredi niti u druge svrhe.

Po drugoj definiciji otpadna voda predstavlja mješavinu raznih vodom nošenih onečišćenja (otpadaka) iz domaćinstava, komercijalnih zgrada, industrijskih postrojenja i institucija u kojima mogu biti takođe prisutne podzemne, površinske i oborinske vode.

Prema porijeklu, otpadne vode mogu biti: domaće (kućanske, fekalne), industrijske, poljoprivredne i atmosferske (oborinske).

Kod analize problema prečišćavanja otpadnih voda od temeljne važnosti su: • količina i svojstva otpadnih voda, • svojstva prijemnika, • uslovi ispuštanja otpadnih voda i • procesi prečišćavanja otpadnih voda i obrada mulja.


100 _________________________________________________________________________

7.5.3. Svojstva otpadnih voda Properties of wastewater

Glavni pokazatelji svojstava otpadnih voda su: • krupni otpaci, • materije organskog i anorganskog porijekla, • mikroorganizmi, • hranljive soli, • postojane materije, • otrovne materije, • radioaktivne materije, • otopljeni plinovi, • povišena temperatura vode.

Krupni otpaci su papir, krpe, kore od voća i ostali krupniji organski i sintetski otpaci. Za razgradnju krupnih organskih otpadaka se troši kisik, pa se tako smanjuje količina otopljenog kisika u vodi.

Materije organskog i anorganskog porijekla se u otpadnim vodama mogu nalaziti u: • otopljenom stanju, veličina čestica do 1 nm, • koloidnom stanju, veličina čestica od 1 nm do 1 μm, • lebdećem stanju, veličina čestica preko 1 μm.

Otopljene materije uzrokuju promjenu boje, a koloidi i lebdeće materije daju mutnoću. Povećana mutnoća vode sprečava prodiranje svjetlosti, što usporava fotosintezu. Zbog toga se u većim dubinama smanjuje količina kisika, pa se povećava zona anaerobne razgradnje organske materije, čime se stvaraju plinovi i neugodni mirisa. Miris u vodi može poticati i od unošenja nekih hemijskih spojeva, naročito kad se uvode industrijske otpadne vode.

Mikroorganizmi (virusi, rekrecije, bakterije, plijesni, kvasci, alge, praživotinje) su jednoćelijski i višećelijski organizmi koji se nalaze u svim otpadnim vodama. Za procese prečišćavanja otpadnih voda značajne su slijedeće dvije skupine mikroorganizama:

• mikroorganizmi razlagači (saprofagni mikroorganizmi) i • mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja (fekalni mikroorganizmi).

Mikroorganizmi razlagači biološki razgrađuju organsku materiju do anorganske, troše otopljeni kisik, pa se može pojaviti neželjeni manjak kisika, odnosno anaerobno stanje.

Prema optimalnoj temperaturi za razvoj, saprofagni mikroorganizmi se dijele na: • psihrofilne, s optimalnom temperaturom od 0 - 5°C, • mezofilne, s optimalnom temperaturom od 20 - 40°C, • termofilne, s optimalnom temperaturom većom od 40°C (najbolje od 55°C do

60°C).

Mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja su osnovni pokazatelj fekalnih otpadnih voda (kućanske, domaće), ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama. Posebno su značajni patogeni mikroorganizmi. Kao indikator zagađenja ovim mikroorganizmima obično služe bakterije normalne crijevne flore ljudi i životinja - koliformne bakterije (određuju se kao najvjerojatniji broj bakterija (NBB)).

Hranjive soli nastaju procesom razgradnje organske materije iz otpadnih voda ispuštenih u prirodne i vještačke prijemnike. Ovaj proces je prvenstveno vezan uz nastanak soli azota i fosfora, koje učestvuju u stvaranju bjelančevina i time potiču razvoj planktona i zelenih biljaka. Ispuštanjem većih količina otpadnih voda bogatih organskim materijama u


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 101

vodne sisteme (prijemnike) sa slabijom izmjenom vode (jezera, akumulacije, morski zaljevi) znatno se povećava količina hranjivih soli u ekosistemu. Ako su pri tome za razvoj biomase povoljni i ostali faktori (kisik, svjetlost i temperatura) može doći do prekomjernog rasta planktona i cvjetanja otrovnih algi, tj. do pojave eutrofnogstanja u prijemniku (eutrofikacija).

Postojane materije su organske i sintetski biološki nerazgradljive ili teško razgradljive materije. U otpadnim vodama posebno su značajna:

• mineralna ulja i njihovi derivati, • pesticidi, • deterdženti, • plastične materije.

Mineralna ulja dospijevaju u prijemnike s fekalnim (kućanskim) i industrijskim otpadnim vodama. Na vodnoj površini stvaraju tanku prevlaku što zbog ometanja otapanja kisika iz zraka smanjuje količinu otopljenog kisika u vodi. Pesticidi dospijevaju u vodu ispiranjem poljoprivrednog zemljišta, ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama. Deterdžente nalazimo u fekalnim i industrijskim otpadnim vodama (prisustvo fosfata u vodnim sistemima uzrokuje eutrofikaciju). Plastične materije se nalaze u kućanskim i industrijskim otpadnim vodama u obliku konca, mrežica i vrećica.

U otpadnim vodama, uglavno industrijskim, opasne materije čine: • teški metali (živa, kadmij, olovo, nikal, cink, srebro, selen, mangan, hrom, bakar,

željezo), • otrovni spojevi (cijanidi, hromati, flouridi).

Radioaktivne materije u vodi mogu biti prirodnog i vještačkog porijekla. Ove materije ulaze u biohemijske procese, koncentrirajući se od nižih prema višim organizmima prehrambenog lanca te mogu biti vrlo opasne za život čovjeka.

Otopljeni plinovi u otpadnim vodama prisutni su u različitim koncentracijama. Najvažniji je kisik koji je bitan za život velikog broja organizama u vodi. Pored kisika otpadne vode vrlo često sadrže ugljikov dioksid, koji dolazi otapanjem iz zraka i razgradnjom organske materije, te sumporovodik, koji prvenstveno nastaje razgradnjom organskih i nekih anorganskih spojeva.

Povišena temperatura vode posljedica je ispuštanja rashladnih voda iz industrijskih postrojenja. Toplija voda sadrži manje otopljenog kisika, ubrzava metabolizam živih organizama, te se kisik brže troši, pa se pojavljuje sve veći manjak kisika.

U otpadnim vodama mogu biti prisutne i druge materije (eksplozivne, zapaljive i korozivne materije, kiseline i lužine) koje mogu biti štetne za kanalizacijsku mrežu i građevine na njoj, a takođe mogu nepovoljno djelovati i na procese prečišćavanja otpadnih voda.

Glavna onečišćenja otpadnih voda predstavljaju organske materije za čiju se razgradnju troši otopljeni kisik iz vode. Prema tome, stepen zagađenja otpadnih voda organskom materijom u izravnoj je vezi s količinom kisika potrebnom za oksidaciju, odnosno razgradnju, te materije. Količina kisika potrebna da se razgradi biološki razgradljiva organska materija u vodi posredstvom aerobnih mikroorganizama naziva se biohemijska potrošnja kisika (BPK). Ukupna biohemijska potrošnja kisika (BPKukup) je količina kisika potrebna za potpunu razgradnju organske materije. Radi kvantificiranja opterećenja otpadnih voda organskom materijom za praktične je potrebe uveden pokazatelj petodnevne biohemijske potrošnje kisika (BPK5

Kod ispitivanja svojstava otpadnih voda, naročito industrijskih, uobičajeno je određivanje i hemijske potrošnje kisika (HPK).To je ukupna količina kisika koja se potroši na

).


102 _________________________________________________________________________

razgradnju organske materije, a ekvivalentna je koncentraciji oksidansa (kalijevog bikromata).

Za industrijske otpadne vode koje su zagađene organskom materijom (otpadne vode prehrambene industrije) uobičajeno je BPK5 izražavati tzv. ekvivalentnim brojem stanovnika (ES), tj. poređenjem BPK5 industrijske otpadne vode s BPK5

7.5.4. Svojstva prijemnika

otpadne vode po stanovniku.

Receptors' properties

Za ispuštanje otpadnih voda (prečišćenih i neprečišćenih) kao prijemnici se mogu koristiti prirodni (vodotoci, jezera, mora) i vještački (kanali, akumulacije) vodni sistemi, te tlo. U praksi se najčešće ispuštanje vrši u prirodne vodne sisteme.

Za prijemnike su važne: • hidrološke i hidrauličke osobine i • fizikčke, hemijske, biološke i bakteriološke osobine. Hidrološke i hidrauličke osobine prijemnika ogledaju se u slijedećim pokazateljima: • količini vode (protoku) i uslovima tečenja, odnosno o dinamici izmjena vodnih

masa (kod jezera, mora i vještačkih vodnih sistema), • razini vode, • prenosu nanosa, • pojavi leda. Fizičke, hemijske, biološke i bakteriološke osobine prijemnika su: • boja, miris i okus, • mutnoća, • temperatura, • koncentracija vodikovih iona, • elektroprovodljivost, • ukupni suhi ostatak, • ukupna tvrdoća, • otopljeni plinovi, • otopljene, koloidne i lebdeće organske i anorganske materije, • mikroorganizmi, • životne zajednice (biljne i životinjske). Ispuštanjem otpadnih voda u prijemnike dolazi do promjene vrijednosti ovih

pokazatelja, odnosno do promjene svojstava prijemnika. Promjena je toliko izraženija ukoliko je niži stepen prečišćavanja otpadnih voda.

Svaki prijemnik ima sposobnost razgradnje organske materije, što nazivamo samoprečišćavanjem prijemnika. Proces samopročišćavanja u vodotoku (prijemniku) odvija se u četiri faze, odnosno zone. To su:

• zona degradacije, • zona dekompozicije (razlaganje), • zona regeneracije (oporavka), • zona čiste vode.

Zona degradacije počinje odmah ispod mjesta ispuštanja otpadnih voda u prijemnik.

U ovoj zoni dolazi do redukcije otopljenog kisika, bitno se smanjuje broj riba, velika je mutnoća, a ako je brzina toka mala dolazi do taloženja čvrstih materija i do stvaranja naslaga


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 103

mulja koji trune i doprinosi daljnjoj degradaciji prijemnika. Takođe je intenzivan i biološki život, s velikim brojem bakterija i patogena.

Kada se utroši sav rastvoreni kisik, zona degradacije prelazi u zonu dekompozicije gdje počinje anaerobne razgradnje organske materije u vodi, jer je gotovo sav rastvoreni kisik potrošen. U ovoj zoni nema riba, voda je tamne boje i neugodnog mirisa. Slično kao i u zoni degradacije, nastavlja se proces taloženja i formiranja mulja. Ako je količina kisika u prijemniku dovoljna da se stalno održava aerobno stanje, ova zona može sasvim izostati tako da prijemnik iz prve zone odmah prelazi u treću.

Zona regeneracije karakterizirana je postepenim povećanjem rastvorenog kisika u prijemniku, smanjenjem broja mikroorganizama i količine organske materije, čime i izgled vode postaje sve prirodniji. Takođe, u ovoj zoni mogu opstati viši oblici života (ribe). Proces taloženja se i dalje odvija, a mulj se razgrađuje pod uticajem crva i larvi.

U četvrtoj zoni, tj. zoni čiste vode sadržaj rastvorenog kisika je blizu njegove vrijednosti saturacije, mikroorganizmi (uključujući i bakterije) su u relativno malom broju, a ostali organizmi koji se inače nalaze u čistoj vodi su mnogobrojni. Prema tome, u ovom je području voda iste kvalitete kao i prije ispuštanja otpadnih voda. 7.5.5. Uslovi za ispuštanje otpadnih voda

Conditions for release of wastewater

Pri ispuštanju otpadnih voda moraju se primijeniti određeni kriteriji (standardi), s kojima se zaštićuju ekološki sistemi od neželjenih promjena. Uslovi ispuštanja otpadnih voda ovise i o svojstvima otpadnih voda i o svojstvima prijemnika. Standardi za zaštitu ekosistema mogu se svrstati u dvije grupe:

• standardi prijemnika, • standardi ispuštene vode.

Standardi prijemnika određuju namjenu ili način iskorištavanja prijemnika i granične

vrijednosti pojedinih pokazatelja kvalitete prijemnika. Standardi ispuštene vode određuju dopuštene dotoke pojedinih onečišćivača, odnosno potrebni stepen prečišćavanja otpadnih voda. Oba ova pristupa zasnivaju se na potrebi da se zaštite prijemnici, samo što se propisi o standardu ispuštene vode s vremenom sve više pooštravaju s ciljem da se postigne zadovoljavajuća kvaliteta prijemnika. 7.5.6. Procesi obrade otpadnih voda

Wastewater treatments processes

U zavisnosti od svojstava otpadnih voda i potrebnog stepena njihovog prečišćavanja razlikujemo:

• mehaničko ili prethodno (primarno) prečišćavanje, • biološko ili naknadno (sekundarno) prečišćavanje, • fizičko - hemijsko (tercijarno) prečišćavanje. Na slici 7.3.1. su prikazane vrste prečišćavanja otpadnih voda, a na slici 7.32. i 7.3.3.

sheme prečišćavanja otpadne vode. 7.5.7. Mehaničko prečišćavanje

Mechanical treatment


104 _________________________________________________________________________

Mehanički ili fizički procesi obrade otpadnih voda se koriste kao predtretman (prethodno prečišćavanje) ili primarno prečišćavanje u cilju uklanjanja plivajućih i suspendiranih materija uz eventualno potrebnu egalizaciju i neutralizaciju za dalju (biološku) obradu ili ispuštanje u vodotok. Ovi postupci obuhvataju:

1. rešetanje (cjeđenje kroz rešetke) i/ili usitnjavanje, 2. taloženje u pjeskolovu i isplivavanje, 3. izjednačavanje (egalizaciju) i/ili neutralizaciju.

Prvu i drugu fazu mehaničkog prečišćavanja susrećemo kod prečišćavanja otpadnih voda iz domaćinstava. Treća faza se u načelu primjenjuje za industrijske otpadne vode.

Rešetanje je proces uklanjanja krupnih, nerastvorenih plivajućih materija (lišća, krpa, stakla, komadića drveta, plastike) iz otpadnih voda radi zaštite pumpi i drugih dijelova uređaja za prečišćavanje. Ovaj proces se odvija na rešetkama. Najčešće se koriste:

• grube rešetke, sa razmakom od 50 do 100 mm, • srednje rešetke, sa razmakom od 10 do 25 mm, • fine rešetke, sa razmakom od 3 do 10 mm. Rešetke se dijele na: • kose i vertikalne, • pokretne i nepokretne, • sa ručnim i mehaničkim (automatskim) čišćenjem, • sa drobljenjem nanosa i dr.

Usitnjavanje je proces koji se primjenjuje nakon prolaska otpadne vode kroz grubu rešetku. Krupne otpadne materije usitne se i isjeku u čestice veličine od 3 do 8 mm i odvode dalje na prečišćavanje bez opasnosti od začepljenja pumpi i drugih dijelova uređaja. Usitnjavanje otpadne materije se obavlja usitnjivačima - kominutorima. U praksi se najčešće upotrebljavaju usitnjivači sa slobodnim prolazom vode.

Taloženje se primjenjuje za izdvajanje pijeska i ostalih krupnih čestica mineralnog porijekla iz otpadnih voda (slika 7.3.4.). a/

1 2REŠETANJE

USITNJAVANJETALOŽENJE PJISPLIVAVANJE

IZJEDNAČAVANJENEUTRALIZACIJA

b/

REŠETANJEUSITNJAVANJE

TALOŽENJE PJISPLIVAVANJE


TALOŽENJE PJISPLIVAVANJE

BIOLOŠKI PROCESI

- AERIRANI SPREMNICI S AKTIVNIM MULJEM

- LAGUNE

- PROKAPNICI

- BIODISKOVI

- ANAEROBNI DIGESTORI

TALOŽENJEISPLIVAVANJE

PROCJEĐIVANJEDEZINFEKCIJA

21

c/ REŠETANJE

USITNJAVANJETALOŽENJE PJISPLIVAVANJE


ZGUŠNJAVANJEPAHULJIČENJE

HEM. OBARANJEDEZINFEKCIJA

TALOŽENJEISPLIVAVANJE

PROCJEĐIVANJE

ADSORPCIJAIONSKA IZMJENA

MEMBRANSKI PROCESI

1 2

Slika 7.5.1. Shema prečišćavanja otpadnih voda (Tušar, 2009): a/ mehaničko prečišćavanje;

b/ biološko prečišćavanje; c/ fizičko-hemijsko prečišćavanje 1-dotok sirove otpadne vode; 2-odvod prečišćene vode


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 105

Figure 7.5.1. Scheme of waste water treatment: a / mechanical treatment; b / biological treatment; c / physico-chemical treatment, 1-raw wastewater supply; 2-treated water

drainage


106 _________________________________________________________________________

pred

hodn

a ob

rada

hem

ijsko

fiz

ičko

seku

ndar

no

preč

išća

vanj

ete

rcija

rno

preč

išća

vanj

ede

zinf

ekci

jais

pušt

anje

prim

arno

pre

čišć

avan

je

ujed

nača

vanj

e pr

otok

a i o

pter

ećen

ja,

ukla

njan

je g

rubo

g m

ater

ijala

iner

tnog

m

ater

ijala

, ulja

i m

asti

pode

šava

nje

pH

ukla

njen

je to

ksič

nih

mat

erija

ukla

njan

je

susp

enod

vani

h če

stic

a

ukla

njan

je

bior

azgr

adlji

vih

orga

nski

h m

ater

ija

ukla

njan

je:

nutri

jena

ta, m

irisa

, bo

je,

bion

eraz

grad

ljivi

h or

gans

kih

mat

erija

ukla

njan

je p

atog

ene

mik

roflo

re

ispu

štan

je p

reči

šćen

e ot

padn

e vo

de i

odla

ganj

e m

ulje

va

SIR

OV

A O

TPA

DN

A V

OD

APR

EČIŠ

ĆEN

A V

OD

A

egal

izac

ioni

ba

zen

mas

tolo

vi

pjes

kolo

vi

reše

tke,

sita

hem

ijsko

ta

lože

nje

oksi

daci

ja

neut

raliz

acija

talo

ženj

e

flota

cija

aktiv

ni m

ulj

anae

robn

i po

stup

ci

biol

oški

filte

ri

lagu

ne

nitri

fikac

ija,

deni

trifik

acija

adso

rpci

ja

ions

ka iz

mje

na

hem

ijsko

ta

lože

nje

ultra

filtra

cija

re

v. o

smoz

a

hlor

isan

je

ozon

izac

ija

zem

ljišt

a

podz

emne

vod

e

povr

šins

ke v

ode

MU

LJEV

I

obra

da

odla

ganj

e

Slika 7.5.2. Opća shema procesa prečišćavanja komunalnih i industrijskih otpadnih voda Figure 7.5.2. The general scheme of the process of purification of municipal and industrial

wastewater


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 107

12 3 4

5

6

7

8

99

Slika 7.5.4. Tehnološka shema procesa prečišćavanja otpadnih voda: 1-dotok sirove otpadne vode; 2-rešetka; 3-pjeskolov; 4-taložnik; 5-pumpna stanica; 6-prokapnik; 7-sekundarni

taložnik; 8-odvod prečišćene vode; 9-odvod mulja Figure 7.5.3 The technological scheme of the waste water treatment process: 1- raw

wastewater supply/inlet; 2-grid; 3- sand; 4- sedimentation tank; 5 – pump station; 6- ; 7 – secondary sedimentor; 8- treated water drainage; 9- sludge drainage

b

3

2 1

c

1 2 3

d

12

3

i=1-2%

a

32

1

Slika 7.5.4. Tipovi primarnih taložnika (Jahić, 1990; Simičić, 2002; Ljubisavljević i sar., 2004): a/ sa vertikalnim tokom; b/ sa radijalnim tokom; c/ sa horizontalnim tokom (pokretni zgrtač

mulja); d/ sa horizontalnim tokom - 1. dotok vode; 2. odvod mulja; 3. odvod vode Figure 7.5.4. Types of primary sedimentation tank;: a/ with vertical flow; b/with radial flow;

c/with horizontal flow (movable mud collector); d/with horizontal flow -1. Water inlet; 2. Sludge drainage; 3. Water drainage

Pjeskolovi se u obradi otpadnih voda obično primjenjuju poslije rešetki. Izvode se

kao taložnici. Ovom operacijom iz vode se uklanjaju pijesak, šljunak, kamenje i drugi teški materijal (slika 7.5.5.). Svrha je da se spriječi taloženje ovog materijala u kanalima i cjevovodima, da se zaštite pumpe i ostali uređaji od abrazije, kao i da se rasterete procesi obrade koji slijede.

Na postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda najširu primjenu imaju:


108 _________________________________________________________________________

• horizontalni pjeskolovi sa pravolinijskim tokom vode, • horizontalni pjeskolovi sa kružnim tokom vode, • aerirani pjeskolovi horizontalnog i radijalnog oblika, • aerirani pjeskolovi sa kružnim tokom.

1

2

3

4

Slika 7.5.5. Aerirani pjeskolov (Stanojević i sar., 2006): 1-dovod vazduha; 2-distributer

vazduha; 3-taloženje pijeska; 4-prikupljanje pijeska Figure 7.5.5. Aerated grit chambers: 1-air supply; 2-air distributor; 3-sand sedimentation; 4-

sand collection Isplivavanje je proces uzlaznog kretanja čestica raspršenih u vodi kojima je gustoća

manja od gustoće vode. Kod prečišćavanja otpadnih voda ovaj proces se koristi za uklanjanje ulja i masti.

Izjednačavanje (egalizacija) je proces zadržavanja otpadnih voda u spremniku da se izjednače osnovna svojstva vode (koncentracija H+

7.5.8. Biološko prečišćavanje

iona, boja, mutnoća, BPK, HPK i dr), uz dodatne efekte zbog fizičkih, hemijskih i bioloških promjena tokom zadržavanja.

Neutralizacija je proces za promjenu pH-vrijednosti u industrijskim otpadnim vodama. Ove vode često sadrže kisele i bazične sastojke u količinama s kojima se ne smiju ispuštati u prirodne vodne sisteme, gdje se dopušta ispuštanje otpadnih voda s vrijednošću pH od 6 do 9 (a kod primjene biološkog prečišćavanja od 6.5 do 8).

Neutralizacija je jedan od osnovnih procesa za prethodno prečišćavanje industrijskih otpadnih voda. Najjednostavnije se postiže miješanjem otpadnih voda iz različitih pogona, odnosno miješanjem kiselih s bazičnim otpadnim vodama. Druga je mogućnost dodavanjem reagensa (npr., natrijeve lužine u kisele vode, a sumporne kiseline u bazične vode). Izbor reagensa i količina (doziranje) utvrđuje se eksperimentalno.

Biological treatment

Za uklanjanje biološko razgradljivih organskih materija iz otpadne vode potrebno je primijeniti viši stepen prečišćavanja otpadnih voda, odnosno biološko ili fizičko - hemijsko prečišćavanje (slika 7.5.6.).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 109

321

muljpovratni aktivni mulj višak mulja

4

Slika 7.5.6. Shema postupka prečišćavanja sa stepenastom aeracijom dodavanja otpadne vode (Stanojević i sar., 2006): 1-dotok sirove otpadne vode; 2-primarni taložnik; 3-

sekundarni taložnik; 4-odvod prečišćene vode Figure 7.5.6. The scheme of purification procedure with the addition of cascade aeration

• rešetanje (cijeđenje kroz rešetke) i/ili usitnjavanje,

of wastewater: 1-raw wastewater inlet; 2-primary sedimentor; 3-secondary sedimentor; 4-

treated water drainage Biološko prečišćavanje otpadnih voda obuhvata slijedeće faze:

• taloženje (u pjeskolovu) i isplivavanje, mehaničko prečišćavanje, • izjednačavanje i/ili neutralizaciju, • taloženje (u prethodnim taložnicima) i isplivavanje, • biološke procese (u aeriranim spremnicima s aktivnim muljem, lagunama,

prokapnicima, okretnim biološkim nosačima, anaerobnim digestorima), • taloženje (u naknadnim taložnicima), isplivavanje i procjeđivanje i • dezinfekciju.

Prve tri faze čine mehaničko prečišćavanje. Preostale faze sadrže niz procesa (taloženje, procjeđivanje, dezinfekciju).

Kod sekundarnog i tercijarnog prečišćavanja otpadnih voda taloženje se primjenjuje za smanjenje anorganske i dijela organske lebdeće materije.

Kod biološkog prečišćavanja razlikujemo dva stepena taloženja: • taloženje u prethodnim taložnicima, iz kojih se voda odvodi na biološke procese

(u aeriranim spremnicima s aktivnim muljem, lagunama, prokapnicima, biodiskovima, anaerobnim digestorima),

• taloženje u naknadnim taložnicima, u koje se dovodi voda prečišćena biološkim procesima.

Biološki procesi se primjenjuju za prečišćavanje kućanskih i industrijskih otpadnih voda s pretežnim udjelom biološki razgradljive organske materije i sa sadržajem opasnih materije ispod kritičnih koncentracija. Prečišćavanje biološkim procesima temelji se na aktivnosti mikroorganizama koji razgrađuju mrtvu organsku materiju upotrebljavajući je kao hranu za gradnju novih ćelija (umnožavanje). Uz razvoj mikroorganizama kao produkt bioloških procesa nastaju plinovi i nerazgradljivi ostatak.

Prema količini rastvorenog kisika u otpadnoj vodi mogući su slijedeći procesi: • aerobna gradnja i razgradnja ćelija, • anaerobno kiselo vrenje i metanska razgradnja,


110 _________________________________________________________________________

• bakteriološka oksidacija i redukcija.

Aerobni procesi nastaju kada u vodi ima dovoljna količina otopljenog kisika. Kisik se troši prilikom razgradnje lebdeće i koloidne organske materije koju mikroorganizmi upotrebljavaju kao hranu. Istodobno mikroorganizmi razgrađuju vlastite ćelije uz ponovnu potrošnju kisika. Aerobnim procesima se proizvodi višak žive i mrtve organske i anorganske materije koji se naziva viškom mulja.

Kada se organska materija uklanja iz otopine putem aerobnih mikroorganizama, dešavaju se dva osnovna fenomena:

• mikroorganizmi troše kisik za potrebnu energiju i za sintezu novih ćelija, • dolazi do progresivne autooksidacije u ćelijama biomase.

Anaerobni procesi nastaju kad u vodi nema otopljenog kisika. Ovaj se proces odvija u dvije faze. U prvoj kiseloj fazi bakterije kiselog vrenja razgrađuju organsku materiju do organskih kiselina koje su hrana za metanske bakterije u drugoj metanskoj fazi razgradnje. Prilikom anaerobnih procesa nastaje mnogo manje novih ćelija (mikroorganizama) nego tokom aerobnih. Prema Sanders-u (2001) metanska fermentacija je složen biološki proces u kojem se u odsutnosti kisika odvijaju tri osnovne reakcije (slika 7.5.7.).

KOMPLEKSNA ORGANSKA MATERIJA

AMINOKISELINE, ŠEĆERI

MEĐUPRODUKTI

PROPIONAT, BUTIRAT, VALERIJAT

SIRĆETNA KISELINA VODIK, UGLJIKOV DIOKSID

METAN, UGLJIKOV DIOKSID

PROTEINI UGLJIKOHIDRATI LIPIDI

MASNE KISELINE, ALKOHOLI

HIDROLIZAFermentativne

bakterije

FERMENTACIJAacetogene bakterije

ANAEROBNA FERMENTACIJAFermentativne bakterije

ACETOGENEZAFermentativne bakterije

HOMOACETOGENEZAHomoacetogene bakterije HIDROGENOTROFIČNA

METANOGENEZAHidregenotrofičnemetanske bakterije

ACETOKLASIČNAMETANOGENEZA

Acetoklasične metanske bakterije

Slika 7.5.7. Shema procesa anaerobne razgradnje organske materije (Selimbašić, 2001) Figure 7.5.7. The scheme of the process of anaerobic decomposition

• hidroliza visokomolekularnih jedinjenja do jednostavne strukture (na primjer, bjelančevina do aminokiselina, ugljikohidrata do jednostavnih šećera, masti do masnih kiselina, celuloza i škrob do jednostavnih šećera, itd).

of organic matter Stepeni koji prate proces metanske fermentacije su:


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 111

• kiselinska fermentacija pri čemu nastaju u acidogenoj fazi niže masne kiseline (propionska i maslačna) i sirćetna kiselina, a u acetogenoj fazi niže masne kiseline se prevode u sirćetnu kiselinu, CO2 i H2

• metanska fermentacija pri čemu nastaju metan i CO2 redukcijom metilne grupe iz sirćetne kiseline, metanola i metilamina ili redukcijom CO

.

2

Procesi bakteriološke oksidacije i redukcije pomoću mikroorganizama omogućavaju takođe, oksidaciju željeza, mangana i sumpornih spojeva, kao i oksidaciju i redukciju azotovih spojeva.

Razgradnja azotovih spojeva u biološkom procesu se odvija bakteriološkom oksidacijom (nitrifikacijom) pri čemu od organskih spojeva azota i amonijaka nastaju nitriti koji prelaze u nitrate. Kada se u vodi u kojoj je izvršena nitrifikacija znatno smanji sadržaj otopljenog kisika, počinje redukcija nitrata u nitrite, odnosno denitrifikacija. U toku denitrifikacije anaerobni heterotrofni mikroorganizmi daju potrebnu energiju za redukciju nitrata u nitrite i azot.

Biološki postupci su osjetljivi na sastav vode koja se prečišćava, na količinu supstrata (hrane), sadržaj rastvorenog kisika, temperaturu, koncentraciju vodikovog iona i prisustvo toksičnih materija (Simičić, 2002).

S obzirom na način održavanja mikroorganizama na uređajima za biološko prečišćavanje otpadnih voda u praksi se najčešće primjenjuju objekti čija je sistematizacija prikazana u tabeli 7.5.1.

Tabela 7.5.1. Najčešći objekti za odvijanje bioloških procesa prema načinu održavanja mikroorganizama (Tušar, 2009)

Table 7.5.1.

i vodika.

Common facilities for conducting biological processes according to the maintenance

Način održavanja mikroorganizama

of microorganisms Objekti

Aerobni procesi Anaerobni procesi

Mikroorganizmi suspendirani u vodi

Aerirani spremnici s aktivnim muljem (bioaeracijski bazeni) Lagune (aerobne i aerirane)

Digestori (anaerobni) Lagune (aerirane)

Mikroorganizmi pričvršćeni na podlozi (u obliku biološke opne)

Prokapnici (biološki filtri) Rotirajući biodiskovi

Lagune (anaerobne) Procjeđivači (anaerobni)

Danas se u obradi otpadnih voda najčešće koriste aerobni procesi i to: • procesi s aktivnim muljem, • biološka filtracija, • bio-diskovi i • aerobne / fakultativne lagune.

Prečišćavanje aktivnim muljem je najčešći način biološkog prečišćavanja komunalnih otpadanih voda. Pod procesom aktivnog mulja podrazumijeva se uklanjanje organskog zagađenja iz otpadne vode pomoću aerobnih mikroorganizama. Mikroorganizmi, uglavnom bakterije, protozoe i metozoe nalaze se na želatinoznim pahuljicama mulja u bazenu za aeraciju, gdje se uz pomoć kisika u procesu metabolizma mikroorganizama obezbjeđuje


112 _________________________________________________________________________

razgradnja organskog zagađenja. Mikroorganizmi mogu razgraditi gotovo sve organske materije, koje im služe kao hrana za rast i razmnožavanje. Za život zahtijevaju određene uslove kao što su temperatura, pH, hranjive tvari (nutrijenti): azot, fosfor, spojeve s ugljikom te kisik.

U osnovi, mikroorganizmi oksidiraju otopljenu i suspendiranu organsku materiju u ugljikov dioksid i vodu u prisustvu kisika. Osim što razlažu organsku materiju, mikroorganizmi je ugrađuju u sopstvenu biomasu koja, zajedno sa produktima metabolizma, formira mulj -polučvrstu materiju koja se može odvojiti od prečišćene vode.

Aeracioni bazeni s aktivnim muljem se izvode kao bazeni u koje se uvodi otpadna voda i upuhuje zrak ili kisik uz istodobno miješanje sadržaja spremnika, čime se ubrzava dodir pahuljica hranjivih materije i mikroorganizama (slika 7.5.8.). Aktivnim muljem nazivamo masu mikroorganizama raspršenih u spremniku koji u aerobnim prilikama mogu razgraditi organsku materiju.

Efikasnost bioaeracijskih bazena ovisi o opterećenju aktivnim muljem. Za otpadne vode s malim udjelom industrijskih voda (BPK = 150 do 350 mg l-1

1

2

3

45

6

7

) postiže se smanjenje organske materije od 75 do 95 %. Manja vrijednost se odnosi na zimsko razdoblje (T<11 °C), a veća za ljetno razdoblje (T>13 °C).

Slika 7.5.8. Konvencionalni sistem s akitvnim muljem (Stanojević i sar., 2006): 1-ulaz otpadne

vode; 2-bioaeracioni bazen; 3-aeracija; 4-sekundarni (naknadni) taložnik; 5-recirkulacija aktivnog mulja; 6-višak aktivnog mulja; 7-prečišćena voda.

Figure 7.5.8. Conventional system with active sludge: 1-wastewter inlet; 2-bioaerated pool; 3-aeration; 4-secondary (subsequent) sedimentor; 5-recirculation of active sludge; 6-surplus

of active sludge; 7-treated water Sistem aeracije i miješanja vode u spremniku treba osigurati prosječnu koncentraciju

kisika od 1 do 2 mgl-1 i spriječiti taloženje aktivnog mulja. Zahtijeva se visoki stepen turbulencije u spremniku što se osigurava brzinom strujanja oko 0.5 m s-1

• dubinskom aeracijom,

. Na slici 7.5.9. su prikazane različite izvedbe uređaja za aeraciju. Upuhivanje kisika u spremnike s aktivnim muljem i miješanje otpadnih voda moguće

je postići na dva načina:

• površinskom aeracijom.

Dubinska aeracija se izvodi pomoću pridneno raspoređenih raspršivača (difuzora kojima se upuhuje komprimirani zrak ili kisik pod pritiskom od 0.6 do 0.8 bara za aeraciju i miješanje. Za postizanje dobrih efekata dubinske aeracije preporučuje se da volumen bioaeracijskog bazena ne bude veći od 150 m3, s odnosom širine prema dubini 1:1 i najvećom dubinom 4.0 m.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 113

Površinska aeracija se najčešće izvodi pomoću centrifugalnih turbinskih aeratora. Oni se izvode tako da se u visini razine vode na vertikalnoj osovini okreće rotor (turbina) koji usisava vodu, vrtloži je i rasprskava iznad površine. Stepen aeracije bitno ovisi od oblika i promjera turbine, te njezine promjenjive dubine uronjenja i brzine rotacije (4 do 6 m s-1

a/

a/

f/

c/ d/ e/

b/

). Klasični bioaeracijski bazeni su pravougaonog oblika s vremenom zadržavanja

otpadnih voda oko 6 h. Iz aeriranih spremnika s aktivnim muljem otpadna voda se s mješavinom otpadnih

materija i mikroorganizmima dovodi u naknadni taložnik. Odatle se dio aktivnog mulja vraća u bioaeracijski bazen kako bi se povećala koncentracija mikroorganizama, a ostatak (višak mulja) se odvodi na obradu mulja.

Slika 7.5.9. Sistemi za aeraciju u obradi otpadnih voda (Simičić, 2002): a/difuzna aeracija sa mjehurićima; b/ difuzna statička aeracija; c/ turbinska aeracija; d/ mehanička površinska

aeracija sa radijalnim tokom; e/ mehanička površinska aeracija sa aksijalnim tokom; f/ površinska aeracija sa mehaničkom četkom

Figure 7.5.9. Aeration systems in wastewater treatment: a/diffuse aeration with bubbles; b/diffuse static aeration; c/turbine aeration; d/mechanical surface aeration with radial flow;

e/mechanical surface aeration with axial flow; f/surface aeration with mechanical brush


114 _________________________________________________________________________

Biološka filtracija. Postupak biološke filtracije u tzv. filterima prokapnicima ili biološkim filterima koristi biološki sistem prečišćavanja koji se zasniva na prolazu organske otpadne vode preko površine biološke kulture koja se nalazi na čvrstom mediju-nosaču. Prednosti ovog postupka su jeftino i jednostavno održavanje i otpornost na „šok“ opterećenja. Međutim, njihova neefikasnost kad su u pitanju sezonske varijacije, ograničava njihovu upotrebu jer teško mogu dostići savremene zahtjeve za kvalitete fluenta.

Kod biološke filtracije organsko zagađenje iz otpadne vode se razgrađuje pri aerobnim uslovima putem mikroorganizama koji se nalaze vezani na filterskom mediju u obliku fine prevlake ili filma. Debljina filma raste uslijed rasta mikroorganizama sve dok vanjski sloj ne apsorbuje svu organsku materiju i uzrokuje da unutarnji sloj koji je uz medij, pređe u endogenu fazu i počne gubiti sposobnost prijanjanja uz filterski medij. Gubljenje sloja zavisi od organskog i hidrauličkog opterećenja i ogleda se u povećanoj koncentraciji suspendiranih materija u efluentu iz filtera.

Supstrat (organska materija) i kisik difunduju u biološku opnu, gdje u metaboličkim procesima mikroorganizama nastaje razgradnja organskih materija iz otpadne vode. Ovaj proces predstavlja, ustvari, imitiranje prirodnog procesa samoprečišćavanja koje se obavlja na kamenoj podlozi plitkih vodotoka. Razlika je u tome što su prirodni procesi kod biološke filtracije znatno intenzivniji i što se obavljaju na malom prostoru.

Faktori koji utiču na proces biološke filtracije su: • temperatura, • pH, • sadržaj kisika, • vrsta filtracionog materijala i • hidrauličko i organsko opterećenje.

Lagune su relativno plitki, prostrani, zemljani spremnici u kojima se razgrađuju organske materije. Stoga je prečišćavanje otpadnih voda u lagunama analogno samoprečišćavanju voda u vodnim sistemima (slika 7.5.10.). Dio mikroorganizama u lagunama je raspršen u vodi, a dio se nalazi na dnu. Shodno iznosu organskog opterećenja, dubini vode u laguni i klimatskim prilikama (temperatura, vjetar, sunčevo zračenje) razgradnja organske materije se odvija aerobnim ili anaerobnim procesima uz fotosintezu algi. Ljeti se u lagunama s kućanskim otpadnim vodama može postići smanjenje organske materije za 80 do 95 %. Uz biološke procese u lagunama se istodobno odvija i taloženje i isplivavanje.

Lagune mogu biti: • aerobne, • anaerobne, • fakultativne (aerobno – anaerobne), • aerirane.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 115

1

2 3 4

5

6

Slika 7.5.10. Shema višestepene kombinovane lagune (Stanojević i sar., 2006): 1-dotok otpadne vode; 2-aerobna laguna; 3-fakultativna laguna; 4-taloženje; 5-mulj; 6-odvod vode Figure 7.5.10. The scheme of combined multistage lagoon: 1-wastewater inlet; 2-aerobic

lagoon; 3-optional lagoon; 4-sedimentation; 5-sludge; 6-water drainage Osobine ovih vrsta laguna prikazane su u tabeli 7.5.2. Za aerirane lagune potrebno je, zbog veće mase organske materije u obliku

pahuljica, predvidjeti naknadno taloženje. Zbog niskih investicijskih i pogonskih troškova nastoji se što češće koristiti lagune. Međutim, one su uglavnom prikladne za manja naselja i za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda koje su biološki razgradljive.

Tabela 7.5.2. Osobine različitih vrsta laguna (Tušar, 2009) Table 7.5.2. Characteristics of different types of

Vrste laguna lagoons

Srednja dubina (m)

Vrijeme zadržavanja (d)

Dnevno organsko opterećenje

BPK5 (kg/ha) Aerobne 0,5 do 1,5 10 do 40 40 do 120 Anaerobne 2,5 do 5,0 20 do 50 200 do 500 Fakultativne 1,0 do 2,5 7 do 30 50 do 200 Aerirane 2,0 do 6,0 3 do 10 do 500

Prokapnici (biološki filtri) su spremnici ispunjeni čvrstim materijalom (kamenom,

troskom, lomljenom opekom i crijepom, plastičnim komadima) krupnoće 20 do 80 mm, na kojima je opna od mikroorganizama. Mikroorganizmi razgrađuju organsku materiju koja se iz otpadnih voda adsorbira na opnu. Prokapnici se obično izvode kao armiranobetonski spremnici s ispunom debljine od 1.8 do 2.0 (3.0) m iznad koje se dovodi (rasprskava) otpadna voda koja je prošla proces prethodnog taloženja.

Dovod vode na prokapnike moguć je: • rotacijskim prskalicama uz stalni dotok i prskanje, • fiksnim prskalicama uz intermitentan dotok i prskanje.

U oba slučaja potrebno je osigurati prepritisak (min 0.2 bara), što se postiže ukapanjem prokapnika ili crpljenjem. Razgradnjom organske materije povećava se broj mikroorganizama, prionljivost za ispunu se smanjuje i opna se otkida, te odnosi s prečišćenom vodom. Taj gubitak biološke opne naziva se ispiranje prokapnika. Zbog toga je potrebno naknadno taloženje prečišćene vode kako bi se zadržala otkinuta biološka opna. Za efikasnost prokapnika mjerodavno je dnevno organsko opterećenje (dnevna masa organske materije na jedinicu volumena prokapnika) i dnevno hidrauličko opterećenje (dnevni protok otpadne vode kroz jedinicu površine prokapnika).


116 _________________________________________________________________________

Opterećenost prokapnika prema dnevnom hidrauličkom i organskom opterećenju i smanjenju organske materije data je u tabeli 7.5.3.

Tabela 7.5.3. Opterećenost prokapnika prema dnevnom hidrauličkom i organskom opterećenju i smanjenju organske materije (Tušar, 2009)

Figure 7.5.3. The load of biological filter due to daily hydraulic and organic load and reduce of organic matter

Dnevno opterećenje Hudrauličko

(m m-3Organsko (kg m) -3

Smanjenje BPK)

5 (%)

Niska 1 - 10 0,08 - 0,48 75 - 85 Visoka 10 - 40 0,48 - 1,0 75 - 85 Vrlo visoka 40 - 200 0,8 - 6,0 70 - 90

Rotirajući biodiskovi. Proces prečišćavanja vode sa rotirajućim biodiskovima je proces sa vezanom biokulturom gdje medij rotira na čvrstom nosaču u bazenu s otpadnom vodom (Simičić, 2002). Mikroorganizmi se nalaze vezani na velikim biodiskovima od sintetike koji rotiraju na jednoj osovini sa elektromotorom, uronjeni oko 40 % u bazenu sa vodom. Obično, diskovi su 3 - 3,5 m u prečniku i rotiraju sa perifernom brzinom od 0,3 m/s (slika 7.5.11.).

A

1

4

5

3

2

Slika 7.5.11. Rotirajući biodisk (Simičić, 2002): A - okretni nosači sa pričvršćenim mikroorganizmima; 1-dotok otpadne vode; 2- sloj bistrenja; 3-sloj mulja; 4- naknadni

taložnik; 5-odvod prečišćene vode Figure 7.5.11. Rotating biodisk: A- rotating carrier with attached micro-organisms; 1-

wastewater supply/inlet; 2- layer of clearing; 3-layer of sludge; 4-subsequent sedimentation tank

Ovi uređaji se u svijetu široko koriste za prečišćavanje fekalnih otpadnih voda manjih naselja, turističkih naselja, hotelskih objekata, restorana i sl. Odlika im je veoma jednostavno održavanje, pouzdan rad i efikasnost čišćenja. U praksi je poželjno postaviti najmanje dva paralelna uređaja sa po četiri ili više komora. Rotirajući diskovi se mogu koristiti uporedo ili u

5- treated water drainage


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 117

seriji sa postojećim biofilterima ili sistemom sa aktivnim muljem da se postignu viši standardi efluenta.

Anaerobno prečišćavanje je biološki proces u kome se provodi metanska fermentacija pri čemu se provođenjem nekoliko bioloških stepena otopljeni sastojci iz otpadne vode prevode u metan - biogas (Kelleher i sar., 2000). Anaerobnom obradom (slika 7.5.12.) mogu se tretirati otpadne vode klaonica (Sayed 1987, Batstone, 2000), otpadne vode postrojenja za preradu ribe (Palenzuella-Rollon, 1999), komunalne otpadne vode (Elmitwalli, 2000), otpadni mulj (Miron i sar., 2000), otpadne vode mliječne industrije (Zeeman i sar., 1997), organske frakcije komunalnog čvrstog otpada (Ten Brummeler, 1993) i sl.

Anaerobni digestori se primjenjuju za prečišćavanje otpadnih voda s vrlo visokim organskim opterećenjem (s više od 2.0 kg BPK5 m-3

• konvencionalni (jedan spremnik bez grijanja i miješanja), i

), što je pogodno za prečišćavanje otpadnih voda prehrambene industrije (slika 7.3.12.). Takođe, često se primjenjuju kod obrade mulja. Anaerobna razgradnja organske materije obavlja se u zatvorenim spremnicima (bez prisustva zraka) uz istodobno kiselo i metansko vrenje. Konačni proizvod je metan koji se može upotrijebiti kao gorivo.

Za anaerobnu digestiju se koriste dvije vrste digestora:

• visokoopterećeni (obično dva spremnika od kojih se prvi grije i u kojemu se miješa voda).

Grijanjem u visokoopterećenom digestoru ubrzava se proces, pa je zadržavanje vode u spremniku kraće (tabela 7.5.4.).

1

spremnik za izjednačavanje

odvod plina

2digestor

miješanjetaloženje

vakuumski otplinjač

povratni mulj

Slika 7.5.12. Blok shema anaerobne obrade otpadnih voda: 1-dotok otpadne vode; 2-odvod prečišćene vode

Figure 7.5.12. Block scheme of anaerobic wastewater treatment: 1-wastewater supply; 2-treated water drainage


118 _________________________________________________________________________

Tabela 7.5.4. Srednje vrijednosti parametara konvencionalnog i visokoopterećenog digestora (Tušar, 2009)

Table 7.3.4. Mean values of the parameters of conventional and high-loaded

Vrsta digestora

digester Vrijeme zadržavanja

(d) Dnevno organsko zadržavanje

(kg m-3)

Konvencionalni 30 do 90 0,5 do 1,6

Visokoopterećeni 1 do 20 1,6 do 6,4

Efikasnost razgradnje organske materije anaerobnom digestijom iznosi oko 55 %, a proizvodnja plina do 1.12 m3

• površinskim procjeđivačima (tlačni, vakuumski, trakasti, mikrosita), kod kojih se voda procjeđuje prolaskom kroz prorupčanu podlogu,

po kilogramu razgrađene organske materije. Plin sadrži 65 do 70 % metana.

Procjeđivanje se koristi radi zadržavanja krupnih otpadaka prisutnih u otpadnim vodama. Kod završnog prečišćavanja otpadnih voda (uključujući i obradu mulja) procjeđivanje se može provesti:

• dubinskim procjeđivačima (gravitacijski, tlačni, vakuumski), kod kojih se voda silazno, uzlazno ili dvosmjerno procjeđuje kroz filterski sloj sastavljen od granuliranog materijala.

U tehnologiji prečišćavanja otpadnih voda češća je upotreba dubinskih procjeđivača. Procjeđivanjem otpadnih voda na ovoj vrsti procjeđivača postiže se:

• smanjenje ukupnog fosfora za 70 do 98 %, • smanjenje HPK za 20 do 45 %, • smanjenje BPK za 40 do 70 %, • smanjenje mutnoće za 60 do 95 %.

Bakteriološka oksidacija i redukcija omogućuje oksidaciju željeza, mangana i sumpornih spojeva, te redukciju i oksidaciju azotovih spojeva.

Dezinfekcijase kod prečišćavanja otpadnih voda najčešće provodi primjenom hlora. Uobičajene doze hlora iznose 5 do 20 mg l-1

7.5.9. Fizičko-hemijsko prečišćavanje

.

Physico-chemical treatment

Neke materije prisutne u otpadnim vodama, kao što su kalcij, natrij, sulfati, nitrati, jedinjenja fosfora, neka specifična organska jedinjenja i drugo, se vrlo malo ili nikako ne uklanjaju iz otpadne vode primjenom klasičnog postupka prečišćavanja. Posljednjih decenija razvijeni su, i još uvijek se razvijaju različiti postupci tercijarnog prečišćavanja za uklanjanje različitih materija iz otpadne vode.

Prečišćavanje otpadnih voda ovim postupkom zasniva se na: • fizičkim procesima (procjeđivanju, adsorpciji, membranskim procesima), kojima

se iz vode uklanjaju mutnoća, miris, boja, otopljene soli te mikroorganizmi), • hemijskim procesima (neutralizaciji, hemijskom obaranju ili hemijskoj

precipitaciji, ionskoj izmjeni, oksidaciji i redukciji, dezinfekciji), kojima se iz vode uklanjaju otopljene materije, teški metali, mikroorganizmi, mijenja pH-vrijednost te provodi pretvaranje nekih opasnih spojeva u manje opasne,

• biološkim procesima (uklanjanju azota i fosfora), kojima se uklanjaju (smanjuju) spojevi azota i fosfora.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 119

Da bi se postigao visok standard prečišćene otpadne vode ovi postupci se primjenjuju kombinovano.

Procjeđivanje se prvenstveno koristi radi uklanjanja raspršenih i koloidnih materija zaostalih u otpadnim vodama nakon bioloških ili hemijskih procesa.

Adsorpcijom se iz otpadnih voda uklanjaju nerazgradljivi spojevi, mirisi i boje. Kao adsorbenti (čvrsta materija koja adsorbira) se koriste fina ilovača, silicij, aktivna glina i aktivni ugljen. Služe kao filtarski materijal dubinskih procjeđivača.

Membranski procesi su procesi prečišćavanja otpadnih voda pomoću polupropusnih membrana koje propuštaju vodu i neke otopljene materije, ali su nepropusne za materije koje treba ukloniti iz vode. U tehnologiji prečišćavanja otpanih voda od membranskih procesa se primjenjuju:

• reverzna osmoza, • elektrodijaza, • ultraprocjeđivanje (ultrafiltracija).

Reverzna osmozaje proces koji se temelji na osmozi, s tim da se u spremnik s većom koncentracijom (otpadnom vodom) poveća pritisak iznad osmotskog, tako da će se voda iz spremnika s većom koncentracijom doticati u spremnik s manjom kocentracijom (čistom vodom). Zbog obrnutog toka vode u odnosu na tok osmoze, proces je nazvan inverznom osmozom. Temeljni problem šire primjene ovog procesa je mogućnost proizvodnje membrana prihvatljivih u ekonomskom i tehnološkom pogledu.

Elektrodijaliza je proces uklanjanja iz vode iona (katona i aniona) koji prolaze kroz polupropusne membrane zbog djelovanja električnog polja. Membrane su selektivne, tako da jedne propuštaju katione, a druge anione, a u međuprostoru ostaje pročišćene voda.

Ultraprocjeđivanje je proces propuštanja otpadnih voda kroz membrane koje propuštaju vodu, a zadržavaju makromolekule veće od pora membrane. Prvenstveno se primjenjuju u prehrambenoj industriji za bistrenje vina i voćnih sokova, te za odvajanje proteina, šećera i enzima.

Mikroprocjeđivanje se primjenjuje za poboljšanje kvalitete prethodno prečišćene otpadne vode, uglavnom za smanjenje koncentracije raspršenih i koloidnih materija (mutnoće), fosfora, bakterija te smanjenje BPK.

Neutralizacija je proces za promjenu vrijednost pH u industrijskim otpadnim vodama. Naime, ove vode često sadrže kisele i bazne sastojke u količinama s kojima se ne smiju ispuštati u vodene sisteme, gdje se dopušta ispuštanje otpadnih voda s vrijednošću pH od 6.5 do 9.5. Najjednostavnije se postiže miješanjem otpadnih voda iz različitih pogona, odnosno miješanjem kiselih s bazičnim otpadnim vodama. Druga je mogućnost dodavanje reagensa (npr. natrijeve lužine u kisele vode, a sumporne kiseline u bazične vode). Izbor reagensa i količina utvrđuje se eksperimentalno.

Hemijsko obaranje je proces kojim se uklanjaju nepoželjne otopljene materije iz otpadnih voda dodavanjem reagensa, pri čemu se hemijskim reakcijama stvaraju netopivi spojevi (prvenstveno soli kalcija, magnezija i silicija, te fluoridi i fosfati) koji se talože na dno spremnika. Ovim se procesom iz otpadnih voda mogu ukloniti teški metali (kadmij, bakar, krom, nikal, cink, olovo, željezo i srebro). U otpadnoj vodi u kojoj se nalaze materije u raspršenom i otopljenom obliku odvija se istodobno zgrušavanje i obaranje, budući da se za taloženje koriste reagensi kao i za zgrušavanje.

Ionska izmjena je proces zamjene iona između ionskog izmjenjivača i otopine elektrolita. Ionski izmjenjivači se za prečišćavanje otpadnih voda izvode kao zatvoreni dubinski procjeđivači. Najčešće se primjenjuju za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda koje sadrže teške metale, fosfate i azot.


120 _________________________________________________________________________

U postupcima prečišćavanja otpadnih voda oksidacija se primjenjuje za dezinfekciju, smanjenje BPK, boje i mirisa, uklanjanje željeza i mangana te pretvanje cijanida u manje opasne spojeve. Redukcijski procesi se najčešće primjenjuju za uklanjanje šesterovalentnog hroma iz otpadnih voda.

Biološko uklanjanje azota iz kućanskih otpadnih voda odvija se procesom biološke razgradnje složenih organskih spojeva koji sadrže azot. Biološkom razgradnjom pomoću mikroorganizama ovi spojevi prelaze u amonijakkoji potom u prvoj fazi oksidira u nitrite, a u drugoj fazi u nitrate. Ovaj proces nazivamo nitrifikacija. Biološkom razgradnjom nitrati (uz dodavanje ugljikovih spojeva i bez kisika) reduciraju u plinoviti azot koji odlazi u atmosferu, što nazivamo denitrifikacija.

Biološko uklanjanje fosfora temelji se na procesima adsorpcije i ugradnje fosfora u biomasu. Naime, u kućanskim otpadnim vodama fosfor se pojavljuje kao organski fosfor, i u obliku fosfata, kojima se, kao hranjivim solima, koriste bakterije za izgradnju novih stanica. Uklanjanje fosfora biološkim postupkom provodi se uvođenjem otpadne vode najprije u anaerobni, a potom u aerobni spremnik, u kojima mikroorganizmi koriste fosfate iz vode za izgradnju novih stanica. U aerobnom spremniku mogući su i postupci nitrifikacije, tako da se često primjenjuju uređaji s istodobnim smanjenjem fosfornih i azotovih spojeva.

Neke materije prisutne u otpadnim vodama, kao što su kalcij, natrij, sulfati, nitrati, jedinjenja fosfora, neka specifična organska jedinjenja i drugo, se vrlo malo ili nikako ne uklanjaju iz otpadne vode primjenom klasičnog postupka prečišćavanja. Posljednjih decenija razvijeni su, i još uvijek se razvijaju različiti postupci tercijarnog prečišćavanja za uklanjanje različitih materija iz otpadne vode. Najčešći postupci koji se primjenjuju prilikom prečišćavanja gardskih otpadnih voda su: Uklanjanje azota

U otpadnoj vodi azot se može javiti u obliku amonijaka, azota vezanog u organskim jedinjenjima, nitrata i nitrita. U sirovoj otpadnoj vodi praktično cjelokupan azot se nalazi u obliku amonijaka i organskog azota, a prilikom biološke obrade azot se biološki oksidira do nitrata uz znatnu potrošnju rastvorenog kisika. Zbog toga je poželjno izvršiti nitrifikaciju amonijaka na postrojenju, i na taj način azot ispuštati u prijemnik u obliku nitrata.

Uklanjanje azota je moguće ostvariti desorpcijom amonijaka, opisanim postupkom biološke nitrifikacije i denitrifikacije i hlorisanjem preko prevojne tačke, s tim da prednost treba dati postupku nitrifikacije - denitrifikacije zbog niskih troškova, jednostavnog upravljanja i odsustva štetnih uticaja na okoliš. Uklanjanje fosfora

U sirovoj otpadnoj vodi fosfor se javlja u obliku ortofosfata, polifosfata i fosfora vezanog u organskim jedinjenjima. Mali dio fosfora nalazi se u nerastvorljivom obliku i uklanja se u taložnicima, dok se u biološkoj obradi uklanja dodatni dio ugrađivanjem u biomasu. Međutim u biološki prečišćenoj vodi nalazi se 6-15 mg P/l ortofsfata.

U dosadašnjoj praksi uklanjanja fosfora uglavnom je primjenjivana hemijska precipitacija forsfora dodavanjem kreča ili soli aluminija, natrija ili željeza. Posljednjih godina upotrebljavaju se i biološke metode za uklanjanje fosfora.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 121

Filtracija

U tehnološkoj shemi filtracija ima mjesto nakon biološkog prečišćavanja. U tercijarnom tretmanu otpadnih voda filtracija se koristi i u kombinaciji sa drugim postupcima: predhodna flokulacija i taloženje, uklanjanje azota i fosfora itd. Dezinfekcija

Svi patogeni organizmi se ne uklanjaju u do sada opisanim metodama, a zbog prisustva koliformnih bakterija u gradskim otpadnim vodama, koje obično nisu patogene, ali se koriste kao indikatori fekalnog zagađenja zbog lahkog načina određivanja, potrebno je izvršiti dezinfekciju efluenta prije upuštanja u recipijent. Dezinfekcija otpadnih voda obično se vrši dodavanjem gasovitog hlora, natrij hipohlorita, kalcij hipohlorita, hlor dioksida, ozona i primjenom ultravioletne radijacije. Obrada mulja

Uklanjanjem lebdećih, koloidnih i otopljenih materija iz otpadnih voda dobiva se koncentrirani otpad koji se zove mulj. Volumen mulja može doseći do 1 % volumena prečišćenih otpadnih voda. Sirovi mulj je neugodnog mirisa, opasan za ljudsko zdravlje i okoliš, te se ne smije ispuštati iz uređaja prije prethodne obrade. Takav mulj se obrađuje:

• biološkim, • fizičko - hemijskim, i • toplinskim procesima. Obrada mulja najčešće obuhvata slijedeće faze: • stabilizaciju, • zgušnjavanje, • kondicioniranje, • procjeđivanje ili centrifugiranje, • kompostiranje ili sušenje (kod korišteja mulja u poljoprivredne svrhe), • sušenje, spaljivanje ili pirolizu (kod energetskog korištenja mulja).

Stabilizacija je proces obrade mulja kojim se smanjuje sadržaj organske materije da bi se spriječilo daljnje truljenje. Moguća je:

• aerobna stabilizacija mulja, i • anerobna stabilizacija mulja.

Aerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje organske materije u mulju pomoću aerobnih mikroorganizama raspršenih u spremniku (digestoru) kojima se unosi zrak ili kisik uz miješanje sadržaja spremnika. Efikasnost razgradnje organske materije u digestoru na temperaturi od 20 °C, uz zadržavanje od 10 do 12 d, najčešće iznosi 35 do 45 %.

Anaerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje organske materije u mulju u zatvorenim spremnicima bez prisustva zraka (anaerobnim digestorima) uz istodobno kiselo i metansko vrenje (slika 7.5.13.).

Zgušnjavanjeje proces smanjenja volumena stabiliziranog mulja. Zgušnjavanje mulja se najčešće provodi u zgušnjivačima koji obično rade na principu:

• taloženja, • ispiranja (elutracije), i • isplivavanja.


122 _________________________________________________________________________

Kondicioniranjeje proces kojim se poboljšavaju uslovi za odstranjivanje vode iz mulja (procjeđivanje, centrifugiranje). U praksi se najčešće primjenjuje:

• hemijsko kondicioniranje, koje se provodi dodavanjem hemijskih (organskih i anorganskih) reagensa,

• toplinsko (termičko) kondicioniranje, koje se provodi zagrijavanjem mulja do temperature od 160 do 210 °C, u trajanju od 30 do 60 min. Toplinski kondicionirani mulj je praktički sterilan, bez neugodnog mirisa. Za ovu vrstu kondicioniranja mulja karakteristična je veća potrošnja energije.

Centrifugiranje je proces odvajanja čvrstih čestica od vode djelovanjem

centrifugalnih sila. Prije centrifugiranja potrebno je provesti zgrušavanje mulja dodavanjem polielektrolita. Prednost centrifugiranja prema procjeđivanju sadržana je u tome što je potreban manji prostor za smještaj uređaja istog kapaciteta i što nema opasnosti od začepljenja. Centrifugiranjem se postiže koncentracija suhe materije u preostalom kolaču od 15 do 25 % kada je mulj organskog porijekla, odnosno 20 do 60 % kad je mulj anorganskog porijekla.

Kompostiranje je proces razgradnje organske materije u mulju do anorganske. Konačni proizvod je sličan humusu sa sadržajem vode 40 do 50 %. Može se koristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla ako ne sadrži teške metale.

Razgradnja organske materije u kompostu može biti aerobna ili anaerobna. S obzirom na temperature kod kojih se odvija razgradnja poznati su:

• mezofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperaturama od 20 do 40 °C,

• termofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperaturama od 40 do 70 °C.

Mješalica

Odvod plina

Odvod mulja

Dovod mulja

Grijač mulja

a/


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 123

mješalica

odvod plina

stabilizirani mulj

dovod mulja

grijač mulja

odvod mulja

ispust odvojene vode

skupljanje plina

drugi stepen(slojevit)

prvi stepen(potpuno izmiješan)

sloj plutajuće vode

sloj pjene

b/

Slika 7.5.13. Shematski prikaz anaerobnog digestora (Ljubisavljević i sar., 2004): a/-

jednostepeni anaerobni digestor; b/- dvostepeni anaerobni digestor Figure 7.5.13. Schematic presentation of the anaerobic

• Okvirna direktiva o vodama

digester: a/one-level anaerobic digester; b/two-level anaerobic digester

Pri kompostiranju na višim temperaturama (termofilni procesi) obično se unište sve

bakterije i virusi, ali su u nekim slučajevima opaženi paraziti. Zato je kod kompostiranja mulja na nižim temperaturama ponekad potrebno izvršiti i dezinfekciju mulja, što ovisi o vrsti poljoprivredne kulture koja se uzgaja na tlima poboljšanim kompostom.

Pasterizacija je proces dezinfekcije mulja. Provodi se zagrijavanjem mulja do 70°C i držanjem na toj temperaturi 20 min. Pasterizirati se može svježi i stabilizirani mulj.

Sušenje (toplinsko) je proces isparivanja vode iz mulja pri temperaturama od 200 do 400°C. Tako osušeni mulj (granulat) sadrži oko 90% suhe materije. Ako ne sadrži teške metale može se iskoristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla. Mana toplinskog sušenja je u tome što je potrebna velika količina energije za isparavanje vode. Radi toga toplinskom sušenju mulja mora prethoditi procjeđivanje ili centrifugiranje da bi se smanjio sadržaj vode u mulju.Spaljivanje je proces izgaranja svih organskih materije u mulju uz isparavanje ukupne vode na temperaturama od 600 do 800°C. Konačni proizvod je anorganska materija (pepeo).

Zbog visokih temperatura izgaranja u plinovima nema neugodnih mirisa. Međutim, teški metali iz mulja ostaju u pepelu, što treba sagledati prilikom izbora mjesta za konačno odlaganje pepela (deponije).

Piroliza je proces razgradnje organske materije na visokim temperaturama bez prisustva kisika. Konačni proizvod pirolize su plinovi (metan, vodik, ugljikov monoksid), pougljena čvrsta materija, ulja, katran i pepeo, od kojih se većina može iskoristiti kao gorivo. Direktive Evropske Unije iz oblasti zaštite voda

2000/60/EC, • Direktiva 91/271/EEC o prečišćavanju komunalnih otpadnih voda i njena dopuna

Direktiva 98/15/EC, • Direktiva 91/676/EEC o zaštiti voda od zagađivanja uzrokovanog nitratima iz

poljoprivrednih izvora, • Direktiva 86/278/EEC o zaštiti životne sredine, a posebno zemljišta pri korištenju

kanalizacionog mulja u poljoprivredi,

http://sr.wikipedia.org/wiki/2000/60/EC�

http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=91/271/EEC&action=edit&redlink=1�

http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=98/15/EC&action=edit&redlink=1�




124 _________________________________________________________________________

• Direktiva 76/464/EEC o graničnim vrijednsotima za ispuštanje opasnih materija u vodi,

• Direktiva 80/68/EEC o zaštiti podzemnih voda od zagađivanja, • Direktiva 96/61/EEC o integralnom sprečavanju i kontroli zagađivanja.

LITERATURA

Baras, J., Brković-Popović, I., Knežić, L., Popović, M., Blagojević, N. Obrada otpadnih voda, II deo, Biološka obrada. Beograd: Savez hemičara i tehnologa Srbije, 1979. Batstone, D. High rate anaerobic treatment of complex wastewater, PhD. Thesis, The university of Queensland, 2000. Elmitwalli, T.A. Anaerobic treatment of domestic sewage at low temperature, PhD. Thesis, Wageningen Agricultural University, 2000. Jahić, M. Kondicioniranje voda Priprema vode za piće i prečišćavanje zagađenih voda, Sarajevo, 1990. Kelleher, B.P., Leahy, J.J., Henihan, A.M., O’Dwyer, T.F., Sutton, D.,Leahy, M.J. Advances in poultry litter disposal technology – areview. Bioresour. Technol. 83, 27–36, 2000. Ljubisavljević, D., Đukić, A., Babić B., Prečišćavanje otpadnih voda, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, 2004. Miron, Y., Zeeman, G., van Lier, J.B., Lettinga, G. The role of sludge retention time in the hydrolysis and acidification of lipids, carbohydrates and proteins during digestion of primary sludge in CSTR systems, Wat. Res., 34(5), 1705-1713, 2000. Palenzuela Rollon, A. Anaerobic digestion of fish processing wastewater with special emphasis on hydrolysis of suspended solids, PhD. Thesis, Wageningen University, 1999. Sanders, W. Anaerobic hydrolysis during digestion of complex substrates, PhD. Thesis, Wageningen Agricultural University, 2001. Sayed, S. K. I. Anaerobic treatment of slaughterhouse wastewater using the UASB process. PhD thesis, Agricultural University, Wageningen, 1987. Selimbašić, V. Istraživanje šaržne anaerobne fermentacije visokokoncentriranog organskog otpada, Doktorska disertacija, Tehnološki fakultet, Tuzla, 2001. Simičić, H. Procesi obrade otpadnih voda, JU javna biblioteka Lukavac, NVO „EKO-ZELENI“ Lukavac, 2002. Stanojević, M., Simić, S., Radić, D., Jovović, A: Aeracija otpadnih voda, ETA, Beograd, 2006. Ten Brummeler, E. Dry anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste, PhD thesis, Agricultural University, Wageningen, 1993. Tušar, B. Pročišćavanje otpadne vode, Kigen, Zagreb, 2009. Zeeman G., Sanders W.T.M., Wang K.Y., Lettinga G. Anaerobic treatment of complex wastewater and waste activated sludge- Application of an upflow anaerobic solids removal reactor (UASR) for the removal and pre-hydrolysis of suspended COD, Wat.Sci.Tech. 35, 121-128, 1997. Pitanja/Odgovori Questions/Answers

1. Navesti metode prečišćavanja otpadnih voda u zavisnosti od svojstava otpadnih voda? U zavisnosti od svojstava otpadnih voda i potrebnog stepena njihovog prečišćavanja razlikujemo: • mehaničko ili prethodno (primarno) prečišćavanje, • biološko ili naknadno (sekundarno) prečišćavanje, • fizičko - hemijsko (tercijarno) prečišćavanje.

2. Koji biološki aerobni procesi se koriste za prečišćavanje otpadnih voda? U obradi otpadnih voda najčešće se koriste aerobni procesi i to: • procesi s aktivnim muljem; • biološka filtracija;





___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 125

• bio-diskovi i • aerobne / fakultativne lagune.

3. Šta je anaerobna stabilizacija mulja? Anaerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje organske materije u mulju u zatvorenim spremnicima bez prisustva zraka (anaerobnim digestorima) uz istodobno kiselo i metansko vrenje.

Pitanja Questions

1. Navesti faze mehničkog prečišćavanja otpadnih voda? 2. Navesti faze biološkog prečišćavanja otpadnih voda? 3. Navesti faze fizičko-hemijskog prečišćavanja otpadnih voda? 4. Navesti faze obrade mulja? 5. Navesti podjelu postupaka obrade kojima se povrgava otpadna voda?


126 _________________________________________________________________________

7.6. Studije slučaja Case studies


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 127

7.6.1. Proizvodnja i prerada mesa goveda, svinja i drugih vrsta crvenog mesa Production and processing of meat of cattle, pigs and other types of red meat

Radoslav Grujić1, Meho Bašić2

1Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik 2Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla

Uvod Introduction

Mesna industrija koristi značajne količine različitih prirodnih resursa, sa jedne strane i u okruženje emituje različite nusproizvode i otpade, sa druge strane. Savremena prehrambena industrija, da bi bila održiva, mora primijeniti procese i sisteme, koji će uz maksimalno korištenje sirovina i drugih materijala, pružiti adekvatnu zaštitu životne sredine od sopstvenih zagađenja. Međutim koncept održivih tehnologija se ne zadovoljava samo time, proizvođači moraju naći načina da nastale otpadne materije maksimalno prerade u sopstvenoj fabrici ili da ih pripreme za preradu na drugoj lokaciji uz mogućnost izrade gotovih proizvoda. Od industrije prerade mesa se traži da jača socijalnu dimenziju svog djelovanja (zapošljavanje većeg broja radnika, zapošljavanje kooperanata, uključivanje u naučna i inovativna istraživanja itd).

Mesna industrija je jedan od najvećih proizvođača organskog otpada u sektoru prehrambene industrije uopšte. Ona treba da poveže tov stoke za klanje i bezbjednih proizvoda koji su prihvatljivi za potrošače. U ovom slučaju pojam „meso“ se odnosi na sve proizvode dobijene nakon klanja goveda, svinja, ovaca, konja i drugih životinja za klanje, odnosno poklapa se sa pojmom „crveno meso“. Navedena definicija obuhvata i različite proizvode od crvenog mesa (salamurene, termički obrađene, dimljene proizvode, kao što su kobasice, konzerve, dimljena šunka itd). O veličini mesne industrije u govori podatak o ukupnoj prizvodnji od 143 miliona tona različitih proizvoda, od čega se jedna trećina proizvodnje razmjenjuje između SAD i Evrope. Najveći pojedinačni proizvođač mesa u svijetu je Kina sa 36% ukupne svjetske proizvodnje (tabela 7.6.1.1).

Tokom 2000. godine u strukturi proteina, koje su konzumirali stanovnici u SAD, više od 90% su predstavljali proteini životinjskog porijekla. Slična situacija je i u ishrani stanovništva u drugim dijelovima svijeta: zapadna Evropa 55%, istočna Evropa 40%, Japan 40%, Afrika 20%. U ovom slučaju se može primijeniti opšte pravilo po kojem se količina proteina životinjskog porijekla u ishrani ljudi povećava sa porastom njihog životnog standarda. U praktičnom smislu, proteini životinjskog porijekla se mogu dobiti jedino klanjem domaćih životinja (goveda, svinja, ovaca, koza, peradi), divljih životinja i riba. Proces obrade životinja, u cilju njenog korišćenja u ishrani ljudi, utiče na stvaranja velike količine otpada, sa kojim se mora pravilno postupati, odnosno prema terminologiji EMS-a upravljati na odgovarajući način. Ovom prilikom za prikaz analize slučaja iskorišten je postupak klanja goveda i svinja i obrade mesa dobijenog klanjem ovih životinja. Uz male izmjene slični su postupci klanja i obrade trupova koza, ovca i drugih životinja.


128 _________________________________________________________________________

Tabela 7.6.1.1. Proizvodnja mesa u svijetu (x1000) (Adaptirano prema Bakns i Wang, 2006) Table 7.6.1.1. Production of meat in the world (x1000)

Godina Ukupna proizvodnja u svijetu (t/godina)

SAD %

EU %

Govedina 2002 50220 24,6 14,4 Ovčetina 1997 6982 1,6 15,7 Svinjetina 2002 85465 10,5 20,8 Ukupno 142667 15,0 18,3

Industrija za preradu mesa stoke za klanja proizvodi primarne proizvode u obliku trupova, komade mesa dobijene rasijecanjem trupova i različite sporedne proizvode. Dio proizvoda iz ove industrije se ne koristi u ishrani ljudi, već se koristi u tehničke svrhe ili se koristi kao hrana za životinje.

Otpaci iz industrije prerade mesa se dijele na čvrste otpatke, zagađivače vode i zagađivače vazduha. Tri različite kategorije otpadaka su regulisane sa različitim propisima i često brigu o njima vode različiti ljudi, međusobno potpuno odvojeno. Međutim, ove tri kategorije otpada su međusobno u interakciji, nastaju u istim industrijskim postrojenjima i istovremeno utiču na životnu sredinu.

Prilikom analize različitih otpadnih materija pošlo se od izvora, mjesta na kojem je određena vrsta otpada nastala, a nakon toga opisane su neke od tehnika sa kojima se može uticati na minimiziranje otpada kao dijela programa prevencije. Na kraju je dat doprinos rješavanju i prevazilaženju mogućih problema sa otpacima, koji nastaju u mesnoj industriji, kroz postupak „end-of-pipe“ (na kraju cijevi). Sve otpadne materije se mogu posmatrati kao potencijalni resursi. U svakom slučaju, otpadne materije se mogu koristiti kao sirovine za druge proizvode, bilo u samoj fabrici bilo na nekom drugom mjestu. U ostalim slučajevima, otpad se može upotrijebiti kao sredstvo za tretiranje drugih otpadnih materija. U svakom slučaju, nastajanje otpada može se minimizirati savjesnim i domaćinskim radom zaposlenih, agresivnim preventivnim mjerama, zamjenom opasnih materija sa bezopasnim materijama, i pametnom zamjenom starih neefikasnih tehnologija sa tehnologijama koje će uzrokovati manje zagađenja. Opis aktivnosti u mesnoj industriji Description of activities in meat industry

U objekatima mesne industrije obavljaju se poslovi vezani za klanje goveda i svinja i direktnu prodaju svježeg mesa (trupova) ili poslovi vezani za dalju obradu trupova i preradu mesa u različite proizvode. Ove fabrike se bave obradom mesa u različitom obimu. Prema podjeli koja se koristi u svijetu, ovi objekti se dijele na klanice/klaonice (u kojima se provode različite operacije, uključujući klanje, omamljivanje, iskrvarenje, šurenje, skidanje kože, evisceracija, pranje, obrada i pakovanje svježeg mesa) i fabrike za preradu mesa (termička obrada, salamurenje, dimljenje, fermentacija, konzervisanje i proizvodnja drugih proizvoda). Posebno se grade objekti za klanje krupne stoke, a posebno objekti za klanje peradi. U nekim klanicama, nejestivi dijelovi trupa se odbacuju i dalje se prikazuju kao nus-proizvodi i kao otpad. Objekti za preradu mesa se obično grade izvan urbanih centara ili na periferiji gradova, čime se obezbjeđuje blizina tržišta, sa jedne strane i smanjuje negativni uticaj proizvodnje na okruženje. Trend razvoja u sektoru mesne industrije i trend razvoja tržišta su usmjereni ka izgradnji većih proizvodnih kapaciteta, ka povećanju pažnje na bezbjednost proizvoda i dobrobit životinja, te ka unapređenju kvaliteta proizvoda, povećanju stepena prerade, i na kraju ka poboljšanju uslova rada. Postupci klanja goveda i svinja se međusobno


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 129

razlikuju, uglavnom, prema načinu skidanja kože. Dok je uobičajeno da se sa trupova goveda skida i prodaje koža, dotle se trupovi svinja normalno obrađuju u koži. Klanice obično imaju odvojene proizvodne linije za klanje i obradu trupova goveda i svinja.

Goveda se uzgajaju, prerađuju i koriste u ishrani ljudi širom svijeta. Goveda se obrađuju za tržište u objektima čiji je vlasnik, najčešće, neko drugi, a ne vlasnik farme na kojoj su goveda hranjena i rasla. Kao što pojednostavljen dijagram toka pokazuje (slika 7.6.1.1), na liniji klanja goveda i svinja se provode različite tehnološke operacije. Najvažnije od tih operacija će biti opisane u nastavku. Objekti za preradu mesa goveda imaju prostorije za prijem i držanje životinja koje su u fabriku dovežene sa farme pomoću kamiona ili vozova. U principu životinje tu ostaju najduže jedan dan, kada bivaju zaklane i obrađene. Na slici 7.6.1.2 je prikazana tipična fabrika za preradu mesa. Kao što se vidi u fabrike ovog tipa životinje dolaze i drže se u oborima. To je mjesto na kojem nastaju prve količine otpada, a sastoji se od izmeta i vode za ispiranje.

Kao direktna posljedica tehnoloških operacija koje se provode u toku rada u klaonicama i fabrikama za preradu mesa, nastaje čvrsti otpad, koji nema direktnu vrijednost za vlasnika fabrike. Pored toga, kao rezultat pranja trupova, uklanjanja smeća i čišćenja opreme i prostorija, tokom procesa rada nastaju velike količine otpadnih voda. Na slici 7.6.1.3 sumarno su prikazana mjesta na kojima nastaju otpadne materije.

Operacija klanja započinje omamljivanjem pomoću električne struje, ugljendioksida ili mehaničkom povredom mozga. Nakon toga slijede operacije kačenje za viseći kolosijek i iskrvarenje. Krv se skuplja u kanalu za iskrvarenje. Trupovi se nakon toga podvrgavaju sljedećim operacijama: skidanje kože, evisceracija, rasijecanje, pranje i transport u rashladne komore. Omamljivanje, klanje i iskrvarenje

Goveda se pojedinačno dovode u boks za omamljivanje, gdje se omamljuju (na primjer, pomoću pneumatskog pištolja sa klinom). Imobilizivana goveda se izbacuju iz boksa za omamljivanje i kače na viseći kolosijek za noge, tako da im glava visi prema dolje. Nakon toga slijede operacije klanja životinja i iskrvarenje, a krv se sakuplja u kanalu za iskrvarenje, koji se nalazi ispod trupa. Ukoliko će se koristiti za ishranu ljudi ili u farmaceutske svrhe, krv se prikuplja kroz šuplji nož, koji je korišten za iskrvarenje i crijevo koje se nastavlja na nož. Nakon toga, krv se može odmah obrađivati u samoj fabrici i/ili se čuvati u hladnjačama u posebnim posudama za skladištenje. Svinje se omamljuju ili pomoću CO2 ili pomoću električne struje (mehaničko omamljivanje pomoću pištolja se rijetko primjenjuje). Imobilizovane svinje se kače na viseći kolosijek sa glavama prema dolje, a nakon toga se vrši klanje i iskrvarenje iznad kanala za iskrvarenje.


130 _________________________________________________________________________

Slika 7.6.1.1.Dijagram toka procesa klanja životinja u klanicama

Figure 7.6.1.1.Flow diagram of slaughtering process in slaughterhouses

Nakon iskrvarenja, trupovi svinja prolaze kroz bazen za šurenje (temperatura 60

Skidanje kože/Odsijecanje glave (goveda) i šurenje/skidanje dlake (svinje)

Nakon iskrvarenja, sa trupa goveda se uklanjaju: kopita, rep, vime/testisi, glava i (ponekad) prednje noge. Skidanje kože sa trupa goveda se vrši ručno ili mašinski. Prije slanja na štavljenje, koža se pere i konzerviše hlađenjem ili dodavanjem soli i drugih bakteriostatskih materija.

OC, u trajanju 3 do 6 minuta) gdje se vrućom vodom omekšavaju folikule, što olakšava uklanjanje dlaka (čekinje) i skidanje papaka. Nakon što budu izvađeni iz bazena za šurenje, sa trupova se skidaju dlake, obično struganjem pomoću gumenih kaiševa ili gumenih prstiju ili četki, koji rotiraju u mašini, te spoljni sloj kože i papci. U ovoj mašini tokom radnog dana se nakuplja velika količina dlaka, krvi, drugih komadića i nečistoća. (U nekim slučajevima dlaka sa površine trupa svinja se uklanja spaljivanjem.) Trupovi svinja se dalje prenose u peć za opaljivanje, gde se izložu temperaturi od 900OC do 1000OC u trajanju od 5 do 15 sekundi u cilju eliminisanja preostalih dlaka i mikroorganizama po površini kože, najčešće na teško dostupnim mjestima na glavi i nogama. Ovaj postupak povoljno djeluje na stvaranje čvršće teksture kože. Nakon opaljivanja, trupovi se hlade pomoću hladne vode (tuširanje). Ako se svinjsko meso koristi za proizvodnju slanine, sprženi dijelovi kože se čiste struganjem u mašini za čišćenje/poliranje kože. U nekim klanicama se primjenjuje proces deranja (guljenja) kože sa trupova svinja, nakon što su isti oprani (uz minimum vode, bez ugrožavanja bezbjednosti i higijene hrane), umjesto da se koristi postupak šurenja i skidanja dlake kako je prethodno opisano. Tokom pranja trupova, treba obratiti pažnju na kvalitet vode koja se


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 131

koristi. Ako kvalitet vode nije zadovoljavajući može doći do naknadne kontaminacije trupova. Prilikom analize pitanja vezanih za potrošnju vode i njen kvalitet, na prvom mjestu treba da se razmatraju pitanja koja se odnose na bezbjednost hrane.

Slika 7.6.1.2. Proces proizvodnje i dobijanja nusproizvoda u klaonici (Adaptirano prema

Banks i Wang, 2006) Figure 7.6.1.2. The process of production and obtaining of by-products in a slaughterhouse

Evisceracija

Trupovi svinja i goveda ulaze u „čisti dio linije klanja“ i dolaze do operacije vađenja unutrašnjih organa, koja se naziva evisceracija. Evisceracija trupa obuhvata: otvaranje trupa sa prednje strane i uklanjanje mokraćne bešike, materice, jetre, želuca, crijeva i, zatim, poslije rasijecanja dijafragme, uklanjanje seta iznutrica. Zelene iznutrice (na primjer, digestivni trakt i organi u vezi) i crvene iznutrice (na primjer, jetra, bubrezi i srce) podvrgavaju se dodatnom čišćenju u odvojenim odjeljenjima. Trupovi se, nakon toga, rasijecaju pomoću električne testere, čiste, važu, pregledaju i klasifikuju. Nakon inspekcije, trupovi se sapiraju, a zatim idu na hladjenje/smrzavanje i zrenje (hlađenje u trajanju 24 časa i duže). U nekim klanicama se vrši obrada i prerada mesa (na primjer, sječenje, otkoštavanja), a dalje aktivnosti koje se završavaju izradom gotovih proizvoda (uključujući obradu mesa, mljevenje, miješanje sa aditivima, salamurenje, dimljenje, toplotna obrada i konzerviranje) se obavljaju u fabrikama za preradu mesa. Postoji velika razlika u načinu rasijecanja i obrade trupova goveda i svinja između različitih fabrika za preradu mesa.


132 _________________________________________________________________________

Slika 7.6.1.3. Prikaz proizvodnog procesa u klaonici i proizvodnje otpadnih materija Figure 7.6.1.3. Review of production process in slaughterhouse, and waste matter

production

Gotovi proizvodi iz klanica se otpremaju kao rashlađeni trupovi, polutke, četvrti,

meso u komadima, otkošteno meso, te jestive iznutrice (srce, jetra, pluća i druge). Kože se sole, savijaju, slažu i šalju u fabriku za štavljenje. Utroba, noge, kosti glave ili se šalju u kafileriju za spaljivanje (renderovanje) ili se, u mnogim slučajevima, obrađuju u na licu mesta u prostoriji za spaljivanje. Otpad iz kafilerije je obrađena u sljedećem poglavlju.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 133

Gotovi proizvodi iz fabrike za preradu mesa su: kobasice, konzerve, toplotno obrađeno meso u komadima itd. Kobasice su sastavljene od nadjeva i emulzije, koji se dobije miješanjem mesa sa slaninom, ledom, iznutricama, aditivima i začinima. Kobasice su mješavine različitih sirovina, koje se pakuju ili u ekstrudirane omotače ili omotače koji su napravljeni od crijeva svinja ili drugih životinja. Celulozni materijali se takođe mogu koristi kao omotači za kobasice. Svježe kobasice se mogu pakovati i kao takve prodavati ili se podvrgavaju daljnoj obradi (toplotni tretman i/ili dimljenje. Dimljenje se provodi u pušnicima, tako što se meso i proizvodi od mesa, koji vise, izlažu djelovanju dima nastalog spaljivanjem piljevine tvrdog drveta (iznad 110O

Nastajanje otpada Generation of waste

Karakteristike nastalog otpada zavise od vrste životinje, vrste tehnološke operacije koja je identifikovana kao mjesto nastajanja otpada, veličine fabrike i drugih faktora. Navedeni faktori se reflektuju na vrstu i količinu nastalog otpada (tabela 7.6.1.2). Više od 50% žive mase goveda se ne može preraditi u komercijalne proizvode, 25% mase goveda se treba spaliti ili zahtijeva specijalne uslove odlaganja. Zbog visokog sadržaja vode, oko 25% od žive mase goveda nije pogodno za spaljivanje. Iz tog razloga mesna industrija mora naći metode za bezbjedno odlaganje đubreta, sadržaja crijeva, krvi i drugih sastojaka. Količina otpada nastalog klanjem ovaca je takođe oko 50% žive mase, dok klanjem svinja nastaje manje otpada (25% u odnosu na živu masu).

C). Organska jedinjenja, prije svega krezoli, koji su nastali tokom procesa spaljivanja drveta, proizvodima od mesa daju karakterističan ukus dimljenog mesa. Alternativa procesu dimljenju jeste postupak potapanja mesa u vodeni rastvor dima ili ubrizgavanje rastvora soli, šećera i prirodnih i/ili vještačkih aroma u meso i proizvode od mesa.

Tabela 7.6.1.2. Sirovine dobijene iz trupa juneta, 450 kg žive vage (Izvor Banks, 1994) Table7.6.1.2. Raw materials obtained from the bullock trunk, 450 kg of live weight

Jestivo meso

Jestive iznutrice Koža

Dijelovi sa visokim

stepenom masti

Kosti i komadići

mesa

Nejestive iznutrice i

sadržaj želuca

Krv materijal

suspendovan zbog BSE

160 kg 15 kg 32 kg 45 kg 50 kg 112 kg 16 kg 20 kg

Komercijalno vrijedni dijelovi Nus proizvodi za spaljivanje Otpad Specijalno

odlaganje

Količina nastalog otpada u Evropskoj uniji se računa na osnovu broja zaklanih životinja koji se množi sa koeficijentom prikazanim u tabeli 7.6.1.3 (koeficijent je u funkciji starosti i pola životinje).

Pitanja zaštite životne sredine, koja su specifična za fabrike za preradu mesa, uključuju sljedeće:

• nastajanje čvrstog otpada i sporednih proizvoda (nusproizvoda), • nastajanje otpadnih voda, • zagađenje vazduha, • minimiziranje nastajanja otpadnih materija, • korištenje resursa i


134 _________________________________________________________________________

• tretman otpadnih materija.

Tabela 7.6.1.3. Stvaranje otpada tokom procesa klanja svinja i goveda različite starosti i različitog pola

Table 7.6.1.3. The generation of waste during process of slaughtering pigs and cattle of different age and gender

Vrsta i starost životinje za klanje Količina otpadnih materija (kg)

Gove

da Mlađe od 1 godine 11,4

Između 1 – 2 godine 20 Više od 2 godine 40

Svin

je

Manje od 20 kg Svinje za tovljenje više od 20 kg 2,1 Tovljenici 4,3 Priplodne krmače 8,6 14,3

Operacije koje se provode u klanicama dovode do stvaranja velike količine čvrstog otpada, zagađenog vazduha i zagađene vode. Čak i kada su svi mogući materijali zadržani i prerađeni kao nus-proizvodi i dalje velike količine čvrstog otpada mogu nastati iz mješavine đubreta i mulja iz otpadnih voda. Postoji mnogo supstanci, koje raspršene u vazduhu, daju neprijatan miris. Velika količina jakih zagađivača vazduha potiču iz krvi i iz vode koja je korištena za pranje postrojenja. Ove supstance lako isparavaju i stvaraju neprijatan miris. Na kraju, treba pomenuti i operacije prerade nus-proizvoda, kao što je proces spaljivanja otpada unutar objekata (ili u kafileriji) tokom kojih takođe nastaju materije, koje u vidu neprijatnog mirisa zagađuju vazduh. Čvrsti otpad i sporedni proizvodi (nus-proizvodi) Solid waste and by-products

Aktivnosti u mesnoj industriji mogu da generišu velike količine čvrstog otpada. Otpaci i sporedni proizvodi procesa klanja životinja se mogu generalno podijeliti u sljedeće kategorije: (1) đubriva, sadržaj buraga i crijeva, (2) jestivi proizvodi kao što su krv i jetre, (3) nejestivi proizvodi kao što su dlaka, kosti, perje, (4) tehničke masti i (5) otpadni materijal koji zahtijeva konačno odlaganje. Količina sporednih proizvoda često prelazi 50% žive masa goveda, te 10 do 20% žive mase svinja).

Generisanje čvrstog otpada počinje već kod prijema i držanja stoke u oborima. Otpad sačinjavaju stajnjak, posteljina korištena tokom prevoza stoke, voda za pranje, i često, sakupljanje padavinskih voda. Ako obori za držanje stoke nisu pokriveni, nisu dobro projektovani i izgrađeni i nije održavan sistema upravljanja atmosferskim oborinama, sakupljenje vode mogu postati jako zagađene i predstavljati značajan problem menadžmentu. U slučaju dobrog upravljanja čvrstim otpadom, izmet može da ostane kao otpad i da se tretira i odlaže tokom kompostiranja ili da se neposredno dodaje u zemljište.

Kože su glavni proizvodi klanja goveda. Iako same kože nisu dio čvrstog otpada, one obično sadrže velike količine izmeta i prljavštine. Ovaj materijal se mora ukloniti i sa njime se postupa kao sa otpadnim materijalom, koji će završiti ili u klaonici ili u fabrici za štavljenje kože.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 135

Iako se prerada nus-proizvoda obično obavlja u izdvojenim objektima, neke fabrike za preradu mesa imaju posebne, izolovane dijelove unutar klanice za preradu nusproizvoda klanja (na primjer, prerada krvi i masti) i spaljivanje nejestivih materijala. Ova prerada obično uključuje procese tokom kojih isparavaju različita jedinjenja, pri čemu se razvija neprijatan miris.

Ako su sirovine čiste i svježe, dobijena mast se može koristi za proizvodnju hrane. Krv se može obraditi na takav način da se iz nje dobiju različiti proizvodi, na primjer plazma koja se dodaje u proizvode od mesa (kuvane kobasice) ili se koristi kao sirovina za izradu hrane za kućne ljubimce i za uzradu stočne hrane25

Zagađivači vazduha Air Pollutants (Airborne Wastes)

Zagađenje vazduha iz postrojenja za preradu mesa životinja obično postaje značajno pitanje samo ako oslobađanje mirisa nije kontrolisano. Spaljivanje na licu mesta može stvarati velike probleme. Objekati za spaljivanje (kafilerije) su skoro uvijek izvori neprijatnog mirisa. Problem se može držati pod kontrolom ako se za njegovo suzbijanje i tretman isparljivih materija koriste vlažni skruberi. Zagađivači vode Water Pollutants (Waterborne Wastes)

. Odvojeno od klanica i fabrika za preradu mesa, često se grade specijalizovane fabrike

za preradu nusproizvoda dobijenih klanjem životinja (kafilerije). U njima se prerađuju otpaci nastali u različitim sektorima, uključujući: objekte za klanje i preradu mesa, uzgoj i preradu peradi, prodavnice mesa i objekate za uzgoj stoke. Tokom spaljivanja otpadaka dolazi do odvajanja masti i proteinskog materijala. Tokom topljenja masti koriste se metode vlažnog topljenja masti i suvog topljenja masti. Najčešće se koristi vlažno topljenje masti u autoklavu. Masti se prikupljaju i koriste za izradu tehničkih masti i drugih proizvoda. Proteinski materijal, nastao spaljivanjem otpadaka, koristi se kao dopuna stočnoj hrani.

Ako se u klanici provodi dobra praksa rada, opterećenje zbog otpada u čvrstom stanju i organskih otpada na ulazu u vodenu fazu mogu se minimizirati. Materijal koji je odvojen prije odlaganja zahtijeva određeni tretman. Spaljivanje nekih od ovih frakcija je neekonomičano zbog visokog sadržaja vode i niskog sadržaja masti u njima. U ovu grupu materijala spadaju: đubrivo, sadržaj crijeva i materijal sakupljen u oborima, materijal koji je izdvojen iz otpadnih voda na hvatačima masti, rešetkama, DAF sediment i dlake (ako ne postoji tržište za prodaju navedenih materijala). Ostali ostataci koji sadrže visok procenat proteina i masti, kao što su komadići mesa i obresci, nejestive iznutrice i skeletni materijali, mogu biti podvrgnuti tretmanu za izdvajanje masti, a zatim osušeni za proizvodnju mesnog i koštanog brašna.

Tokom skoro svih operacija u toku klanja i prerade životinja nastaje određena količina otpadnih voda. Tokom nekih operacija, kao što su šurenje svinja i dio faze čišćenja i skidanje dlaka, nastaje velika količine otpadnih voda. U ostalim tehnološkim operacijama najveća količina otpadne vode nastaje tokom čišćenja i ispiranja trupova nakon rasijecanja. 25 Prikupljena krv se filtrira i centrifuje da se iz nje uklone krupne čestice. Plazma sadrži oko 8% suve materije i koncentriše se pomoću reverzne osmoza ili nanofiltracije, nakon čega se homogenizuje i suši primjenom sprej postupka. Alternativno, plazma se može koncentrisati vakuum uparavanjem. Frakcija eritrocita se može poslije centrifugiranja sušiti sprej postupkom i koristi kao prirodni pigment u industriji mesa, kao đubrivo ili hrana za kućne ljubimce/životinje.


136 _________________________________________________________________________

Voda se koristi za čišćenje i dezinfekciju opreme i prostorija tokom klanja životinja i tokom operacija prerade mesa i izrade gotovih proizvoda. Značajne količine otpadnih voda se generišu u oborima i stajama za držanje životinja, kotlovnici za proizvodnju pare, rashladnim postrojenjima, kompresorskim stanicama, te na bojlerima za zagrijavanje vode i opremi za proizvodnju vakuuma. Prilikom analize otpadnih voda, u obzir treba uzeti otpadne vode iz toaleta, kupatila, kuhinje i laboratorije. Učešće otpadnih voda iz različitih faza je promjenjivo i različito u odnosu na ukupnu količinu otpadnih voda iz fabrike (slika 7.6.1.4).

Slika 7.6.1.4. Količina vode koja se troši tokom različitih faza rada u klaonici (Banks i

Wang,2006) Figure 7.6.1.4. The amount of water consumed during the different phases of work in

slaughterhouse

U otpadnim vodama se nalaze krv, đubrivo iz buraga (goveda), čvrste masti,

komadići mesa, masti, ulja i dlake. U svakom goveđem želucu se nalazi 55 do 80 kg đubriva. Obično je potrebno stotinu litara ili više vode za ispranje jednog buraga. Ova količina se može smanjiti prikupljanjem čvrstog otpada prije pranja prostorija. Pranje radne odjeće je operacije koja doprinosi povećanju nastalog otpada. Količina nastale otpadne vode zavisi od projekta fabrike, načina rada i metoda koje se koriste za pranje. Pored toga, količina nastalih otpadnih voda zavisi od vrste životinje (tabela 7.6.1.4).

Opterećenost otpadnih voda iz fabrika za preradu mesa se može prikazati na različite načine. U literaturi se najčešće koriste sljedeći parametri: biološka potrošnja kiseonika (BPK), hemijska potrošnja kiseonika (HPK) i čvste suspendovane materije (SS). Neke vrijednosti parametara opterećenosti otpadnih voda su prikazane u tabeli 7.6.1.5. Količina nastalih otpadnih voda zavisi od vrste operacije koja se provodi (tabela 7.6.1.6).

U slučaju klanja i obrade trupova svinja, ubijeni i iskrvareni trupovi se šure potapanjem u bazen sa vrelom vodom, pri čemu se trupovi na ovaj način peru i pripremaju za skidanje dlake. Rezervoar za šurenje se stalno preliva čime se sprečava da čvste i nerastvorene materije (zagađivači) pređu prihvatljiv nivo. Ovaj višak vode predstavlja glavni izvor otpadnih voda iz procesa obrade trupova svinja. To se može porediti sa sistemom prelivanja vode iz bazena za šurenje pilića, ćuraka i patki. BPK5 bilo koje od ovih otpadnih voda iz bazena za šurenje je obično u rasponu od 2.000 do 5.000 mg/l.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 137

Tabela 7.6.1.4. Nastajanje otpadnih voda u mesoj industriji (adaptirano izBanks, Wang Z. 2006)

Table 7.6.1.4. The generation of wastewater in meat industry

Vrsta životinje Klanica Fabrika za preradu mesa

Goveda 1495 l/životinji 826 l/životinji 2879-3255 l/težini žive vage 6968 l/težini žive vage 700-1000 l/životinji Svinje 2028-5115 l/težini žive vage 9539 l/težini žive vage 227-379 l/životinji 541 l/životinji Ovce 100-150 l/životinji

Krv, koja ima najveći doprinos visokom riziku od otpadnih voda, ima BPK5

Minimiziranje otpada Minimizing of waste

Pranjem goveda, svinja ili drugih živih životinjama poslije njihovog prijema u klanice, može se značajno uticati na smanjenje količine čvrstog otpada koji nastaje u oborima. Drugi bitan izvor čvrstog otpada kojim se treba upravljati, jeste talog koji nastaje tokom tretmana otpadnih voda i tokom kontrole zagađenja vazduha. Ako se procesima koji utiču na stvaranje ovog otpada upravlja na adekvatan način, onda se nastali čvrsti otpad može iskoristi kao sirovina za spaljivanje u kafileriji. Korist od spaljivanja otpada je dvojak: smanjenje količine čvrstog otpada koji je potrebno odložiti na odgovarajući način i povećanje količine stočne hrane (mogućnost da se materijal dobijen spaljivanjem u kafileriji koristi kao sastojak stočne hrane).

veći od 150.000 mg/l. Najveći dio krvi u vodu dospijeva tokom faza ubijanja i iskrvarenja. Proces se nastavlja tokom sljedećih faza obrade trupova, kada se curenje krvi iz trupa nastavlja. Normalno, svaki sljedeći korak obrade u fabrici za preradu mesa je manje važan kao izvor krvi od koraka prije njega. U fabrikama se obično kombinuju otpadne vode iz svih izvora, odnosno iz svih faza (tehnoloških operacija) za preradu mesa. Operacije sječenja i pakovanja (pandleraj) su operacije tokom kojih nastaje određena količina otpadnih voda. Crijeva se koriste za izradu jestivih proizvoda, kao što su kobasice, zbog čega se crijeva trebaju očistiti. Ukoliko se ne koriste u jestive svrhe, crijeva se šalju na spaljivanje u kafileriju. Crijeva za izradu omotača za kobasice se konzervišu soljenjem ili sušenjem. Ova operacija utiče na povećanje sadržaja masti i natrijum hlorida u otpadnim vodama.

Kuvanje se koristi za uklanjanja mišićavog dijela želuca životinja. Ovaj proces utiče na povećanje sadržaja masti i supendovanih čestica u otpadnim vodama. Sve mašine koje se koriste tokom obrade želuca se peru više puta tokom dana. Vode koje potiču od pranja mašina i prostorija su glavni izvor otpadnih voda u objektima za klanje svih vrsta domaćih životinja.


138 _________________________________________________________________________

Tabela 7.6.1.5. Hemijski sastav otpadnih voda iz mesne industrije (adaptirano iz Banks, Wang Z. 2006)

Table 7.6.1. 5. Chemical composition of wastewater from meat industry)

Parametar Vrsta životinje

Svinje Goveda Miješano pH 7,1-7,4

6,5-8,4 6,7-9,3 7,3

HPK (mg/l) 960-8290 3000-12873 3015

BPK (mg/l) 2220 7237 900-2500 1030-1045 448-996 635-2240

Suspenzije čvrstih čestica (SS) (mg/l) 367 3574

900-3200 633-717 467-820 457-929

Azot (mg/l) 253 378 122 154 113-324

Fosfor (mg/l) 154 79 30

Tabela 7.6.1.6. Sastav otpadnih voda iz klaonice Table 7.6.1.6. The composition of wastewater from slaughterhouses

Izvor SS (mg/l) Organski N (mg/l) BPK (mg/l) pH

Mjesto za klanje 220 124 825 6,6 Slivnik krvi i vode 2690 5400 32000 9,0 Rezervoar za šurenje 8360 1290 4600 9,0 Salamurenje mesa 610 33 520 7,4 Pranje crijeva 15120 643 13200 6,0 Nusproizvodi 1380 186 2200 6,7

SS- susspendovane materije, BOD – biohemijska potrošnja kiseonika

Da bi se smanjila količina otpadnih voda, đubrivo iz želuca zaklanih životinja, treba da se prikuplja suvim postupcima (suvi sistem za prikupljanje i suvi transport). Pored toga, jednom dnevno (ili češće), treba da se temeljno očiste prostorije fabrike. Za obavljanje ove operacije na raspolaganju stoje različite tehnike: prikupljanje materijala pomoću lopate, čišćenje pomoću vazdušnog mlaza ili korištenjem drugih suvih metoda. Sav materijal koji se skupi tokom klanja, iskrvarenja i čišćenja procesne opreme i prostorija može se preraditi u stočnu hranu tako što će se spaliti u postrojenjima za spaljivanje u samoj fabrici ili u kafileriji izvan fabrike.

Minimiziranje nastale količine otpadnih voda treba započeti već u oborima u kojima se drži stoka, tako što će se smanjiti vrijeme zadržavanja stoke u njima (smanjuje se potreba za pranjem površina) ili prikupljanjem đubreta i drugih otpada u čvrstom stanju. Minimiziranje vode koja se koristi za ispiranje krvi se može postići tako što će se krv efikasnije prikupljati iz korita. To se postiže dizajniranjem korita za prikupljanje krvi, tako što


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 139

će se ugraditi poseban odvod za skupljanje krvi u rezervoaru krvi i nakon prvog ispiranja vodom. Samo rezidualne količine krvi mogu da dospiju u odvod za prikupljanje glavne količine otpadnih voda. Uobičajen metod za minimiziranje količine otpadnih voda iz faze evisceracije može se postići tako što će se sadržaj crijeva odmah isprati i omogućiti da se uz pomoć vodenog toka, đubre transportuje u sistem za preradu otpadnih voda. Druga mogućnost jeste da se ugradi sistem za prikupljanje i transport sadržaja crijeva u „suvom“ stanju. To je moguće uraditi ugradnjom preumatskog sistema za transport sadržaja crijeva direktno na đubrište. Na ovaj način se značajno smanjuje potreba za vodom i nastaje značajno manja količina otpadnih voda. Crijeva se prije daljne prerade moraju isprati vodom, ali to su veoma male količine vode u poređenju sa količinom vode koja je potrebna za ispiranje i transport đubreta. Za ispiranje crijeva se može upotrijebiti reciklirana voda, a samo za konačno ispiranje treba se upotrijebiti čista voda.

U procesima klanja životinja i sječenje trupova (pandleraj), mjere koje će doprinijeti minimiziranju količine otpadnih voda, povezane su sa pažljivijim radom i smanjenjem količine komadića mesa i masnog tkiva koje se baca u slivnike. Ove mjere uključuju korišćenje finih mreža za pokrivanje otvora kanalizacije, ukazivanje operaterima potrebu korištenja posude za prikupljanje otpadaka, kao i korišćenje dobro dizajnirane opreme za transport tacni. Važno je, da se za uklanjanje čvrstog materijala primjenjuje postupak čišćenja površina „na suvo“, na primjer, prije ispiranja neke površine, potrebno ju je usisati pomoću ciklonskih usisivača.

Zaposleni mogu primijenjivati i druge metode za smanjenje količine upotrebljene vode. Te metode same po sebi neće smanjiti organsko opterećenje otpadnih voda, ali će smanjiti obim zahtijevanog tretmana, i eventualno mogu uticati na izbor načina tretmana koji će se upotrijebiti. Postupci za minimiziranje vode obuhvataju:

• izbjegavanje upotrebe sprej mlaznica za pranje trupova, čime se može smanjiti potrošnja vode čak za 20%,

• korišćenje sistema za kondenzaciju pare na mjestu pranja rezervoara za uklanjanje dlake i papaka,

• za ispiranje koristiti crijeva koja imaju ugrađene ventile, • izabrati dobro sredstvo za pranje, • ponovno korištenje čiste vode (na primjer, vode iz rashladnog sistema) za prvo

ispiranje poda u oborima za držanje stoke.

Što se tiče zagađenja vazduha, i još konkretnije, nastajanja neprijatnog mirisa, najbolja strategija za njegovo minimiziranje jeste ona koja zahtijeva da se objekat održava besprekorno čistim. Na taj način će se minimizirati proces truljenja organskih materija. Proizvodi bioraspadanja organskih materija (masne kiseline, amini, amidi) i sumporna jedinjenja (vodonik sulfid i merkaptani) su uzrok za nastajanje neprijatnog mirisa u prostorijama za preradu. Tretman i odlaganje otpada Treatment and Disposal of Waste

Postoji značajna sličnost između načina upravljanja otpadom u procesima proizvodnje i prerade svih vrsta crvenog mesa. Meso goveda, meso svinja i meso većine drugih vrsta životinja od kojih se dobija crveno meso su izvor čvrstog otpada, zagađivača vazduha i zagađivača vode, sa kojima se upravlja na isti način.


140 _________________________________________________________________________

Odlaganje čvrstog otpada iz klanice zakopavanjem u zemlju, bilo po površini ili na deponiji, je uobičajena praksa od prije mnogo godina, ali zabrinutost zbog prenošenja egzotičnih bolesti sa životinja na ljude, uticalo je na pad ove prakse u Evropi tokom proteklih nekoliko godina. Prema propisu EU o načinu odlaganja čvrstog otpada iz klanica, zabranjuje se odlaganje svih vrsta otpadnih materija životinjskog porijekla u zemljište, sa izuzetkom đubriva i sadržaja digestivnog trakta, i to samo onda kada „nadležni organ smatra da ne predstavljaju rizik od širenja bilo kakve ozbiljne bolesti“. I u ovom slučaju postoji ograničenje za odlaganje sadržaja digestivnog trakta na zemljištu koje se koristi za ispašu stoke. Klanice u EU, takođe, ne smiju bez prethodnog tretmana ispuštati krv na tlo ili u sistem za tretman otpadnih voda. Prije nego se odloži na tlu, krv se mora tretirati na jedan od sljedećih načina: korištenje postrojenja za spaljivanje, korištenje postrojenja za proizvodnju biogasa ili korištenje postrojenja za kompostiranje

Čvrsti otpad

Većina otpada iz fabrika za preradu mesa su organskog porijekla. Kao takav, čvrsti otpad se može upotrijebiti. Izmet, a možda i sadržaj iz želuca, se uspješno može preraditi u postrojenjima za kompostiranje i tako pretvoriti u koristan materijal, kao što su đubrivo ili agent za poboljšanje zemljišta. Pored toga, sadržaj iz želuca se može nakon spaljivanja upotrijebiti u izradi stočne hrane. Ostali čvrsti materijali koji se dobijaju tokom klanja i prerade trupova životinja se mogu upotrijebiti kao stočna hrana nakon odgovarajućeg postupka spaljivanja u kafileriji.

26

Posebno rizični materijali (SPO)

). Posebno rizični materijali

27

Odvojeni SPO treba da se unište spaljivanjem kod minimalne temperature od 850°C. Prije spaljivanja materijal se treba usitniti na odgovarajuću veličinu i termički tretirati u skladu sa definisanim uslovima (vrijeme, temperatura i pritisak)

su tkiva goveda koja sadrže agent koji može uticati na prenos bovine spongiformen cephalopathy (BSE), ili transmissible spongiformen cephalopathy (TSE). Ljudi koji su jeli BSE meso mogu oboljeti od Creutzfeldt-Jakobs-ovebolesti (vCJD). Iako se obično ne koristi za ishranu, tokom različitih aktivnosti u procesu prerade, može doći do slučajnog miješanja SPO tkiva sa proizvodima od mesa proizvedenim za ishranu ljudi. Dakle, SPO se trebaju pažljivo odvojiti od trupova prije nego što se oni prerade u komercijalno vrijedne sporedne-proizvode, bilo za ishranu ljudi, bilo za ishranu životinja.

28

26Kompostiranje se može definisati kao biološka razgradnje organskih materijala u aerobnim uslovima u relativno stabilne proizvode, pod uticajem različitih mikroorganizama, kao što su gljivice, bakterije i protozoe. Proces kompostiranja se može podijeliti u dvije glavne faze: stabilizacija i sazrevanje. 27 U SPO se ubrajaju lobanje, mozak, nervi vezani za mozak, oči, krajnici, kičmena moždina i nervi u sastavu kičmene moždine goveda starosti od 30 ili više mjeseci, i distalni ileum (dio tankog crijeva) goveda svih uzrasta. U skladu sa Uredbom No.1774/2002 Evropskog parlamenta u SPO se ubrajaju: I) kod goveda starijih od 12 mjeseci: lobanja, uključujući mozak i oči, krajnici, kičmena moždina i kičmeni stub, osim pršljenova iz repnog dijela i poprečnog dijela lumbalnih pršljenova, ali uključujući leđni korijen ganglijama, II) goveda svih uzrasta: crijeva od duodenuma do rektuma. 28Dodatne informacije su date u Regulation No. 1774/2002 of the European Parliament, European Community (2002)

. Spaljivanje treba da se sprovodi u specijalizovanim objektima u skladu sa važećim propisima i uz pribavljanje relevantne dozvole. Bolesne i iznemogle (povređene) životinje


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 141

Životinje koje su uginule tokom transporta, kao i oboljele ili mrtve životinje iz karantina, treba da budu odvojene i transportovane u odvojene objekte u zasebnim kontejnerima za tretman i konačno odlaganje. U zavisnosti od rizika, tokom klasifikacije životinja treba uključiti oboljele životinje i životinje kod kojih postoji sumnja da su oboljele od BSE. Tipične procedure za odlaganje bolesnih ili mrtvih životinja uključuju sljedeće:

• sakupljanje životinja, koje nisu odobrene za redovnu proizvodnju od strane veterinarske inspekcije, izdvajanje materijala dobijenog klanjem takvih životinja i njihovo slanje u klanice za prinudno klanje. Ovo izdvajanje je neophodno jer procesi obrade u postrojenjima za spaljivanje mogu zahtijevati veći pritisak, temperaturu i trajanje, u skladu sa rizikom klasifikacije otpada

• tokom prikupljanja, kako bi se sprečilo truljenje, nastajanje neprijatnih mirisa i privlačenje štetočina, leševe treba čuvati kod niskih temperatura. Vrijeme čuvanja treba svesti na minimum kako bi se smanjili troškovi usljed trošenja energije za hlađenje

• transformacija u bio-gas ili kompostiranje poslije sterilizacije kod visokog pritiska • korištenje usluga kompanije, koja ima odobrenje lokalnih vlasti da odlaže lešine i

koja ima potrebnu opremu da na adekvatan način izvrši sanaciju ili spaljivanje/ko-spaljivanje (u zavisnosti od uzroka)

• ako ne postoje preduzeća ovlašćena za prikupljanje leševa, a nakon odobrenja lokalnih veterinarskih vlasti, dozvoljeno je spaljivanje ili zakopavanje leševa na licu mjesta. Bilo da je na licu mjesta ili izvan fabrike, zakopavanje lešina treba da se obavi sa odgovarajućim mašinama i na stabilnom zemljištu, zemljištu niske propustljivosti i fizički dovoljno udaljenom od zgrada i vodnih resursa, kako bi se izbjegla kontaminacija usljed isparavanja ili procjednih voda.

Čvrsti otpad životinjskog porijekla koji se može preraditi (nusproizvodi)

Čvrsti otpad životinjskog porijekla se može preraditi u komercijalne sporedne proizvode na sljedeći način:

• posebne mjere kontrole treba preduzeti da se odvoje tkiva visokog rizika u skladu sa preporučenim praksama upravljanja SPO, kako je gore navedeno

• izbjegavati preradu otpadnih materijala za ishranu životinja iste vrste • koristite kosti, isječke, kopita, rogove i druge otpatke (koji se inače ne koriste za

proizvodnju stočne hrane, na primjer, koštanog brašna) u fabrici ili ih prodavati trećim licima

• očišćen želudac koristiti kao hranu, stočnu hranu ili hranu za kućne ljubimce • očišćena crijeva upotrijebiti kao hranu ili omotače za kobasice • prikupiti mast iz trbušne šupljine (loj) i koristi je kao stočnu hranu, ako je

prikupljena u relativno čistom obliku. Loj se može koristiti i u druge svrhe: u proizvodnji bio-goriva ili u proizvodnji sapuna itd

• ukloniti sluzokožu tankog crijeva (mukoznu membranu iz tankih crijeva svinja) i spriječiti njeno odlaganje u otpadnoj vodi. Posljedica bacanja mukoze u sredinu, ogleda se u povećanju biohemijske potrošnje kiseonika (BPK5

• poboljšanjem kvaliteta i vrijednosti, goveđa koža se može prodati fabrici za štavljenje. Ovaj postupak obuhvata sprečavanje povreda i nastanka modrica kod

), a sa druge strane ima primjenu u farmaceutskoj industriji za proizvodnju heparina. Alternativno, nakon razgradnje pomoću anaerobnih bakterija, mukoza se može upotrijebiti za proizvodnju bio-gasa


142 _________________________________________________________________________

stoke tokom transporta i manipulisanja, održavanja higijene u oborima, korišćenje zaobljenih noževa kod ručnog skidanje kože, pranje, konzervisanje ili hlađenje ili sušenje u cilju smanjenja kvarenja pod uticajem bakterija u toku transporta do fabrika za štavljenje

• isljučiti ishranu životinja 12 sati prije klanja, kako bi se smanjila količina đubriva i smanjio rizik tokom klanja od kontaminacije trupova sadržajem iz crijeva i đubrivom

• obezbijediti dovoljan kapacitet za skladištenje đubriva do trenutka kada će se ono odvesti i upotrijebiti za poljoprivredne ili druge svrhe

• prikupljanje i kompostovanje sadržaja iz želuca i crijeva i stajnjaka (poželjno ga je ukloniti u „suvom“ obliku, bez miješanja sa tečnostima i pod uslovom da ne potiče od oboljelih životinja) upotrebiti ga kao đubrivo ili u druge poljoprivredne svrhe. Kod klanja goveda, u želucu životinja se nalazi značajan sadržaj organskih materija (oko 10, 40, i 50 kg, za telad mlađu od godinu dana, bikove i krave, respectively).

Mulj koji potiče iz tretmana otpadnih voda

Za dalje smanjenje količine otpada iz procesa za prečišćavanje otpadnih voda treba razmotriti sljedeće mjere:

• odvojiti otpadne vode koje sadrže đubrivo i sadržaj digestivnog trakta (na primjer, voda koja potiče sa površina za prijem živih životinja, voda iz obora, voda od čišćenja kamiona i voda iz drugih odjeljenja). Obrađen materijal dobijen na ovaj način se može koriste za đubrenje poljoprivrednog zemljišta. Ponovna upotreba materijala koji se može odvojiti tokom pripremnih procesa (na primjer, kod pregleda materijala, suspendovanja materijala i emulzije masti iz flotacije) u proizvodnji sporednih proizvoda visokog kvaliteta (na primjer, hrana za kućne ljubimce ili tehničke masti za proizvodnju oleohemikalija)

• povećati kvalitet mulja za eventualnu upotrebu kao đubrivo u poljoprivredi, time što će se smanjiti ili eliminisati broj patogena kao što su E. coli 0157, Campilobacter i Salmonella kroz kontrolisani aerobni tretman (kompost) i anaerobnu digestiju (bio-gas)

• materijale sa visokim sadržajem organskih supstanci (na primjer, krv, masti i stajnjak) obraditi sa anaerobnim bacilima u cilju generisanja i kasnijeg korišćenja za proizvodnju bio-gasa

• ako nema drugih alternativa, masti treba odložiti na deponiju.

Tretman otpadnih voda nastalih u klanicama i/ili fabrikama za preradu mesa, gdje se obrađuju crveno meso i proizvodi od njega, obično se sastoji od biološkog tretmana, prethodog sortiranja i primarne sedimentacije. Moguće je primijeniti i neke druge tehnološke postupke. Stepen obrade otpadnih voda, koje se ispuštaju u kanalizacioni sistem, može biti manji od stepena tretmana otpadnih voda koje se direktno ispuštaju u vodotok. BAT i druge raspoložive tehnologije zahtijevaju da sistem za prečišćavanje otpadnih voda iz mesne industrije obuhvati: tretman koji se sastoji od niza bazena taloženje i preliv, postrojenje za flotaciju pomoću vazduha i srednji biološki tretman (sve klanice); te postrojenje za nitrifikaciju u malim kapacitetima i dodatnu denitrifikaciju u velikim klanicama. U nekim slučajevima postoji mogućnost da se odvajanje otpadnih voda može obaviti pomoću određenog predtretmana ili, u nekim slučajevima, pomoću obilaznica za

Tretman otpadnih voda


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 143

manje kontaminirane protoke. U zavisnosti od lokalnih uslova i propisa, vode iz kotlarnice i rashladnih sistema se mogu odvojiti i direktno prazniti ili se koristi za čišćenje u nekim sporednim operacijama (čišćenje obora i sl). Materijali dobijeni iz procesa flotacije mogu se koristi kao sirovina za kafileriju, što rezultira proizvodnjom vrijednih sastojaka stočne hrane. Otpadne vode iz industrijskog procesa

Otpadne voda iz prerade mesa, zbog prisustva krvi, loja i sluzokože (mukoze), obično imaju visok sadržaj organskih materija i samim tim visoku biohemijsku potrošnju kiseonika (BPK) i hemijsku potrošnju kiseonika (HPK). Otpadne vode mogu da imaju visok sadržaj azota (iz krvi) i fosfora, patogenih i ne-patogenih bakterija, virusa i jaja parazita. Deterdženati i dezinfekciona sredstava, uključujući kiseline, baze i neutralna jedinjenja, sredstva za dezinfekciju i tečni parafin, mogu ući u tok otpadnih voda tokom čišćenja objekata.

U kontekstu ukupnog ESH sistema za upravljanje otpadnim vodama treba: • razumjeti kvalitet, kvantitet, učestalost i izvore zagađivača otpadnih voda u

njihovim instalacijama. Ovo uključuje znanja o lokacijama, putevima i integritetu unutrašnjeg sistema odvodnjavanja i tačkama ispuštanja

• planirati i sprovesti razdvajanje otpadnih voda na industrijske, komunalne, sanitarne i atmosferske, kako bi se ograničila količina vode koja zahtijeva specijalizovan tretman

• identifikovati mogućnosti da se spreči ili smanji zagađenje otpadnih voda primjenom mjera tipa reciklaža/ponovna upotrebu u okviru vlastite fabrike, zamjena sirovina, promjene u procesu (na primjer, promjena tehnologije ili uslova rada)

• procijeniti usaglašenost parametara otpadnih voda sa važećim: (i) standardom za kvalitet vode kod ispuštanja (ako se otpadne vode ispuštaju u površinske vode ili kanalizaciju) i (ii) standardom za kvalitet vode za ponovnu upotrebu (na primjer, ako će se otpadne vode ponovo koristi za navodnjavanje).

Tehnike za sprečavanje zagađenja otpadnih voda obuhvataju: • uklanjanje čvrstog otpada prije nego što on uđe u tok otpadnih voda • na slivnike/šahtove i kanale za sakupljanje vode sa poda ugraditi poklopce i/ili

filtre da se smanji količina materija koje ulaze u tok otpadnih voda prikupljati krv za proizvodnju hrane, stočne hrane ili za preradu u

farmaceutskoj industriji stajnjak iz stočnog depoa i sa vozila kojima je stoka prevežena sa farme,

treba da bude uklonjen tokom čišćenje, odnosno dok je u još čvrstom stanju sadržaj želuca i crijeva treba ukloniti i transportovati na skladište izvan

objekta u suvom stanju, koristeći pumpe, pužne trake ili kolica i prikupljati ga za dalju reciklažu. Iznutrice bi trebalo transportovati pomoću vakuuma ili sistema sa komprimovanim vazduhom

spriječiti bacanje čvrstog otpada direktno u vodu. Ovo se posebno odnosi na otpad iz stočnog depoa.

Obrada otpadnih voda iz procesa

Tehnike za tretiranje otpadnih voda iz industrijskih procesa u ovom sektoru uključuju: ugradnju zamki za hvatanje masti, skimera ili separatora za ulje i čvrste ploveće materije; sedimentaciju suspendovanih materije smanjenjem količine upotrebljenih sredstava za taloženje; biološki tretman, obično anaerobni tretman za smanjenje


144 _________________________________________________________________________

rastvorljivih organskih materija (BPK); uklanjanje bioloških hranljivih materijla - smanjenje sadržaja azota i fosfora, hlorisanje efluenta dezinfekcija kada je potrebno; odvodnjavanje i odlaganje ostataka, u nekim slučajevima kompostiranje. Dodatni zahtjevi kontrole mogu se odnositi (i) na potrebu da se uklone jaja parazita i (ii) na potrebu da se neutrališu neprijatni mirisi.

Upravljanje otpadnim vodama uključuje održavanje vode, prečišćavanje otpadnih voda, upravljanje atmosferskim i otpadnim vodama i praćenje kvaliteta vode (monitoring). Industrijske otpadne voda generisane su tokom operacija u industriji i uključivanje otpadnih voda iz procesa, otpadnih voda iz uslužnih poslove, kondenzata iz procesa i vode iz drugih aktivnosti (otpadne vode iz laboratorije, oprema za održavanje prodavnice, itd). Među zagađivačima industrijskih otpadnih voda mogu se naći: kiseline i baze (izraženo kao niska ili visoka pH vrijednost), rastvorljive organske hemikalije koje povećavaju utrošak rastvorenog kiseonika, suspendovane materije, hranljive materije (fosfor, azot), teški metali (kadmijum, hrom, bakar, olovo, živa, nikl, cink), cijanidi, otrovne organske materije, masnoće itd. Prenos zagađivača iz vode u drugu sredinu (vazduh, zemljište treba minimizirati kroz procese kontrole i tehničku kontrolu. Ostali tokovi otpadne vode i potrošnja vode

Smjernice za upravljanje ne-zagađenom otpadnom vodom, koja se uključuje u javnu kanalizaciju, ne-zagađenom atmosferskom vodom, sanitarnim otpadom, su diskutovne u General EHS Guidelines. Sanitarne otpadne vode iz industrijskih postrojenja mogu biti otpadne voda iz fabričke kanalizacije, kuhinje, perionica veša i drugih službi koje koriste zaposleni. Zagađeni tokovi treba da budu usmjereni u sistem za preradu otpadnih voda iz industrijskog procesa. Karakteristika industrije za preradu mesa jeste povećana potrošnja kvalitetne vode, što je važan element za osiguranje bezbjednosti hrane. Voda se koristi za napajanje i pranje stoke, čišćenje vozila, šurenje svinja, sapiranje trupova i nusprodukata, kao i čišćenje i dezinfekciju opreme i proizvodnih prostorija. Preporuke za smanjenje potrošnje vode, posebno tamo gde su ograničeni prirodni resursi, date su u opštim EHS smjernicama.

Monitoring program otpadnih voda i kvaliteta vode, uz adekvatne resurse i upravljanje monitoringom, treba da budu razvijeni i sprovedeni da se ispune cilj(eve) monitoring programa.

Prečišćavanje otpadnih voda iz mesne industrije se provodi kroz dvostepeni tretman (primarni i sekundarni). Uklanjanje đubriva je obično prva faza tretmana otpadnih voda iz klaonica. Zajedno sa tom vodom treba obraditi i vodu sa hvatača masti iz proizvodnih prostorija. Ako se primjenjuje opcija zajedničkog prečišćavanja, postupak se može obaviti na jedan od sljedećih načina: korištenje pregrađenog bazena ili flotacije pomoću rastvorenog vazduha (DAF). Tipičan hvatač masti ima vrijeme zaustavljanja od oko 30 minuta. Ovaj period ne treba da bude duži od 1 sata. Do koagulacije masti u rezervoarima dolazi zbog hlađenja. Nakon toga, čvrsta mast se prirodnom flotacijom odvaja u komorama sa pregradama. Mast se na kraju uklanja skidanjem pjene. Na slici 7.6.1.5. je prikazana tipična izvedna DAF postrojenja.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 145

Slika 7.6.1.5. Proces prečišćavanja otpadnih voda (Banks, Wang, 2006)

Figure 7.6.1.5. The process of wastewater treatment

Cilj sekundarnog tretmana jeste da se smanji BPK u otpadnim vodama izdvajanjem organskih materija poslije primarnog tretmana. Ovaj tretman se provodi u tečnom stanju. Sekundarni tretman može da koristi fizičke i hemijske postupke, ali se za tretman otpada iz mesne industrije obično favorizuje biološki tretman. Opis različitih postupaka tretmana otpadnih voda prevazilazi obim ove knige.

• oblasti u kojima se kreće stoka mogu biti izvor organske prašine

Zagađivači vazduha

Tretman materija nosilaca neprijatnog mirisa (zagađivači vazduha koji nastaju u objektima za preradu crvenog mesa) podrazumijeva njihovo suzbijanje i ispiranje u struji tečnosti. Suzbijanje obično znači trenutno sprečavanje emisije. Ako postoji kafilerija na istoj lokaciji, suzbijanje uključuje održavanje negativnog pritiska u zgradama (u odnosu na atmosferski pritisak izvan zgrade). Tokom vjetrovitog perioda, neophodana je veća razlika pritiska. Strujanje velike količine vazduha konstantnom brzinom iz unutrašnjosti zgrade prema vani, stvara negativni pritisak. Kontrola neprijatnog mirisa se postiže ispiranjem vazduha kroz vlažne uređaje za ispiranje.

U industriji prerade mesa miris je često najveći oblik zagađenja vazduha. Glavni izvori mirisa u procesu prerade mesa su postupci spaljivanje dlake, šurenje, tretman otpadnih voda, spaljivanje čvrstog organskog otpada u kafileriji i procesi isparavanja u kojima se formiraju kondenzati sa neprijatanim mirisom.

Emisija čvrstih čestica obično nije značajana, mada određena količina čestica može biti emitovana tokom opaljivanja dlake i dimljenja mesa. Sprečavanje mirisa

• pasterizovanje organskog materijala prije prerade u cilju zaustavljanja bioloških procesa može stvarati miris

• instalacija opreme u kafilerijama se provodi u zatvorenim prostorijama i provodi se pod negativnim pritiskom u odnosu na normalan vazdušni pritisak


146 _________________________________________________________________________

• smanjiti zalihe sirovih trupova, otpadaka i nusprodukata i čuvati ih kratko vrijeme u hladnom, zatvorenom, dobro provjetrenom mjestu

• dobro zatvoriti nusproizvode (na primjer, u natkrivenim kontejnerima ili vozilima) u toku transporta, utovara - istovara, skladištenja

• blagovremeno očistiti staje peradi i stoke Kontrola mirisa

U zavisnosti od lokacije objekta i blizine drugih industrijskih, komercijalnih ili stambenih četvrti, smanjenje mirisa može uključiti jednu ili više od sljedećih tehnika:

• sagoriti dimne gasove nastale u procesima opaljivanja dlake i dimljenja mesa, • koristiti izduvne cijevi iz procesa spaljivanja i dimljenja, koji su u skladu sa

praksom kao što je opisano u Opšte smjernice EHS, • upotrijebiti uređaj sa vlažnim postupkom uklanjanje mirisa za materije nosioce

mirisa sa visokim afinitetom za vodu, kao što su amonijak koji se emituje tokom procesa spaljivanja mesa i nusprodukata (proteina)

• kondenzovati pare iz procesa spaljivanja u kombinaciji sa uređajem za vlažno uklanjanje mirisa

• koristiti biofilter • prevesti materije nosioce mirisa u materije sa niskim intenzitetom mirisa.

• čišćenje i održavanje vlage u objektima za držanje stoke i peradi

Prašina/Čestice

Prašina i čestice su uglavnom povezane sa postupcima rukovanja sa stokom i procesima spaljivanja. Mjere prevencije uključuju sljedeće aktivnosti:

• smanjenje količine prašine smanjenjem površine zemljišta koja nije asvaltirana i pod zelenilom, te saditi živicu ili praviti ogradu kako bi se smanjila turbulencija vjetara

• koristiti gas umjesto mazuta za procese spaljivanja.

Za poboljšanja efikasnosti korištenja energije tokom grijanja i hlađenja u fabrikama prehrambene industrije, slično industriji uopšteno, potrebno je sisteme koji koriste energiju dobro izolovati, koristiti toplotu iz procesa ili toplih izlaznih tokova, i time smanjiti opterećenje sistema, u sistemima koji se povremeno griju koristiti izolaciju sa niskom toplotom čime se smajuju potrebne za energijom potrebnom za zagrijavanje, promijeniti strukturu sistema radne temperature, kontrolisati tačne vrijednosti temperature i drugih parametara i isključiti sistem kada se postigne ova vrijednost (na primjer, pregrijavanje ili presušivanje), smanjiti potrebe za dogrijavanje između faza proizvodnje, smanjiti gubitke

Korištenje energije

U fabrikama za preradu mesa energije se koristi za zagrijevanje vode i proizvodnju pare za procese prerade i za čišćenje, kao i za rad različite električne opreme, rashladnih postrojenja i rad kompresora. Fabrike, koje imaju vlastiti energetski sistem, treba da urade sistemsku analizu unapređenja energetske efikasnosti i mogućnosti smanjenja troškova, kroz hijerarhijsko ispitivanje sljedećih mogućnosti: mogućnost smanjenja opterećenja (potrošnje) na energetski sistem sa strane potrošača, mogućnosti upravljanja isporukom sa strane proizvođača/distributera energije (smanjenje troškova distribucije energije, poboljšanje efikasnosti konverzije energije, mogućnost kupovine energije, korišćenje goriva sa malim sadržajem ugljenika).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 147

toplote time što će se zatvoriti otvori kada nisu u upotrebi, držati sistem na radnom kapacitetu ili blizu radnog kapaciteta, strog sistem kontrole kvaliteta ulaznih materijala, u najkraćem vremenu izvršiti popravke curenja energenata iz distributivnog sistema, dobro izolovati sistem distributivnih sudova, izolovati sve cjelovode pare, vratiti kondenzat u kotlarnicu za ponovnu upotrebu u sistemima pare, obezbijediti adekvatnu izolaciju da se smanji zagrijavanje sistema za hlađenje i da se održava temperatura rashladnih i sudova ispod ambijentalne, kontrola temperature procesa hlađenja i izbjegavanje pothlađivanja, smanje dotoka toplote u prostorijama koje se hlade korišćenjem vazdušnih zavjesa, koristiti sisteme za brzo otvaranje/zatvaranje vrata, spriječiti rasipanje energije kada se koriste sistemi vazdušnog hlađenja itd.

Pored načina poboljšanja efikasnosti korištenja energije datih u Opštim EHS smjernicama, u fabrikama za preradu mesa preporučuju se i sljedeće mjere:

• proizvodnja bio-gasa anaerobnim vrenjem iz otpadnih voda i korišćenje ovog goriva za zagrijavanje vode u bojlerima i za proizvodnju električne energije

• pokrivanje i izolovanje bazena za šurenje, kontrola nivoa vode, recirkulacija vode, korištenje pare za šurenje svinja i obradu umjesto vode i korišćenje izolovanih sterilizatora za sterilizaciju noževa

• poboljšanje efikasnosti hlađenja kroz bolju izolaciju rashladne prostorija / površina i vrata, instalaciju automatskih vrata-zatvaranje (na primjer, mikro prekidači), primjenom predkomora sa rashlađenim vazduhom, podešavanje alarma za signalizaciju kada se otvore vrata na komori (kada se izlazi iz komore ili kada se unosi utovar u komoru, a vrata ostanu otvorena).

• obnavljanje isparljive energije u procesu spaljivanja pomoću multi-efektnih isparivača

• upotreba automatskih sistema koji omogućavaju da se plamen tokom opaljivanja uključuje samo kada je trup životinje prisutnan u mašini.

LITERATURA

Banks, C.J. Anaerobic digestion of solid and high nitrogen content fractions of slaughterhouse wastes. In Environmentally Responsible Food Processing; Niranjan, K., Okos, M.R., Rankowitz, M., Eds.; Vol. AIChE Symposium Series. American Institute of Chemical Engineers: New York, 1994;103–109. Banks C.J., Wang Z. 2006. Treatment of Meat Wastes, Poglavlje u Handbook of Industrial and Hazardous Wastes Treatment (Editors Wang K., Wang M.H.), Marker and Dekker, str 738-776 Baldwin J.C. 2009. Sustainability in the Food Industry, Editor Baldwin JC., Wiley-Blackwell, IFT Pres, Iowa, USA European Commission. Survey of wastes spread on land – Final report; Gendebien, A., Ferguson, R., Brink, J., Horth, H., Sullivan, M., Davis, R., Brunet, H., Dalimier, F., Landrea, B., Krack, D., Perot, J., and Orsi, C; Report No. CO 4953–2; Directorate-General for Environment, 2001. Hans Huber. Wastewater treatment in slaughterhouses and meat processing factories; Technical brochure; Hans Huber AG, Maschinen-und-Andagenbau: Berching, Germany, 2002. Woodard F. 2001. Industrial waste treatment handbook, Boston xxx. 2010. Waste Management ‐ Red Meat Abattoirs, Red Meat Abattoir Association, BRUMMERIA Masse, D. I.; Masse, L. Characterization of wastewater from hog slaughterhouses in Eastern Canada and evaluation of their in-plant wastewater treatment systems. Can. Agr. Eng. 2000, 42, 131–137. MASSÉ D.I., MASSE L. 2000. Characterization of wastewater from hog slaughterhouses in Eastern Canada and evaluation of their in-plant wastewater treatment systems, CANADIAN AGRICULTURAL ENGINEERING Vol. 42, No. 3, 139-146 The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004. Environmental sustainability in the Food Industry: An Issues Paper, Melbourne, www.allenconsult.com.au

http://www.allenconsult.com.au/�


148 _________________________________________________________________________

Ting Teo Ming, Kim Tak Hyun, Lee Myun Joo. 2007. Characterization of livestock wastewater at various stages of wastewater treatment plant, The Malaysian Journal of Analytical Sciences, Vol 11, No 1 (2007): 23-28 Wang Lawrence K., Hung Yung-Tse, Lo Howard H. Constantine Yapijakis. 2006. Waste Treatment in the Food Processing Industry, CRC, Boca Raton London New York WORLD BANK GROUP. 2007. Environmental, Health and Safety Guidelines for Meat Processing, http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines WORLD BANK GROUP. 2007. Environmental, Health, and Safety General Guidelines, http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines Pitanja/Odgovori Questions/Answers

1. Navedite najčešće materije koje nastaju kao otpad u industriji prerade mesa Otpaci iz industrije prerade mesa se dijele na čvrste otpatke, zagađivače vode i zagađivače vazduha. Najčešći oblici otpadnih materija su: krv, koža, dlake, nečistoće, đubre, sadržaj želuca, tečni otpad, voda za pranje, komadići mesa i masnog tkiva, nejestive iznutrice, mirisne materije itd

2. Koja je razlika između pojmova „otpad“ i „nusproizvodi“ u mesnoj industriji? Navedite korake u procesu klanja i primarne obrade trupova, tokom kojih nastaju čvrste otpadne materije. Držanje u oborima, skidanje kože, skidanje dlake, evisceracija itd.

3. Navedite korake u procesu prerade mesa i izrade gotovih proizvoda, tokom kojih nastaju velike količine zagađivača vode

4. Navedite matrije koje se svrstavaju u zagađivače vazduha u industriji prerade mesa i obrazložite Krv i otpadne vode, para iznad bazena za šurenje, spaljivanje otpadnih materija u kafilerijama itd.

5. Koje se metode najčešće koriste u praksi u cilju minimiziranja otpada u industriji prerade mesa?


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 149

7.6.2. Otpadne vode u mljekarskoj industriji Dairy Processing Effluents

Milica Vilušić Univerzitet u Tuzli,Tehnološki fakultet Tuzla

7.6.2.1 Uvod Introduction

Prehrambena industrija doprinosi velikom zagađenju, posebno kada su u pitanju zagađivači organskog porijekla. Zagađivači organskog porijekla obično sadrže 1/3 otopljenih, 1/3 koloidnih i 1/3 suspendiranih tvari, dok su anorganske tvari obično prisutne u obliku otopine (Bylund, 1995).

Prerada mliječnih proizvoda često podrazumijeva različite jedinične operacije. One obično uključuju primanje i čuvanje sirovina, preradu sirovina u gotove proizvode, pakiranje i skladištenje gotovih proizvoda. Mlijeko, proizvod sastavljen od mliječne masti, proteina, ugljikohidrata, soli i vitamina, je idealna hrana za mikroorganizme, kao i za ljude. Zbog toga, mlijeko mora biti zaštićeno od kontaminacije, pa stoga mljekarska industrija usmjerava mnogo naporaka tom cilju (CAST, 1995). 7.6.2.2 Opis industrije i praksa Industry Description and Practice

Mljekarsku industriju karakterizira mnoštvo proizvoda, a time i proizvodnih linija. To uključuje preradu svježeg sirovog mlijeka u proizvode kao što su konzumno mlijeko, maslac, sir, jogurt, kondenzirano mlijeko, mlijeko u prahu, te sladoled, primjenom procesa kao što su hlađenje, pasterizacija i homogenizacija, itd (slika 7.6.2.1). Tipični sporedni proizvodi uključuju mlaćenicu, sirutku, i njihove prerađevine (http://www.ifc.org/ifcext/enviro.nsf/Content/Enviromental Guidelines).

Na primjer, sir, mlijeko u prahu i uparivačka postrojenja stvaraju veće količine otpadnih voda od pasterizacije mlijeka, a podaci o količini utrošene vode u mljekarskoj industriji ukazuju na volumen vode potreban za obradu određene količine mlijeka. Tipični mljekarski pogoni prerađuju oko 500 m3 mlijeka dnevno i generiraju gotovo istu količinu otpadnih voda (Selimbašić i sur., 2004).

Volumen, koncentracija i sastav otpadnih voda koje nastaju u mljekarskim pogonima ovise o vrsti proizvoda, proizvodnom programu, načinu rada, dizajnu postrojenja, sustavu upravljanja vodama koji se primjenjuje, a potom i o količini vode koja se prečišćava. Otpadne vode u mljekarskoj industriji mogu se podijeliti u tri glavne kategorije

1. rashladna voda :

2. industrijska otpadna voda 3. sanitarna otpadna voda (Bylund, 1995; Alturkmani, 2007).

Procesna voda uključuje vodu koja se koristi u procesu hlađenja i grijanja. Ove otpadne vode ne sadrže polutante i mogu se nakon minimalne obrade ponovno koristiti ili samo ispustiti u sustav oborinskih voda. Industrijska otpadna voda, uglavnom potječe od čišćenja opreme koja je u dodiru sa mlijekom ili mliječnim proizvodima, prosipanjem mlijeka i mliječnih proizvoda, prešanja sira i izdvajanja sirutke, prosipanja salamure, mogućnosti CIP čišćenja, nakon kvarova uređaja, pa čak i operativnih pogrešaka

Sanitarna otpadna voda se obično sustavom cijevi direkto odvodi u postrojenje za preradu otpadne vode, sa ili bez prethodnog miješanja sa industrijskom otpadnom vodom.

.


150 _________________________________________________________________________

Procesne otpadne vode ne sadrže visok postotak polutanata u vodi, u odnosu na vodu koja se koristi za čišćenje (tablica 7.6.2.1). Voda za čišćenje mora biti tretirana prije nego što se ispušta u javnu kanalizaciju ili u rijeku ili neki drugi vodeni tok (Alturkmani, 2007)

Slika

.

7.6.2.1. Shema procesa proizvodnje u mljekaskoj industriji (CAST, 1995) Figure 7.6.2.1. Scheme of production processes in dairy industry (CAST, 1995)

Prije same obrade otpadnih voda u mljekarskoj industriji, mora se voditi računa o

svim procesima proizvodnje mliječnih proizvoda i potencijalnom zagađenju nastalom od različitih mliječnih proizvoda (tablica 7.6.2.1), odnosno o sastavu otpadnih voda (tablica 7.6.2.1).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 151

Tabela 7.6.2.1. BPK i KPK vrijednosti za tipične mliječne proizvode (Britz i sur., 2004) Table 7.6.2.1

Proizvod

. BOD and COD values for typical dairy products (Britz et al., 2004)

BOD5 COD (mg/l) (mg/l) Punomasno mlijeko 114.000 183.000 Obrano mlijeko 90.000 147.000 Mlaćenica 61.000 134.000 Vrhnje 400.000 750.000 Evaporirano mlijeko 271.000 378.000 Sirutka 42.000 65.000 Sladoled 292.000 -

Tabela 7.6.2.2. Sastav otpadnih voda u mljekarskoj industriji

Table 7.6.2.2 (

. The composition of wastewater in dairy industry http://www.dairyforall.com/dairy-effluent.php)

Sastojci Proizvodnja sira

Prijem mlijeka i pasterizacija

Proizvodnja kazeina

Proizvodnja maslaca (krutog i tekućeg)

Otpadne vode u

mljekari

Ukupna suha tvar 2250 3620 650 3400 1650 Boja Bijela Bijela bezbojna Smeđa bijela Kloridi 100 95 70 100 115 Hlapljive tvari 25 75 55 65 60 Suspendirane tvari 600 1300 100 2200 650

Fosfati 12 10 5 2 10 pH 6,7 8,2 7,7 7,1 6,1 Kalcij karbonat 480 500 460 420 530 Absorirani kisik 480 400 10 85 -- BOD 2150 1620 200 1250 810 COD 3130 2600 370 3200 1340 Ulja i masti 520 690 -- 1320 290 COD:BOD 1,46 1,43 1,85 2,56 1,65

7.6.2.3 Priroda zagađenja The nature of pollution

Polutanti u otpadnim vodama mljekarske industrije sastoje se od razrijeđenog mlijeka, sirutke sa ili bez sirne prašine, vode za pranje maslaca i deterdženata. Te tvari mogu biti u obliku otopine i suspenzije. Udio tvari koje se taložeje je mali, i neznatno je veći od 1 ml po litri otpadnih voda. Količina otpadnih voda proizvedenih u mljekari općenito je 1,8 - 2,4 puta veća od količine obrađenog mlijeka. Ali je, moguće, uz primjenu određenih mjera, smanjiti količinu otpadnih voda do 7/10 volumena obrađenog mlijeka (Kessler, 1981).

Otpadne vode sadrže prvenstveno organske tvari koje se mogu biološki razgraditi pomoću mikroorganizama. Za razgradnju je potrebno prisustvo kisika. Ako se otpadne vode s

http://www.dairyforall/�


152 _________________________________________________________________________

visokim opterećenjem onečišćenja ispuštaju u rijeke i jezera, tada će otpadne vode trošiti otopljeni kisik. A kisik potreban za biološku razgradnju je odabran kao mjerilo stupnja onečišćenja

• Biološka potrošnja kisika (BOD) je količina kisika potrebna za aerobnu mikrobnu razgradnju odnosno količina kisika potrošena prilikom inkubacije kod 20°C u tami, kroz određeni vremenski period, pri čemu se biološki razgrađuju organske tvari u vodi. BOD je približno 1/3 od COD (Stanga, 2010).

:

• Kemijska potrošnja kisika (COD) je količina kisika potrebna za kemijsku oksidaciju. Uzorak otpadne vode se prvo filtrira i/ili sedimentira, zagrijava na temperaturu ključanja sa jako kiselom otopinom dikromata u prisustvu Ag2SO4 kao katalizatora. Organske tvari reduciraju dio dikromata, a ostatak se određuje titracijom standardnom otopinom Fe(NH4)2(SO4)2

• Permanganatna vrijednost (PV) je brzi test za utvrđivanje kemijski oksidirajuće organske tvari u uzorku. Uzorak otpadne vode se kuha u kiselom ili lužnatom permanganatu, a ostatak neoksidiranog permanganata se određuje titracijom sa jodom. Prisutnost željeznih iona ili nitrita u uzorku može ometati točnost testa PV, pa se ovaj test obično provodi prije BOD testa kao preliminarni pokazatelj potrošnje kisika.

.

• Ukupni organski ugljik (TOC) – test uključuje potpunu oksidaciju svih sastojaka organskog ugljika u uzorku otpadne vode do ugljičnog dioksida.

• Ukupne organske tvari (TOS) predstavljaju sadržaj otpadnih voda odnosno razliku između ukupne suhe tvari i pepela. Suha tvar se određuje sušenjem na >100°C, a pepeo spaljivanjem uzorka na >550°C.

• pH vrijednost otpadnih voda iz mljekare varira između 2 i 12, što je posljedica upotrebe kiselih i lužnatih sredstava za čišćenje postojenja. I niska i visoka vrijednost pH ometaju aktivnosti mikroorganizama, koji razgrađuju organske polutante, u fazi biološke obrade u postrojenju za obradu otpadnih voda, pretvarajući ga u biološki talog. U pravilu, otpadna voda sa pH vrijednosti preko 10, ili nižom od 6,5, ne smije se ispuštati u sustav za otpadne vode, jer može da uzrokuje koroziju cijevi. Iskorišteni deterdženti se zbog toga obično sakupljaju u tanku za miješanje, koji se nalazi u blizini postrojenja za čišćenje, gdje se mjeri pH vrijednost i regulira do vrijednost pH 7,0, prije nego se ispusti u kanal.

• Ostali testovi mogu uključivati određivanje masti, laktoze i proteina u mljekarskoj otpadnoj vodi, i razinu površinski aktivnih sredstava od deterdženta (Tamime i Robinson, 1999).

Sirutka, također može doprinijeti velikom organskom opterećenju u otpadnim vodama. Soljenje, tijekom proizvodnje sira, može uzrokovati visoke koncentracije soli u otpadnim vodama. Otpadne vode mogu sadržavati kiseline, lužine i deterdžente sa različitim aktivnim sastojcima, i dezinficijense, uključujući spojeve klora, vodikov peroksid i kvarterne amonijeve spojeve (Sarkar i sur, 2006).

Otpadne vode mogu imati značajno mikrobiološke opterećenje, te mogu sadržavati patogene viruse i bakterije iz kontaminiranih materijala ili proizvodnih procesa. U mljekari, često nastaju neugodni mirisi i, u nekim slučajevima i prašina, koje treba svakako kontrolirati. Većina čvrstog mljekarskog otpada može biti obrađena u druge proizvode i nusproizvode.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 153

7.6.2.4 Smanjenje količine polutanata u otpadnoj vodi Reducing the quantity of pollutants in wastewater

U procesnom postrojenju je neophodno provođenje stalne kontrole kako bi se spriječili gubici vode i mliječnih proizvoda. To opisano je u sljedećim preporukama. Općenita obrada mlijeka General milk treatment

• Kod prijema mlijeka, posebice kod pražnjenja cisterne, je važno da izlaz iz cisterne bude najmanje 0,5 m iznad prijemnog tanka i da crijevo koje ih povezuje bude dobro pričvršćeno, kako bi se osiguralo potpuno pražnjenje cisterne.

• Svi cjevovodi moraju biti identificirani i označeni, kako bi se izbjeglo pogrešno povezivanje, koje može da uzrokuje neželjeno miješanje proizvoda, kao i istjecanje mlijeka.

• Pri instaliranju, cijevi treba da se postave da budu blago nagnute, kako bi se olakšalo njihovo pražnjenje. Pri tome, cijevi moraju biti dobro pričvršćene da bi se spriječile vibracije, koje mogu da dovedu do nepouzdanosti spojeva i da uzrokuju istjecanje.

• Svi tankovi treba da budu opremljeni kontrolorima razine, da bi se spriječilo prelivanje. Kada se dostigne najviša razina tekućine u tanku, pumpa za punjenje se automatski zaustavlja i istovremeno alarmira rukovoditelj postrojenja ili se aktivira automatski ventil, koji usmjerava proizvod u drugi, unaprijed za to određeni tank.

• Bolje je prethodno spriječiti gubitke proizvoda, nego da se naknadno ispiraju cijevi. Podove treba održavati suhim, jer se na taj način lakše uočava istjecanje iz cijevi.

• Treba se uvjeriti da su cjevovodi i tankovi potpuno ispražnjeni prije nego se počne sa ispiranjem vodom.

• Provjeriti da su spojevi nepropusni za zrak; ukoliko zrak ulazi u cjevovod, to može dovesti do povećanja sagorijevanja u grijačima, problem sa erozijom u homogenizatorima i pjenjenje u tankovima za mlijeko i vrhnje, jer kasnije otežava njihovo potpuno pražnjenje (Bylund, 1995).

Proizvodnja sira Cheese production

• Treba se uvjeriti da otvorene kade za sir nisu napunjene do vrha, a punjenje treba prekinuti kada je razina mlijeka najmanje 10 cm ispod ruba kade.

• Sirutku treba pažljivo skupljati i umjesto da se izbacuje kao otpad, treba je iskoristiti u druge komercijalne svrhe.

• Kiselo mlijeko sa dna treba sakupiti i tretirati kao kruti otpad, a ne da se sapira vodom u odvod.

Proizvodnja maslaca Butter production


154 _________________________________________________________________________

• Vrhnje i maslac mnogo lakše prijanjaju na površine sa kojima dolaze u kontakt i pojačavaju kontaminaciju otpadne vode, sve dok se ne uklone, prije početka čišćenja.

• Nakon završetka procesa proizvodnje maslaca, sve dostupne površine treba dobro oribati.

• Vrhnje i preostali maslac mogu da se uklone sa parom i vrućom vodom i da se sakupljaju u kontejnere radi daljnje obrade.

Proizvodnja mlijeka u prahu Milk powder production

• Uparivači treba da rade na najnižoj mogućoj razini, da bi se spriječilo prekuhavanje.

• Kondenzat se ponovo koristi kao rashladna voda poslije cirkulacije kroz toranj za rashlađivanje, ili kao voda za punjenje bojlera.

• Rasuti čvrsti proizvod treba da se pokupi i tretira kao kruti otpad. Pakiranje mlijeka Milk packaging

• Strojevi za punjenje mogu biti snabdjeveni drenažnim cijevima za pražnjenje u jedan ili više kontejnera.

• Vraćena pakiranja mogu da se isprazne u kontejnere, a mješavina slatke i kisele tekućine iskoristi za ishranu životinja (Bylund, 1995).

7.6.2.5 Obrada otpadne vode u mljekari

Treatment of Dairy Wastewater

Mljekarska industija, općenito, se smatra najvećim izvorom prehrambenih otpadnih voda u mnogim zemljama. Svijest o važnosti unaprjeđenja standarda za obradu otpadnih voda sve više raste, jer i zahtjevi procesa postaju sve stroženiji. Za mljekarsku industriju sa dobrim sustavom upravljanja otpadnim voda, obrada otpadnih voda nije veliki problem, ali u suprotnom, kada se dogodi neka nezgoda, onda rezultat loše prakse i javnog publiciteta može biti vrlo skup.

Svi koraci u mljekarskoj industriji, uključujući proizvodnju, preradu, pakiranje, prijevoz, skladištenje, distribuciju i marketing, imaju utjecaja na okoliš. Općenito, otpad iz mljekarske industrije sadrži visoke koncentracije organskog materijala, kao što su proteini, ugljikohidrati i masti, visoke koncentracije suspendiranih tvari ili visoki BOD i COD, visoke koncentracije dušika i velike varijacije pH vrijednosti, što zahtijeva“specijalni” tretman, radi

• visoke pristojbe koje naplaćuju lokalne vlaste za industrijske otpadne vode,

sprječavanja ili smanjenja ekoloških problema. Zbrinjavanje otpadnih voda u mljekari uglavnom rezultira jednim od tri problema:

• ispuštanje neobrađenih otpadnih voda u okoliš ili izravnim korištenjem za navodnjavanje,

• mljekarski pogoni koji imaju instaliran aerobni biološki sustav suočeni su sa problemom odlaganja mulja.

Stupanj obrade otpadnih voda je obično određen propisima o zaštiti okoliša koji se primjenjuju na određenom području (Alturkmani, 2007).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 155

7.6.2.5 Metode obrade

Methods of treatment

Otpadne vode u mljekari mogu se tretirati mehanički, kemijski, biološki ili kombiniranjem navedenih metoda (Kessler, 1981; Tamime i Robinson, 1999). Mehanička (primarna) obrada jednostavno uklanja netopljive tvari iz otpadnih voda pomoću filtera, zaslona ili taloženjem. Drugi mehanički sustav je flotacija, u kojem mjehurići zraka prolaskom kroz otpadne vode i odvajanjem od površine, nose sa sobom male čestice krutih tvari, koje se onda mogu sastrugati.

Primjenom određenih kemijskih spojeva (npr., željezosulfata ili klorida ili aluminij sulfata) talože se otopljeni sastojci u otpadnoj vodi, a istaložena tvar se onda uklanja mehaničkim razdvajanjem. Međutim, kemijski tretmani ne mogu ukloniti laktozu ili druge otopljene šećere. Biološka obrada otpadnih voda u mljekari je dosta zastupljena. Pročišćavanje otpadnih voda se ostvaruje razgradnjom organske tvari aerobnom aktivnošću mikroorganizama ili nastaje kao rezultat anaerobne fermentacije. U oksidativnom postupku, kisik se uvodi vještački pomoću posebnih cijevi za prozračivanje, dok je septički tank potreban za anaerobni proces (Tamime i Robinson, 1999).

Tretman bilo koje vrste otpadnih voda u mljekari obično se provodi korištenjem kombiniranog procesa mehaničke separacije i biološkog pročišćavanja i cjelokupni proces je podijeljen u tri glavna tretmana

• primarni (grube otpadne vode), :

• sekundarni, • tercijarni (poliranje otpadnih voda).

Slika 7.6.2.2. ilustrira različite procese koji se koriste za obradu otpadnih voda u mljekarskoj industriji. Većina mljekara otpadne vode tretiraju sustavom aktiviranog mulja, biološkom filtracijom ili kombinacijom sustava sekundarnog tretmana.


156 _________________________________________________________________________

Slika 7.6.2.2. Mogući tretmani otpadnih voda u mljekarskoj industriji (Tamime i Robinson, 1999)

Figure 7.6.2.2. Possible treatments of wastewater in dairy industry (Tamime and Robinson, 1999)

7.6.2.6 Opći sustavi za prečišćavanje

Common Treatment Systems

Biološka oksidacija je jedna od metoda za obradu otpadnih voda u pogonima za preradu mlijeka i mliječnih proizvoda. Metode za obradu otpadnih voda uključuju aktivirani mulj i druge mogućnosti, kao npr. filteri za ugušćivanje, lagune i sustav anaerobne digestije. Irigacija raspršivanjem je važna metoda zbrinjavanja otpadnih voda u mljekari u područjima sa velikim površinama korištenog zemljišta i uvjetima blage klime (CAST, 1995).

Mulj iz različitih faza obrade se sakuplja u tankove za ugušćivanje, u koje se dodaju kemijska sredstva, sa svrhom da ubrzaju daljnju agregaciju krutih čestica. Mulj iz koga je uklonjena voda može da se koristi kao vještačko ili prirodno đubrivo ili se jednostavno odlaže kao otpad (Bylund, 1995). Tablica 7.6.2.3 daje pregled prednosti i nedostataka odabranih sustava za prečišćavanje u mljekarskoj industriji.

Tablica 7.6.2.3. Prednosti i nedostaci sustava koji se koriste za prečišćavanje u mljekarskojindustriji (CAST, 1995)


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 157

Table 7.6.2.3. Advantages and disadvantages of systems used for treatment in dairy industry (CAST, 1995)

Sustavi za prečišćavanje Prednosti Nedostaci

Aktivirani mulj

Dobra redukcija BOD Značajna investicijska ulaganja Visoki operativni troškovi Kontinuirano praćenje Poremećaj u opterećenju Problemi u odlaganju mulja Izražena temperaturna osjetljivost

a Dobra operativna fleksibilnost Minimalni zahtjevi opterećenja otpada

Filteri za ugušćivanje

Dobra redukcija BOD Velika otpornost na udare opterećenja Manji operativni troškovi nego kod aktiviranog mulja

Značajna investicijska ulaganja Visoki operativni troškovi Kontinuirano praćenje Dug period prilagođavanja nakon priliva otpada Zadržavanje vode na filteru Značajni zahtjevi za zemljištem Problemi odlaganja mulja Smanjenje učinka sa padom temperature

Laguna

Dobra redukcija BOD Velika otpornost na udare opterećenja Manji zahtjevi za praćenje nego kod aktiviranog mulja ili filtera za ugušćivanje Manji problem sa muljem nego kod aktiviranog mulja ili filtera za ugušćivanje

Veliki zahtjevi za zemljištem Visoki troškovi energije Smanjenje učinka sa padom temperature

Bazen za stabilizaciju

Pogodan kao predtretman Dobra otpornost na udar Niski investicijski troškovi Niski operativni troškovi Manji problem sa muljem nego kod aktiviranog mulja ili filtera za ugušćivanje

Redukcija BOD below nego kod aktiviranog mulja, filtera za ugušćivanje i lagune Rast algi Veliki zahtjevi za zemljištem Problem sa insektima Mirisi Zakonsko ograničenje lokacije

Irigacija

100% učinkovitost postupka Niski operativni troškovi Nema problema sa muljem, izuzev u izbočinama i žlijebovima Prikladno za odlaganje sirutke

Potrebna određena površina zemljišta, i u nekim slučajevima, udaljenost od mljekare Površinsko otjecanje Zadržavanje vode

Spajanje sa podzemnim vodama Opasnost po zdravlje životinja Začepljenje tla i zbijenost Štete pri vegetaciji Razmnožavanje insekata Mirisi Domet raspršivanja Problem održavanja–začepljenje mlaznice, smrzavanje,


158 _________________________________________________________________________

premještanje na drugu lokaciju radi “odmaranja tla” Nagomilavanje mulja (samo u izbočini i žlijebu) Lokacija ograničena državnim propisima

Kombinirani sustav

Dobra redukcija BOD Dobra otpornost na udar Dobra operativna fleksibilnost

Značajna investicijska ulaganja Visoki operativni troškovi Značajni zahtjevi za zemljištem Potreban stalni nadzor Problemi odlaganja mulja

aBOD=zahtjev za biološkim kisikom 7.6.2.7 Zaključak

Conclusion

Sumarno, u • Pratiti ključne parametre proizvodnje kako bi se smanjili gubici proizvoda.

proizvodnji i preradi mlijeka i kontroli otpadnih voda može se sažeti sljedeće:

• Dizajnirati i upravljati sustavom proizvodnje kako bi se postiglo preporučeno opterećenje otpadnih voda.

• Recirculati vodu za hlađenje. • Prikupljati otpad za proizvodnju drugih sporednih proizvoda. • Koristiti tehnološke inovacije s membranskim sustavima (npr., ultrafiltracija

može se koristiti umjesto biološke separacije organske tvari od tekućeg supstrata). Umjesto upotrebe reverzne osmoze za tercijarnu obradu otpada, neka je postojenja koriste za recikliranje internih tekućih otpadnih tokova. Tako da tekućina nakon tretmana reverznom osmozom može biti bolje kvalitete od izvorskih voda.

LITERATURA

Alturkmani, A. 2007. Dairy Industry Effluents Treatment – Anaerobic Treatment of Whey in Stirred Batch Reaktor,http://scrib.com/doc/7104871/dairy-Industry-Effluents-Treatment-For_Publicati-on (05.05.2011) Britz, T. J., van Schalkwyk, C., Hung, Y-T. 2004. Treatment of Dairy Processing Wastewaters, in Handbook of Industrial and Hazardous Wastes Treatment, ed. L. K. Wang, Y-T. Hung, H. Lo Howard, C. Yapijakis, Marcel Dekker, New York. Bylund, G. 1995. Dairy processing handbook, Tetra Pak Processing Systems AB, Lund. CAST. 1995. Processing Wastes, in Waste Management and Utilization in Food Production and Processing, Concil for Agricultural Science and Technology, Nr. 124, october 1995. Kessler, H. G. 1981. Water-Effluent Treatment, in Food Engineering and Dairy Technology, Verlag A. Kessler, Freising. Sarkar, B., Chakrabarti, P. P., Vijaykumar, A., Kale, V. 2006. Wastewater treatment in dairy industries-posibility of reuse, Desalination 195, 141-152. Selimbašić, V., Đonlagić, N., Montero, J. A., Cubero Marquez, M. A. 2004. Enviromental impact of agriculture and food production – EU Ecology Standards, Faculty of Technology, University of Tuzla, BiH. Stanga, M. 2010. Waste Water Treatment, in Sanitation Cleaning and Disinfection in the Food Industry, Wiley_VCH Verlag, Weinheim. Tamime, A.Y., Robinson, R. K. 1999. Plant cleaning, hygiene and effluent treatment, in Yoghurt Science and Technology, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge. http://www.dairyforall.com/dairy-effluent.php (05.05.2011.)

http://scrib.com/doc/7104871/dairy-Industry-Effluents-Treatment-For_Publicati-on�

http://www.dairyforall.com/dairy-effluent.php�


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 159

http://www.ifc.org/ifcext/enviro.nsf/Content/EnviromentalGuidelines (05.05.2011.)


1. U kojim procesima se koristi voda u mljekarskoj industriji? Voda se koristi u svim fazama proizvodnje u mljekarskoj industriji, uključujući pranje, čišćenje, sanitaciju, grijanje, hlađenje

2. Što karakterizira otpadne vode u mljekari? i dr.

Otpadne vode mljekare se odlikuje visokim sadržajem BOD i COD, visokom razinom otopljenih ili suspendiranih tvari, uključujući masti, ulja

3. Čime je određen stupanj obrade otpadnih voda? i mineralne tvari.

Stupanj obrade otpadnih voda je obično određen propisima o zaštiti okoliša koji se primjenjuju na određenom području, kao i sustavu upravljanja otpadnim vodama.

Pitanja Questions

1. Koji parametri određuju zagađenje u mljekarskoj industriji? 2. čemu ovisi količina otpadnih voda u mljekari? 3. Kako se tretiraju otpadne vode u mljekari?

http://www.ifc.org/ifcext/enviro.nsf/Content/EnviromentalGuidelines�


160 _________________________________________________________________________

7.6.3. Stanje i mogućnosti rješavanja otpada u preradi voća i povrća na primjeru „Fana“ d.o.o., Srebrenik

Situation and prospects of the waste disposal problem of fruit and vegetables on the example „Fana“ llc, Srebrenik

Midhat Jašić1, Ramzija Cvrk1, Alen Džafić2 1Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakulzet Tuzla 2Fana d.o.o., Srebrenik

7.6.3.1 Uvod

Introduction

Značaj voća i povrća u ljudskoj prehrani proizilazi iz njihove specifične prehrambene vrijednosti temeljene više na biološkoj, a manje na energetskoj vrijednosti. Upravo ta činjenica upućuje na relativno velike tehnološke zahtjeve u preradi i konzerviranju voća i povrća. Obzirom da voće i povrće nije dostupno u svježem stanju tokom cijele godine, tradicija prerade i konzerviranja voća i povrća je veoma duga. U BiH sektor prerade voća i povrća, također ima dugu tradiciju, a u strukturi prerade najzastupljenija je prerada voća i povrća koje se uzgaja u lokalnim uvjetima.

Najzastupljeniji tehnološki postupci prerade svježeg voća su proizvodnja želiranih proizvoda (marmelade i džemovi) i proizvodnja voćnih sokova, a povrće se najčešće prerađuje tehnološkim postupkom mariniranja (kiseljenja). Metode konzerviranja voća i povrća sušenjem i zamrzavanjem su također zastupljene, ali u manjoj mjeri.

Najznačajniji okolinski problemi vezani za preradu voća i povrća su visoka potrošnja vode, stvaranje čvrstog otpada nakon procesiranja voća i povrća, ispuštanje otpadnih voda velikog tereta zagađenja i potrošnja energije.

Tipično za otpadne vode iz prerade voća i povrća je visoka vrijednost: BPK5 , HPK, te sadržaj ukupnog azota i ukupnog fosfora. Visoki nivoi BPK5 i HPK u otpadnim vodama nastaju uslijed prerade različitog voća i povrća, uz prisustvo šećera i različitih kiselina.

Sve proizvodne linije, oprema i procesi u ovom sektoru nisu dizajnirani za suha čišćenja, već zahtijevaju mokra čišćenja, koja generiraju otpadne vode koje sadrže organski otpad zaostao u procesiranju voća i povrća i kemikalije od procesa čišćenja.

Osim električne energije koja se koristi za pokretanje strojeva u procesu proizvodnje, u proesu prerade voća i povrća koristi se i toplotna energija u obliku pare proizvedene u kotlovnicama sagorijevanjem fosilnih goriva: prirodni plinovi (propan, butan), mazut i drva, a kao produkti sagorijevanja nastaju otpadni gasovi.

Minimizacija nastanka otpada u procesu prerade voća i povrća provodi se identifikacijom mjesta nastanka otpada i analizom nastalog otpada, te opisom tehnika i metodologija za smanjenje otpada u preradi voća i povrća. Ove aktivnosti se fokusiraju na uvođenje sistema okolinskog upravljanja, provođenje obuke za uposlene o utjecaju njihovih proizvodnih aktivnosti na okoliš i mogućnosti za njihovo minimiziranje, pravilno održavanje opreme i postrojenja, te na primjenu metodologije za minimizaciju i sprječavanje potrošnje vode, energije i nastanka čvrstog otpada, potrebu redovne kontrole određenih parametara procesa proizvodnje (protoci vode, temperature itd). Također, minimiziranje potencijalnih polutanata postiže se i dobrom saradnjom sa dobavljačima sirovina, te pažljivog odabira sirovina i pomoćnih materijala sa aspekta utjecaja na okoliš.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 161

7.6.3.2 Opis najznačajnijih tehnoloških postupaka i operacija u preradi voća i povrća Description of the most important technological processes and operations in the processing of fruit and vegetables

Prerada voća i povrća podrazumijeva postupke konzerviranja voća i povrća različitim metodama, što omogućava čuvanje proizvoda na duži period. U praktičnim postupcima konzerviranja najčešće se koriste metode konzerviranja toplinom (sterilizacija i pasterizacija), konzerviranje hlađenjem i zamrzavanjem, konzerviranje koncentriranjem/uparavanjem, konzerviranje sušenjem (dehidratacijom), konzerviranje dodacima, konzerviranje jonizujućim zračenjem i kombinirane metode konzerviranja. Navedene metode konzerviranja podrazumijevaju niz tehnoloških operacija zastupljenih u pogonima i postrojenjima tipičnim za ovaj sektor: prijem sirovina, manipuliranje i skladištenje sirovina, zatim sortiranje, klasiranje, sječenje, rezanje, mljevenje, pasiranje i miješanje, priprema i dodavanje aditiva, kiseljenje, blanširanje, kuhanje, prženje, pasterizacija, sterilizacija, isparavanje, hlađenje, zamrzavanje, punjenje, nalijevanje i pakovanje (Lovrić i Piližota, 1994). Prijem i skladištenje sirovina Receiving and storage of raw materials

Da bi tehnološki procesi prerade voća i povrća bili ispravni u svim fazama, te da bi se kao krajnji cilj dobio ispravan i kvalitetan finalni proizvod neophodno je, prije svih drugih aktivnosti, uspostaviti pravilno rukovanje sirovinama, repromaterijalima i ostalim pomoćnim materijalima koji se koriste u procesima prerade voća i povrća. Također, neophodno je pravilno rukovanje i manipulacija, skladištenje i unutarnji transport u krugu proizvodnih pogona, kako za svježe sirovine tako i za ostale sirovine i repromaterijale. Sirovina koja je u čvrstom stanju u zavisnosti od ranije specificiranih zahtijeva može biti upakovana u različitu ambalažu (vreće, plastični boksovi, kartonske kutije, drvene ili plastične gajbe i sl), u zavisnosti o kojoj se sirovini radi. Način i režimi skladištenja i čuvanja sirovina, repromaterijala i ostalih pomoćnih materijala se određuju u zavisnosti od vrste sirovine (npr., smrznute sirovine se čuvaju u rashladnim komorama na temperaturama od -18°C do -20°C; svježe sirovine najčešće od +4°C do +8°C ili nekom drugom režimu zavisno od vrste sirovine uz podešenu vlažnost zraka). Svi repromaterijali i pomoćni materijali se moraju skladištiti u skladu sa preporukama proizvođača, kao i rukovanje i manipulacija. Opasne materije moraju biti skladištene odvojeno i na za to označenim mjestima. Gasovi koji se u nekim slučajevima upotrebljavaju SO2 ili CO2

Iz tog razloga neophodno je sirovine (svježe voće i povrće) prije dalje prerade u toku operacija iskoštavanja, vađenja sjemene lože, ljuštenja (odstranjivanje pokožice),

pakuju se u za to namijenje boce pod pritiskom prema propisima. Čuvanje se izvodi po propisima za ovakve materije i u za to odvojenom i naznačenom prostoru. Sortiranje, klasiranje,ljuštenje, iskoštavanje i uklanjanje peteljki Sorting, grading, peeling, and removing bones and stems

Većina sirovina (voće i povrće) koje se upotrebljavaju u procesima prerade sadrže dijelove ploda koji su nejestivi ili nisu za upotrebu u procesu prerade pa ih treba odstraniti prije početka procesa prerade u gotov proizvod. Da bi u toku procesa prerade voća i povrća dobili gotov proizvod koji zadovoljava zahtjeve kvaliteta u pogledu zakonske regulative u pogledu zdravstvene ispravnosti proizvoda, te u pogledu osnovnih fizikalno-hemijskih osobina prizvoda i senzornih osobina proizvoda, neophodno je sirovinu pripremiti za dalji proces prerade.


162 _________________________________________________________________________

uklanjanja peteljki i drugih nejestivih dijelova ploda, klasiranja (kalibriranje), inspekcije i pranja, koje se odvijaju na odgovarajućoj procesnoj opremi, prilagoditi potrebama daljeg tehnološkog procesa. Redukcija veličine, sječenje The reduction in size, cutting

Sječenje voća i povrća je tehnološka operacija koja podrazumijeva usitnjavanje plodova u željenim oblicima radi lakšeg pakovanja i prilagođavanja konzumaciji. Ova operacija se koristi u skoro svim tehnološkim postupcima prerade voća i povrća. Najčešće se provodi postupak sječenja korijenastog povrća namijenjenog konzerviranju ili preradi putem različitih postupaka (npr., cvekla, mrkva, krompir). Zatim, u praksi se koriste postupci redukcije veličine putem siječenja različitih vrsta povrća u proizvodnji salata od povrća, te sječenje voća kod proizvodnje kompota i različitih vrsta kandiranog voća. Mljevenje i pasiranje Grinding and pureeing

Mljevenje i pasiranje je tehnološka operacija sitnjenja voća i povrća kojom se omogućava lakša homogenizaciju komponenata u daljem procesu prerade. Mljevenje i pasiranje svježeg voća i povrća se koristi u većini tehnoloških procesa prerade voća i povrća. Najznačajniju primjenu mljevenje i pasiranje imaju kod proizvodnje smrznutih voćnih kaša, kašastih voćnih koncentarta i voćnih kaša koje se dalje miješaju u toku tehnoloških procesa prerade voća i povrća (npr. pasirano i mljeveno voće u proizvodnji marmelada i džemova, a pasirano i mljeveno povrće u proizvodnji ajvara). Blanširanje Blanching

Blanširanje je jedna od najvažnijih tehnoloških operacija i primjenjuje se u svim procesima prerade svježeg voća i povrća. Ova operacija podrazumijeva izlaganje voća i povrća visokoj temperaturi u kratkom vremenskom periodu, a s ciljem da se izvrši toplinska obrada, inaktivacija enzima, kao i omekšavanje ploda radi smanjenja njegovog volumena i lakšeg punjenja u ambalažu. Kuhanje Cooking

Kuhanje je tehnološka operacija kojom se različite komponente izlažu visokoj temperaturi uz konstantno miješanje. U procesima prerade voća i povrća kuhanje se obično vrši u opremi koja omogućava indirektno zagrijavanje parom i kuhanje pod sniženim pritiskom i temperaturom (vakuum aparati). Takva oprema se najčešće koristi za kuhanje marmelada i džemova, pri čemu se sačuvaju sva svojstva voća od kojih se proizvod izraađuje. Oprema dizajnirana na sličan način se koristi za kuhanje kečapa i ajvara, također uz konstantno miješanje. Prženje Frying

Prženje je tehnološka operacija kojom se postižu određena senzorna svojstva proizvoda koja su specifična i proizvod ih poprima prženjem u ulju na visokoj temperaturi. U preradi voća i povrća prženje se najčešće primjenjuje u preradi krompira kod proizvodnje


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 163

čipsa, te ponekad kod proizvodnje ajvara, gdje se neke od komponenata prije pasiranja prže u ulju npr. paprika. Oprema za prženje može biti različitih izvedbi, u zavisnosti od namjene. Za prženje čipsa iz krompira koriste se obično industrijske friteze gdje je temperatura ulja u toku prženja od 175°C na početku prženja do 190°C na kraju prženja. Oprema za prženje mora omogućavati čestu obnovu ulja dodatkom svježeg ulja uz mogućnost filtracije radi uklanjanja nagorjelih komada. Kod prženja ostalog povrća npr. paprike u roku proizvodnje ajvara obično se koriste posude sa duplim plaštom koje omogućavaju grijanje ulja na visoku temperaturu. Pasterizacija Pasteurization

Pasterizacija podrazumijeva toplinski tretman na temperaturama do 100°C, najčešće u opsegu od 62°C do 90°C i vrijeme pasterizacije od nekoliko sekundi do 30 minuta. Temperatura pasterizacije i vrijeme zagrijavanja, koji će se upotrijebiti, zavisi prije svega od svojstava samog proizvoda koji se pasterizira. Dvije pomenute veličine, temperatura pasterizacije i vrijeme zadržavanja se mogu podešavati za svaku vrstu proizvoda kako bi se došlo do najpogodnijeg režima toplotnog tretiranja.

Munjeviti postupak (flash pasterization) podrazumijeva brzo zagrijavanje tečnih proizvoda (sokova ) u pločastom ili cijevastom pasterizatoru na temperaturu do 100°C u toku jedne do tri minute. Kod prerade voća i povrća ovaj postupak se uglavnom primjenjuje u proizvodnji sokova.

HTST postupak (visoka temperatura – kratko vrijeme) kod kojeg se primjenjuje temperatura iznad 100°C, a vrijeme zagrijavanja od nekoliko sekundi do jedan minut. I ovaj postupak se primjenjuje za tečne proizvode: sokove, sirupe, koncentrirane sokove, pri čemu proizvod stalno protiče i topao se odmah puni u predhodno steriliranu ambalažu. Steriliran proizvod može da se puni u posebnoj sekciji za hlađenje, ali se u tom slučaju mora puniti u aseptičnim uvjetima. Isparavanje Evaporation

Isparavanje (evaporcija) je djelimično uklanjanje vode ukuhavanjem. Cilj isparavanja je koncentrisanje tj. ugušćivanje proizvoda. U procesima prerade voća i povrća postupak isparavanja (koncentrisanja) se primjenjue u tehnološkim procesima proizvodnje koncentrisanih sokova od voća i povrća, koji se dalje primjenjuju za proizvodnju sokova rekonstitucijom ili u proizvodnji nekih drugih proizvoda. Dehidratacija Dehydration

Dehidratacija je uklanjanje dijela vode iz čvrstog dijela voća i povrća u kontroliranim uvjetima. Dehidratacija (sušenje ) voća i povrća jedna je od najvažnijih metoda konzerviranja, a cilj ove metode je produženje trajnosti voća i povrća uklanjanjem dijela vode i smanjenja vrijednosti aktiviteta vode. Hlađenje Cooling


164 _________________________________________________________________________

Hlađenje se primjenjuje u svim procesima prerade voća i povrća, kao metoda kratkotrajnog konzerviranja. Često se vrši prethlađivanje voća i povrća, zapravo brzo hlađenje radi postizanja duže trajnosti i očuvanja kvaliteta tokom transporta i manipulacije, te radi stabilizacije temperature pri unošenju voća i povrća u rashladne komore. Zamrzavanje Freezing

Konzerviranjem namirnica zamrzavanjem postiže se produženje njihove trajnosti na duži vremenski period. Zamrzavanje se temelji na činjenici da se izdvajanjem vode u obliku kristala leda i sniženjem temperature (-18°C do -20°C) praktično zaustavljaju hemijski, biohemijski i mikrobiološki procesi u namirnicama (voću i povrću). Punjenje i nalivanje Filling and pouring

Tehnološka operacija punjenja se primjenjuje u svim procesima prerade voća i povrća, a nalijevanje je tehnološka operacija koja se najčešće koristi u procesima mariniranja povrća (nalijevanja slano-kiselog naljeva) i kod proizvodnje kompota (nalijevanje slatkog naljeva). Pakiranje, etiketiranje i plastificiranje Packaging, labeling and laminating

Pakovanje je tehnološka operacija u kojoj se finalni proizvod pakuje u ispravno odabranu ambalažu, koja će u roku trajnosti proizvoda očuvati senzorna svojstva proizvoda, zdravstvenu ispravnost proizvoda, te omogućiti praktičnu upotrebu i rukovanje kao i zadovoljenje estetskih zahtjeva. Primjnjuje se u svim područjima prerade voća i povrća, gdje je pakiranje najčešće integralni dio proizvodnog procesa. Za pakovanje gotovih proizvoda koji su nastali u procesu prerade voća i povrća najčešće se koristi staklena ambalaža, metalna ambalaža, plastična ambalaža, te višeslojna ambalaža (polietilenska folija/papir/Al-folija/poletilenska folija) za aseptično pakovanje.

Kao direktna posljedica navedenih operacija prerade voća i povrća nastaju otpadne materije, a primjer prerade voća u tehnološkom postupku proizvodnje marmelada prikazan je na slici 7.6.3.1., a na slici 7.6.3.2. prikazan je primjer prerade povrća (Lovrić i Piližota, 1994).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 165

PRIJEM SIROVINE U SKLADIŠTE

TRANSPORT U POGON

PREBIRANJE

ČIŠĆENJE I PRANJE

PASIRANJE

KONZERVIRANJE VOĆNE PULPE SUMPORNOM

KISELINOM

TRANSPORT U POGON ZA PROIZVODNJU

MARMELADA

KUHANJE U VAKUM UPARIVAČU

PUNJENJE JEDINIČNE AMBALAŽE

ETIKETIRANJE I TRANSPORTNO

PAKOVANJE

PALETIRANJE

SO2, PARA, VODA

A.1.1.

A.1.2.

A.1.3.

A.1.4.

A.1.5.

A.1.6.

A.1.7.

A.1.8.

A.1.9.

A.1.10.

A.1.11.

PLODOVI KOJI NE ZADOVOLJAVAJU

INTERNE STANDARDE

VODA, DIJELOVI PLODOVA

VODA, KOŠTICE OD KOŠTUNJAVOG VOĆA, KOŽICA -

KORA VOĆA

VODA

SO2

VODA

Tehnološka para, voda;

Voda, šećer, aditivi

Jedinična ambalaža –

tegle, kantice

Etikete, kartonske podloške i

kutije, TSK folija

Streč folija, drvene palete

ŠKARTIRANA I SLOMLJENA AMBALAŽA

Sistem odvodnih kanala

vodaINTERNI VLASTITI

SEPARATOR

GRADSKI KOLEKTOR

Posude za odlaganje

smeća

PRIRUČNA VLASTITA

DEPONIJA - KONTEJNER

GRADSKA DEPONIJA

Posude za odlaganje košpica

KOTAO NA BIOMASU ZA

PROIZVODNJU TEHNOLOŠKE

PARE

POGON ZA PROIZVODNJU MARMELADE

Košpice

Škartirani i polomljeni proizvodi

KARTONI, NAJLONI I SL.

Priručna deponija za odlaganje

reciklažnog materijala

Ostaci kartonskih podloški,

streč folije, TSK folije i sl.

Ostaci plastične ambalaže, metalni

poklopci i sl.

SPECIJALIZOVANE FIRME ZA

OTKUP RECIKLAŽNOG MATERIJALA

PROIZVODJAČI PLASTIČNE,

PAPIRNE, KARTONSKE I

METALNE AMBALAŽE

Suhekošpice

Tehnološka para

Mehaničkiprečišćena

voda

Sekundarna sirovina

Prljava voda

Truli plodovi,

nedovoljno zreli, ostaci plodova i

sl.

Slika 7.6.3.1. Shema tehnološkog procesa prerade voća- proizvodnja marmelada i džemova Figure 7.6.3.1. The scheme of technological process of fruit-production of marmalades and jams


166 _________________________________________________________________________

UZIMANJE POVRĆA IZ SKLADIŠTA

INSPEKCIJA

BLANŠIRANJE

SLAGANJE U TEGLE

KONTROLA I NALIJEVANJE

ZATVARANJE

PASTERIZACIJA

KONTROLA I BIOLOŠKO

ODLEŽAVANJE

KONTROLA

ETIKETIRANJE, TRANSPORTNO

PAKOVANJE

PALETIRANJE

Tegle, začini

Poklopci

Etikete, ljepilo, kartonske podloške,

T.S.K. folija

B.1.1.

B.1.2.

B.1.3.

B.1.4.

B.1.5.

B.1.6.

B.1.7.

B.1.8.

B.1.9.

B.1.10.

B.1.11.

Voda

ISPIRANJE

Naliv

B.1.12.

PRANJE

TRANSPORT

B.1.13.

B.1.14.

SJEČENJE, BUŠENJE

Voda

B.1.15.Streč folija, drvene

palete

Voda

Plodovi koji ne zadovoljavaju interne

standarde (oštećeni, truli, nedovoljno zreli i sl.)

Ostaci plodova povrća (petiljke, kožica, sjeme

isl.)

Tehnološka para, voda

Voda

Tehnološka para, voda

Kartoni, najloni i sl.

Voda, para

Škartirana i slomljena ambalaža i sl.

Sistem odvodnih

kanala

INTERNI VLASTITI

SEPARATOR

GRADSKI KOLEKTOR

Mehaničkiprečišćena

voda

Posude za odlaganje

smeća

PRIRUČNA VLASTITA

DEPONIJA - KONTEJNER

GRADSKA DEPONIJA

Truli plodovi,

nedovoljno zreli, ostaci plodova i

sl.

Škartirani i polomljeni proizvodi

Priručna deponija za odlaganje

reciklažnog materijala

Ostaci kartonskih podloški,

streč folije, TSK folije i sl.

Neispravni metalni poklopci,

tegle i sl.

SPECIJALIZOVANE FIRME ZA

OTKUP RECIKLAŽNOG MATERIJALA

PROIZVODJAČI PLASTIČNE,

PAPIRNE, KARTONSKE I

METALNE AMBALAŽE

Sekundarna sirovina

Neispravna ambalaža

Voda

Slika 7.6.3.2. Shema tehnološkog procesa prerade povrća- mariniranje/kiseljenje Figure 7.6.3.2 The scheme of technological process of vegetables-marinating / pickling


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 167

VAKUM UPARIVAČI

POGON ZA PROIZVODNJU PROIZVODA OD

VOĆA

POGON ZA PRERADU I

PROIZVODNJU PROIZVODA OD

POVRĆA

MAGACIN – KARANTEN ZA PROIZVODE OD

POVRĆA

POGON ZA ETIKETIRANJE I TRANSPORTNO

PAKOVANJE

POGON ZA PRIMARNU PRERADU POVRĆA

ETIKETIRKA

TRA

NS

PO

RTN

O

PA

KO

VA

NJE

TRAKA

PASIRKA

MLIN ZA VOĆE

PASTER KADE

TUNELSKI PASTERIZATOR

RADNI STOLOVI

SABIRNI ŠAHT ZA

TEHNOLOŠKE VODE MAGACIN SIROVINA I

AMBALAŽE

MAGACIN GOTOVIH

PROIZVODA

MANIPULATIVNI PROSTOR

KOTLOVNICA NA BIOMASU I

ČVRSTO GORIVO

UPR

AVN

A

ZGR

AD

A

SKLA

DIŠ

TE

SIR

OVI

NA

INTE

RN

I S

EP

AR

ATO

R

GRADSKI KOLEKTOR

SA

BIR

NI Š

AH

T ZA

OB

OR

INS

KE

V

OD

E

RIJ

EKA

TI

NJA

Tehnološke otpadne vode

Oborinske vode

Fekalne vode

SA

NIT

AR

NI Č

VO

R

Kruti otpad

INTERNA DEPONIJA

LEGENDA:

GRADSKA DEPONIJA

OVLAŠTENI OTKUPLJIVAČ SEKUNDARNIH

SIROVINA

DEPONIJA ZA BIOMASU

E1 PROFIL

Slika 7.6.3.3. Shema proizvodnog pogona za preradu voća i povrća


168 _________________________________________________________________________

Figure 7.6.3.3. Scheme of the manufacturing plant for processing fruits and vegetable


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 169

7.6.3.4 Nastajanje otpada u preradi voća i povrća Waste arising in the processing of fruits and vegetables

• tekući otpad,

U procesu prerade voća i povrća nastaju velike količine čvrstog otpada i otpadnih voda koji sadrže organske tvari i suspendirane tvari. Prema tome, otpadne materije u procesu prerade voća i povrća se generalno mogu podijeliti u grupe:

• kruti otpad, • emisije u zrak

Otpadne vode nastaju kontaktom vode sa voćem i povrćem u toku tehnoloških operacija, a najveća količina otpadnih materija nastaje u toku:

pranja sirovina, inspekcije i sortiranja, pranja nakon guljenja, blanširanja, punjenja, sanitacije i čišćenja opreme, uređaja i pogona proizvodnje, hlađenje procesiranog proizvoda (Anon., 1996).

7.6.3.5 Potrošnja vode i karakteristike otpadne vode

Water consumption and wastewater characteristics

Potrošnja vode i karakteristike otpadne vode se uveliko razlikuju unutar pojedinih procesa u

pogonima prerade voća i povrća. Potrošnja vode u najvećoj mjeri zavisi od: vrste voća ili povrća koje se procesira, kvaliteta u toku berbe i uvjeta berbe, da li su u procesu prerade u upotrebi tehnike za očuvanje vode, tehnološkog procesa kojim se procesira voće ili povrće, vrste proizvoda koji se proizvodi i veličine postrojenja (kapaciteta proizvodnje).

U tvornicama za preradu voća i povrća, osim velike količine otpadne vode koja nastane u samom procesu prerade voća i povrća, nastaju i velike količine sanitarnih otpadnih voda (mokri čvorovi u krugu tvornice, restoran, kuhinje itd) te oborinske vode, što uveliko utiče na sastav i toksičnost otpadnih voda, posebno što u mnogim tvornicama u BiH odvođenje otpadnih voda nije međusobno razdvojeno.

Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode u tvornici za preradu voća i povrća, ispitivani u toku dva dana, dati su u tabelama 7.6.3.1 i 7.6.3.2.

Tabela 7.6.3.1. Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode (na profilu E1) (prvi dan ispitivanja, test organizam: daphnia magna)

Table 7.6.3.1. The results of toxicity tests of samples of waste water (in the profile E1) (first day of testing, test organisms: Daphnia magna)

Koncentracija otpadne vode

(zapreminski %) Broj test organizama

% uginulih test organizama nakon 24

sata


sati 0,0 kontrola 20 0 0

1 20 0 0 10 20 0 0 18 20 0 0 32 20 0 20 56 20 100 100 95 20 100 100


170 _________________________________________________________________________

48LC50 = 39,47 %

Tabela 7.6.3.2. Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode (na profilu E1) (drugi dan

ispitivanja, test organizam: daphnia magna Table 7.6.3.2. The results of toxicity tests of samples of waste water (in the profile E1) (second day of

testing, test organisms: Daphnia magna Koncentracija otpadne

vode (zapreminski %)

Broj test organizama % uginulih test

organizama nakon 24 sata


sati 0,0 kontrola 20 0 0

1 20 0 0 10 20 0 0 18 20 0 0 32 20 0 0 56 20 20 45 95 20 40 60

48LC50

= 66,78 %

Kriva protoka otpadne vode prikazana je na slici 7.6.3.4. Opterećenje otpadne vode suspendiraim materijama grafički je pokazano na slici 7.6.3.5.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 171

Slika 7.6.3.4. Kriva protoka otpadne vode Figure 7.6.3.4. The curve of the waste water flow

Slika 7.6.3.5. Grafički prikaz opterećenja otpadne vode organskim i suspendiranim materijama

Figure 7.6.3.5. Graphic display of wastewater organic load and suspended substances

Ispitivanje opterećenja zagađenja otpadnih voda izraženi preko EBS-a (Ekvivalentni broj

stanovnika), utvrđuje se prema propisanoj periodici (Pravilnik o vrstama, načinu i obimu materija i ispitivanja iskorištene vode, ispuštene otpadne vode („Službene novine FBiH“, br: 48/98). Parametri koji se mjere za određivanje EBS-a su: temperatura vode, suspendirane čvrste čestice, hemijska potrošnja kisika ( HPK), petodnevna biohemijska potrošnja kisika (BPK5), sadržaj ukupnog nitrogena, sadržaj ukupnog fosfora, stepen toksičnosti otpadnih voda uz pomoć test organizma Daphnia Magna, te specifični pokazatelji zagađenja (zbirni pH, m-alkalitet, sadržaj ulja i masti, sadržaj deterdženta,


172 _________________________________________________________________________

isparljive materije i sadržaj pepela). Podaci za izračunavanje EBS-a izmjereni u pogonu za preradu voća i povrća (Fana, Srebrenik) prikazani su u tabelama 3.3. i 3.4.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 173

Tabela 7.6.3.3. Prosječni dnevni rezultati ispitivanja otpadnih voda u pogonu za preradu povrća,aza temperaturu je uzeta maksimalna dnevna vrijdnost. Table 7.6.3.3. Average daily test results of effluent processing of vegetables, the temperature is precisely defined, and maximum daily taken

Parametri Dimenzije Vrijednosti

18.05.2005 19.05.2005 Protok m3 7,20 /dan 9,22 Temperatura g/m 27,7 3 31,5 Suspendirane materije g/m 312,25 3 60,33 HPK g/m 1,817 3 474,50 BPK g/m5 740,50 3 237,00 Ukupni N g/m 12,4 3 6,70 Ukupni P g/m 0,14 3 0,09 48LC % 50 39,48 66,78 pH vrijednost - 6,8 6,9

Tabela 7.6.3.4. Izvještaj o određivanju EBS-a eksperimentalnim putem Table 7.6.3.4. Report on the determination of the EBS and experimentally (EBS -population equivalent)

Red.br. Vrijeme uzorkovanja

Temp.vode, (°C )

Protok (m3

Susp. materije (g/m/s) 3

HPK (g/m)

3BPK

) 5

(g/m3

HPK/ BPK)

t5

tsm

g/s

Specifični parametri onečišćenjau

kompozitnom uzorku

om

g/s

1 07-09 15 0,0002 595,0 3251,0 1100,0 2,9554 0,1918 0,2200 2 09-11 22,2 0,0002 157,4 2242,0 920,0 2,4369 0,0314 0,1840 3 11-13 27,7 0,0005 17,4 708,0 322,0 2,1987 0,0087 0,1610 4 13-15 17,7 0,0001 115,2 1067,0 620,0 1,7209 0,0115 0,0620 pH=6,8 5 Ukupni N =12,4 6 Ukupni P =0,14 7 8 9

10 11 12 Srednja vrijednost 0,00025 312,25 1817 740,50 ∑=9,3119 0,0609 0,1567

Ukoliko se posmatraju karakteristike otpadne vode iz fabrika za preradu voća i povrća u BiH i uporede podaci sa dozvoljenim graničnim vrijednostima koje propisuju odgovarajući pravilnici, u skladu sa recipijentom otpadnih voda, može se zaključiti da su vrijednosti parametara znatno iznad dozvoljenih. Razlog tome je činjenica da većina fabrike za preradu voća i povrća nema odgovarajući tretman otpadnih voda ili, ako i imaju, primijenjene tehnologije prečišćavanja ne daju očekivani rezultat. To se ogleda u činjenici da efluent prije ispuštanja u prijemnik u većini slučajeva ne zadovoljava propisane vrijednosti, tj. maksimalno dozvoljene koncentracije relevantnih parametara. 7.6.3.6.Tretman otpadne vode

Wastewater treatment

Otpadne vode koje nastaju u okviru proizvodnog procesa u preradi voća i povrća mogu se podijeliti na:

• tehnološke otpadne vode, • sanitarne otpadne vode i • oborinske otpadne vode.

Otpadne vode prehrambene industrije, pa tako i prerade voća i povrća sadrže uglavnom zagađenja organskog porijekla. Zagađenja se mogu nalaziti u rastvorenom, koloidnom i suspendiranom (nerastvornom) obliku. Dio organskog zagađenja uklanja se mehaničkim, hemijskim ili fizičko-hemijskim procesima prečišćavanja otpadnih voda. Međutim, biološki procesi zbog svoje efikasnosti i ekonomičnosti, predstavljaju danas najoptimalniji metod za uklanjanje organskog zagađenja iz otpadnih voda prehrambene industrije.

Najčešće korištene metode predtretmana otpadnih voda su egalizacija (izjednačavanje toka i koncentracije zagađenja ), sita i rešetke za odvajanje suspendiranih materija, uklanjanje ulja i masti (ako su prisutni), taloženje, flotacija, hidrociklonski filteri (centrifuge), hemijska obrada i biološki tretman.

Treba naglasiti da se za odvajanje čvrste od tekuće faze kod obrade otpadnih voda nastalih od prerade voća i povrća naviše koriste hidrociklonski filteri (centrifuke) i da imaju daleko veću učinkovitost od taloženja i flotacije.

Kod biološkog tretmana otpadnih voda se najčešće koriste aerobni biološki procesi i to: postupak aktivnog mulja, biološka filtracija, bio-diskovi i aerobne / fakultativne lagune. Efluenti iz industrije voća i povrća su kompleksnog sadržaja sa visokim sadržajima suspendiranih i rastvorenih materija najvećim dijelom organskog porijekla i uglavnom se prečišćavaju biološkim metodama obrade. Njihov puni tretman najčešće zahtijeva kombinaciju fizičkih, hemijskih i bioloških procesa. Tvornice za preradu voća i povrća u BiH uglavnom nemaju postrojenja za tretman otpadnih voda. U onim rijetkim, koji imaju postrojenje za tretman otpadnih voda, obično funkcionira samo primarni taložnik, a biološki tretman ili egzistira u sklopu postrojenja, ali ne funkcionira ili ga uopće nema u fabrici. Također, je važno istaknuti da trenutno većina tvornica ne razdvajaja tehnološke od sanitarnih voda. Veoma često i oborinske vode idu istim instalacijama do postrojenja za tretman otpadnih voda. Neke tvornice imaju razdvojeno prikupljanje otpadnih voda (sanitarne, tehnološke, oborinske), ali na postrojenju za tretman otpadnih voda se tretira samo tehnološka otpadna voda, dok se sanitarna voda i oborinska ne prečišćavaju (Anon., 1996).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 175

7.6.3.7.Nastajanje i karakteristike krutog otpada The formation and characteristics of solid waste

U tvornicama za preradu voća i povrća nastaju velike količine krutog otpada, koji je uglavnom

organskog porijekla. To su obično tropovi i komine od različitih vrsta voća (jabuke , dunje, višnje i td) koji nastaju u toku operacija mljevenja i pasiranja kod proizvodnje marmelada i džemova, te kod proizvodnje voćnih kaša. Dalje, nastaju velike količine koštica koje se izdvajaju u operaciji iskoštavanja, posebno kod proizvodnje kompota (šljive, višnje, trešnje itd), te kod iskoštavanja voća za proizvodnju marmelada i džemova (breskva, marelica itd). Ostali otpad organskog porijekla obično čine truli plodovi voća izdvojeni tokom operacije inspekcije, ostaci nakon guljenja voća, sječenja voća itd.

Kruti otpad koji nije organskog porijekla obično nastaje lomom i oštećenjem ambalaže (različite plastične i staklene), te ostacima TS folija i ostalih plastičnih folija koje se koriste kod pakovanja, zatim kartona i papira. Tretman krutog otpada Solid waste treatment

Kruti otpad koji nastane u pogonima prerade voća i povrća najčešće se razvrstava na mjestu nastanka, i tako razvrstan dalje tretira, u zavisnosti od načina odlaganja.

Tropovi i komine, koji nastaju u tvornicama koje u velikoj količini prerađuju jabuku, dunju, krušku, višnju i slično voće najčešće se prerađuju u stočnu hranu i iz tog razloga jako je bitno poznavati hemijski sastav ove vrste krutog otpada. Trop (komina) sadrži pokožicu, peteljku i sjemenke zaostale nakon mljevenje i pasiranja voća.

Organski otpad nastao od ostataka voća koje nije upotrijebljeno u proizvodnji ili od dijelova voća zaostalih nakon obrade obično se sakuplja na vlastitim priručnim deponijama, a kasnije se odvozi na gradsku deponiju ili prema ugovoru sa firmama podugovaračima koje odvoze ovaj otpad. Zajedničko za sve vrste organskog otpada je prisustvo uglavnom organskih jedinjenja koja se lako biolološki razgrađuju, imaju tendenciju prelaska u kiselo stanje i skloni su brzom trulenju ( fermentiranju).

Koštice nastale u toku tehnološke operacije iskoštavanja se nakon sakupljanja u posudama za odlaganje koštica i sušenja upotrebljavaju kao energent za dobijenje tehnološke pare potrebne za dalji tehnološki postupak proizvodnje.

Kruti otpad, kao što je oštećena ambalaža (plastika, staklo, metal), različite vrste folija, karton i papir u tvornicama se prikupljaju odvojeno na za te svrhe pripremljeno i označeno mjesto, a dalje se po ugovorima sa specijalizovanim firmama za recikliranje ovog otpada po dogovorenoj periodici odvozi. U krugu tvornice se obično nalaze i prese za papir i karton te se sav prikupljeni karton od ambalaže slaže u bale i odvozi na reciklažu. 7.6.3.7 Emisije u zrak

Emissions to air

Emisije u zrak nastaju uslijed visoke potrošnje energije potrebne za proizvodni proces.

Para, koja se upotrebljava za toplotne tretmane u proizvodnom procesu (pasterizacija, sterilizacija, blanširanje i sl) se generalno proizvodi u kotlovskim postrojenjima, a supstance koje zagađuju zrak, uključujući okside azota, sumpora i suspendirane materije, nastaju uslijed sagorijevanja fosilnih


176 _________________________________________________________________________

goriva. U pogonima za preradu voća i povrća, trenutno se najviše koriste sljedeća fosilna goriva: prirodni plinovi propan i butan, nafta, mazut i drvo.

Zagadujuće supstance koje se mjere u emisijama u zraku su: azotni oksidi (mg/m3), CO (mg/m3), sumpor dioksid (SO2) (ppm), čestice (mg/m3

Komponenta

), čađ (u skladu sa Bacharach). U tabeli 7.6.3.5. , kao primjer, prikazani su rezultati analize sastava dimnih plinova u dimnom kanalu pri optimalnom radu kotla, a kao gorivo korišten je mrki ugalj (rudnik Banovići), a na slici 7.6.3.6. prikazan je raspored mjernih mjesta.

Tabela 7.6.3.5. Sastav dimnih plinova u dimnom kanalu Table 7.6.3.5.The composition of flue gases in the flues

Mjerno mjesto Prosjek 1 2 3 4 5

CO2, 3,1 % 3,4 3,4 3,8 3,7 3,5 CO, ppm 667 754 774 786 765 750 SO2 275 , ppm 280 315 325 310 301 NO2, 49 ppm 44 46 48 49 47

O2, 17,2 % 17,8 17,1 16,3 16,7 17,0 Isp. Org.spojevi

VOC, mg/m 2,1 3 2,3 2,4 2,1 2,8 2,3

Zacrnjenje po Bacharach-u 0,8 0,9 0,8 0,9 0,7 0,8

Čvrste čestice , mg/m 11 3 10 9 12 11 10,6


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 177

Slika 7.6.3.6. Raspored mjernih mjesta na presjeku dimnog kanala

Figure 7.6.3.6. Arrangement of measurement points at the intersection of flue channels 7.6.3.8 Hemijski sastav otpadnih materija iz prerade voća i povrća

Chemical composition of waste materials from fruit and vegetables processing

Zbog daljeg tretmana nastalog otpada veoma je važno poznavati njegov hemijski sastav. U

hemijskom sastavu organskog otpada nastalog u toku prerade voća i povrća u najvećoj mjeri se nalaze ugljikohidratne komponente (topive i netopive), zatim proteini i manji dio lipidnih komponenata (Nawirska, Kwasniewska, 2005). Tbela 7.6.3.6. prikazuje sastav frakcija dijetalnih vlakana u tropu nekih vrsta voća i povrća.

Tabela 7.6.3.6. Sastav dijetalnih vlakana u tropu voća i povrća

Table 7.6.3.6. The composition of dietary fiber in tropical fruits and vegetables Vrsta tropa Jabuka Višnja Aronija C.Ribizla Kruška Mrkva Pektin 11.7 1.51 7.85 2.73 13.4 3.88 Hemiceluloza 24.4 10.7 33.5 25.3 18.6 12.3 Celuloza 43.6 18.4 34.6 12.0 34.5 51.6 Lignin 20.4 69.4 24.1 59.3 33.5 32.2


178 _________________________________________________________________________

Izvor: Nawirska i Kwasniewska, 2005 7.6.3.9 Minimiziranje otpada i upravljanje otpadom

Waste minimization and waste management

Minimiziranje nastanka otpadnih voda postiglo bi se prioritetnim rješavanjem mjesta nastanka

najveće količine otpada i primjena adekvatnih strategija za smanjenje otpada. Prerađivači voća i povrća se uglavnom oslanjaju na vlastite izvore vodosnabdijevanja i na snabdijevanje iz javnih vodovoda. Orijentacija na vlastite izvore snabdijevanja vodom ima prednost jer je jeftinija, a kvalitet vode iz bunara odgovara kvalitetu vode iz gradske vodovodne mreže.

Pošto prerada voća i povrća troši velike količine pitke vode, veoma je važno usvojiti politiku o efikasnom trošenju vodnih resursa. U tvornicama se ta politika odnosi prvenstveni na mjere dobrog gazdovanja resursima, te primjenu metoda dobrih praksi i raspoloživih metoda i tehnika za smanjenje potrošnje prirodnih resursa i smanjenje zagađenja. U tom pogledu također je veoma značajna edukacija svih uposlenih, kao i primjena sistema upravljanja okolinskim resursima.

Jedna od dobrih praksi, je automatska kontrola za puštanje/zaustavljanje vode kada se ne koristi, instaliranje lavaboa sa automatskom kontrolom vode, instaliranje prskalica za automatsko zaustavljanje vode kod procesa pranja i čišćenja, čime se štede velike količine vode. Tabela 7.6.3.7. prezentira tipičnu potrošnju vode u proizvodnim pogonima prerade voća i povrća, koje preporučuje Document on Best Available Techniquies in the Food, Drink and Milk Industries (EC, 2006).

Tabela 7.6.3.6. Potrošnja vode u proizvodnim pogonima prerade voća i povrća Table 7.6.3.6. Water consumption in the manufacturing plants of fruit and vegetables

Proces Proizvodnja soka

Proizvodnja džemova

Proizvodnja pasterizovanog povrća

Potrošnja vode (m3/t) 6,5 6,0 5,9 - 11

Izvor: EC, 2006

Osim toga, treba prakticirati ''suho čišćenje'' kao i izbjegavanje vodenog transporta otpada, gdje

je god to moguće. Također, postavljanje štitnika na ivice traka koje transportuju voće i povrće smanjuje padanje voća i povrća na pod, čime se smanjuje broj pranja i količina organskog otpada. Postavljenje perforiranih zaštira na sve kanale u podu smanjuje mogućnost da velika količina organskog otpada i sitnih ostataka voća i povrća ode u odvodne kanale, već ih je moguće mehanički očistiti.

Upravljanje otpadom u cilju smanjenja nastanka otpada podrazumijeva i planiranu nabavku sirovina, radi kraćeg zadržavanja sirovina i manje mogućnosti propadanja, saradnju sa dobavljačima radi sprovođenja dobre prakse transporta sirovina itd.

Smanjenje čvrstog otpada se također može postići dobrim upravljanje i edukacijom uposlenih, u pogledu pravilne manipulacije ambalažom, radi smanjenja oštećena ambalaže koja je poslije toga neupotrebljiva.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 179

Zaključak Conclusion

Visoka potrošnja vode u pogonima za preradu voća i povrća je uvjetovana strogim higijenskim mjerama i visokom kontrolom kvaliteta proizvoda. Ključni okolinski problemi u sektoru prerade voća i povća su: visoka potrošnja vode, visoka potrošnja energije, velike količine otpadnih voda, proizvodnja krutog otpada, emisije u zrak.

Sve navedeno upućuje na zaključak da industrija prerade voća i povrća značajno doprinosi zagađivanju voda u Bosni i Hercegovini. Iz ovog razloga neophodno je prvo uložiti napore da se smanje koncentracije organskog opterećenja u otpadnim vodama prvenstveno primjenom mjera prevencije nastanka zagađenja, a potom projektiranjem odgovarajućih uređaja za tretman otpadnih voda. LITERATURA

Anon. 1996. Technical Polution Prevention Guide for the Fruit and Vegetable Processing Industry in the Lower Fraser Basin, PBK Engineering Ltd., Vancouver, September 1996., B.C. DOE FRAP 1996-18, Project No. 95043. EC. 2006. Document on Best Available Techniquies in the Food, Drink and Milk Industries, EC, August, 2006. Lovrić T., Piližota V. 1994. Konzerviranje voća i povrća, Nakldni zavod Globus, Zagreb, 1994. Nawirska A., Kwasniewska M. 2005. Dietary fibre fractions from fruit and vegetable processing waste, Food Chemistry 91, 221–225. PITANJA I ODGOVORI

1. Kako se generalno dijeli otpad nastao u pogonima prerade voća i povrća?

2. Koje otpadne vode nastaju u procesima prerade voća i povrća? Tekući otpad , kruti otpad, emisije u zrak.

Odgovor: tehnološke otpadne vode, sanitarne otpadne vode, oborinske otpadne vode. 3. Kakav je hemijski sastav organskog otpada nastalog u toku procesa prerade voća i povrća ?

U najvećoj mjeri zastupljene su ugljikohidratne komponente (topive i netopive), zatim proteini i manji dio lipidnih komponenata, te hemijska jedinjenja koja potiču od procesa pranja i sanitacije procesne opreme.


1. Pri kojim tehnološkim operacijama nastaje najveća količina otpadnih materija u preradi voća i povrća?

2. Koje su najčešće korištene metode predtretmana otpadnih voda nastalih u preradi voća i povrća?

3. Koje vrste bioloških tretmana otpadnih voda se najčešće koriste ?


180 _________________________________________________________________________

7.6.4 Održivost u proizvodnji kruha Sustainability in bread production

Dijana Miličević1, Jasna Mastilović2 1Tehnološki fakultet, Univerzitet u Tuzli 2

• osnovne – brašno i voda,

Tehnološki fakultet Zvornik, Univerzitet u Istočnom Sarajevu

7.6.4.1 Uvod Introduction

Kruh (hljeb) je osnovna namirnica u prehrani većine ljudske populacije danas na Zemlji. Od vremena kada je napravljen prvi kruh pa do danas desile su se neke promjene u procesu proizvodnje, kao i u pogledu sirovina koje se koriste za proizvodnju kruha.

Općenito, sirovine koje se koriste u proizvodnji kruha se mogu podijeliti na nekoliko načina (Miličević, 2011). Jedna od podjela je na:

• dodatne – kvasac i so i • pomoćne – šećer i svi ostali dodaci (mlijeko, masnoća, začini, aditivi....).

Druga podjela sirovina je na: • osnovne – brašno, voda, so i kvasac i • dodatne – šećer i svi ostali dodaci.

U početku su ljudi samo grubo usitnjavali žitarice (pšenicu, raž, jeačam) i to miješali sa vodom. Nakon toga su počeli koristiti kamenje za usitnjavanje žitarica i dobivali su sve sitniji i sitnji proizvod brašno. Sa napretkom u tehnologiji mljevenja počele su se proizvoditi različite vrste brašna. Također, na početku se brašno miješalo samo sa vodom pa su se pravili uglavnom ravni kruhovi jer nije bilo kvasca koji bi izazvao fermentaciju. Onda su počeli dodavati so radi poboljšanja okus proizvoda, a nakon početka primjene kvasaca proširio se i asortiman proizvoda. 7.6.4.2 Proizvodnja kruha Bread making

Proces proizvodnje kruha odvija se kroz nekoliko faza: • priprema sirovina, • zamjes tijesta, • fermentacija, • premjesivanje, • fermentacija, • dijeljenje, • okruglo oblikovanje, • završna fermentacija, • pečenje i • hlađenje.

Kod proizvodnje kruha ne moraju biti zastupljene sve navedene faze. To prvenstveno ovisi o osnovnoj sirovini – brašnu. Također je i trajanje svake od ovih faza različito ovisno o vrsti brašna i količini sirovina, dakle, veličini krajnjeg proizvoda (Kaluđerski i Žeželj, 1992).


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 181

1. Priprema sirovina je važna faza jer o njoj ovisi odvijanje sljedećih faza i kvalitet gotovog proizvoda. Sve sirovine se moraju na neki način pripremiti, bilo da se radi samo o doziranju, odnosno vaganju ili o temperiranju, pripremi otopine ili emulzije. Temperiranje je bitno kod proizvodnje kruha, jer i prehladne i pretople sirovine, prije svega brašno i voda, mogu izazvati negativne posljedice i dovesti do proizvodnje nekvalitetnog proizvoda. Dakle, nakon prosijavanja brašna ono se, kao i voda, temperira na odgovarajuću temperaturu i dozira ili se brašno izvaže. So se može dodati u prahu ili se može napraviti otopina. Slično je i sa kvascem, mada se kod kvasca puno češće pripremi emulzija sa vodom i to se doda u ostale sirovine.

2. Zamjes je bitna operacija od koje umnogome ovisi i kvalitet krajnjeg proizvoda. Postoji više vrsta zamjesa, a koji će biti primijenjen ovisi o vrsti sirovina i vrsti proizvoda. U početku se najčešće koristi sporohodni zamjes dok se ne homogeniziraju i ne sjedine sve sirovine, a poslije se koristi brzohodni zamjes ili zamjes u razičitim tipovima mjesilica, pa čak i miksera. Trajanje zamjesa ovisi o vrsti sirovina, ali je uglavnom potrebno dobiti homogenu tjestanu masu, koja će se poslije lako obrađivati. Veoma je bitno da sve bude tačno izmjereno i temperirano, jer od toga ovisi kvalitet krajnjeg proizvoda. Već nakon zamjesivanja brašna i ostalih sastojaka počinju se odvijati različiti procesi u toj smjesi. To se prvenstveno odnosi na promjene u bjelančevinama i škrobu. Ti procesi se intenziviraju kako se intenzivira miješenje, a to su koloidni, fizikalni, biokemijski procesi. Mikrobiološki procesi se počinju odvijati kasnije, kad se aktiviraju kvasci. Pod utjecajem enzima iz brašna odvijaju se i biokemijski procesi i to procesi proteolize i, manje, amilolize. U početku miješenja svi ovi procesi utječu na formiranje tijesta dobrih svojstava. Međutim, daljim tokom miješenje može i negativno utjecati na svojstva tijesta i svi ovi procesi koji su u početku bili pozitivni mogu sada utjecati negativno i dovesti do stvaranja tijesta loših svojstava. Mikrobiološki procesi se odvijaju pod utjecajem kvasaca, kada se oni aktiviraju, mada, ustvari, ti procesi počinju odmah nakon zamjesivanja tijesta. Podjela zamjesa se može izvršiti na sljedeće načine:

a) šaržni – sa prekidima

prema načinu izrade tijesta

kontinuirani – bez prekida b) jednofazni – direktni zamjes

prema postupku izrade tijesta

višefazni – indirektni zamjes c) sporohodni zamjes

prema intenzitetu zamjesa tijesta

brzohodni zamjes intenzivni zamjes – mikserima

3. Fermentacija obuhvata promjene koje se odvijaju od trenutka zamjesivanja do dijeljenja tijesta na komade, a cilj je da se tijesto dovede u stanje u kojem je po fizičkim osobinama i stupnju razvoja plina najbolje za dijeljenje, obradu i pečenje – zrenje tijesta. Tijesto koje je dobro dozrelo i spremno za dijeljenje i obradu mora ispunjavati sljedeće uvjete:

• fizičke osobine trebaju biti optimalne za dijeljenje na komade, zaokrugljivanje, duguljasto uvijanje i zadržavanje plina u konačnom obliku i pri pečenju,

• stvaranje plina u oblikovanim komadima tijesta na početku završnog vrenja treba proticati zadovoljavajućim intenzitetom,

• u tijestu treba biti dovoljna količina neprevrelih šećera i produkata hidrolitičke razgradnje bjelančevina neophodnih za obojenje kore tokom pečenja,


182 _________________________________________________________________________

• u tijestu trebaju biti prisutni u potrebnim količinama produkti koji uvjetuju specifični ukus i aromu kruha.

U tijestu se, u toku vrenja, odvija alkoholno vrenje, razmnožavanje kvasca, dolazi do promjene kiselosti tijesta, odvijaju se različiti koloidni, fizikalni i biokemijski procesi.

4. Premjesivanje tijesta je veoma važno, mada to može imati i pozitivan i negativan učinak. Ovisi o tipu brašna, npr. polubijelo brašno se premjesuje možda jednom, a crno nijednom. Premjesivanje traje 1.5 do 2 minute, a cilj je poboljšanje strukture proizvoda. Broj i trajanje premjesivanja ovisi o jačini brašna, dužini vrenja i izmeljavanju.

Poboljšanje strukture tijesta premjesivanjem je uvjetovano stvaranjem sitnijih mjehurića zraka koji nastaju raspadanjem većih mjehura, i oni se pravilnije raspoređuju u tijestu. Ako se primjenjuje jedno premjesivanje ono se provodi na dvije trećine trajanja vrenja, a ako je više premjesivanja onda se zadnje provodi najkasnije 20 minuta prije početka dijeljenja. Veoma je važno tačno odrediti kada je tijesto zrelo i kada se može početi sa razdjeljivanjem.

5. Dijeljenje tijesta na komade obično se izvodi pomoću djelilica koje imaju već zadane mase. Polazi se od mase pečenog kruha ili peciva i treba se voditi računa o gubicima tokom pečenja, hlađenja i sušenja. Mala odstupanja su dozvoljena (±2.5% zadane mase), ali ne znači da su takve djelilice potpuno prihvatljive. Značajnija odstupanja su neprihvatljiva. Odstupanja u masi, odnosno veća ili manja masa od željene dovodi do grešaka u daljnjoj proizvodnji (produženo ili skraćeno završno vrenje, veći ili manji gubici pri pečenju i hlađenju i na kraju se ne dobije gotov proizvod tražene mase). Na odstupanja u masi pečenog kruha mogu utjecati i neravnomjerni gubici pri pečenju i sušenju tokom skladištenja. Odstupanja kod djelilica koje su namijenjene izradi komadnog kruha ne smiju prelaziti ±1.5% zadane mase.

6. Okruglenje komada tijesta se provodi odmah nakon dijeljenja i ako se pravi slobodno pečeni okrugli kruh ili okruglo pecivo onda je to i završno oblikovanje poslije kojeg odlaze na završno vrenje. Ako se pravi kruh u kalupu, vekne, peciva od svijetlog brašna onda je ovo prva faza ili međufaza u oblikovanju. Nakon nje slijedi međuodmaranje okruglih komada. Cilj ove faze je poboljšanje strukture tijesta kako bi gotov proizvod imao finiju i poroznu strukturu sredine.

7. Međuodmaranje (intermedijarno) tijesta traje 5 do 8 minuta i potrebno je kako bi popustila unutrašnja napetost u tijestu koja se javlja nakon okrugljenja. Istovremeno se smanjuje narušavanje strukture, poboljšava se struktura i moć zadržavanja plinova. To sve dovodi do izvjesnog povećanja volumena gotovih proizvoda, te poboljšanja strukture i poroznosti sredine. Ako bi se odmah nakon okrugljenja išlo na veknericu došlo bi do pogoršanja fizičkih svojstava tijesta jer veknerica ima vrlo intenzivno mehaničko djelovanje. U ovom periodu vrenje ne igra posebnu ulogu, pa nije potrebno obezbijediti posebne temperaturne uvjete, niti vlaženje zraka. Manje sušenje površine komada tijesta je čak i poželjno jer olakšava njihov prolazak kroz veknericu.

8. Završno oblikovanje – poslije međuodmaranja okruglim komadima tijesta se daje oblik karakterističan za gotov proizvod te vrste (Žeželj, M. 2005). Ako su to obične nerolovane vekne one se oblikuju u veknerici. Komad tijesta se prvo među valjcima razvalja u oblik duguljaste palačinke, zavija se u cjevast oblik i uvalja. Kada bi se odmah vršilo valjanje konačni proizvod bi bio lošijeg kvaliteta i poroznosti. Za vekne od raževog tijesta se koriste trakaste veknice u kojima tijesto prolazi između dvije trake na transporteru koje se kreću različitim brzinama i tako se oblikuju. Za peciva različitih oblika postoje posebne mašine.

9. Drugo (završno) vrenje – u tijestu nakon završnog oblikovanja nema CO2, jer je istisnut premjesivanjem. Ako bi se takav komad tijesta stavio na pečenje proizvod bi bio nezadovoljavajućeg volumena i svojstava. U vrijeme završnog vrenja u tijestu se odvija vrenje,


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 183

pri čemu se razvija CO2

10. Pečenje je proces u kojem se tijesto pod utjecajem topline pretvara u gotov proizvod. U pećima, koje mogu biti različitih izvedbi, toplina se tijestu prenosi najčešće kombinacijom toplotnog zračenja i prelaza topline, odnosno konvekcije. Pri tome je temperatura površine koja odaje toplinu 300°C do 400°C, a temperatura u unutrašnjosti pekarske peći 200°C do 250°C. U toku pečenja u tijestu dolazi do fizikalnih, kemijskih i biokemijskih promjena, a neke od njih su prestanak rada mikroorganizama, inaktivacija enzima, želatinacija škroba, koagulacija proteina uslijed visoke temperature, isparavanje lakohlapljivih tvari, alkohola i vode, karamelizacija šećera, stvaranje melanoidina i tvari arome. Temperatura pečenja ovisi o mnogo faktora, kao što su vrsta proizvoda, tip brašna, količina tijesta, itd. Kako bi se smanjile negativne pojave koje se mogu javiti u toku pečenja (isušivanje kore, nepoželjna boja, pucanje površine kore, itd) poduzimaju se neke mjere preodstrožnosti. U toku pečenja je potrebno vršiti vlaženje peći kako bi se spriječilo brzo stvaranje korice na površini kruha. U toku pečenja u tijestu se dešavaju različite fizikalno-kemijske promjene, kao što su izmjena topline i vlage u tijestu, povećanje volumena, klajsterizacija (želatinacija) škroba, koagulacija glutena, promjena aktivnosti enzima i njihova inaktivacija, inaktvacija mikrorganizama, nastajanje tvari okusa, arome i boje. Proizvod je pečen kada je završen proces stvaranja sredine i kore. Vrijeme pečenja ovisi o količini tijesta, tj. veličini komada. Sitno pecivo se peče kraće (15 do 25 minuta), a tijesto u štrucama (1 kg – 33 minute) kraće od okruglih komada. Slobodno pečeni kruh se peče brže od kruha u kalupima, a kruh od tamnog brašna te miješani kruhovi se peku brže zbog veće vlažnosti i slabije poroznosti.

koji razrahljuje tijesto i povećava mu volumen. Ovo vrenje se mora odvijati pod određenim uvjetima temperature (35°C do 40°C) i relativne vlažnosti (75 do 85%). Povećana temperatura ubrzava vrenje, a povećana vlažnost je neophodna radi sprečavanja stvaranja suhe korice – opne na površini komada tijesta. Ako se stvori suha opna ona raspukne u toku završnog vrenja i pečenja, pa se na površini kruha stvaraju pukotine. Kraj završnog vrenja se određuje organoleptički na osnovu promjene volumena, oblika i fizičkih osobina komada tijesta koji narastaju. Za to treba imati dosta praktičnog iskustva i razvijen osjećaj. Na kvalitet kruha se odražavaju nepovoljno i predugo i prekratko završno vrenje. Kod nedovoljnog završnog vrenja vekna ima kuglast oblik, raspuklo ispupčenje kroz koje ponekad iskipi sredina, a kalupski kruh ima jako okrugao oblik gornje kore, koja je obično podvijena nadole preko zidova kalupa. Ako je tijesto tvrdo u sredini nastaju pukotine. Kod predugog završnog vrenja vekna je spljoštena, a kalupski kruh ima ugnutu gornju koru u sredini. Vekna sa dovoljnim završnim vrenjem ima ovalan oblik, sa laganim prelazom u okrugli od donje kore u gornju na stranama. Završno vrenje traje različito – od 25 do 120 minuta, ovisno o veličini komada tijesta, recepturi, uvjetima, osobinama brašna, itd. Najveći utjecaj na trajanje vrenja imaju temperatura i vlažnost zraka i o tome treba voditi računa. Znanstvenici su dokazali da povišenje temperature sa 30°C na 45°C pri relativnoj vlažnosti od 80% do 85% skraćuje trajanje završnog vrenja za 23% do 30%. Povećanjem relativne vlažnosti sa 65% na 85% pri 35°C završno vrenje je ubrzano za 20%. Najveće ubrzanje završnog vrenja postignuto je pri temperaturi od 45°C i relativnoj vlažnosti od 90%. Međutim, vlaga iznad 85% može dovesti do ljepljenja tijesta za kalup pa je treba održavati u granicama do 85%. Poznato je da se tijesto tokom obrade lijepi za površine na kojima se izrađuje, obrađuje, za trake transportera, djelilice, veknerice. To se nastoji spriječiti. Posipanje brašnom i mazanje mašću tih površina iziskuje dodatne troškove. Neki od načina su propuhivanje zraka ili premazivanje površina silikonskim ili nekim drugim polimernim premazima, koji su, naravno, neškodljivi za ljudski organizam.


184 _________________________________________________________________________

Na vrijeme pečenja utječu temperatura pečenja, osobine brašna, tvrdoća brašna, veličina, oblik i vrsta proizvoda, željena boja i debljina kore, stupanj poroznosti tijesta itd.

Peći za pečenje kruha mogu biti različitih izvedbi (Kaluđerski i Žeželj, 1992): • zidane peći od kamena ili cigle, • parne peći, • etažne peći, • poluautomatske trakaste peći, • konvekcione peći, • automatske tunelske peći i • mikrovalne pećnice.

Zidane peći od kamena ili cigle se zagrijavaju loženjem drva u pećnici koja se nakon toga očisti i tu se peče kruh. Punjenje i pražnjenje se vrši pomoću pekarske lopate. Dobije se kruh izuzetnog kvaliteta, ali je potreban veliki rad, a mali je kapacitet peći.

Parne peći se zidaju od cigle u dvije etaže, a zagrijavaju se pomoću bešavnih cijevi u kojima se zagrijava destilirana voda, isparava i grije pećnicu.

Etažne peći imaju stabilni pod od valjanih limova, zagrijavaju se lož uljem, plinom ili električnom energijom.

Poluautomatske trakaste peći se pune pomoću uređaja za punjenje, imaju automatsko pražnjenje i opremljene su uređajem za vlaženje.

Konvekcione peći rade na principu rotiranja kolica sa tijestom koja su raspoređena na limovima za pečenje koji su na policama ili se limovi sa tijestom stavljaju na fiksne police, a pečenje se vodi kompjuterski.

Automatske tunelske peći su velikog kapaciteta, brzina pokretne trake se može regulirati tako da vrijeme pečenja bude 10 do 60 minuta.

Mikrovalne pećnice imaju brže prodiranje topline, povoljne su za tijesta od slabog brašna, za štrucu od 750 g pečenje traje 8 minuta i nastaju kruhovi bez čvrste kore.

Za pečenje se koriste crni ili aluminijski, perforirani lim sa promjerom otvora 2 do 3 mm, a kalupi mogu biti okrugli, četvrtasti, rebrasti, ovalni, ovisno o namjeni.

Sredstva za premazivanje limova i kalupa moraju osigurati da se tijesto ne lijepi za površinu, moraju se moći lako namazati, ne smiju otjecati sa vertikalnih površina, moraju biti kemijski stabilna, bez mirisa i okusa i moraju omogućiti lagano ispadanje proizvoda iz kalupa. Jednoliko nanošenje je omogućeno ako su u obliku spreja. Obično je to smjesa ulje i voda 50:50 uz dodatak lecitina.

Hlađenje kruha je obavezna operacija u proizvodnji. Na izlasku iz peći sredina kruha ima temperaturu od 98°C i mora se ohladiti na 35°C, dok temperatura skladištenja treba biti 15°C do 20°C, uz relativnu vlažnost od max. 75%. Vrijeme hlađenja je 2 do 3 sata. Hlađenje kruha počinje od površine kruha, a razlika u temperaturi između kore i sredine uvjetuje premještanje vlage od zagrijane sredine prema hladnoj kori pa je vlažnost kore na izlasku iz peći 0%, a na kraju hlađenja 12%. Sušenje kruha je, ustvari, razmjena vlage između kore i okolnog zraka sve dok se ne uspostavi ravnotežna vlažnost od 15%. Gubici mase su 3% ako se kruh hladi na 30°C 105 minuta, odnosno 1.8% ako se kruh hladi na 30°C 50 minuta. Kruh se hladi na kolicima, transporterima ili komorama sa kondicioniranim zrakom. 7.6.4.3 Opasnosti za okolinu

Risk for environment


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 185

Što se tiče zagađenja okoline, odnosno utjecaja na životnu okolinu u toku samog procesa proizvodnje kruha nema velikih zagađivača. Moglo bi se reći da u toku procesa proizvodnje do zagađenja može doći u dvije faze:

• pečenje kruha – ovisi o tipu peći i gorivu koje se koristi, • pranje posuda koje se koriste u toku procesa proizvodnje (dozatori, mjesilice tijesta, djelilice,

komore za fermentaciju i najviše kalupi za pečenje).

U Bosni i Hercegovini, postoji veliki broj malih pekara koje još uvijek za zagrijavaje peći za pečenje koriste ugalj i drva. Ugalj, odnosno produkti sagorijevanja su veliki zagađivači koji emitiraju u atmosferu veliku količinu CO2

• otpadne vode,

. Međutim, danas velike i moderne pekare sve više mijenjaju stare peći na ugalj novijim koje koriste plin ili neko drugo gorivo koje je manje štetno i emitira manje zagađivača u atmosferu.

Voda od pranja pogona i posuda ne predstavlja preveliki izvor zagađenja. To se posebno odnosi na vodu od pranja mjesilica, dozatora i drugih dijelova opreme u toku procesa proizvodnje. Nešto veći zagađivač je voda koja ostaje nakon pranja kalupa od pečenja. Naime, u tim kalupima se nalaze ostaci gotovog proizvoda, te produkti koji nastaju u toku pečenja (melanoidi i drugi produkti koji nastaju reakcijom masnoća i sastojaka tijesta – bjelančevina i škroba pod utjecajem visoke temperature). Iako ova voda ne predstavlja veliki izvor zagađenja, ipak treba voditi računa o njenom zbrinjavanju.

Problem u pekarstvu prvenstveno za radnike predstavlja i brašno, odnosno prašina koju radnici udišu. To može izazvati različite neželjene reakcije kod ljudi poput alergijskih reakcija, problema sa dišnim putevima, itd.

Osim toga, kao izvori zagađenja u proizvodnji kruha se mogu javiti:

• aerozagađenje, • čvrst otpad, • buka i • toplotni gubici.

Otpadne vode u pekarskoj industriji potječu od pranja i dezinfekcije pogona, djelilica i drugih mašina za obradu tijesta, pranja plehova, korpi i vozila za transport, te sanitarnih uređaja (Anđelković i Krstić, 2002). Te vode mogu sadržavati ostatke tijesta i brašna, klorne spojeve i deterdžente korištene za pranje i dezinfekciju pogona i sanitarija.

Aerozagađenje može biti prisutno u više faza proizvodnje kruha. Tu spada, npr. prašina od brašna kod prosijavanja i zamjesa kruha, akrolein pri pečenju proizvoda sa mašću, ugljik dioksid u magacinima za hlađenje kruha, itd. Prašina od brašna može izazavati i astmu kod radnika, a takođe može sadržavati gljivice, ostatke pesticida, dodatke za bijeljenje brašna, gljive, itd.

Čvrst otpad predstavlja tijesto zaostalo u mašinama nakon zamjesa, brašno koje se rasulo ili nije upotrebljivo iz bilo kojeg razloga. Ovdje se može ubrojati i otpad papirne, kartonske i plastične ambalaže koji se može prodavati kao sekundarna sirovina.

Buka prisutna u pekarskom pogonu može dovesti do oštećenja sluha i drugih funkcionalnih i organskih promjena.

Toplotni gubici su veliki i karakteristični za pekarsku proizvodnju, a imaju jako veliki utjecaj na radnu sredinu. Radnici u pogonu koji prate rad mašina i uređaja duž linije proizvodnje, koji ubacuju kruh u peć i vade ga iz peći, kod automatskih i poluautomatskih pogona izloženi su vrlo visokim temperaturama. U ljetnom periodu temperature mogu dostići i 37°C, pa čak i do 47°C (Anđelković i Krstić, 2002).


186 _________________________________________________________________________

7.6.4.4 Zaključak

Conclusion

U tehnološkom procesu proizvodnje kruha i općenito pekarskih proizvoda nema puno faktora koji dovode do zagađenja okoline. Zagađenje može nastati kao rezultat sagorijevanja uglja, lož ulj, plina ili drveta, ako se za pečenje koriste peći na ta goriva, te od otpadnih voda nastalih nakon pranja i dezinfekcija uređaja u pogonu i plehova za pečenje.

Rješenje ovih problema, odnosno načini na koje se mogu smanjiti zagađenja u pekarskoj industriji postoji.

Kada su u pitanju peći koje se koriste za pečenje treba izbjegavati peći na ugalj i koristiti električne peći ili peći na plin. Na taj način se smanjuje emisija CO2

1. Koje se sirovine koriste u proizvodnji kruha?

, a time se smanjuje i zagađenje okoline.

Kod pranja kalupa nakon pečenja treba izbjegavati izbacivanje vode u okolinu i vodotokove prije prečišćavanja te vode. Tek nakon prečišćavanja i filtriranja voda se može izbaciti u vodotokove.

Rješenje za prašinu od brašna u pogonu je nošenje maski za nos i usta od strane radnika, što je inače obavezno iz higijenskih razloga i primjena odgovarajućeg ventilacionog sistema u pogonu, ako je to moguće. LITERATURA

Anđelković, B., Krstić, I. (2002). Tehnološki procesi i životna sredina, Niš Kaluđerski, G., Žeželj, M., Gavrilović, M., Kaluđerski, S., Tošić, B. (1992). Tehnologija proizvodnje i prerade brašna, Zajednička stručna knjiga Miličević, D. (2011). Tehnologija pekarskih i pekarsko-konditorskih proizvoda, Tuzla Stanley P. Cauvain and Linda S. Young (2006). Baked Products: Science, Technology and Practice, Blackwel Publishing Žeželj, M. (2005). Tehnologija žita i brašna, knjiga 1, Beograd

PITANJA

2. Koja faza u proizvodnji kruha je najveći zagađivač okoline? 3. Šta može dovesti do zagađenja okoline u procesu proizvodnje kruha? 4. Koji su izvori aerozagađenja u proizvodnji kruha? 5. Odakle potječe čvrsti otpad u pekarskoj proizvodnji?


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 187

7.6.5 Proizvodnja pekarskog kvasca i koncept nulte emisije Production of baker's yeast and zero emission concept

Grahovac Jovana Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad

Savremeni tehnološki postupak proizvodnje pekarskog kvasca podrazumeva ekonomičnost, minimizaciju gubitaka i adekvatno rešene probleme zaštite životne sredine. Takozvane “end-of-pipe” tehnologije, koje podrazumevaju postupke saniranja otpada na kraju tehnološkog postupka, kao i tehnologije koje se bave reciklažom otpada samo delimično rešavaju problem zagađenja životne sredine. Pored toga ove tehnologije imaju visoke operativne troškove, zahtevaju velike investicije i imaju velike energetske zahteve. Poslednjih decenija razvijaju se veštine i alati za integraciju procesa s ciljem postizanja nulte emisije otpada te smanjenja operativnih i investicionih troškova.Kada se radi o proizvodnim procesima čistija proizvodnja uključuje efikasnije iskorišćavanje sirovina i energije kroz dobro integrisane procese, eliminaciju otrovnih i opasnih materijala te prevenciju nastanka otpada.Da bi se postiglo usaglašavanje rada fabrike kvasca sa konceptom nulte emisije neophodno je dobro poznavanje proizvodnog procesa.

U cilju ostvarenja visokog prinosa i dobrog kvaliteta pekarskog kvasca, potrebno je mikroorganizmu obezbediti neophodne hranljive materije za rast i metaboličku aktivnost. Proizvodni mikroorganizam Saccharomyces cerevisiae zahteva za svoj rast, razmnožavanje i održavanje životnih funkcija izvore energije, biogene elemente, faktore rasta i ostale elemente koji ulaze u sastav njegove suve materije. Ćelije kvasca su u mogućnosti da produkuju biomasu koristeći relativno jednostavne supstrate. Najbolji je onaj supstrat koji mikroorganizmu obezbeđuje hranljive materije neophodne za procese sinteze i maksimalnu produkciju energije što za rezultat ima maksimalan prinos biomase. Postoji čitav niz potencijalnih sirovina koje se mogu koristiti za proizvodnju svežeg pekarskog kvasca, ali njihova praktična primena zavisi od velikog broja faktora, kao sto su raspoložive količine sirovine, ekonomičnost proizvodnje, mogućnost skladištenja, dostupnost sirovine itd.

Neophodne hranljive materije obezbeđuju se u fabrikama kvasca pomoću melase,mineralnih soli,kompleksa faktora rasta,pomoćnih sirovina ivode.Melasa, kao sporedni proizvod proizvodnje šećera iz šećerne repe i šećerne trske, predstavlja poslednji sirup, iz kojeg se saharoza ne može izdvojiti kristalizacijom na ekonomičan način. Melasa je mrke boje, velikog viskoziteta, a njen sastav zavisi od kvaliteta repe, tehnologije proizvodnje šećera i dužine skladištenja. Melasa uobičajeno sadrži 50% saharoze, 30% nešećera i 20% vode.Melasa u proizvodnji pekarkog kvasca prvenstveno služi kao izvor ugljenih hidrata, jer sadrži saharozu koju kvasci veoma lako i brzo asimiluju u aerobnim uslovima. Pekarski kvasac ima visoku aktivnost enzima koji razlažu saharozu na glukozu i fruktozu, koje direktno ulaze u metaboličke procesećelija kvasca.Kvasac iz melase, što se tiče azotnih jedinjenja, asimiluje samo amino-azot koji predstavlja vredan, ali nedovoljan izvor azota. Melasa ne sadrži dovoljne količine fosfornih jedinjenja, kalijuma, magnezijuma, vitamina i faktora rasta te ih je potrebno posebno dodavati u podlogu.Melasa sadrži i veliki broj mikroorganizama, čije umnožavanje ima negativan uticaj na razmnožavanje kvasca, jer troše hranljive materije iz podloge. Zbog toga je melasu potrebno čuvati na pogodan način da bi se sprečilo razvijanje mikroorganizama i pre početka proizvodnje pekarskog kvasca neohodno ju je sterilisati.S obzirom da melasa ne sadrži dovoljno mineralnih soli neophodnih za rast kvasca one se moraju posebno dodavati u podlogu.Kao izvori azota se koriste amonijačna voda, amonijum-sulfat i amonijum-fosfat. Amonijačna voda osim kao izvor azota služi i kao regulator kiselosti tokom procesa kultivacije. Kvasne ćelije mogu da asimiluju samo fosfor u obliku fosfata. Najčešće se koristi diamonijum-hidrogenfosfat koji je istovremeno izvor azota i fosfora. Asimilacija fosfora i azota je


188 _________________________________________________________________________

međusobno povezana i ako nema dovoljno fosfora neće se iskoristiti ni sav azot iz podloge.Sumpor se najbolje usvaja u obliku jedinjenja u kojima je šestovalentan, dok organski vezan sumpor iz aminokiselina, biotina i tiamina kvasac ne može da koristi.Za normalan rast i razmnožavanje kvasca potreban je čitav niz mikroelemenata, kao sto su K, Mg, Fe, Ca, Zn, Mn i Cu koji se u podlogu unose u vidu soli. Faktori rasta za proizvodnju kvasca su biotin, inozitol i pantotenska kiselina. Kompleksi ovih faktora dodaju se u hranljivu podlogu jer ih melasa ne sadrži u potrebnim količinama. Ako sadržaj ovih stimulatora nije izbalansiran, slabije je iskorišćenje šećera, a samim tim ekonomičnost proizvodnje se smanjuje. U industriji se retko dodaju čisti vitamini već se dodaju u vidu prirodnih sirovina kao što su kukuruzni ekstrakt, ekstrat žitarica i autolizat kvasca.Kao pomoćne sirovine u proizvodnji kvasca se koriste razna sredstva za podešavanje vrednosti pH podloge, dezinfekciona sredstva, sredstva za suzbijanje pene i filtracioni materijali.Za proizvodnju pekarskog kvasca, kao osnova podloge, koristi se voda koja treba da odgovara kvalitetu vode za piće. U tu svrhu se koristi voda iz vodovodne mreže ili iz sopstvenih bunara koja zadovoljava propisani kvalitet.

Za proizvodnju pekarskog kvasca mogu se primeniti tri osnovna postupka proizvodnje: šaržni postupak, polukontinualni postupak (dolivni) i kontinualni postupak. Postoji veliki broj varijacija ovih procesa proizvodnje pekarskog kvasca. Svi oni imaju za cilj da proizvedu što veću količinu biomase kvasca u jedinici vremena i po jedinici utrošenih sirovina. Pri tome se mora ispuniti zahtev da kvasac ima što veću fermentativnu aktivnost i što veću stabilnost pri skladištenju. U savremenoj proizvodnji kvasca najčešće primenjivani postupak je dolivni postupak proizvodnje. Svi procesi imaju nekoliko zajedničkih osnovnih faza koje su prikazane blok šemom.

Priprema hranljive podloge podrazumeva razblaživanje melase dodatkom vode, bistrenje i sterilizaciju. Ostale hranljive supstance se pripremaju u obliku vodenih rastvora i dodaju melasi. Pogon za proizvodnju pekarskog kvasca treba da zadovoljava sve uslove higijenske ispravnosti. Potrebno je sterilisati sve sudove i uređaje sa kojima kvasac dolazi u kontakt. Umnožavanje kvasca otpočinje proizvodnjom laboratorijski čiste kulture pri čemu se hranljiva podloga ne dozira i ne vrši se aeracija. Kvasac proizveden u ovom stadijumu služi za zasejavanje prvog suda u odeljenju za proizvodnju pogonske čiste kulture. Ova faza se izvodi u propagacionoj stanici koja je najčešće izdvojeno odeljenje fabrike kvasca zbog lakšeg održavanja sterilnih uslova rada. Propagaciono postrojenje se najčešće sastoji od tri bioreaktora rastuće zapremine. Proces u propagatoru traje 12-20 h i izvodi se pri visokoj koncentraciji šećera i niskoj vrednosti pH, tokom prvih 2-3 h primenjuje se blaga aeracija nakon čega sledi anaerobna faza tokom koje nastaje preko 4% etanola. Na ovaj način omogućeno je održavanje sterilnih uslova rada i selekcija fiziološki otpornijih ćelija kvasca. Kvasac umnožen u propagatoru dalje se umnožava u predfermentoru tokom 20 h uz aeraciju samo tokom prvih časova fermenacije. Proizvodnja male matice traje oko 20 h i blaga aeracija se primenjuje tokom ukupnog trajanja procesa. U toku ove faze umnožavanja doziranje hranljivih supstanci se povećava eksponencijalno. Po završetku ove faze umnožavanja kvasca vrši se separacija i pranje matičnog kvasca vodom i rastvorom sumporne kiseline od neiskorišćenih hranljivih materija i sporednih proizvoda metabolizma uključujući etanol u količini od 2%. Dobijena suspenzija kvasca koncentracije 8-14% naziva se kvasno mleko. Kvasno mleko male matice se čuva na temperaturi od oko 5°C, pri čemu je metabolizam ćelija kvasca sveden na minimum. Kvasno mleko male matice deli se na više delova, koji služe za proizvodnju velike matice. Tokom proizvodnje velike matice održava se niska koncentracija šećera postupnim dolivanjem melase uz intenzivnu aeraciju. Međutim, uslovi se postepeno približavaju uslovima proizvodnje prodajnog kvasca odnosno dolivanje izvora fosfora i azota se postepeno smanjuje, a u poslednjim časovima procesa smanjuje se i dolivanje melase. Proizvodnja velike matice traje oko 12 h nakon čega slede separacija i pranje kvasnog mleka. Iako je kvasno mleko velike matice stabilnije od kvasnog mleka male matice potrebno ga je čuvati na niskoj temperaturi do primene.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 189

Slika 7.6.5.1. Blok šema postupka proizvodnje pekarskog kvasca Figure 7.6.5.1 Block diagram of the yeast production process

U fazi proizvodnje prodajnog kvasca potrebno je da se omoguće optimalni uslovi za rast kvasca

kako bi prinos po jedinici mase sirovine bio visok, kao i uslovi da se dobije kvasac visoke fermentativne aktivnosti i velike stabilnosti. Primenjuje se dolivni postupak, a režim dolivanja razblažene melase i hranljivih soli usklađuje se sa rastućim potrebama kvasca koji se umnožava, a u završnim fazama sa zahtevom da se dobije što stabilniji kvasac. Blaga aeracija se vrši tokom ukupnog trajanja procesa koje iznosi 12-14 h, a sa dolivanjem melase se prestaje nešto ranije. Doziranje izvora azota povezano je sa sadržajem proteina u ćelijama kvasca i stoga značajno utiče na kvalitet gotovog proizvoda. Visok sadržaj proteina ima za posledicu veću fermentativnu aktivnost, ali smanjenu trajnost proizvoda dok manji sadržaj proteina znači veći sadržaj rezervnih ugljenih hidrata što se pozitivno odražava na trajnost kvasca budući da povećava otpornost ćelija na autolizu. U završnoj fazi proizvodnje prodajnog kvasca smanjuje se doziranje azota u toku poslednjih časova procesa usled čega se povećava stepen iskorišćenja azota iz hranljive podloge i indukuje sinteza rezervnih ugljenih hidrata.

Po završetku umnožavanja kvasca vrši se separacija ćelija kvasca iz suspenzije pri čemu se dobija koncentrovano kvasno mleko nakon čega sledi pranje kvasnog mleka sa ciljem uklanjanja najvećeg dela soli i ostalih rastvorenih materija. Separacija i pranje kvasnog mleka najčešće se izvodi trostepeno.

SEPARACIJA I PRANJE KVASNOG MLEKA

FILTRACIJA KVASNOG MLEKA

OBLIKOVANJE KVASCA

PAKOVANJE KVASCA

SKLADIŠTENJE I TRANSPORT KVASCA

OBRADA OTPADNIH VODA

PRIPREMA HRANLJIVE PODLOGE

PRIPREMA I STERILIZACIJA POGONA

UMNOŽAVANJE KVASCA


190 _________________________________________________________________________

Prilikom separacije kultivaciona tečnost se razdvaja na kvasno mleko sa 12-18% suve materije i otpadnu vodu. Otpadna voda se mora redovno kontrolisati jer su njene količine tako velike da u slučaju zaostajanja i veoma malih količina kvasca u njoj gubici u prinosu gotovog proizvoda mogu biti veliki. Filtracija kvasnog mleka se uobičajeno vrši na rotacionom vakuum filteru pri čemu se dobija kvasac sa 28-30% suve materije i otpadna voda. Sadržaj suve materije u kvasnoj pogači može se povećati dodatkom natrijum-hlorida u kvasno mleko pri čemu dolazi do izlaska jednog dela ćelijske vode. Natrijum-hlorid koji zaostaje ispira se vodom prilikom filtracije. Ovim postupkom može se sadržaj suve materije u kvascu povećati do 35%. Nakon filtracije kvasac se uvodi u mašinu za oblikovanje nakon čega se seče na komade tačno određenih dimenzija, specijalnim automatskim nožem, a zatim pakuje. Upakovani kvasac se čuva do isporuke na temperaturi od 4°C.

Glavne otpadne vode fabrike kvasca su vode koje se dobijaju posle pripreme melase, kao i razblažene vode od ispiranja posle separacije kvasca, otpadna voda od hlađenja i voda od pranja prostorija. Otpadne vode fabrike kvasca su obojene, sadrže sastojke poreklom iz melase koje kvasac nije utrošio tokom umnožavanja, produkte metabolizma kao i znatne količine koloidno rastvorenih organskih materija. Količina otpadne vode kao i koncentracija otpadnih materija zavise od stepena razblaženja melase koje konkretna fabrika primenjuje. Najveća količina otpadnih voda se izdvaja prilikom separacije prodajnog kvasca i iznosi u proseku 15-40 m3 po 1 t proizvedenog kvasca sa 27% suve materije. Otpadne vode iz fabrike kvasca predstavljaju veoma zagađene otpadne vode. Opterećenje ovih voda je 15 puta veće od opterećenja komunalnih otpadnih voda. Najviše su opterećene otpadne vode iz prve separacije matičnog kvasca i prodajnog kvasca. BPK5 (biološka potrošnja kiseonika za 5 dana) male matice iznosi oko 13000 mg O2/l, velike matice oko 7000 mg O2/l, a prodajnog kvasca oko 4000 mg O2/l. Ukupno opterećenje otpadne vode koja se dobija proizvodnjom 1 t kvasca sa 27% suve materije izraženo kao BPK5 iznosi oko 200 kg. Ovo opterećenje je ekvivalentno opterećenju otpadne vode koja se dobija iz naselja sa oko 4000 stanovnika. S obzirom na opisane karakteristike otpadne vode fabrike kvasca moraju se tretirati u cilju otklanjanja organskih materija i smanjenja BPK5 pre ispuštanja u vodotokove.

Biogas se dobija razgradnjom organskih materija pod anaerobnim uslovima. U vreme kada rezerve fosilnih goriva opadaju, energetski troškovi rastu, a životnu sredinu ugrožava nepravilno upravljanje otpadom, pronalaženje adekvatnog tretmana industrijskih otpadnih voda predstavlja značajan problem. Na osnovu karakteristika otpadnih voda fabrike kvasca najbolju opciju predstavlja prečišćavanje otpadnih voda uz proizvodnju biogasa budući da se u većini slučajeva, za prečišćavanje otpadnih voda sa visokim sadržajem organskih sastojaka primenjuje anaerobni postupak.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 191

Slika 7.6.5.2 Šema proizvodnje biogasa i kogeneracija električne energije

Figure 7.6.5.2 Scheme view of biogas production and cogeneration of electricity

Otpadne vode fabrike kvasca (1) prvo se skupljaju u tanku koji služi za homogenizaciju (2), a nakon toga sledi temperaturni tretman na 70°C pri čemu se uništavaju eventualno prisutni mikroorganizmi koji imaju negativan uticaj na proces fermentacije. Proces proizvodnje biogasa obuhvata hidrolizu, kiselinsku, sirćetnu i metanogenu fazu. Otpadna voda se najpre pumpama prebacuje do acidifikaciono/puferskog rezervoara u kojem se odvija hidroliza nerastvornih organskih makromolekula do jednostavnijih rastvornih jedinjenja pomoću ekstracelularnih enzima mikroorganizama. Nakon toga, voda se transportuje do anaerobnog fermentora (4) u kojem se odvija fermentacija rastvornih organskih jedinjenja, kao što su prosti šećeri, masne kiseline i amino-kiseline, kompleksnom populacijom fakultativno aerobnih i obligatno anaerobnih mikroorganizama do alkohola, nižih masnih kiselina, acetata, vodonika i ugljen-dioksida. Tokom sirćetne faze razlažu se reakcioni proizvodi iz prethodne faze do sirćetne kiseline, vodonika i ugljen-dioksida pomoću obligatno anaerobnih bakterija. U poslednjoj fazi delovanjem metanogenih bakterija nastaje biogas (6). Metanogene bakterije najosetljivije su na poremećaje okolnih uslova, a i veoma sporo se razmnožavaju. Zbog toga se uslovi prilagođavaju ovoj grupi bakterija, da bi se postigli najviši prinosi biogasa i obezbedila stabilnost procesa. Uz fermentore se obično nalazi i kondicioner, koji omogućava održavanje aktivnosti bakterija snabdevanjem mikroelementima.

Biogas je mešavina gasova, koju čine približno dve trećine metana, jedna trećina ugljen-dioksida i značajno manje količine drugih gasova (kiseonik, azot, amonijak, vodonik, vodonik sulfid). Sadržaj nastalog biogasa zavisi od sastava polazne otpadne vode, od efektivno prisutne mikrobiološke populacije i od uslova rada (pH, temperatura, mešanje, način vođenja procesa itd.).Nedostatak otpadnih voda fabrike kvasca je veliki sadržaj jedinjenja sa sumporom od kojih u toku anaerobne razgradnje nastaje sumpor-vodonik pa se dobija biogas nepovoljnog sastava. Sadržaj sumpor-vodonika u dobijenom biogasu može da iznosi i do 7% pa se pre upotrebe biogasa mora ukloniti. Produkcija biogasa u toku vremena često nije konstantna pa je teško uskladiti kapacitete proizvodnje biogasa i kogenerativnog


192 _________________________________________________________________________

postojenja. Stoga je neophodno obezbediti rezervoare za skladištenje biogasa, koji moraju biti hermetički zatvoreni, osigurani od nadpritiska i podpritiska, otporni na povišenu temperaturu, pritisak UV-zračenje i različite meteorološke prilike. U slučaju prestanka rada postrojenja (npr. usled redovnog servisa), kao i u slučaju proizvodnje veće količine biogasa od kapaciteta rezervoara za skladištenje, neophodna je gasna baklja (5), koja taj višak sagoreva. Iz gasnog rezervoara biogas se prosleđuje u gasni motor (8) koji je kuplovan sa generatorom električne energije. Toplota koja se stvara tokom rada motora, može da se efektivno iskoristi preko izmenjivača toplote (9). Korišćenjem generatora, mehanička energija gasnog motora se pretvara u električnu energiju (11). Biogas se dobija iz obnovljivih izvora energije, izduvni gasove koji se osobađaju nakon njegove primene mogu da se vrate u prirodni krug te se može reći da je proces proizvodnje biogasa CO2 neutralan (10).Proizvodnjom električne energije iz biogasa nastalog prečišćavanjem otpadne vode, fabrika kvasca može da proizvede oko jedne trećine ukupno potrebne energije za svoj rad na godišnjem nivou. Međutim, po zakonu naša država daje stimulaciju za proizvodnju „zelene energije“ koja trenutno iznosi 100% što znači da je kompanija koja proizvodi električnu energiju u situaciji je da je proda po dvostuko većoj ceni. Proizvodnjom i prodajom na ovakav način dobijene električne energije fabrika kvasca bi bila u mogućnosti da obezbedi oko dve trećine godišnjih potreba za tom vrstom energije.

Otpadna voda nakon anaerobnog podleže aerobnom tretmanu koji podrazumeva aeraciju i odvajanje mulja sedimentacijom u otvorenim rezervoarima. U njima se odvajaju nitriti, amonijak i druge nepoželjne materije i ostvaruje se poželjna vrednost pH. Voda prečišćena na navedeni način ne sadrži organske i štetne materije,zadovoljava sve domaće, evropske i svetske standarde te se sme ispuštati u vodotokove. Da bi celokupan rad fabrike bio u skladu sa konceptom nulte emisije pored rešavanja problema otpadnih voda neophodno je zbrinjavanje na odgovarajući način ostatka fermentacije nakon proizvodnje biogasa odnosno primena ovog nusproizvoda radi ostvarivanja prihoda ili ušteda. Sastav ostatka fermentacije je sličan stajnjaku, ali značajno zavisi od primenjenog supstrata. Distribucija ovog materijala na poljoprivredne površine radi poboljšanja kvaliteta zemljišta je korisnasa aspektazaštiteživotne sredine i ostvarenja zaokruženog ciklusa. Ponekad se primenjuje separacija na čvrstu i tečnu fazu. Distribucija prevrelog mulja sprovodi se u agrotehničkim rokovima, a ne bilo kad u toku godine. To znači da na postrojenju mora da postoji rezervoar u kojem se ostatak fermentacije skladišti do vremena korišćenja.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 193

7.6.6 Potrošnja toplotne energije u procesu proizvodnja šećera Heat consumption in the process of sugar production

Bojana Ikonić Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad Tehnološki postupak proizvodnje šećera je kontinualan. Odvija se po fazama procesa koje su međusobno povezane u tehnološku celinu (Slika 7.6.6.1). Pored osnovnog tehnološkog procesa proizvodnje šećera, tehnologija obuhvata i pomoćne procese i operacije u pogonima za proizvodnju energije, pomoćnih materijala i doradu nusproizvoda.

Transport repe od njive do mesta preuzimanja treba da bude što brži, bez pretovara i sa što manjim mehaničkim oštećenjima šećerne repe. U fabričkom krugu šećerna repa se istovara u repne kanale. Sadržaj primesa u repi koja dolazi na preradu je oko 15%, tako da je prilikom transporta kroz repne kanale i u procesu pranja repe potrebno ukloniti sve nečistoće. Repa se, zatim, reže u rezance krovastog profila koji obezbeđuju maksimalnu površinu, krutost i poroznost nasutog sloja repe, što obezbeđuje tehnološki najpovoljnije uslove za ekstrakciju šećera.

Slika 7.6.6.1. Proces proizvodnje šećera iz šećerne repe

1 – transport i istovar repe, 2 – pranje i rezanje repe, 3 – ekstrakcija i prerada ekstrahovanih rezanaca, 4 - čišćenje soka, 5 - uparavanje, 6 - kristalizacija, 7 – centrifugiranje, sušenje i skladištenje kristala

Figure 7.6.6.1 Production of sugar from sugar beet


194 _________________________________________________________________________

1 – transportation and sugar beet discharge 2 – sugar beet washing and slicing 3 – extraction and processing of the extracted pulps 4 - juice purification, 5 - evaporation, 6 - crystallization, 7 –

centrifugation, drying and storage of crystals Procesom difuzije, u protivstrujnom toku rezanaca šećerne repe i vode, ekstrahuje se šećer iz

repinog tkiva. Da bi se omogućio proces difuzije šećera, mora se srušiti nativna struktura ćelija, što se postiže zagrevanjem. Ovaj proces se naziva plazmoliza. Plazmoliza se postiže kada se rezanci repe zagreju do temperature od 68-75ºC. Iz plazmoliziranih rezanaca, usled razlike koncentracija, šećer difuzijom prelazi iz tkiva repe u sok. Ekstrahovani rezanci se zatim presuju da bi se izdvojila što veća količina vode (voda sa presa) koja se ponovo vraća u proces ekstrakcije i na taj način smanjuje potrebu za svežom vodom. Presovani ekstrahovani rezanci se koriste kao stočna hrana, a zbog lakšeg transporta i skladištenja se suše i peletiraju.

Faza čišćenja soka obuhvata sve operacije i procese kojima se iz difuzionog soka uklanjaju nešećeri. Cilj čišćenja je, osim uklanjanja nešećera, i da se dobije sok koji se pri daljoj termičkoj obradi, uparavanju i kristalizaciji neće menjati. Ova osobina soka se naziva „termostabilnost“. U praksi se proces prečišćavanja soka šećerne repe bazira na korišćenju krečnog mleka i ugljen dioksida. Sok posle procesa čišćenja se naziva „retki sok“ i njegova koncentracija je između 10% i 15% suve materije.

Sledeća faza je uparavanje retkog soka, odnosno uklanjanje vode u višestepenoj otparnoj stanici, čime se koncentracija soka povećava da bi koncentracija soka na izlazu iz poslednjeg stepena otparne stanice bila oko 65% suve materije i naziva se „gusti sok“. Para koja nastaje uparavanjem soka u pojedinim telima otparne stanice se naziva „sekundarna para“.

Gusti sok, koncentracije oko 65% suve materije, je nezasićen rastvor. On se u procesu kristalizacije dalje uparava i dovodi u oblast presićenosti koja je povoljna za kristalizaciju saharoze. Procesom kristalizacije se iz presićenih rastvora izdvaja saharoza, a u zasićenom rastvoru, matičnom sirupu, zaostaju nešećeri. Cilj kristalizacije je da se što kraćim postupkom izdvoji što čistiji kristal šećer i da zadnji sirup, melasa, sadrži što manje šećera. Suspenzija kristala u sirupu se naziva šećerovina. Šećerovina se posle hlađenja odvodi na centrifuge u kojima se odvaja kristal od matičnog sirupa. Konzumni šećer sa centrifuga se transportuje u sušaru kristala i zatim skladišti.

Na slici 7.6.6.2 su glavni koraci u proizvodnji šećera prikazani od vrha do dna šeme, a koraci transformacije energije prikazani su sleva na desno. Da bi se što bolje razumela važnost uparavanja i toplotne ekonomije, treba imati u vidu da su u svakoj fabrici šećera procesi proizvodnje šećera i procesi sušenja rezanaca povezani sa procesima razmene toplote. Procesi proizvodnje ne mogu biti fizički odvojeni od procesa razmene toplotne energije zbog toga što imaju nekoliko zajedničkih operacija (Van der Poel i sar. 1998).

Potrebnu toplotu u procesu proizvodnje šećera određuju četiri povezana procesa: ekstrakcija, prečišćavanje, uparavanje i kristalizacija. Još jedan proces koji zahteva znatnu količinu toplote je sušenje ekstrahovanih rezanaca. Pri fiksiranim procesnim parametrima, odnosno kada je poznat maseni bilans i zahtevane temperature, mogu se postaviti toplotni bilansi za svaku operaciju u procesu proizvodnje šećera i mogu se odrediti neophodne količine toplote qi (i = 1, 2, 3...n). Ove količine toplote uključuju i toplotne gubitke. Ukupna potrebna količina toplote se može izračunati na sledeći način:


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 195

Quk = Σ qi

melasa

pranje i čišćenje

otparna stanica

čišćenje soka

šećer

ekstrakcija

kristalizacija

šećerna repa

hlađenje vodekondenzacija pareproizvodnja struje ienergije

1 2

9 3 5

7 8

6

3

4

4

ekstrahovani rezanci

(7.6.6.1) Treba uzeti u obzir da fizičko značenje ukupne potrebne količine toplote zavisi od toga da li se

višestepena otparna stanica posmatra kao jedna operacija u procesu proizvodnje šećera ili se svaki stepen tretira kao posebna operacija. Najčešće, ukupna potrošnja toplote uključuje sumu pojedinačnih toplotnih zahteva za svaki od stepena otparne stanice da bi na isti način posmatrali različite koncepte uparavanja.

Slika 7.6.6.2. Šematski prikaz masenih i energetskih tokova u fabrici šećera.

1-gorivo, 2-returna para, 3-sekundarne pare, 4-zagrejan sok, 5-para, 6-topla voda, 7-topla voda sa kondenzacije, 8-gubitak toplote, 9-električna energija

Figure 7.6.6.2. Scheme view of mass and energetic flows in sugar industry. 1- fuel, 2-return steam, 3-secondary steams, 4-heated juice, 5-steam, 6-warm water, 7-warm water from

condenzation, 8-heat loss, 9-electricity Potrebne količine toplote za pojedine procese, kao i ukupna količina toplote mogu se izraziti u

jedinici vremena, na 100 kg repe ili na 100 kg šećera (Van der Poel i sar. 1998).


196 _________________________________________________________________________

Unutar otparne stanice, para koja snabdeva otparnu stanicu se transportuje kroz međusobno povezane otparne jedinice u smeru smanjenja pritiska i temperature, te ti koraci predstavljaju termalnu kaskadu. Suština višestepene otparne stanice je da se para visoke temperature uvodi u prvi stepen otparne stanice, gde dolazi do proizvodnje sekundarne pare uparavanjem soka i deo te sekundarne pare se koristi za uparavanje u narednom stepenu otparne stanice, a preostali deo se koristi za snabdevanje nekih drugih toplotnih procesa u proizvodnji šećera, kao što su na primer ekstrakcija, kristalizacija i ostale operacije kojima je potrebna toplota za odvijanje procesa (Van der Poel i sar. 1998).

Ušteda energije recikliranjem toplote ili višestrukim korišćenjem može, takođe, biti primenjena i van samog procesa proizvodnje šećera, korišćenjem mogućnosti koje postoje u celoj fabrici, uključujući i energanu. Na primer, otpadni gasovi na izlazu iz kotla mogu se koristiti za sušenje rezanaca, a para koja nastaje tokom kristalizacije (odnosno, ukuvavanja u vakuum-aparatima) se može koristiti pri čišćenju soka.

U industrijskoj praksi, idealna slika povezanih protoka energije mora biti korigovana zbog gubitaka koji prate distribuciju toplote, a koji su prouzrokovani rasipanjem toplote i gubitkom grejnog medijuma u okolinu.

Efektivna potrošnja toplote u industriji šećera je jednaka sumi potošnje toplote svakog od procesa, Qproc, i ukupnim gubicima toplote tokom distribucije, Qdis. Deo toplotnih zahteva se može zadovoljiti recirkulisanjem energetskih tokova, Qrec, a ostatak se mora nadoknaditi uvođenjem dodatne energije, Qef, što se može smatrati fabričkom neto potrošnjom energije:

Qef = Qproc + Qdis – Qrec

K = Q

(7.6.6.2)

Veza između ukupne potrošnje toplote i neto (efektivne) potrošnje je ponekad predstavljena na sledeći način:

tot / Qef

Pri čišćenju soka, gde je pretpostavljeno da je uključeno i grejanje retkog soka, odlučujući faktori u određivanju potrošnje toplote su količina toplote koja je potrebna za grejanje soka od

(3)

gde K predstavlja efikasnost odnosa toplotne ekonomije. Vrednost K pokazuje koliko se puta, u proseku, toplotni protok koji odgovara neto toplotnim zahtevima, ponovo koristi da bi se zadovoljile ukupne potrebe za toplotom (Van der Poel i sar. 1998).

Izbor određenih mera za uštedu energije predstavlja ekonomski problem u traženju kompromisa između troškova ugradnje i vrednosti uštede u gorivu. Ovo se može rešiti korišćenjem inženjerske tehnike poznate kao pinch tehnologija koja omogućava da se identifikuju moguća unapređenja energetske ekonomije (Vaccari i sar. 2005, Ibarra i Medelin 2001). Toplotni zahtevi svakog od procesa u procesu proizvodnje šećera iz šećerne repe su određeni nizom faktora.

Potrošnja toplote u procesu ekstrakcije zavisi u osnovi od temperature rezanaca i količine cirkulacionog soka kao i njegove temperature.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 197

temperature sirovog soka do konačne temperature retkog soka, gubitak energije pri ispuštanju neiskorišćenog saturacionog gasa u okolinu i gubici toplote u samim uređajima. Saturacioni gas je smeša gasova koji nastaju pri pečenju kreča u krečnim pećima. Pri optimalnim uslovima rada krečne peći, saturacioni gas sadrži 41% CO2, 58% N2 i 1% O2

• Sušenje parom koje može biti temperaturno ugrađeno u proces uparavanja, čime se omogućuje veća efikasnost toplotne ekonomije.

. U praksi ovaj sastav znatno varira i redovno sadrži CO zbog nepotpunog sagorevanja.

Sveukupna potrošnja toplote u procesu uparavanja, koja predstavlja sumu pojedinačnih toplotnih zahteva za svaki stepen otparne stanice, je veoma velika. Otparna stanica je u osnovi konvertor toplote koju prima iz energane i kojom snabdeva veliki broj procesa u industriji šećera. Od otparne stanice se zahteva da bude u stanju da koncentriše retki sok do gustog, odnosno do velikog sadržaja suve materije, da bi se uštedela energija u procesu kristalizacije i da bi se proizvela para kojom će se snabdevati neki drugi procesi pri proizvodnji šećera. Kada se zadovolje ovi zahtevi, pri dobro izbalansiranoj toplotnoj ekonomiji i koristeći odgovarajuću kontrolu uparavanja, gubici mogu biti zanemarljivo mali.

Zahtevi za toplotnom energijom procesa kristalizacije predstavljaju najvažniju komponentu u ukupnoj potrošnji toplote pri proizvodnji šećera. Oni mogu da variraju u zavisnosti od zahtevanog kvaliteta šećera, što iziskuje korišćenje različitih kristalizacionih šema i rezultira razlikom u ukupnoj količini vode koja će biti uklonjena. Doprinos kristalizacije neto potrošnji toplote može takođe da se redukuje recirkulacijom toplote unutar rafinerije, npr. koristeći dvostepeno uparavanje ili kompresiju pare pri ugušćivanju u procesu kristalizacije. Sadržaj suve materije i rastvaranje kristala izdvojenih posle druge kristalizacije u gustom soku zaslužuju posebnu pažnju. Ukoliko sadržaj suve materije gustog soka raste, raste i ukupna količina pare generisane u otparnoj stanici. Mala količina sekundarne pare se odvodi na barometrijsku kondenzaciju, a ostatak na potrošače. Ukoliko potrošači ne mogu da iskoriste celokupnu količinu sekundarne pare, višak pare predstavlja gubitak toplote, a može biti i indikator da je sadržaj suve materije u gustom soku postao previsok. Iznad određene ravnotežne tačke sadržaja suve materije u gustom soku i potrošnje pare u otparnoj stanici, ne može se poboljšati toplotna ekonomija i pored unapređenja otparne stanice i stanice kristalizacije (Van der Poel i sar. 1998).

Količina toplote koja je potrebna u procesu sušenja ekstrahovanih rezanaca je određena količinom vode koja treba da se ukloni. Ovo se može redukovati uglavnom povećanjem sadržaja suve materije ekstrahovanih rezanaca presovanjem. Kada se koriste konvencionalne metode sušenja, količina toplote potrebna za sušenje zavisi i od zapremine sušnice sa rotirajućim bubnjem, odnosno dimenzija bubnja. Doprinos konvencionalnog sušenja ekstrahovanih rezanaca u ukupnoj potrošnji toplote, odnosno toplotnim zahtevima, može biti redukovan recirkulacijom izduvnih gasova i mešanjem izduvnih gasova iz parnog kotla sa toplim vazduhom koji se dobija sagorevanjem goriva u ložištima same sušnice. Da bi se uštedela energija u procesu sušenja ekstrahovanih rezanaca postoje sledeće mogućnosti:


198 _________________________________________________________________________

• Niske temperature sušenja koje mogu prethoditi konvencionalnom sušenju, čime se omogućuje uparavanje dela vode iz ekstrahovanih rezanaca koristeći recikliranu toplotu nižeg stepena (Van der Poel i sar. 1998).

Proizvodnja pare i električne energije u industriji

Ekonomičnost proizvodnje energije za svakog potrošača je od posebnog interesa, obzirom da troškovi energije u ceni gotovog proizvoda predstavljaju značajnu stavku. Proizvodnja šećera spada u industrijsku granu sa visokom specifičnom potrošnjom energije. Snabdevanje fabrike šećera toplotnom i električnom energijom se može ostvariti iz sopstvenog ili iz spoljnjeg izvora, a u obzir dolazi i kombinacija ova dva načina (Šušić i sar. 1994). Proizvodnja i potrošnja električne energije treba da bude usklađena sa potrošnjom toplotne energije i energetski je optimalno da fabrika sopstvenom proizvodnjom zadovolji zahteve za električnom energijom.

Šećeranska energana je čvrsto povezana sa tehnologijom proizvodnje šećera od koje se ne može odvojiti. U industrijskoj energani se primarna energija goriva pretvara u toplotnu ili električnu. Sagorevanjem goriva u ložištu parnog kotla se hemijska energija goriva transformiše u toplotnu energiju produkata sagorevanja, koja se u parnom kotlu predaje radnom fluidu (vodi ili vodenoj pari). Vodena para se iz parnog kotla vodi u parnu turbinu u kojoj se toplotna energija pare transformiše u kinetičku energiju parne struje, a zatim u mehaničku energiju obrtnja rotora turbine, na koju je priključen električni generator naizmenične struje koji transformiše mehaničku energiju u električnu. Ovakva termoenergetska postrojenja se zovu parne termoelektrane (Šušić i sar. 1994).

Industrijske energane u fabrikama šećera spadaju u tzv. toplifikacione termoelektrane u kojima se dve vrste sekundarne energije (toplotna i električna) proizvode kombinovano. Toplotna energija iz ovog postrojenja troši se za potrebe proizvodnje šećera u obliku tehnološke pare. Energane proizvode sve vidove energije koji se troše u fabrici u kojoj su postavljene, a njihov električni deo može biti postavljen i na javnu mrežu.

Nosilac toplotne energije za proizvodnju šećera je vodena para niskih parametara. Vodena para se proizvodi u parnim kotlovima koji predstavljaju važan deo energane. Savremeni parni kotlovi koji se postavljaju u šećeranskim energanama zahtevaju odgovarajući kvalitet vode za napajanje. Voda koja se nalazi u prirodi sadrži nečistoće, minerale koji je čine tvrdom, gvožđe, razne koloidne primese i gasove. Sve ove primese moraju se odstraniti u postrojenju za pripremu napojne vode. Obzirom da priprema sirove vode prouzrokuje povećanje troškova, u eksploataciji parnih kotlova se teži da se nastali kondenzat kod potrošača, koji predstavlja čistu omekšanu vodu, vrati nazad u ciklus, što je u većoj meri moguće. U fabrikama šećera nastaju dve vrste kondenzata.

Kondenzat koji nastaje u prvom otparnom telu od pare za grejanje (returne pare), potpuno je čist i čini najveći deo kondenzata potrebnog za napajanja kotlova (preko 85%). Ovaj kondenzat se ne može zaprljati, čak ni u slučaju da dođe do oštećenja zagrevnih cevi u uparivaču, jer je pritisak koji vlada na strani pare za grejanje viši od pritiska koji vlada u prostoru retkog soka.


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 199

Drugi kondenzat nastaje kondenzacijom pare nastale isparavanjem vode iz soka u prvom otparnom telu (prve bridove pare). Ovaj kondenzat iz drugog otparnog tela može sadržati organske materije (šećer), zbog čega je neophodna njegova kontrola, pa ukoliko je čist, koristiti ga zajedno sa kondenzatom iz prvog otparnog tela, za napajanje parnih kotlova, a ukoliko nije, u druge svrhe.

U slučaju prisustva šećera u napojnoj vodi dolazi do penušanja kotlovske vode i obrazovanja naslaga na unutrašnjoj strani zagrevnih površina, pre svega pregrejača pare (smanjenje koeficijenta prolaza toplote, korozija). U cilju sprečavanja navedenih smetnji neophodna je stalna kontrola napojne vode na prisustvo šećera (Šušić i sar. 1994). Oparna stanica Primena koncepta nulte emisije na tokove para

Višestepena otparna stanica koristi paru iz energane (kao nosioca toplotne energije) da bi generisala veće količine pare nižih temperatura i pritisaka i njima snabdela veliki broj procesa u industriji šećera, tako da su neophodne dobre performanse otparne stanice da bi se postigli minimalni troškovi proizvodnje (Grabowski i sar. 2001).

Otparna stanica povezuje deo fabrike okarakterisan niskim koncentracijama soka sa kristalizacijom šećera iz koncentrovanih sirupa. Polazne i krajnje koncentracije soka u otparnoj stanici određuju razvod pare koja se može koristiti za grejanje pojedinih koraka procesa proizvodnje šećera. Toplotna energija se dovodi parom iz kotlovnice. Potrošnja energije u fabrikama šećera zavisi od individualnih potrošnji svake od faza proizvodnje i efikasnosti razmene toplotne energije. Glavne strukturne osobine otparne stanice su:

• broj stepena uparavanja, • raspored tokova i • površine za razmenu toplote svakog od uparivača (Higa i sar. 2008). Tendencija razvoja otparne stanice je usvajanje takvih strukturnih osobina koje bi ispunile

zahteve ekonomične proizvodnje šećera kao i visoke energetske efikasnosti (Urbaniec 1996). Jedan od osnovnih zahteva u procesu proizvodnje šećera je da koncentracija soka na izlazu iz otparne stanice (gusti sok) bude što viša jer se na taj način troši manje energije u procesu kristalizacije, ali ne treba da pređe 70% suve materije, jer pri njenom variranju sok može postati prezasićen i može doći do prevremene kristalizacije. Temperaturni opseg u okviru kog radi otparna stanica je ograničen temperaturom soka. Da bi se izbeglo narušavanje kvaliteta soka, temperatura retkog soka na ulazu u otparnu stanicu ne bi trebala da prelazi 130ºC. Sa druge strane, da bi se para petog brida iskoristila za grejanje potrošača, temperatura soka na izlazu iz otparne stanice ne bi trebala da bude niža od 90ºC. Ovaj relativno uzak temperaturni opseg se deli na intervale koji odgovaraju pojedinim stepenima otparne stanice. Međutim, treba uzeti u obzir i povišenje tačke ključanja koje postepeno raste od prvog ka poslednjem telu otparne stanice kao posledica povećanja sadržaja suve materije u soku.


200 _________________________________________________________________________

U naprednijim otparnim stanicama koje imaju šest ili sedam stepena uparavanja prosečni temperaturni interval je 6-7 K. Međutim, kako se povišenje tačke ključanja menja od 0,5 K u prvom uparivaču pa čak i do 7 K u poslednjem, efektivni temperaturni interval iznosi svega 4-5 K. Ovo je veoma važno pri izboru adekvatnog uparivača, jer za određene tipove uparivača ova razlika nije dovoljna za intenzivan prenos toplote (Urbaniec 2004).

Uloga otparne stanice je da toplotu returne pare iz energane višestruko koristi, da bi se zadovoljili zahtevi pojedinih potrošača toplote i omogućila visoka energetska efikasnost. Projekat otparne stanice i parametri procesa uparavanja su, zbog toga, pod uticajem toplotnih zahteva različitih potrošača, a posebno onih vezanih za kristalizaciju koji su odgovorni za najveći deo neto potrošnje toplote. Da bi se postigla visoka energetska efikasnoste, para kojom se snabdevaju vakuum-aparati u procesu kristalizacije treba da bude uzeta sa nekog od poslednjih stepena u otparnoj stanici. Iako detaljna rešenja variraju od fabrike do fabrike, ona ipak mogu biti klasifikovana u nekoliko grupa. Mora se istaći da distribucija toplotih struja nastalih u procesima uparavanja u otparnoj stanici igra veoma značajnu ulogu (Van der Poel i sar. 1998).

Pri modelovanju višestepene otparne stanice, vrednosti pritiska i temperature su unapred određene za svaki uparivački stepen (Kaya i Sarac 2007, Stefanov i Hoo 2005). Na slici 7.6.6.3 je prikazan jedan uparivački stepen sa rasporedom parnih i tečnih struja na ulazu i izlazu iz stepena.

Slika 7.6.6.3. Stepen otparne stanice sa ulaznim i izlaznim strujama Figure 7.6.6.3. Evaporation stage with input and output streams

Maseni i toplotni bilansi, za svaki stepen, su predstavljeni na sledeći način:

111111 −−−−−− ⋅+⋅+⋅=⋅+⋅ KnnVnnLnnVnnLnn hVhVhLhVhL (7.6.6.4) )( stfh = (7.6.6.5)

nnnn xLxLxL ⋅=⋅=⋅ −− 11 (7.6.6.6)

nnn LVL +=−1 (7.6.6.7)

n Ln,·hLn Ln-1,·hLn-1

Vn, hVn

Vn-1, hVn-1

Vn-1,·hKn-1


___________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________ 201

Gde su: L masa rastvora (kg/100 kg repe),

V masa pare (kg/100 kg repe), hL entalpija zasićene vode (KJ/kg), hV entalpija zasićene pare (KJ/kg), hK

nLLW −=

entalpija zasićene vode (kondenzat) (KJ/kg), x koncentracija rastvora.

Potrebne vrednosti entalpija su računate na osnovu formula, Bubnik i sar., Sugar Technologists

Manual, 1995. Ukupna količina otparene vode se dobija kao razlika mase retkog soka na ulazu u otparne stanicu i mase gustog soka na izlazu iz otparne stanice.

(7.6.6.8) Gde su: W ukupna količina otparene vode u višestepenoj otparnoj stanici (kg/100 kg repe),

L masa retkog soka (kg/100 kg repe), Ln

Stepen otparne stanice

masa gustog soka (kg/100 kg repe). (Baloh i Wittwer 1995)

Tabela 7.6.6.1. Primer raspodele potrošnje pare po stepenima otparne stanice Table 7.6.6.1 Example of steam consumption distribution by stages of evaporation unit

Potrošači pare Zahtevana količina pare

1 Grejanje retkog soka, sušenje šećera E1

2 Grejanje soka E2

3 Grejanje soka, kristalizacija E3

4 Grejanje soka E4

5 Kondenzacija E5


202 _________________________________________________________________________

Tabela 7.6.6.2. Potrošnja pare po stepenima otparne stanice Table 7.6.6.2 Steam consumption by stages of evaporation unit

Stepen otparne stanice Uparena voda Potrošnja pare na stepenu

5 E = V5 5

4 E5 + E = V4 4

3 E5 + E4 + E = V3 3

2 E5 + E4 + E3 + E = V2 2

1 E5 + E4 + E3 + E2 + E = V1 1

12345 2345 EEEEEW +⋅+⋅+⋅+⋅= (7.6.6.9)

U tabelama 7.6.6.1 i 7.6.6.2 su dati primeri raspodele potrošača i količine pare po stepenima otparne stanice. Uparena količina vode u jednačini (7.6.6.9) mora se slagati sa uparenom količinom vode u jednačini (7.6.6.8) (Baloh i Wittwer 1995).

Potrošnja energije u fabrikama šećera zavisi od nivoa tehnologije, ugrađene opreme i korektnosti vođenja tehnološkog procesa.

Knjiga/Book 2 ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U PREHRAMBENOJ ... · označiti neka od ključnih pitanja...

Documents

Transcript of Knjiga/Book 2 ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U PREHRAMBENOJ ... · označiti neka od ključnih pitanja...