EVROPSKÁ KOMISE GENERÁLNÍ ěEDITELSTVÍ JRC SPOJENÉ VÝZKUMNÉ STěEDISKO Institut pro studium perspektivních technologií (Sevilla) Udržitelnost v prĤmyslu, Energetika a doprava Evropská kanceláĜ IPPC
Integrovaná prevence a regulace zneþistČní Návrh referenþního dokumentu o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu potravin, nápojĤ a mléka
Koneþný návrh, þerven 2005
i
Tento dokument je jedním z Ĝady pĜedpokládaných dokumentĤ, jak jsou uvedeny níže (v dobČ tisku nebyly návrhy všech dokumentĤ pĜipraveny. Plný název
Kód BREF
Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro intenzivní chov drĤbeže a prasat Referenþní dokument o hlavních zásadách monitoringu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích þinČní kĤží a usní Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích ve skláĜském prĤmyslu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu papíru a celulózy Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích ve výrobČ železa a oceli Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu výroby cementu a vápna Referenþní dokument o uplatĖování nejlepších dostupných technologií pro prĤmyslové chladící soustavy Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu výroby chlóru a alkálií Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu zpracování železných kovĤ Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu neželezných kovĤ Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v textilním prĤmyslu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro rafinérie ropy a plynu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu velkoobjemových organických chemikálií Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v systémech þistČní odpadních vod a odpadních plynĤ a hospodaĜení s nimi v chemickém prĤmyslu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu potravin, nápojĤ a mléka Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v kovárenském a slévárenském prĤmyslu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro emise za skladĤ Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro ekonomiku a vzájemné pĤsobení médií Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro velké spalovny Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích na jatkách a v prĤmyslu zpracovávajícím jejich vedlejší produkty Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro hospodaĜení s hlušinou a jalovinou v hornictví Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro povrchové úpravy kovĤ Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro prĤmysl zpracování odpadĤ Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro výrobu velkoobjemových anorganických chemikálií (þpavku, kyselin a hnojiv) Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro spalování odpadu Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro výrobu polymerĤ Referenþní dokument o energeticky efektivních technologiích Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro výrobu jemných organických chemikálií Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro výrobu speciálních anorganických chemikálií Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro povrchové úpravy s použitím rozpouštČdel Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích pro výrobu velkoobjemových anorganických chemikálií (pevných látek a ostatních) Referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích v prĤmyslu keramických výrob
ILF MON TAN GLS PP I S CL CV CAK FMP NFM TXT REF LVOC CWW FM SF ESB ECM LCP SA MTWR STM WT LVIC-AAF WI POL ENE OFC SIC STS LVIC-S CER
ii
Souhrn pro vedení organizace
SOUHRN PRO VEDENÍ ORGANIZACE Úvod Tento referenþní dokument o nejlepších dostupných technologiích (BREF) v prĤmyslu potravin, nápojĤ a mléka odráží výmČnu informací provádČnou podle þlánku 16.2 smČrnice rady 96/61/ES. Tento souhrn pro vedení spoleþnosti popisuje hlavní zjištČní, souhrn zásadních závČrĤ BAT a s tím spojených úrovní spotĜeby a emisí. Je tĜeba jej þíst ve spojení s pĜedmluvou, která vysvČtluje cíle tohoto dokumentu, jak má být používán a právní termíny. tento souhrn pro vedení lze þíst a chápat jako samostatný dokument, ale v souhrnu nezachycuje všechny složitosti úplného textu tohoto dokumentu. Nemá tudíž být používán jako náhražka textu celého tohoto dokumentu, jako nástroj pĜi rozhodování o BAT. Rozsah Tento dokument odráží výmČnu informací o þinnostech uvedených v pĜíloze 1 odst. 6.4 písm. (b) a (c) smČrnice Rady 96/61/ES ze dne 24. záĜí 1996 o integrované prevenci a omezování zneþištČní (smČrnice IPPC), tj-. 6.4
(b) Úprava a zpracování, urþené pro výrobu potravináĜských výrobkĤ z:
živoþišných surovin (jiných, než mléko) s výrobní kapacitou pro hotový výrobek vyšší, než 75 tun za den;
rostlinných surovin s výrobní kapacitou pro hotový výrobek vyšší, než 300 tun za den (prĤmČrná hodnota za þtvrtletí); (c) Úprava a zpracování mléka, pĜi množství pĜijatého mléka pĜesahujícím 200 tun za den (prĤmČrná hodnota za rok)
Tento rozsah zahrnuje celý rozsah þinností vyrábČjících potraviny pro lidskou spotĜebu a krmiv, které lze nalézt v evropských zaĜízeních s kapacitou pĜesahující shora uvedené prahové hodnoty. Tento dokument se nezabývá þinnostmi v malém mČĜítku, jako je dodávka hotových jídel nebo aktivity v restauracích, nebo þinnosti, které nepoužívají živoþišné ani rostlinné suroviny. Také jsou vylouþeny þinnosti, které výrobČ pĜedcházejí, jako je zemČdČlství, lov, porážka zvíĜat a výroby nepotravináĜských produktĤ, jako je mýdlo, svíþky, léþiva; také je vylouþena výroba želatiny a klihu z kĤží, usní a kostí. Balení zahrnuto není, s výjimkou balení potravináĜských produktĤ ve (výrobních) objektech. Obecné informace (kapitola 1) PrĤmysl potravin, nápojĤ a mléka („FDM“) PrĤmysl FDM vyrábí jak hotové výrobky, urþené pro spotĜebu, tak meziprodukty, urþené k dalšímu zpracování. V porovnání s mnoha jinými odvČtvími je velmi rozmanitý. Tuto rozmanitost lze vidČt ve velikosti a povaze spoleþností, velkém výbČru rĤzných surovin, produktĤ a procesĤ a jejich poþetných kombinacích, stejnČ jako ve výrobČ sjednocených globální výrobkĤ a poþetných speciálních nebo tradiþních výrobkĤ jak v národním, tak i regionálním mČĜítku: Velký podíl spoleþností tvoĜí malé a stĜední podniky (SME), aþkoliv vČtšina zamČstnává více, než 20 lidí. PrĤmysl FDM je vystaven nejrĤznČjším lokálním ekonomickým a sociálním podmínkám a podmínkám prostĜedí a podléhají rĤzným národním právním pĜedpisĤm. iii
Sektor je rozptýlen po celé EvropČ, stejnČ v prĤmyslových jako v zemČdČlských oblastech. Sektor je þistým vývozcem z EU. PĜes v poslední dobČ rostoucí homogenitu modelĤ spotĜeby a nakupování u rostoucí Ĝady rĤzného zboží, produkty FDM si stále zachovávají prvky kulturních specifik. Takže aþkoliv si spotĜebitelé pĜejí mít možnost nakupovat stejné položky a stejnou jakost zboží po celém území evropské patnáctky (EU-15), požadují také možnosti a výbČr rĤzných produktĤ, souvisejících s jejich vlastní tradicí a kulturou. DĤležitost bezpeþnosti potravin pĜi zpracování FDM PodobnČ jako ekologické záležitosti, existují další zákonné požadavky a zákazy, které je nutno brát v úvahu pĜi identifikaci BAT v prĤmyslu FDM. Veškerá potravináĜská výrobní zaĜízení musí splĖovat potĜebné potravináĜské bezpeþnostní normy a zákony. Ty mohou mít vliv na ekologické záležitosti, napĜíklad se vyžaduje þastý úklid a þistČní, pĜi nichž se používá horká voda a detergenty. Péþe byla vČnována tomu, aby se zajistilo, že nic v tomto dokumentu není ve sporu s pĜíslušnou legislativou, kterou se Ĝídí bezpeþnost a hygiena potravin. Sektor FDM a životní prostĜedí NejvýznamnČjší problémy životního prostĜedí související se zaĜízeními FDM jsou spotĜeba a kontaminace vody, spotĜeba energie a omezování odpadĤ na minimum. VČtšina vody, která se nepoužije jako pĜísada, se nakonec objeví v proudu odpadních vod. NeþistČná voda z výrob FDM má vysoké hodnoty ChSK a BSK. Tyto úrovnČ mohou být 10 – 100 krát vyšší než má domovní odpadní voda. Koncentrace pevných látek se mČní od zanedbatelné až ke 120 000 mg/l. NeþistČná voda z nČkterých odvČtví, napĜ. ze zpracování masa, ryb, þi mléka, þi z výroby rostlinných olejĤ, obsahuje vysoké koncentrace tukových látek (tukĤ, olejĤ a mastných látek „FOG“). Mohou se objevit také vysoké obsahy fosforu, zvláštČ tam, kde se v procesu užívají velká množství fosforeþné kyseliny, napĜ. pĜi odstraĖování gumovitých látek z rostlinných olejĤ nebo pĜi þistČní a úklidu. Sektor FDM je závislý na energii pro zpracování , stejnČ jako pro udržování þerstvého stavu a zajišĢování bezpeþnosti potravin. Hlavními zdroji pevných výstupĤ jsou rozlití, úniky, pĜeteþení, vadné a vrácené produkty, pĜirozené ztráty, zadržovaný materiál který nelze volnČ vypustit do dalšího stupnČ procesu a teplem vytvoĜené usazeniny. Hlavními látkami zneþisĢujícími atmosféru z procesĤ FDM jsou prach a zápach. Zápach je lokální problém související buć s procesem nebo skladováním surovin, vedlejších produktĤ nebo odpadu. Síly, které tlaþí na zlepšenou ekologickou výkonnost, se mČní. napĜíklad tradiþní úsilí o maximální využití materiálĤ má za následek snížení produkce odpadu. Nyní se objevuje pĜístup, který je bezprostĜednČji spjat s ochranou životního prostĜedí, aþkoliv pĜedstavuje problém pro sektor, napĜ. pokud jde o snížení spotĜeby vody a energie a používání obalĤ, pĜi stálém zachování hygienických norem. Aplikované procesy a technologie (kapitola 2) Všechny procesy používané v odvČtví nelze v tomto dokumentu podrobnČ popisovat, ale z celého sektoru zachycuje velmi rozsáhlou þást. Kapitola 2 se dČlí na dvČ þásti. odstavce 2.1 až 2.1.9.6.3 popisují procesy na úrovni jednotkových operací. Mnohé z nich jsou používány v nČkolika jednotlivých odvČtvích FDM. Procesy, které jsou nejbČžnČji používány v sektoru FDM, se popisují v devíti kategoriích, tj. pĜíjem a pĜíprava materiálu, zmenšování velikosti (desintegrace), míchání a tvarování; separaþní iv
technologie; technologie zpracování produktĤ; tepelné zpracování; zahušĢování teplem; zpracování odnímáním tepla; operace po zpracování; a procesy pomocných látek a energií. V každé z tČchto kategorií se popisují þtyĜi až þtrnáct jednotkových operací. Odstavce 2.2 až 2.2.20 popisují použití tČchto jednotkových operací v nČkterých z vČtších jednotlivých odvČtví FDM. Souþasné úrovnČ spotĜeby a emisí (kapitola 3) Kapitola 3 sleduje þlenČní kapitoly 2. V tomto dokumentu stejnČ, jako uvádí údaje o spotĜebČ a emisích, tato kapitola obsahuje další informace o výstupech, které nejsou finálním produktem a nejsou likvidovány jako odpad, napĜ. o vedlejších produktech. Odstavce 3.1 až 3.1.4 uvádČjí nČkteré údaje o celkové spotĜebČ a emisích pro sektor FDM jako celek a podávají pĜehled o hlavních dĤvodech jeho charakteristik spotĜeby a emisí.. Sektor FDM je velký uživatel vody jako složky produktu, þistícího prostĜedku, prostĜedku dopravy a zásobování systémĤ technických služeb Asi 66 % použité celkové þerstvé sladké vody má jakost pitné vody. V nČkterých odvČtvích, napĜ. mlékárnách a výrobnách nápojĤ má až 98 % þerstvé vody jakost pitné vody. Na vyhĜívání procesĤ se spotĜebuje asi 29 % celkové energie, používané v sektoru FDM. Chlazení a mrazení procesĤ dČlá asi 16 % z použité celkové energie. Odstavce 3.2 až 3.2.56.3 udávají nČkteré údaje o spotĜebČ a emisích pro ty jednotlivé jednotkové operace, které popisuje kapitola 2. Tyto informace jsou uvedeny pod nadpisy voda, atmosférické emise, pevný výstup, energie a hluk. Odstavce 3.3 až 3.3.12.3 pĜinášejí údaje o spotĜebČ a emisích pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM. Tato struktura umožĖuje þtenáĜi porovnávat jednotlivá odvČtví a sektor jako celek na úrovni jednotkových operací. Spousta informací jsou kvalitativní údaje. Kvantitativní informace nejsou þasto dobĜe vysvČtleny v tom, jaké provozní nebo technologické prostĜedky byly použity a jaké metody þi podmínky sbČru dat byly uplatnČny. Pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM a dokonce pro nČkteré jednotkové operace jsou k dispozici data atmosférických emisích a produkci odpadních vod. Minimalizace odpadu se obecnČ považuje za nákladovČ efektivní cíl pro všechny výrobce, ale porovnávací hodnoty nejsou snadno dostupné, protože percentuální podíl surovin, který pĜechází do hotového produktu, je rĤzný. ÚrovnČ podrobnosti, s kterou se uvádČjí data pro každé jednotlivé odvČtví, se znaþnČ rĤzní. Technologie, které je tĜeba vzít v úvahu pĜi urþování BAT (kapitola 4) Kapitola 4 obsahuje podrobné informace, používané TWG pro urþování BAT pro sektor FDM, ale neposuzuje, zda nČjaká technologie je nebo není BAT. Sleduje obecné þlenČní kapitol 2 a 3 a zaþíná informacemi, použitelnými pro všechny nebo nČkteré sektory FDM a konþí specifickými informacemi pro jednotlivá odvČtví FDM. Popisuje se pĜes 370 technologií, obecnČ pod standardními nadpisy Popis, Dosažené ekologické výhody, Vzájemné úþinky médií, Provozní údaje, Použitelnost, Ekonomika, DĤvody pro realizaci, PĜíklady provozĤ a Literatura. Toto standardní þlenČní napomáhá pĜi kvalitativním i kvantitativním porovnávání technologií. Tato kapitola obsahuje technologie jak „do procesu integrované“, tak „na konci potrubí“. U vČtšiny technologií se uvádí více, než jedna ekologická pĜednost a nČkteré jeví vzájemné úþinky médií. Mnohé Ĝeší problémy snižování spotĜeby a kontaminace vody na minimum, spotĜeby energie a zvyšování využití surovin na maximum s následnou minimalizací odpadu. U mnoha z nich nebyly poskytnuty údaje o v
finanþních nákladech þi pĜínosech, ale jejich skuteþné používání poskytuje dĤkaz jejich ekonomické životaschopnosti. Technologie, které jsou použitelné ve všech zaĜízeních FDM jsou popsány jako první, v odstavcích 4.1 až 4.1.9.3. PatĜí k nim provozní praktiky, tj. nástroje Ĝízení, školení, projekce/konstrukce zaĜízení a výrobních celkĤ, údržba a metodika prevence a minimalizace spotĜeby vody a energie a produkce odpadu. Další technologie jsou více technického rázu a týkají se Ĝízení výroby, techniky regulace procesĤ a výbČru matriálĤ. Obecné technologie skladování se neuvádČjí, protože jsou pĜedmČtem dokumentu BREF „Skladování“ >95,EC,2005@. Specifické technologie související se skladováním potravin, které snižují na minimum spotĜebu energie na chlazení, odpady a zápach spojený s rozkladem potravin, jsou tu obsaženy. Technologie, které se používají v jistém poþtu odvČtví FDM se pak popisují v odstavcích 4.2 až 4.2.17.4. Ty se zabývají zpĤsoby používání nČkterých specifických jednotkových operací, popsaných v kapitole 2. ýistČní zaĜízení a výrobních celkĤ se popisuje v odstavcích 4.3 až 4.3.11. VýbČr a používání þistících a desinfekþních prostĜedkĤ musí zajistit úþinnou hygienickou kontrolu, ale s patĜiþným uvážením dĤsledkĤ pro životní prostĜedí. Technologie „na konci potrubí“ pro snížení atmosférických emisí na minimum a pro þistČní odpadních vod se popisují v odstavcích 4.4 až 4.4.3.13.2 a 4.5 – 4.5.7.9. ZaĜazení tČchto odstavcĤ posiluje dĤležitost upĜednostĖování technologií integrovaných do procesu pro prevenci a snižování emisí do atmosféry a do vody, jak je to nejvíce možné. Když jsou technologie na konci potrubí potĜebné, jsou Ĝešeny tak, aby snižovaly jak koncentrace, tak prĤtoky zneþisĢujících látek pocházejících z procesu nebo jednotkové operace. Technologie, popsané pro minimalizaci atmosférických emisí neobsahují pĜíliš informací o své použitelnosti nebo použití v jednotlivých odvČtvích FDM. Naopak, technologie þistČní odpadních vod obsahují více informací o své použitelnosti þi používání v jednotlivých odvČtvích FDM a Ĝeší þistČní typických emisí z provozĤ FDM, které obsahují vysoké koncentrace BSK, ChSK, FOG, dusíku a fosforu. Odstavce 4.6 až 4.6.6 se zabývají prevencí nehod v zaĜízeních FDM. Tyto odstavce popisují metodiku prevence nehod a minimalizace jejich dopadu na životní prostĜedí. Technologie, které jsou použitelné pouze v jednotlivých odvČtvích FDM, se popisují v odstavcích 4.7 – 4.7.9.8.2. VČtšina z nich se vztahuje ke konkrétním jednotkovým operacím v jednotlivých odvČtvích FDM. Nejlepší dostupné technologie (kapitola 5) ZpĤsob, jakým jsou závČry BAT uvádČny v kapitole 5, je znázornČn na níže uvedeném diagramu. ZávČry BAT jsou uvedeny ve dvou vrstvách. První vrstva ukazuje odstavce, vypisující BAT pro všechna zaĜízení FDM a druhá vrstva ukazuje odstavce, kde jsou uvedeny dodateþné BAT pro nČkterá jednotlivá odvČtví. Kapitola 5 dodržuje stejné þlenČní jako kapitola 4. Mnohé z tČchto BAT jsou operaþního charakteru (souvisejí s obsluhou) a vyžadují tudíž jen malé investice do nových zaĜízení. jejich uplatnČní mĤže vyžadovat urþitou investici napĜ. do školení, údržby nebo monitoringu a pĜezkoumání úrovní výkonnosti.
vi
ZávČry pĜedstavují to, co TWG považovala za BAT v obecném smyslu pro odvČtví FDM na základČ informací z kapitoly 4 a s uvážením definice „nejlepší dostupné technologie“ podle þlánku 2.11 a úvah, uvedených v pĜíloze IV smČrnice. tato kapitola nestanoví limitní hodnoty spotĜeby a emisí, ale podává informace pro smČrování prĤmyslu, þlenských státĤ a veĜejnosti o dosažitelných úrovních spotĜeby a emisí, používají-li se specifikované technologie. Následující odstavce shrnují klíþové závČry BAT, týkající se nejvýznamnČjších ekologických problémĤ. Jen nČkolik málo BAT poskytuje jen jeden pĜínos pro životní prostĜedí, proto nejsou Ĝazeny podle ekologických problémĤ. BAT mají rĤzné pĜístupy k ochranČ životního prostĜedí jako celku. sahají od technik kolem celkového Ĝízení a provozu, které jsou použitelné ve všech zaĜízeních FDM až k používání velmi specifických technologií v nČkterých jednotlivých odvČtvích FDM. BČhem diskuse informací vymČĖovaných TWG byla nadhozena a prodiskutována Ĝada problémĤ. V tomto souhrnu jsou zdĤraznČny jen nČkteré z nich a proto nemá být þten namísto kapitoly „Nejlepší dostupné technologie“, která dále nemá být studována oddČlenČ od zbytku tohoto dokumentu.
vii
5.1.2 Spolupráce s návaznými aktivitami
5.1.3 ýistČní zaĜízení a provozu
5.1.4 DODATEýNÉ BAT pro nČkteré procesy a jednotkové operace
5.1.5 Minimalizace atmosférických emisí
5.2.6 DODATEýNÉ BAT pro škrobárenství
5.2.5.4 DODATEýNÉ BAT pro výrobu zmrzliny
5.2.5 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví mléka a mléþných výrobkĤ
5.2.5.3 DODATEýNÉ BAT pro výrobu sýrĤ
5.2.4 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví rostlinných olejĤ a tukĤ
5.2.5.2 DODATEýNÉ BAT pro výrobu másla
5.2.3 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví ovoce a zeleniny
5.2.5.1 DODATEýNÉ BAT pro sušené mléko
5.2.2 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví ryb, mČkkýšĤ, korýšĤ
Jak jsou závČry BAT uvádČny pro závody FDM
5.2.1 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví masa
5.1.1 Ekologické hospodaĜení
5.1.6 ýistČní odpadních vod (obsahuje i pro sektor specifické BAT)
5.1.7 UvolnČní/únik pĜi nehodČ
viii
5.2.9 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví nápojĤ
ÚroveĖ 2
ÚroveĖ 1
5.2.9.2 5.2. DODATEýNÉ BAT pro výrobu vína
5.2.8 DODATEýNÉ BAT pro odvČtví kávy
5.2.9.1 5.2. DODATEýNÉ BAT pro pivovarnictví
5.2.7 DODATEýNÉ BAT pro cukrovarnictví
5.1.4.1 – 5.1.4.14 DODATEýNÉ BAT pro nČkteré procesy a jednotkové operace tam, kde se tyto procesy a jednotkové operace používají (tyto procesy a jednotkové operace jsou v sektoru FDM hojnČ používány, ne však v každém odvČtví)
5.2 DODATEýNÉ BAT pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM
5.1 Obecné bAT pro celý sektor FDM
Obecné BAT pro celý sektor FDM Aþkoliv je sektor FDM rozmanitý, mají jednotlivá odvČtví spoleþné problémy, napĜ. podobné klíþové ekologické problémy, a stejné BAT jsou použitelné pro prevenci a regulaci spotĜeb a emisí, napĜ. suché þistČní pro minimalizaci napĜ. spotĜeby vody. NČkteré BAT mohou být také použity pro více, než jeden ekologický problém, napĜíklad údržba chladících zaĜízení za úþelem zabránČní úniku amoniaku, nebo údržba strojního zaĜízení na stahování ryb kvĤli minimalizaci odpadu, zpĤsobeného nežádoucím odstraĖováním rybího masa pĜi stahování. Celkové Ĝízení BAT celkového Ĝízení (hospodaĜení) pĜispívají celkové minimalizaci úrovní spotĜeby a emisí tím, že poskytují systémy práce, které podporují správné praktické postupy a zvyšují uvČdomČlost. BAT se soustĜećují na problémy, jako je používání systému ekologického hospodaĜení, zajišĢování školení, používání programu plánované údržby, používání a udržování metodiky prevence a minimalizace spotĜeby vody a energie a produkce odpadu a realizace systému pro monitoring a pĜezkoumávání úrovní spotĜeby a emisí jak pro jednotlivé výrobní procesy, tak na úrovni závodu. Celkový provoz Jiné BAT Ĝeší nČkteré klíþové ekologické problémy bezprostĜednČji, napĜ. suchá doprava pevných surovin FDM, produktĤ, paralelních produktĤ, vedlejších produktĤ a odpadu. Tím se snižuje spotĜeba vody a následnČ i produkce a zneþistČní odpadních vod. Zvyšuje se také potenciál pro regeneraci a recyklaci látek vznikajících v procesu, které mohou být v mnoha pĜípadech prodávány k použití jako krmiva, þímž se snižuje produkce odpadu. Jiným pĜíkladem, použitelným pro celý sektor FDM, je segregace výstupĤ za úþelem optimalizace jejich použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace, a minimalizace zneþistČní odpadních vod. V sektoru FDM existují þetné pĜíklady, kdy se suroviny, þásteþnČ zpracované potraviny a hotové produkty, buć pĤvodnČ urþené pro lidskou spotĜebu, nebo z nichž byla ta þást, urþená pro lidskou spotĜebu, již odstranČna, mohou být použity jako krmivo pro zvíĜata. To má jak ekologické, tak ekonomické výhody. Obecné použití techniky Mezi nČkteré BAT, jež se více opírají o techniku, patĜí uplatnČní a používání regulaþních prvkĤ procesĤ, napĜíklad používání analytických, mČĜících a regulaþních technologií pro snižování odpadu materiálĤ a vody a pro snižování tvorby odpadních vod pĜi zpracování, þistČní a úklidu.PĜíkladem toho mĤže být mČĜení zákalu pro soustavnou kontrolu jakosti procesní vody a optimalizaci regenerace materiálu þi produktu z vody a opakované používání vody pro þistČní a úklid. Spolupráce s partnery, provádČjícími pĜedchozí a následující akce/operace Operace tČch, kdo jsou zapojeni do dodávek surovin a ostatních látek do zpracovatelských závodĤ FDM, vþetnČ zemČdČlcĤ a dopravcĤ, mohou mít ekologické dĤsledky v tČchto závodech FDM. PodobnČ, závod FDM mĤže mít (nepĜíznivý) dopad na ty závody, které zásobuje, vþetnČ jiných závodĤ FDM. Je nutné, aby BAT usilovaly o spolupráci s partnery „proti proudu“ i „po proudu“, aby se vytvoĜil ĜetČzec ekologické odpovČdnosti za úþelem snížení zneþistČní a ochrany životního prostĜedí jako celku, napĜ. poskytováním þerstvých matriálĤ v dobČ, kdy jsou potĜebné, což minimalizuje energii, potĜebnou k jejich skladování, stejnČ jako odpad a zápach související s jejich rozkladem.
ix
ýistČní/úklid zaĜízení a závodĤ Používání BAT pro þistČní snižuje spotĜebu a zneþistČní vody, tvorbu odpadu, spotĜebu energie a množství používaných škodlivých detergentĤ. Spolu s ostatními BAT, BAT pro þistČní snižují na minimum kontakt vody s materiály FDM, napĜ. optimalizovaným používáním suchého þistČní. Mezi ekologické pĜínosy patĜí snížená spotĜeba vody a snížený objem odpadní vody, snížené strhávání materiálĤ do odpadní vody a tudíž i snížené úrovnČ napĜ. hodnot ChSK a BSK. Používání rĤzných suchých þistících technologií zvyšuje potenciál pro regeneraci a recyklaci látek, tvoĜených v procesu. Snižuje také spotĜebu energie, potĜebné pro ohĜev vody na þistČní a používání detergentĤ. K jiným BAT souvisejícím s þistČním náleží þistČní uzavĜených zaĜízení bez demontáže, minimalizace používání (komplexonĤ) EDTA a vyhýbání se použití halogenovaných oxidaþních biocidĤ. Dodateþné BAT pro nČkteré procesy a jednotkové operace, používané v nČkolika odvČtvích FDM Skupina TWG dosáhla závČrĤ BAT pro nČkteré jednotlivé jednotkové operace, které se používají v ĜadČ, obvykle ne však ve všech, jednotlivých odvČtvích FDA. BAT jsou vybrány pro pĜíjem a expedici materiálĤ, odstĜedČní a separaci, uzení, vaĜení, smažení, konzervaci v plechovkách, láhvích a sklenicích, odpaĜování, mrazení a chlazení, balení, výrobu a použití energie, používání vody, systémy se stlaþeným vzduchem a parní systémy. Používáním mnohých tČchto BAT se dosahuje snížení spotĜeby energie, napĜ. použitím vícestupĖových odparek, optimalizací rekomprese par vzhledem k dostupnosti tepla a energie v závodČ, pro zahušĢování kapalin. Mnohé snižují spotĜebu energie optimalizací provozních podmínek. NČkteré snižují atmosférické emise, napĜíklad pĜi uzení, kde BAT má dosáhnout úrovnČ atmosférických emisí TOC (celk. organického uhlíku) 50 mg/Nm3. Minimalizace atmosférických emisí a þistČní odpadních vod Je tĜeba využívat do procesu integrované BAT, které snižují na minimum atmosférické emise výbČrem a používáním látek a techniky. VýbČr technologií (dodateþného) snižování atmosférických emisí a þistČní odpadních vod mĤže být proveden, jestliže se vyžaduje další regulace. NapĜíklad BAT má optimalizovat používání suchého þistČní a tím se sníží objem odpadních vod a hmotový tok pevných potravináĜských materiálĤ v nich, þímž se také sníží požadavek na þistČní odpadních vod. BAT má používat strategii regulace atmosférických emisí a, pokud není v kapitole BAT uvedeno nČco jiného, tam, kde do procesu integrované BAT, snižující na minimum atmosférické emise výbČrem a používáním látek a používáním techniky nedosahují emisních úrovní 5-20 mg/Nm3 suchého prachu, 35 až 60 mg/Nm3 mokrého/lepivého prachu a 50 mg/Nm3 TOC, je tĜeba tČchto úrovní dosáhnout použitím technologií (dodateþného) snižování. V otázce, zda je lepší þistit odpadní vody ze závodĤ FDM v závodČ nebo mimo závod, kromČ nČkterých primárních technologií, nebyly dosaženy celkové závČry. Pokud není v kapitole BAT uvedeno nČco jiného, mají emisní hodnoty uvedené v následující tabulce informativní pro emisní úrovnČ, které by mohly být dosahovány technologiemi, které obecnČ pĜedstavují BAT. Nemusí nutnČ pĜedstavovat v souþasnosti v prĤmyslu dosahované úrovnČ, jsou ale založeny na odborném posouzení (skupinou) TWG. x
Parametr
Koncentrace (mg/l)
BSK5 25 ChSK 125 TSS 50 pH 6–9 Oleje a tuky 10 Celkový dusík 10 Celkový fosfor 0,4 - 5 Lze dosáhnout lepších úrovní BSK5 a ChSK . Dosažení uvedených koncentrací celkového dusíku a celkového fosforu není vždy možné nebo nákladovČ efektivní z hlediska místních podmínek.
Typická jakost odpadní vody z FDM po vyþistČní Jeden þlenský stát zaregistroval odlišný názor. Nesouhlasí s poznámkou v tabulce, protože se domnívá, že odchylky od BAT, napĜ, kvĤli místním podmínkám, jsou pĜípustné pouze za úþelem posílení požadavkĤ povolení. UvolnČní do prostĜedí pĜi nehodČ Uvádí se nČkolik BAT, které se týkají identifikace potenciálních nehod, posuzování rizik, realizace ovládacích/regulaþních prvkĤ, vypracování a zkoušek plánĤ pro nouzové situace a pouþení z minulých nehod a nehod, k nimž témČĜ došlo. Dodateþné BAT pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM Byly urþeny dodateþné BAT pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM. Obecné BAT v odstavcích 5.1 až 5.1.7 se vztahují na tato odvČtví a na další odvČtví, pro která nebyly stanoveny žádné dodateþné BAT. Použití napĜ. obecné BAT, jako je segregace výstupĤ a optimalizace použití suchého þistČní, mĤže významnČ snížit celkový ekologický dopad procesu. Dodateþné BAT pro odvČtví masa a drĤbeže platí pro specifické jednotkové operace, používané v nČkterých souþástech tohoto odvČtví. Snižují spotĜebu vody, energie a obalĤ. Hlavními pĜínosy pro životní prostĜedí dodateþných BAT pro odvČtví ryb, mČkkýšĤ a korýšĤ jsou snížení odpadĤ a menší spotĜeba vody; nČkteré se používají pro rozmrazování, odšupinování, stahování, kuchání a filetování ryb. Byly napĜíklad stanoveny BAT pro rozmrazování makrel, aby se dosáhlo spotĜeby vody 2 m3/t surových ryb, pro rozmrazování bílých ryb se spotĜebou vody 1,8 až 2,2 m3/t surových ryb a rozmrazování krevet a garnátĤ jednou nebo druhou technologií pomocí filtrované vody z loupání.
xi
Pro odvČtví ovoce a zeleniny BAT Ĝeší skladování, suchou separaci zmetkových surovin, sbČr hlíny, loupání, blanšírování a optimalizaci opakovaného používání vody. Použití BAT vede na maximální výtČžky produkce, materiál nevyužitý v hlavním produktu se použije pro jiné úþely, þasto jako krmivo pro zvíĜata a tím se následnČ sníží tvorba odpadu. K ekologickým pĜínosĤm používání bAT pĜi skladování, loupání/odslupkování a blanšírování patĜí mj. snížení spotĜeby energie. PĜínosy pro životní prostĜedí z aplikace dodateþných BAT v prĤmyslu rostlinných olejĤ a tukĤ spoþívají zejména v snížení spotĜeby energie a v regeneraci hexanu, používaného pro extrakci. Byla stanovena jedna emisní úroveĖ, spojená s BAT, tj. BAT je užívání cyklonĤ pro snížení emisí mokrého prachu, pocházejícího z extrakce rostlinných olejĤ tak, aby se dosáhlo úrovnČ emisí mokrého prachu 50 mg/Nm3. Existují dodateþné BAT pro mlékárny a specifické BAT pro výrobu tržního mléka, sušeného mléka, másla, sýrĤ a zmrzliny. Tyto BAT se používají ve specifických þástech procesĤ a pro þistČní. Ĝeší spotĜebu vody, spotĜebu energie a prevenci odpadu. Jsou to BAT jak provozního, tak technického rázu. ÚrovnČ spotĜeby a emisí, indikativní pro úrovnČ, kterých lze dosáhnout použitím v procesu integrovaných BAT, byly stanoveny na základČ dosažených úrovní, které uvádí TWG. Tato rozmezí jsou uvedena v následující tabulce. Odráží se v nich variabilita provozních podmínek. SpotĜeby energie se mohou lišit napĜíklad v dĤsledku rĤzných objemĤ produkce. V teplém klimatu se spotĜebuje více energie na chlazení a naopak. SpotĜeby vody a úrovnČ emisí odpadních vod se mohou lišit napĜíklad kvĤli rozdílné skladbČ produktĤ, velikosti šarží a þistČní. ÚrovnČ emisí odpadních vod mohou být nižší vzhledem k úrovním spotĜeby vody, protože mnohé mlékárny mČĜí odbČr chladící vody, ale vypouštČjí ji bez mČĜení. V teplém klimatu se voda mĤže ztrácet odparem. SpotĜeba energie
SpotĜeba vody
Odpadní voda
Výroba tržního mléka z 1 litru pĜijatého mléka
0,07 – 0,2 kWh/l
0,6 – 1,8 l/l
0,8 – 1,7 l/l
Výroba sušeného mléka z 1 litru pĜijatého mléka Výroba 1 kg zmrzliny
0,3 – 0,4 kWh/l
0,8 – 1,7 l/l
0,8 – 1,5 l/l
0,6 – 2,8 kWh/kg
4,0 – 5,0 l/kg
2,7 – 4,0 l/kg
ÚrovnČ spotĜeby a emisí spojené s nČkterými mlékárenskými procesy Použití dodateþných BAT pro výrobu škrobu Ĝeší hlavnČ snížení spotĜeby vody a produkce odpadních vod, zvláštČ opakovaným používáním vody. Opakované používání vody Ĝeší také BAT pro cukrovarnictví. Minimalizace spotĜeby energie se také dosahuje vylouþením sušení Ĝepných ĜízkĤ, jestliže je k dispozici výstup pro lisované Ĝepné Ĝízky, napĜ, krmivo pro zvíĜata; jinak se Ĝepné Ĝízky mají sušit v parních sušárnách nebo vysokoteplotních sušárnách, spojených s opatĜeními pro snížení atmosférických emisí. Hlavní ekologické problémy Ĝešené použitím dodateþných BAT pro odvČtví kávy souvisejí se spotĜebou energie a atmosférickými emisemi, vþetnČ zápachu. Tam, kde pĜi pražení kávy do procesu integrované BAT, snižující na minimum emise do ovzduší výbČrem a používáním látek a použitou technologií, nedosahují úrovnČ emisí 5-20 mg/Nm3 suchého prachu a 50 mg/Nm3 TOC pro svČtle praženou kávu (dosáhnout této úrovnČ je obtížnČjší se zvyšující se tmavostí pražení); je (technologií) BAT, když se tČchto úrovní dosáhne použitím technologií (dodateþného) snižování. Emisní úrovnČ pro NOx byly poskytnuty pĜíliš pozdČ, než aby je TWG mohla plnČ ovČĜit a jsou uvedeny v závČreþných poznámkách. Dodateþné obecné BAT pro výrobu nápojĤ Ĝeší, jak se vyhnout produkci CO2 pĜímo fosilních paliv, regeneraci kvasinek, sbČr použitých filtraþních materiálĤ a výbČr a xii
optimalizované využití myþek láhví. Použití dodateþných BAT pro vaĜení piva snižuje spotĜebu energie i vody. Pro pivovarnictví je BAT dosažení úrovnČ spotĜeby vody 0,35 až 1 m3 na hektolitr vyrobeného piva. Aplikace dodateþné BAT ve vinaĜském prĤmyslu provádí opakované použití alkalického roztoku používaného pro þistČní po stabilizaci chladem a Ĝeší zpĤsob jeho koneþné likvidace tak, aby zabránila narušení chodu þistírny odpadních vod. NovČ se objevující technologie(kapitola 6) Kapitola 6 obsahuje jednu technologii, která dosud nebyla komerþnČ využita a je stále ve fázi výzkumu nebo vývoje. Je to použití UV a ozonu pĜi absorpci pro potlaþování zápachu“. Byla sem zahrnuta, aby se zvýšilo povČdomí o každé další revizi tohoto dokumentu. ZávČreþné poznámky (kapitola 7) Naþasování práce Práce na tomto dokumentu byla zahájena první plenární schĤzí TWG v lednu 2001. ZávČreþná plenární schĤze se konala v únoru 2005. ÚroveĖ všeobecného souhlasu, hnací síly a problémy vzniklé ze závČreþné schĤze TWG ZávČry práce byly schváleny na závČreþné plenární schĤzi pĜi dosažení vysoké míry všeobecného souhlasu, avšak na schĤzi byly vzneseny nČkteré problémy a bylo doporuþeno, aby byly zváženy dále, až bude tento dokument revidován. Poskytnuté informace Jako zdroje informací pro návrh tohoto dokumentu byly þetné zprávy od MS a prĤmyslu, vþetnČ informací o pĜíkladech závodĤ a exkurzí na místČ. Úþast jednotlivých MS na této práci do jisté míry odrážela regionální rozdČlení odvČtví. VČtšinu prĤmyslových pĜíspČvkĤ poskytla CIAA a její þlenské organizace. VýmČna informací a pĜíprava tohoto dokumentu byl pro dotþená odvČtví pozitivním vývojem v prevenci a regulaci zneþistČní. Poskytl poprvé jednotlivým odvČtvím pĜíležitost dozvČdČt se o technologiích, jejichž dobrá funkce byla ovČĜena jinými v celoevropském mČĜítku. Nevyváženost a mezery v informacích Existují ohromné rozdíly v úrovni podrobnosti informací, poskytnutých o jednotlivých odvČtvích FDM a v tomto dokumentu existují také rozdíly v tom, jak jsou zachyceny klíþové ekologické problémy. Aktuální poskytnuté údaje úrovní spotĜeby a emisí nebyly navázány na popisy procesĤ, provozní podmínky, kapacity závodĤ, odbČr vzorkĤ, analytické metody a statistická zpracování. Technologie, které mohou snižovat spotĜebu energie se v tomto dokumentu popisují, ale bylo získáno sotva nČkolik skuteþných mČĜení energetických úspor, souvisejících s používáním tČchto technologií, nebo údajĤ o ekonomice investování do technologií a výsledných úsporách na nákladech. Porovnávací hodnoty (standardy) pro minimalizaci odpadĤ nejsou k dispozici, napĜíklad neexistují žádné informace o tom, jaký podíl konkrétních surovin konþí použitím v produktu nebo vedlejších produktech. Doporuþení pro budoucí práci Mezery v informacích okazují na oblasti, kde by další práce mohla poskytnout výsledky, jež by mohly pomoci pĜi identifikaci BAT, až bude tento dokument revidován a tak pomoci provozovatelĤm a dovolit autorĤm chránit životní prostĜedí jako celek. Doporuþuje se, aby byly opatĜeny informace, které obsáhnou: xiii
x x x x x x x x x x x x x x x
popisy procesĤ, provozních podmínek, odbČru vzorkĤ a analytických metod a statistických zpracování spojených s údaji o úrovních spotĜeby a emisí úplný rozsah použitelnosti technologií z tohoto dokumentu další pĜíležitosti pro zhodnocení vedlejších produktĤ za úþelem minimalizace odpadu investiþní náklady na provozní technologie a související pĜímé a nepĜímé úspory, napĜ. zpĤsobené snížením nákladĤ na energii nebo na likvidaci odpadĤ, nebo snížením ztrát z titulu neúmyslných ztrát, zpĤsobených úniky nebo rozlitím urþení BAT spojených s þistČním vysokým, stĜedním a nízkým tlakem látky již používané jako alternativy k užívání EDTA pĜi þistČní používání a použitelnost technologií (dodateþného) snižování v sektoru FDM používání zpracování zápachĤ netermální plasmou v sektoru FDM technologie pro prevenci vypouštČní kondenzovaného alkoholu do þistírny odpadních vod z výroby nealkoholického piva jak sezónní þinnosti ovlivĖují technickou a ekonomickou životaschopnost technologií technologie pro extrakci olivového oleje a zejména „dvoufázová extrakce“ použití enzymatické interesterifikace a enzymatické odstraĖování gumovitých látek z rostlinných olejĤ porovnávací informace o odstraĖování gumovitých látek z rostlinných olejĤ pomocí enzymĤ, kyseliny fosforeþné a kyseliny citronové technologie používané pro snižování emisí NOx z pražíren kávy a výbČr a použití fumigantĤ.
Navrhovaná témata pro pĜíští výzkumné a vývojové projekty Pro budoucí výzkumné a vývojové projekty se navrhují tato témata: x x x x
složení a škodlivost zapáchajících emisí ze závodĤ FDM identifikace technologií pro snížení nejnižších úrovní emisí NOx, uvádČných pro pražení kávy identifikace alternativních prostĜedkĤ namísto EDTA pro þistČní a ekologické pĜínosy a náklady reverzní osmózy.
ES zahajuje a podporuje prostĜednictvím programĤ RTD Ĝadu projektĤ, které se zabývají þistými technologiemi, objevujícími se technologiemi zpracování a recyklace kapalných odpadĤ a strategiemi Ĝízení/hospodaĜení. Tyto projekty by potenciálnČ mohly poskytnout užiteþný pĜíspČvek do budoucích revizí dokumentĤ BREF. ýtenáĜi se proto vyzývají, aby informovali EIPPCB o všech výsledcích výzkumu, které jsou významné pro rozsah tohoto dokumentu (viz též PĜedmluvu).
xiv
PĜedmluva
PěEDMLUVA 1.
Status tohoto dokumentu
Pokud není uvedeno jinak, odkazy na „SmČrnici“ v tomto dokumentu jsou odkazy na smČrnici Rady 96/61/ES o integrované prevenci a regulaci zneþistČní (IPPC). Jelikož se tato smČrnice používá, aniž tím jsou dotþena ustanovení Spoleþenství o ochranČ zdraví a bezpeþnosti na pracovišti, platí to i pro tento dokument. Tento dokument je pracovní návrh Evropské kanceláĜe IPPC. Není to úĜední publikace Evropského spoleþenství a neodráží nutnČ stanovisko Evropské komise.
2.
PĜíslušné právní závazky smČrnice IPPC a definice BAT
Abychom þtenáĜi pomohli pochopit právní souvislosti, v nichž byl tento dokument navrhován, jsou v této pĜedmluvČ popsány nČkteré s nejvýznamnČjších ustanovení smČrnice IPPC, vþetnČ definice pojmu „nejlepší dostupné technologie“. Tento popis je nevyhnutelnČ neúplný a uvádí se pouze pro informaci. Nemá žádnou právní hodnotu a žádným zpĤsobem nemČní skuteþná ustanovení SmČrnice, ani se jich nijak nedotýká. Úþelem SmČrnice je dosáhnout integrované prevence a regulace zneþistČní, které vzniká z þinností, uvedených v pĜíloze I, které povedou na vyšší úroveĖ ochrany životního prostĜedí jako celku. Právní základ SmČrnice se týká ochrany životního prostĜedí. Je tĜeba, aby její realizace brala v úvahu jiné cíle Spoleþenství, jako jsou konkurenceschopnost prĤmyslu Spoleþenství a tím pĜispívala k udržitelnému rozvoji. KonkrétnČji, SmČrnice stanoví povolovací systém pro urþité kategorie prĤmyslových zaĜízení, u kterých se požaduje, aby jak jejich provozovatelé tak regulaþní orgány pĜijaly integrovaný, celkový pohled na potenciál zaĜízení zneþisĢovat a spotĜebovávat. Celkovým cílem takovéhoto integrovaného pĜístupu musí být zlepšování Ĝízení a kontroly prĤmyslových procesĤ tak, aby byla zajištČna vysoká úroveĖ ochrany životního prostĜedí jako celku. Klíþovým bodem tohoto pĜístupu je obecná zásada, uvedená v þlánku 3, že je tĜeba, aby provozovatelé pĜijali všechna patĜiþná preventivní opatĜení proti zneþisĢování, zejména používáním nejlepších dostupných technologií, které jim umožní zlepšovat ekologickou výkonnost. Pojem „nejlepší dostupné technologie“; je definován v þl. 2 odst. 11 SmČrnice jako „nejefektivnČjší a nejpokroþilejší stadium vývoje þinností a metod jejich provádČní, které ukazují praktickou vhodnost jednotlivých technologií pro zásadní zajištČní základu pro hodnoty emisních limitĤ, urþených k prevenci, a kde to není proveditelné, obecnČ ke snížení emisí a dopadu na prostĜedí jako celku.“ ýl. 2 odst. 11 pokraþuje v dalším objasnČní této definice takto: „Technologie“ zahrnují jak použitou techniku, tak zpĤsob, kterým je zaĜízení konstruováno, postaveno, udržováno, provozováno a vyĜazováno z používání; „Dostupné“ technologie jsou takové, které byly vyvinuty v mČĜítku, které dovoluje jejich realizaci v pĜíslušném prĤmyslovém odvČtví za ekonomicky a technicky životaschopných podmínek, pĜitom, že se vezmou v úvahu náklady a výhody, bez ohledu na to, zda jsou tyto technologie využívány nebo vyrábČny uvnitĜ dotyþného þlenského státu, pokud jsou provozovateli pĜimČĜenČ pĜístupné; „Nejlepším“ se rozumí nejúþinnČjší pĜi dosahování vysoké celkové úrovnČ ochrany životního prostĜedí jako celku. xv
KromČ toho, pĜíloha IV SmČrnice obsahuje seznam „problémĤ, které je nutno brát pĜi urþování nejlepších dostupných technologií v úvahu obecnČ nebo v konkrétních pĜípadech „… s uvážením pravdČpodobných nákladĤ a pĜínosĤ opatĜení a zásad opatrnosti a prevence“. Tyto úvahy zahrnují informace, zveĜejĖované Komisí podle þl. 16 odst. 2. Od pĜíslušných úĜadĤ odpovČdných za vydávání povolení se požaduje, aby pĜi urþování podmínek povolení braly v úvahu obecné zásady, stanovené v þlánku 3. K tČmto podmínkám musí patĜi hodnoty emisních limitĤ, tam, kde to je namístČ doplnČné nebo nahrazené rovnocennými parametry nebo technickými opatĜeními. Podle þl. 9 odst. 4 SmČrnice, tyto hodnoty emisních limitĤ, rovnocenné parametry a technická opatĜení musí být, aniž tím bude dotþena shoda s normami pro jakost životního prostĜedí, založeny na nejlepších dostupných technologiích, aniž je pĜedepsáno používání jakékoli technologie nebo konkrétní techniky, s tím, že se v úvahu vezmou technické charakteristiku dotyþného zaĜízení, jeho zemČpisná poloha a místní podmínky životního prostĜedí. Za všech okolností musí mezi podmínky povolení patĜit ustanovení o minimalizaci zneþisĢování na dlouhé vzdálenosti nebo pĜes hranice a musí zajišĢovat vysokou úroveĖ ochrany prostĜedí jako celku. ýlenské státy mají podle þlánku 11 SmČrnice povinnost zajistit, že pĜíslušné úĜady sledují vývoj nejlepších dostupných technologií, nebo jsou o nČm informovány. 3.
Cíl tohoto dokumentu
ýl. 16 odst. 2 SmČrnice požaduje, aby Komise organizovala „výmČnu informací mezi þlenskými státy a dotyþnými odvČtvími o nejlepších dostupných technologiích, s nimi souvisejícím monitorování a vývoji“ a zveĜejĖovala výsledky této výmČny. Úþel výmČny informací je uveden v bodu 25 úvodní þásti SmČrnice („výþtu“), který uvádí, že „rozvoj a výmČna informací na úrovni Spoleþenství o nejlepších dostupných technologiích pomĤže obnovit technickou rovnováhu ve Spoleþenství, pomĤže prosazovat celosvČtové rozšíĜení limitních hodnot a technologií používaných ve Spoleþenství a pomĤže þlenským státĤm v úþinné realizaci této SmČrnice.“ Komise (skupina pro životní prostĜedí) zĜídila forum pro výmČnu informací (IEF) , aby pomohla v práci podle þl. 16 odst. 2 a bylo zĜízeno více technických pracovních skupin, které IEF zastĜešuje. Jak v IEF, tak v technických pracovních skupinách jsou zástupci þlenských státĤ a prĤmyslu, jak to požaduje þl. 16 odst. 2. Cílem této Ĝady dokumentĤ je odrážet pĜesnČ výmČnu informací,. která probíhá podle požadavkĤ þl. 16 odst. 2 a poskytovat povolujícím úĜadĤm referenþní informace, aby je braly do úvahy pĜi urþování podmínek povolení. Tím, že poskytnou významné informace o nejlepších dostupných technologiích, mají tyto dokumenty pĤsobit jako cenné nástroje pro zvyšování ekologické výkonnosti. 4.
Informaþní zdroje
Tento dokument pĜedstavuje souhrn informací, sebraných z Ĝady zdrojĤ, zahrnující zejména odborníky ze skupin, zĜízených, aby Komisi pomáhaly v její práci, a ovČĜených službami Spoleþenství. Všechny pĜíspČvky jsou srdeþnČ vítány. 5.
Jak chápat a používat tento dokument
Informace, poskytované v tomto dokumentu, mají být používány jako vstupy pĜi urþování BAT v konkrétních pĜípadech. PĜi urþování BAT a stanovování podmínek povolení, založených na BAT, je tĜeba vždy pamatovat na celkový cíl – dosáhnout vysokou úroveĖ ochrany prostĜedí jako celku. xvi
Zbytek této þásti popisuje druh informací, které poskytuje každý oddíl tohoto dokumentu. Kapitoly 1 a 2 poskytují obecné informace o dotyþném prĤmyslovém odvČtví a prĤmyslových procesech v tomto odvČtví používaných. Kapitola 3 poskytuje údaje a informace o souþasných úrovních emisí a spotĜeby, které odrážejí situaci ve stávajících zaĜízeních v dobČ pĜípravy dokumentu. Kapitola 4 popisuje podrobnČji snižování emisí a jiné technologie, které se považují za nejvýznamnČjší pro urþování BAT a na BAT založených podmínek povolení. Tyto informace obsahují úrovnČ spotĜeby a emisí považované za dosažitelné pomocí (dané) technologie, nČkteré myšlenky o nákladech a problémech procházejících medií spojených s technologií, dále rozsah, v nČmž je technologie použitelná v ĜadČ zaĜízení, požadujících povolení IPPC, napĜíklad v nových, stávajících, velkých nebo malých zaĜízeních. Nejsou sem zahrnuty technologie, obecnČ považované za zastaralé. Kapitola 5 pĜedstavuje technologie a úrovnČ emisi a spotĜeby, které se považují obecnČ za sluþitelné s BAT. Úþelem je tedy poskytnou všeobecné ukazatele ohlednČ úrovní emisí a spotĜeby, které lze považovat a patĜiþný referenþní bod na pomoc pĜi urþování podmínek povolení, založených na BAT anebo pro zavedení obecných závazných pravidel podle þl. 9 odst. 8. Je však tĜeba zdĤraznit, že tento dokument nenavrhuje hodnoty emisních limitĤ. Urþení patĜiþných podmínek povolení znamená také vzít v úvahu místní, pro lokalitu specifické faktory, jako jsou technické charakteristiky dotyþného zaĜízení, jeho geografická poloha a místní ekologické podmínky. V pĜípadČ stávajících zaĜízení je potĜebné vzít do úvahy také ekonomickou a technickou životaschopnost jejich modernizace. I jediný cíl zajištČní vysoké míry ochrany životního prostĜedí jako celku bude þasto znamenat dosažení kompromisĤ mezi rĤznými druhy ekologických dopadĤ a tyto kompromisy budou þasto ovlivnČny místními úvahami. Aþkoliv se þiní pokus nČkteré z tČchto problémĤ Ĝešit, není možné je v tomto dokumentu je plnČ zvážit. Technologie a úrovnČ uvedené v kapitole 5 proto nemusí nutnČ být pro všechna zaĜízení vhodné. Na druhé stranČ, povinnost zajistit vysokou úroveĖ ochrany životního prostĜedí vþetnČ minimalizace zneþisĢování na velké vzdálenosti a pĜes hranice s sebou nese fakt, že podmínky povolení nemohou být stanoveny pouze na základČ þistČ lokálních úvah. Je proto nanejvýš dĤležité, aby povolující úĜady braly informace obsažené v tomto dokumentu plnČ v úvahu. Protože se nejlepší dostupné technologie s þasem mČní, tento dokument bude patĜiþnČ pĜezkoumáván a aktualizován. Veškeré pĜipomínky a návrhy je tĜeba Ĝídit na Evropskou kanceláĜ IPPC pĜi Ústavu perspektivních technických studií na této adrese: Edificio Expo-WTC; c/Inca Garcilaso, s/a; E-41092 Seville, Spain Telefon: +34 95 4488 284 Fax: +34 95 4488 426 e-mail:
[email protected] Internet: http://eippcb.jrc.es
xvii
Nejlepší dostupné technologie Referenþní dokument pro potraviny, nápoje a mléko SOUHRN PRO VEDOUCÍ PRACOVNÍKY PěEDMLUVA OBSAH 1 OBECNÉ INFORMACE 1.1 Popis, obrat, rĤst, zamČstnanost 1.2 Struktura prĤmyslu 1.3 Obchod 1.4 Tržní síly 1.4.1 Poptávka 1.4.2 Distribuce 1.4.3 Konkurence 1.5 DĤležitost bezpeþnosti potravin pĜi zpracování FDM 1.6 Legislativní rámec pro potravináĜské produkty a nápoje 1.7 PrĤmysl potravin a nápojĤ a životní prostĜedí 1.7.1 Klíþové ekologické otázky 2
POUŽITÉ PROCESY A TECHNOLOGIE 2.1 Zpracovatelské technologie a jednotkové operace 2.1.1 PĜíjem a pĜíprava materiálĤ (A) 2.1.1.1 Manipulace s materiály a skladování (A.1) 2.1.1.1.1 Cíl 2.1.1.1.2 Oblast používání 2.1.1.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.1.2 TĜídČní, prosévání, klasifikace, luštČní, odstopkování a oĜezávání (A.2) 2.1.1.2.1 Cíl 2.1.1.2.2 Oblast používání 2.1.1.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.1.3 Loupání (A.3) 2.1.1.3.1 Cíl 2.1.1.3.2 Oblast používání 2.1.1.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.1.4 Praní (A.4) 2.1.1.4.1 Cíl 2.1.1.4.2 Oblast používání 2.1.1.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.1.5 Rozmrazování (A.5) 2.1.1.5.1 Cíl 2.1.1.5.2 Oblast používání 2.1.1.5.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.2 Zmenšování velikosti, míchání, tvarování (B) 2.1.2.1 ěezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mČlnČní , lisování (B.1) 2.1.2.1.1 Cíl 2.1.2.1.2 Oblast používání 2.1.2.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.2.2 Míchání, smČšování, homogenizace a konšování (B.2) 2.1.2.2.1 Cíl 2.1.2.2.2 Oblast používání 2.1.2.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.2.3 Mletí, drcení (B.3) 2.1.2.3.1 Cíl 2.1.2.3.2 Oblast používání 2.1.2.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.2.4 Tvarování, formování, protlaþování (B.4) 2.1.2.4.1 Cíl 2.1.2.4.2 Oblast používání 2.1.2.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3 Separaþní technologie (C.) 2.1.3.1 Extrakce (C.1) 2.1.3.1.1 Cíl
iii xvi xviii 1 1 3 3 5 5 5 5 6 6 6 7 9 9 11 11 11 11 11 11 11 11 11 13 13 13 13 13 13 13 13 14 14 14 14 14 14 14 14 14 16 16 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 18
xviii
2.1.3.1.2 Oblast používání 2.1.3.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.2 Deionizace (C.2) 2.1. 3.2.1 Cíl 2.1. 3.2.2 Oblast používání 2.1. 3.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.3 ýeĜení (C.3) 2.1.3.3.1 Cíl 2.1.3.3.2 Oblast používání 2.1.3.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.4 OdstĜećování a sedimentace (C.4) 2.1.3.4.1 Cíl 2.1.3.4.2 Oblast používání 2.1.3.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.5 Filtrace (C.5) 2.1.3.5.1 Cíl 2.1.3.5.2 Oblast používání 2.1.3.5.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.6 DČlení na membránách (C.6) 2.1.3.6.1 Cíl 2.1.3.6.2 Oblast používání 2.1.3.6.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.7 Krystalizace (C.7) 2.1.3.7.1 Cíl 2.1.3.7.2 Oblast používání 2.1.3.7.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.8 OdstraĖování mastných kyselin (ffa) neutralizací (C.8) 2.1.3.8.1 Cíl 2.1.3.8.2 Oblast používání 2.1.3.8.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.9 BČlení (C.9) 2.1.3.9.1 Cíl 2.1.3.9.2 Oblast používání 2.1.3.9.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.10 Deodorace vyhánČním parou (C.10) 2.1.3.10.1 Cíl 2.1.3.10.2 Oblast používání 2.1.3.10.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.11 Odbarvování (C.11) 2.1.3.11.1 Cíl 2.1.3.11.2 Oblast používání 2.1.3.11.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.3.12 Destilace (C.12) 2.1.3.12.1 Cíl 2.1.3.12.2 Oblast používání 2.1.3.12.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4 Technologie zpracování produktĤ (D.) 2.1.4.1 Namáþení (D.1) 2.1.4.1.1 Cíl 2.1.4.1.2 Oblast používání 2.1.4.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.2 RozpouštČní (D.2) 2.1.4.2.1 Cíl 2.1.4.2.2 Oblast používání 2.1.4.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.3 Solubilizace / alkalizace (D.3) 2.1.4.3.1 Cíl 2.1.4.3.2 Oblast používání 2.1.4.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení
18 18 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 22 22 22 22 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24 25 25 26 26 26 26 26 26 26 26 27 27 27 27 27 27 27 28 28 28 28 28 28 29 29 29 29 30 30 30 30
xix
2.1.4.4 Fermentace (D.4) 2.1.4.4.1 Cíl 2.1.4.4.2 Oblast používání 2.1.4.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.5 Koagulace (D.5) 2.1.4.5.1 Cíl 2.1.4.5.2 Oblast používání 2.1.4.5.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.6 Klíþení (D.6) 2.1.4.6.1 Cíl 2.1.4.6.2 Oblast používání 2.1.4.6.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.7 Solení, nasolování, nakládání (D.7) 2.1.4.7.1 Cíl 2.1.4.7.2 Oblast používání 2.1.4.7.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.8 Uzení (D.8) 2.1.4.8.1 Cíl 2.1.4.8.2 Oblast používání 2.1.4.8.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.9 Ztužování (D.9) 2.1.4.9.1 Cíl 2.1.4.9.2 Oblast používání 2.1.4.9.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.10 Sterilizace oxidem siĜiþitým (D.10) 2.1.4.10.1 Cíl 2.1.4.10.2 Oblast používání 2.1.4.10.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.11 Saturace (D.11) 2.1.4.11.1 Cíl 2.1.4.11.2 Oblast používání 2.1.4.11.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.12 Sycení oxidem uhliþitým (D.12) 2.1.4.12.1 Cíl 2.1.4.12.2 Oblast používání 2.1.4.12.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.13 Potahování, postĜikování, polévání, aglomerace, enkapsulace (D.13) 2.1.4.13.1 Cíl 2.1.4.13.2 Oblast používání 2.1.4.13.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.4.14 Zrání (D.14) 2.1.4.14.1 Cíl 2.1.4.14.2 Oblast používání 2.1.4.14.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5 Tepelné zpracování (E) 2.1.5.1 Tavení (E.1) 2.1.5.1.1 Cíl 2.1.5.1.2 Oblast používání 2.1.5.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.2 Blanšírování (E.2) 2.1.5.2.1 Cíl 2.1.5.2.2 Oblast používání 2.1.5.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.3 OhĜívání a vaĜení (E.3) 2.1.5.3.1 Cíl 2.1.5.3.2 Oblast používání 2.1.5.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.4 Peþení (E.4) 2.1.5.4.1 Cíl 2.1.5.4.2 Oblast používání 2.1.5.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení
30 30 31 31 32 32 32 32 32 32 32 32 33 33 33 33 34 34 34 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 35 35 36 36 36 36 36 37 37 37 37 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 39 39 40 40
xx
2.1.5.5 Pražení (E.5) 2.1.5.5.1 Cíl 2.1.5.5.2 Oblast používání 2.1.5.5.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.6 Smažení (E.6) 2.1.5.6.1 Cíl 2.1.5.6.2 Oblast používání 2.1.5.6.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.7 Temperování (E.7) 2.1.5.7.1 Cíl 2.1.5.7.2 Oblast používání 2.1.5.7.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.5.8 Pasteurace, sterilace a UHT (E.8) 2.1.5.8.1 Cíl 2.1.5.8.2 Oblast používání 2.1.5.8.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.6 Koncentrace teplem (F) 2.1.6.1 OdpaĜování (kapaliny na kapalinu)(F.1) 2.1.6.1.1 Cíl 2.1.6.1.2 Oblast používání 2.1.6.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.6.2 Sušení (kapaliny na pevnou látku) (F.2) 2.1.6.2.1 Cíl 2.1.6.2.2 Oblast používání 2.1.6.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.6.3 Dehydratace (pevné látky na pevnou látku) (F.3) 2.1.6.3.1 Cíl 2.1.6.3.2 Oblast používání 2.1.6.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.7 Zpracování odnímáním tepla (G) 2.1.7.1 Ochlazování, chlazení a stabilizace chladem (G.1) 2.1.7.1.1 Cíl 2.1.7.1.2 Oblast používání 2.1.7.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.7.2 Zmrazování (G.2) 2.1.7.2.1 Cíl 2.1.7.2.2 Oblast používání 2.1.7.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.7.3 Sublimaþní sušení, lyofilizace (G.3) 2.1.7.3.1 Cíl 2.1.7.3.2 Oblast používání 2.1.7.3.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.8 Operace po zpracování (H) 2.1.8.1 Balení, plnČní (H.1) 2.1.8.1.1 Cíl 2.1.8.1.2 Oblast používání 2.1.8.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.8.2 PlnČní plynem, skladování v atmosféĜe plynu (H.2) 2.1.8.2.1 Cíl 2.1.8.2.2 Oblast používání 2.1.8.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.9 VeĜejné služby (U.) 2.1.9.1 ýistČní a desinfekce (U.1) 2.1.9.1.1 Cíl 2.1.9.1.2 Oblast používání 2.1.9.1.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.9.2 Výroba a spotĜeba energie (U.2) 2.1.9.2.1 Cíl 2.1.9.2.2 Oblast používání 2.1.9.2.3 Popis technologií, metod a zaĜízení
41 41 41 41 41 41 41 41 42 42 42 42 43 43 43 43 44 44 44 45 46 46 46 46 46 47 47 47 47 49 49 49 49 49 50 50 50 50 52 52 52 52 53 53 53 53 53 55 55 55 56 56 56 56 56 56 57 58 58 58
xxi
2.1.9.3 SpotĜeba vody (U.3) 2.1.9.3.1 Cíl 2.1.9.3.2 Oblast používání 2.1.9.3.3 Procesní voda 2.1.9.3.4 Chladící voda 2.1.9.3.5 Napájecí voda pro kotle 2.1.9.4 Výroba sníženého tlaku (U.4) 2.1.9.4.1 Cíl 2.1.9.4.2 Oblast používání 2.1.9.4.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.9.5 Strojní chlazení (U.5) 2.1.9.5.1 Cíl 2.1.9.5.2 Oblast používání 2.1.9.5.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.1.9.6 Výroba stlaþeného vzduchu 2.1.9.6.1 Cíl 2.1.9.6.2 Oblast používání 2.1.9.6.3 Popis technologií, metod a zaĜízení 2.2 Používání jednotkových operací v sektoru FDM 2.2.1 Maso a drĤbež 2.2.1.1 Konzervované maso (hovČzí svalovina v želatinČ) 2.2.1.1.1 Rozmrazování (A.5) 2.2.1.1.2 ěezání (B.1) 2.2.1.1.3 Míchání a smČšování (B.2) 2.2.1.1.4 Balení a plnČní (H.1) 2.2.1.1.5 Sterilace (E.8) 2.2.1.1.6 Sekundární balení (H.1) 2.2.1.1.7 Chlazení (U.5) 2.2.1.2 VaĜená šunka 2.2.1.2.1 Rozmrazování (A.5) 2.2.1.2.2 ěezání (B.1) 2.2.1.2.3 NastĜikování láku (D.7) 2.2.1.2.4 Homogenizace (B.2) 2.2.1.2.5 VaĜení (E.3) 2.2.1.3 Šunka konzervovaná zráním 2.2.1.3.1 Nakládání a nasolování (D.7) 2.2.1.3.2 Zrání(D.14) 2.2.1.3.3 Praní (A.4) 2.2.1.3.4 Potírání sádlem (potahování) (D.13) 2.2.1.3.5 Balení (H.1) 2.2.1.3.6 Proplachování plynem (H.2) 2.2.2 Ryby, mČkkýši a korýši 2.2.2.1 Zmrazené zpracované ryby/lisované rybí výrobky/rybí prsty 2.2.2.2 Konzervované produkty z ryb, mČkkýšĤ a korýšĤ 2.2.2.3 Korýši 2.2.2.4 MČkkýši 2.2.3 Ovoce a zelenina 2.2.3.1 Hotová jídla obsahující pĜevážnČ ovoce a zeleninu 2.2.3.2 Ovocné šĢávy 2.2.3.3 TepelnČ zpracované ovoce 2.2.3.4 Zmrazené ovoce 2.2.3.5 Ovocné zavaĜeniny 2.2.3.6 Sušené ovoce 2.2.3.7 Rajþata 2.2.3.8 Brambory 2.2.2.8.1 Smažené bramborové hranolky (pomfrity) 2.2.2.8.2 Smažené bramborové lupínky (chipsy) 2.2.2.9 Zeleninové šĢávy 2.2.2.10 TepelnČ zpracovaná a zmrazovaná zelenina 2.2.2.11 Nakládání zeleniny
59 59 60 60 61 62 62 62 62 62 63 63 63 63 64 64 64 64 65 68 70 70 70 71 71 71 71 71 72 72 72 73 73 73 73 73 74 74 75 75 75 75 76 76 77 77 77 78 78 79 79 80 81 81 82 83 83 83 84 84
xxii
2.2.2.12 Sušení zeleniny 2.2.4 Rostlinné oleje a tuky 2.2.4.1 Extrakce semen olejnin 2.2.4.2 Rafinace jedlých olejĤ a tukĤ 2.2.4.3 Krystalizace jedlých olejĤ a tukĤ 2.2.4.4 Další zpracování jedlých olejĤ a tukĤ –margarin 2.2.4.5 Olivový olej 2.2.4.6 Olej z olivových pokrutin 2.2.5 Mléþné výrobky 2.2.5.1 Mléko a smetana 2.2.5.2 ZahuštČné a sušené mléko 2.2.5.3 Máslo 2.2.5.4 Sýry 2.2.5.5 Jogurt 2.2.5.6 Zmrzlina 2.2.5.7 Syrovátka 2.2.6 MlynáĜské výrobky 2.2.7 TČstoviny 2.2.8 Škrob 2.2.8.1 KukuĜiþný škrob 2.2.8.2 Pšeniþný škrob 2.2.8.3 Bramborový škrob 2.2.8.4 Sladidla 2.2.8.5 FyzikálnČ a chemicky modifikovaný škrob 2.2.9 Krmiva pro hospodáĜská zvíĜata 2.2.9.1 Krmiva pro hospodáĜská zvíĜata a krmiva pro domácí zvíĜata 2.2.9.2 Vlhká krmiva pro domácí zvíĜata 2.2.9.3 Polosuchá krmiva pro domácí zvíĜata 2.2.10 Chléb 2.2.11 CukráĜské výrobky 2.2.11.1 Sušenky 2.2.11.2 Koláþe 2.2.11.3 Kakao 2.2.11.4 ýokoláda 2.2.11.5 Tvrdé bonbony 2.2.12 Cukr 2.2.12.1 Extrakce cukru z cukrové Ĝepy 2.2.12.2 Cukrová tĜtina 2.2.12.3 Rafinace cukru 2.2.13 Káva 2.2.13.1 Pražení kávy 2.2.13.2 Instantní (rozpustná) káva 2.2.13.3 Káva bez kofeinu 2.2.14 Kvasnice 2.2.15 Sladovnictví 2.2.16 Pivovarnictví 2.2.16.1 Rmutování 2.2.16.2 Kvašení 2.2.16.3 Zrání a kondicionování 2.2.17 Destilace 2.2.17.1 Skotská whisky 2.2.17.2 KoĖak 2.2.18 Víno 2.2.18.1 PĜíjem hroznĤ 2.2.18.2 Drcení a odstopkování hroznĤ 2.2.18.3 Lisování 2.2.18.4 ýeĜení 2.2.18.5 Kvašení 2.2.18.6 Zrání 2.2.18.7 Stabilizace chladem 2.2.18.8 PlnČní do láhví
84 84 85 86 87 88 88 89 89 89 92 94 95 97 99 99 99 100 102 103 105 106 107 107 107 107 108 108 108 111 111 111 112 112 112 113 113 114 114 114 115 115 117 118 118 119 120 120 121 121 121 121 122 122 122 122 122 123 123 123 123
xxiii
2.2.19 2.2.20 3
Nealkoholické nápoje Kyselina citronová
AKTUÁLNÍ ÚROVNċ SPOTěEBY A EMISÍ 3.1 Obecné informace o spotĜebČ a emisích 3.1.1 Voda 3.1.1.1 SpotĜeba vody 3.1.1.2 Odpadní voda 3.1.1.2.1 Množství odpadní vody 3.1.1.2.2 Složení odpadní vody 3.1.2 Atmosférické emise 3.1.2.1 Zápach 3.1.3 Ztráty materiálu 3.1.3.1 PĜekroþení stanovené hmotnosti þi objemu 3.1.3.2 Rozlití, rozsypání 3.1.3.3 NetČsnost, pĜeteþení 3.1.3.4 Vady produktu, vrácený produkt 3.1.3.5 Nevyhnutelná (pĜirozená) ztráta 3.1.3.6 Zadržený materiál 3.1.3.7 Teplem usazený (pĜipeþený) materiál 3.1.4 Energie 3.2 SpotĜeba a emise v jednotkových operacích 3.2.1 Manipulace s materiálem a skladování (A.1) 3.2.1.1 Voda 3.2.1.2. Atmosférické emise 3.2.1.3 Pevný výstup 3.2.1.4. Energie 3.2.1.5 Hluk 3.2.1.6. Únik pĜi nehodČ 3.2.2 TĜídČní, prosévání, klasifikace, luštČní, odstopkování a oĜezávání (A.2) 3.2.2.1 Voda 3.2.2.2. Atmosférické emise 3.2.2.3 Pevný výstup 3.2 2.4. Energie 3.2.3 Loupání (A.3) 3.2.3.1 Voda 3.2.3.2 Atmosférické emise 3.2.3.3 Pevný výstup 3.2.3.4 Energie 3.2.3.5 Hluk 3.2.4 Praní (A.4) a rozmrazování (A.5) 3.2.4.1 Voda 3.2 4.2. Pevný výstup 3.2.4.3 Energie 3.2.5 ěezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mČlnČní , lisování (B.1) 3.2.5.1 Voda 3.2 5.2. Pevný výstup 3.2.5.3 Energie 3.2 5.4. Hluk 3.2.6 Míchání, smČšování, homogenizace a konšování (B.2) 3.2.6.1 Voda 3.2.6.2. Atmosférické emise 3.2.6.3 Pevný výstup 3.2.6.4. Energie 3.2.6.5 Hluk 3.2.7 Mletí a drcení (B.3) 3.2.7.1 Voda 3.2.7.2. Atmosférické emise 3.2.7.3 Pevný výstup 3.2.7.4. Energie 3.2.7.5 Hluk
123 124 126 128 128 128 129 130 130 131 133 133 133 133 134 134 134 134 134 135 135 138 138 138 138 138 138 139 139 139 139 139 139 139 139 140 140 140 140 140 140 140 140 141 141 141 141 141 141 141 141 141 142 142 142 142 142 142 142 142
xxiv
3.2.8 Tvarování, formování, protlaþování (B.4) 3.2.8.1 Voda 3.2.8.2. Atmosférické emise 3.2.8.3 Pevný výstup 3.2.8.4. Energie 3.2.9 Extrakce (C.1) 3.2.9.1 Voda 3.2.9.2. Atmosférické emise 3.2.9.3 Pevný výstup 3.2.9.4. Energie 3.2.9.5 Hluk 3.2.10 Deionizace (C.2) 3.2.10.1 Voda 3.2.10.2 Pevný výstup 3.2.11 ýeĜení (C.3) 3.2.11.1 Voda 3.2.11.2 Pevný výstup 3.2.12 OdstĜećování a sedimentace (C.4) 3.2.12.1 Voda 3.2.12.2. Pevný výstup 3.2.12.3 Energie 3.2.12.4. Hluk 3.2.13 Filtrace (C.5) 3.2.13.1 Voda 3.2.13.2. Atmosférické emise 3.2.13.3 Pevný výstup 3.2.13.4. Energie 3.2.14 DČlení na membránách (C.6) 3.2.14.1 Voda 3.2.14.2. Energie 3.2.15 Krystalizace (C.7) 3.2.15.1 Voda 3.2.15.2 Pevný výstup 3.2.15.4. Energie 3.2.16 OdstraĖování mastných kyselin (ffa) neutralizací (C.8) 3.2.16.1 Voda 3.2.16.2. Atmosférické emise 3.2.16.3 Pevný výstup 3.2.16.4. Energie 3.2.17 BČlení (C.9) 3.2.17.1. Atmosférické emise 3.2.17.2 Pevný výstup 3.2.17.3. Energie 3.2.18 Deodorace vyhánČním parou (C.10) 3.2.18.1 Voda 3.2.18.2. Atmosférické emise 3.2.18.3 Pevný výstup 3.2.18.4. Energie 3.2.18.5 Hluk 3.2.19 Odbarvování (C.11) 3.2.19.1 Voda 3.2.19.2. Pevný výstup 3.2.19.3 Energie 3.2.20 Destilace (C.12) 3.2.20.1 Voda 3.2.20.2. Atmosférické emise 3.2.20.3 Pevný výstup 3.2.20.4. Energie 3.2.20.5 Hluk
142 142 142 142 142 143 143 143 143 143 143 144 144 144 144 144 144 144 144 144 144 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 145 146 146 146 146 146 146 146 146 146 146 147 147 147 147 147 147 147 147 147 147 148 148 148 148 148 148 148
xxv
3.2.21 Namáþení (D.1) 3.2.21.1 Voda 3.2.21.2 Pevný výstup 3.2.22 RozpouštČní (D.2) 3.2.22.1 Voda 3.2.22.2. Atmosférické emise 3.2.22.3. Energie 3.2.23 Solubilizace / alkalizace (D.3) 3.2.23.1 Voda 3.2.23.2. Atmosférické emise 3.2.23.3 Energie 3.2.24 Fermentace (D.4) 3.2.24.1 Voda 3.2.24.2. Atmosférické emise 3.2.24.3 Pevný výstup 3.2.24.4. Energie 3.2.25 Koagulace (D.5) 3.2.25.1 Voda 3.2.25.2. Energie 3.2.26 Klíþení (D.6) 3.2.26.1 Voda 3.2.26.2. Atmosférické emise 3.2.26.3 Energie 3.2.27 Solení, nasolování, nakládání (D.7) 3.2.27.1 Voda 3.2.28 Uzení (D.8) 3.2.28.1 Voda 3.2.28.2. Atmosférické emise 3.2.28.3 Pevný výstup 3.2.28.4. Energie 3.2.29 Ztužování (D.9) 3.2.29.1 Voda 3.2.29.2. Atmosférické emise 3.2.29.3 Pevný výstup 3.2.29.4. Energie 3.2.29.5 Hluk 3.2.30 Sterilizace oxidem siĜiþitým (D.10) 3.2.30.1 Atmosférické emise 3.2.31 Saturace (D.11) 3.2.31.1 Atmosférické emise 3.2.31.2. Pevný výstup 3.2.31.3 Hluk 3.2.32 Sycení oxidem uhliþitým (D.12) 3.2.32.1 Atmosférické emise 3.2.32.2. Energie 3.2.32 Potahování, postĜikování, polévání, aglomerace, enkapsulace (D.13) 3.2.33.1 Voda 3.2.33.2. Atmosférické emise 3.2.33.3 Pevný výstup 3.2.34 Zrání (D.14) 3.2.34.1 Voda 3.2.34.2. Atmosférické emise 3.2.34.3 Pevný výstup 3.2.35 Tavení (E.1) 3.2.35.1 Voda 3.2.35.2. Atmosférické emise 3.2.35.3 Pevný výstup 3.2.35.4. Energie
148 148 148 149 149 149 149 149 149 149 149 149 149 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 151 151 151 151 151 151 151 151 151 151 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 153 153 153 153 153 153 153 153 153 153 153 153 153 154
xxvi
3.2.36 Blanšírování (E.2) 3.2.36.1 Voda 3.2.36.2. Atmosférické emise 3.2.36.3 Pevný výstup 3.2.36.4. Energie 3.2.37 OhĜívání a vaĜení (E.3) 3.2.37.1 Voda 3.2.37.2. Atmosférické emise 3.2.37.3 Pevný výstup 3.2.37.4. Energie 3.2.38 Peþení (E.4) 3.2.38.1 Voda 3.2.38.2. Atmosférické emise 3.2.38.3 Pevný výstup 3.2.38.4. Energie 3.2.39 Pražení (E.5) 3.2.39.1 Voda 3.2.39.2. Atmosférické emise 3.2.39.3 Pevný výstup 3.2.39.4. Energie 3.2.40 Smažení (E.6) 3.2.40.1 Voda 3.2.40.2. Atmosférické emise 3.2.40.3 Pevný výstup 3.2.40.4. Energie 3.2.41 Temperování (E.7) 3.2.41.1 Voda 3.2.41.2. Energie 3.2.42 Pasteurace, sterilace a UHT (E.8) 3.2.42.1 Voda 3.2.42.2. Energie 3.2.43 OdpaĜování (kapaliny na kapalinu)(F.1) 3.2.43.1 Voda 3.2.43.2. Atmosférické emise 3.2.43.3 Energie 3.2.43.4. Hluk 3.2.44 Sušení (kapaliny na pevnou látku) (F.2) 3.2.44.1 Voda 3.2.44.2. Atmosférické emise 3.2.44.3 Pevný výstup 3.2.44.4. Energie 3.2.44.5 Hluk 3.2.45 Dehydratace (pevné látky na pevnou látku) (F.3) 3.2.45.1 Voda 3.2.45.2. Atmosférické emise 3.2.45.3 Pevný výstup 3.2.45.4. Energie 3.2.45.5 Hluk 3.2.46 Ochlazování, chlazení a stabilizace chladem (G.1) 3.2.46.1 Voda 3.2.46.2. Atmosférické emise 3.2.46.3 Energie 3.2.46.4. Hluk 3.2.47 Zmrazování (G.2) 3.2.47.1 Voda 3.2.47.2. Atmosférické emise 3.2.47.3 Energie 3.2.47.4. Hluk
154 154 154 154 154 154 154 154 154 154 155 155 155 155 155 155 155 155 156 156 156 156 156 156 156 156 156 156 157 157 157 157 157 157 157 158 158 158 158 158 158 158 158 158 159 159 159 159 159 159 159 159 160 160 160 160 160 161
xxvii
3.2.48 Sublimaþní sušení, lyofilizace (G.3) 3.2.48.1 Voda 3.2.48.2. Energie 3.2.49 Balení, plnČní (H.1) 3.2.49.1 Voda 3.2.49.2. Atmosférické emise 3.2.49.3 Pevný výstup 3.2.49.4. Energie 3.2.49.5 Hluk 3.2.50 PlnČní plynem, skladování v atmosféĜe plynu (H.2) 3.2.50.1 Atmosférické emise 3.2.51 ýistČní a desinfekce (U.1) 3.2.51.1 Voda 3.2.51.2. Pevný výstup 3.2.51.3 Energie 3.2.52 Výroba a spotĜeba energie (U.2) 3.2.52.1 Voda 3.2.52.2. Atmosférické emise 3.2.52.3 Pevný výstup 3.2.52.4. Hluk 3.2.53 SpotĜeba vody (U.3) 3.2.53.1 Voda 3.2.53.2. Pevný výstup 3.2.54 Výroba sníženého tlaku (U.4) 3.2.54.1 Voda 3.2.54.2. Atmosférické emise 3.2.54.3 Energie 3.2.54.4. Hluk 3.2.55 Strojní chlazení (U.5) 3.2.55.1 Voda 3.2.55.2. Atmosférické emise 3.2.55.3 Energie 3.2.55.4. Hluk 3.2.56 Výroba stlaþeného vzduchu (U.6) 3.2.56.1 Atmosférické emise 3.2.56.2. Energie 3.2.56.3 Hluk 3.3 ÚrovnČ spotĜeby a emisí v nČkterých jednotlivých odvČtvích FDM 3.3.1 Maso a drĤbež 3.3.1.1 Obecné informace 3.3.1.1.1 Voda 3.3.1.1.2 Odpadní voda 3.3.1.1.3 Pevný výstup 3.3.1.1.4 Energie 3.3.1.2 Výroba masa a drĤbeže 3.3.1.2.1 Obecné informace 3.3.1.2.2 Výroba salámĤ a mČkkých uzenin 3.3.1.3 Konzervace masa a drĤbeže 3.3.1.3.1 Zmrazování 3.3.1.3.2 Nakládání a zrání 3.3.1.3.3 Uzení 3.3.1.3.4 Sušení 3.3.1.3.5 Konzervování do plechovek 3.3.2 Ryby, mČkkýši a korýši 3.3.2.1 SpotĜeba vody 3.3.2.2 Odpadní voda 3.3.2.3 Pevný výstup 3.3.2.4 Energie
161 161 161 161 161 161 161 161 161 162 162 162 162 162 162 162 162 162 163 163 163 163 163 163 163 164 164 164 164 164 164 165 165 165 165 165 165 166 169 169 169 169 169 169 169 169 171 172 172 172 173 174 174 175 175 175 177 181
xxviii
3.3.3 Ovoce a zelenina 3.3.3.1 Voda 3.3.3.2 Atmosférické emise 3.3.3.3 Pevný výstup 3.3.3.4 Energie 3.3.3.5 Údaje pro nČkteré ovocné a zeleninové produkty 3.3.3.5.1 ýerstvé balené 3.3.3.5.2 Konzervované ovoce a zelenina 3.3.3.5.3 Zmrazená zelenina 3.3.3.5.4 ŠĢávy 3.3.3.5.5 Ostatní produkty 3.3.4 Rostlinné oleje a tuky 3.3.4.1 SpotĜeba vody 3.3.4.1.1 Olivový olej 3.3.4.2 Odpadní voda 3.3.4.2.1 Olivový olej 3.3.4.3 Atmosférické emise 3.3.4.4 Pevný výstup 3.3.4.4.1 Semena olejnin 3.3.4.4.2 Olivový olej 3.3.4.5 Energie 3.3.4.6 Používané chemikálie 3.3.5 Mléþné výrobky 3.3.5.1 Voda 3.3.5.1.1 SpotĜeba vody 3.3.5.1.2 Odpadní voda 3.3.5.2 Atmosférické emise 3.3.5.3 Pevný výstup 3.3.5.4 Energie 3.3.5.5 SpotĜeba chemikálií 3.3.5.6 Hluk 3.3.6 TČstoviny 3.3.6.1 Voda 3.3.6.2 Atmosférické emise 3.3.6.3 Energie 3.3.7 Škrob 3.3.7.1 SpotĜeba vody 3.3.7.2 Odpadní voda 3.3.7.3 Atmosférické emise 3.3.7.4 Pevný výstup 3.3.7.5 Energie 3.3.8 Cukr 3.3.8.1 Cukrová Ĝepa 3.3.8.1.1 SpotĜeba vody 3.3.8.1.2 Odpadní voda 3.3.8.1.3 Pevný výstup 3.3.8.1.4 Energie 3.3.8.2 Rafinace tĜtinového cukru 3.3.9 Káva 3.3.10 Nápoje 3.3.10.1 SpotĜeba vody 3.3.10.2 Odpadní voda 3.3.10.2.1 Víno 3.3.10.2.2 Jableþný a hruškový mošt 3.3.11 Pivovarnictví 3.3.11.1 SpotĜeba vody 3.3.11.2 Odpadní voda 3.3.11.3 Atmosférické emise 3.3.11.4 Odpady a vedlejší produkty 3.3.11.5 Energie
182 182 184 189 193 194 194 194 195 199 199 199 199 199 200 201 202 203 205 206 206 207 207 207 207 209 213 214 218 219 220 220 220 220 221 221 221 222 222 222 222 223 223 223 224 224 225 226 226 226 226 226 227 228 228 229 230 231 232 233
xxix
3.3.11.6 Hluk 3.3.11.7 Pevný výstup 3.3.12 Kyselina citronová 3.3.12.1 SpotĜeba vody 3.3.12.2 Odpadní voda 3.3.12.3 Pevný výstup 4
234 234 234 234 234 235
TECHNOLOGIE KTERÉ JE NUTNO VZÍT V ÚVAHU PěI URýOVÁNÍ BAT 236 4.1 Obecné technologie pro sektor FDM 238 4.1.1 Nástroje ekologického hospodaĜení 238 4.1.2 Optimalizace provozu poskytováním škole 238 4.1.3 Konstrukce zaĜízení 246 4.1.3.1 Konstrukce zaĜízení pro snížení úrovní spotĜeby a emisí na minimum 247 4.1.3.2 VýbČr úþinných a tichých ventilátorĤ 248 4.1.3.3 VýbČr ventilátorĤ s nízkým poþtem lopatek 249 4.1.3.4 Konstrukce potrubí pro minimalizaci emisí hluku 250 4.1.3.5 Zvuková izolace zaĜízení 251 4.1.3.6 UmístČní zaĜízení tak, aby byl hluk usmČrnČn od sousedĤ 253 4.1.4 Otázky projekce závodu 253 4.1.4.1 Zvuková izolace budov 254 4.1.4.2 OdstínČní budov od míst emise hluku 255 4.1.4.3 Použití generátoru spirální turbulence na komu za úþelem minimalizace emisí hluku 255 4.1.5 Údržba 256 4.1.6 Metodika prevence a minimalizace spotĜeby vody a energie a produkce odpadu 258 4.1.6.1 Krok 1: Zaangažování vedení, organizace a plánování 252 4.1.6.2 Krok 2: Analýza výrobních procesĤ 263 4.1.6.2.1 Analýza výrobních procesĤ zamČĜená na prevenci a minimalizaci spotĜeby vody 264 4.1.6.2.2 Analýza výrobních procesĤ zamČĜená na prevenci a minimalizaci spotĜeby energie 266 4.1.6.2.3 Analýza výrobních procesĤ zamČĜená na prevenci a minimalizaci produkce odpadu 267 4.1.6.3 Krok 3: Posouzení úkolĤ a cílĤ 269 4.1.6.4 Krok 4: Identifikace možností prevence a minimalizace 270 4.1.6.4.1 Technika dvojného bodu 272 4.1.6.5 Krok 5: Provedení hodnocení a pĜedprojektové studie 273 4.1.6.6 Krok 6: Realizace programu prevence a minimalizace 273 4.1.6.7 Krok 7: Soustavné sledování mČĜením a vizuální kontrolou 273 4.1.7 Technologie Ĝízení výroby 275 4.1.7.1 Použití plánování výroby pro minimalizaci související produkce odpadu a frekvence þistČní 275 4.1.7.2 PĜíjem materiálu v hromadné formČ 276 4.1.7.3 Minimalizace doby skladování materiálĤ, které se snadno kazí 277 4.1.7.4 Suchá doprava pevných materiálĤ 278 4.1.7.5 Využití skupiny pro hospodaĜení s odpadem 279 4.1.7.6 Segregace výstupĤ pro optimalizaci používání, opakovaného používání, regenerace, recyklace a likvidace (a minimalizaci používání vody a kontaminace odpadní vody) 281 4.1.7.7 Použití vedlejších produktĤ, paralelních produktĤ a zbytkĤ jako krmiv pro hospodáĜská zvíĜata 283 4.1.7.8 Segregace vodních proudĤ pro optimalizaci opakovaného použití a þistČní 286 4.1.7.9 Zkrácení dob ohĜevu a chlazení na minimum 287 4.1.7.10 Optimalizace postupĤ pĜi spouštČní a odstavování a v dalších zvláštních provozních situacích 288 4.1.7.11 Dobré hospodaĜení 288 4.1.7.12 ěízení pohybu vozidel v lokalitČ 289 4.1.8 Technologie Ĝízení procesĤ 2902 90 4.1.8.1 Regulace teploty specializovaným mČĜením a korekcemi 291 4.1.8.2 Regulace prĤtoku nebo hladiny specializovaným mČĜením tlaku 292
xxx
4.1.8.3 MČĜení hladiny 4.1.8.4 MČĜení a regulace prĤtoku 4.1.8.5 Analytická mČĜení 4.1.8.5.1 MČĜení pH 4.1.8.5.2 MČĜení vodivosti 4.1.8.5.3 MČĜení turbidity 4.1.8.6 Použití automatických ovládacích prvkĤ otvírání a zavírání vody 4.1.8.7 Použití ovládacích zaĜízení 4.1.8.8 Použití vodních trysek 4.1.9 VýbČr materiálĤ 4.1.9.1 VýbČr potravináĜských surovin, které snižují na minimum pevný odpad a emise škodlivin do atmosféry a vody 4.1.9.2 VýbČr pomocných materiálĤ 4.1.9.3 Nepoužívání látek snižujících obsah ozónu, jako jsou halogenovaná chladiva 4.2 Technologie použitelné v nČkolika odvČtvích FDM (dle þlenČní kapitol 2 a 3) 4.2.1 PĜíjem materiálu, manipulace a skladování 4.2.1.1 Vypínání motoru a chladící jednotky vozidel bČhem nakládání a vykládání a pĜi parkování 4.2.2 Rozmrazování 4.2.2.1 Rozmrazování pomocí recirkulace a míchání vzduchem 4.2.2.2 Rozmrazování v nádržích s teplou vodou probublávaných vzduchem ode dna 4.2.2.3 Rozmrazování postĜikem 4.2.2.4 Rozmrazování vodou 100% nasycenou horkým vzduchem 4.2.2.5 Rozmrazování na vzduchu 4.2.3 OdstĜećování a separace 4.2.3.1 Minimalizace vypouštČní odpadu z odstĜedivého separátoru 4.2.4 Fermentace 4.2.4.1 Regenerace a þistČní oxidu uhliþitého 4.2.5 Uzení 4.2.5.1 KouĜ z hoĜícího dĜeva 4.2.5.2 KouĜ z doutnajícího dĜeva 4.2.5.3 Kapalný kouĜ 4.2.5.4 KouĜ z tĜení 4.2.5.5 KouĜ z pĜehĜáté páry 4.2.6 VaĜení 4.2.6.1 OhĜev ve vodní lázni 4.2.6.2 OhĜev ve vodní lázni, ve vodČ namísto solanky 4.2.6.3 OhĜev ve sprchovacím zaĜízení 4.2.6.4 OhĜev parou 4.2.6.5 OhĜev horkým vzduchem 4.2.6.6 Mikrovlnný ohĜev 4.2.7 Smažení 4.2.7.1 Recirkulace a spalování výfukových plynĤ 4.2.8 Konzervování do plechovek, láhví a sklenic 4.2.8.1 VypuštČní vaĜení pĜed konzervováním do plechovek, láhví a sklenic, mĤže-li být potravina vaĜena bČhem sterilizace 4.2.8.2 Automatické plnČní vþetnČ recyklace rozlitého materiálu 4.2.8.3 Regenerace plovoucího oleje pĜi praní naplnČných plechovek, láhví a sklenic 4.2.8.4 Šaržová sterilizace po naplnČní plechovek, láhví a sklenic 4.2.8.5 Kontinuální sterilizace po naplnČní plechovek, láhví a sklenic 4.2.9 OdpaĜování 4.2.9.1 NČkolikastupĖové odpaĜování 4.2.9.2 Komprese a rekomprese par 4.1.9.2.1 Mechanická rekomprese par 4.1.9.2.2 Tepelná rekomprese par (TVR) 4.2.10 Chlazení 4.2.10.1 Použití deskového výmČníku tepla pro pĜedchlazování ledové vody amoniakem 4.2.10.2 PĜedchlazování ledové vody vodou z Ĝeky nebo vodní nádrže 4.2.10.3 Chlazení s uzavĜeným okruhem
293 294 296 296 298 300 302 302 303 305 305 306 307 307 307 307 307 307 308 308 309 309 310 310 310 310 312 313 314 314 315 316 616 316 317 317 317 318 318 318 318 320 320 320 321 321 322 322 324 326 326 329 330 330 331 331
xxxi
4.2.11 Zmrazování 4.2.11.1 Energetická efektivnost pĜi hlubokém zmrazování 4.2.11.2 Snížení kondenzaþního tlaku 4.2.11.3 Snížení kondenzaþní teploty 4.2.11.4 Zvýšení výparné teploty 4.2.11.5 Použití motorĤ s vysokou úþinností pro pohon ventilátorĤ 4.2.11.6 Snížení výkonu ventilátorĤ bČhem krátkých pĜestávek ve výrobČ 4.2.11.7 Provoz bez bČhem krátkých pĜestávek ve výrobČ 4.2.12 Balení a plnČní 4.2.12.1 VýbČr obalových materiálĤ 4.2.12.2 Optimalizace Ĝešení obalu – pro snížení množství 4.2.12.3 Segregace obalových materiálĤ pro optimalizaci použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace 4.2.12.4 Optimalizace efektivnosti balící linky 4.2.12.5 Minimalizace odpadu optimalizací rychlosti balící linky 4.2.12.6 Použití kontrolních vah na lince pro prevenci pĜeplĖování obalĤ 4.2.13 Výroba a spotĜeba energie 4.2.13.1 Spojená výroba tepla a elektĜiny - evropský pĜehled 4.2.13.1.1 Spojená výroba tepla a elektĜiny (CHP) 4.2.13.2 Úþinnost generátoru tepla 4.2.13.2.1 Zlepšení úþinnosti generátoru tepla 4.2.13.3 Izolace trubek, nádob a zaĜízení 4.2.13.4 Tepelná þerpadla pro regeneraci tepla 4.2.13.5 Regenerace tepla z chladících systémĤ 4.2.13.6 Vypínání zaĜízení, pokud není potĜebné 4.2.13.7 Snížení zatížení na motorech 4.2.13.8 Snížení ztrát na motorech na minimum 4.2.13.9 MČniþe frekvence na motorech 4.2.13.10 Použití pohonĤ s promČnnými otáþkami pro snížení zatížení na ventilátorech a þerpadlech 4.2.14 Používání vody 4.2.14.1 ýerpání jen takového množství vody, jaké je tĜeba 4.2.15 Chlazení a klimatizace 4.2.15.1 Optimalizace teplot klimatizace a studeného skladu 4.2.15.2 Minimalizace ztrát z chladíren, studených skladĤ a zmrazovacích tunelĤ pĜenosem a vČtráním 4.2.15.3 Pravidelné odmrazování celého systému 4.2.15.4 Optimalizace cyklu odmrazování 4.2.15.5 Automatické odmrazování výparníkĤ chlazení ve studeném skladu 4.2.15.6 Použití binárního ledu jako chladící tekutiny (sekundárního chladiva) 4.2.16 Výroba a používání stlaþeného vzduchu 4.2.16.1 Optimalizace nastaveného tlaku 4.2.16.2 Optimalizace vstupní teploty vzduchu 4.2.16.3 Montáž tlumiþĤ hluku na vstupy a výstupy vzduchu 4.2.17 Parní systémy 4.2.17.1 Zvýšení vracení kondenzátu na maximum 4.2.17.2 Vyhýbání se ztrátám mžikové páry z vraceného kondenzátu 4.2.17.3 Odpojení nepoužívaného / málo používaného potrubí 4.2.17.4 Snížení odkalování kotlĤ na minimum 4.3 ýistČní a úklid 4.3.1 Suché þistČní zaĜízení a závodu 4.3.1.1 OpatĜení a používání lapaþĤ na podlahových výpustích 4.3.2 PĜedbČžné namoþení podlah a otevĜených zaĜízení pro uvolnČní špíny pĜed þistČním 4.3.3 Protahování 4.3.4 OdstraĖování zbytkĤ materiálu z potrubí stlaþeným vzduchem pĜed þistČním nebo pĜechodem na jiný produkt 4.3.5 ěízení množství spotĜebované vody a detergentĤ 4.3.6 Montáž úklidových hadic s ruþní spouští
333 333 333 333 334 336 336 337 337 338 339 340 341 342 343 343 343 344 348 348 359 350 351 352 352 353 353 355 355 355 356 356 356 357 358 358 359 362 362 362 362 363 363 364 364 365 365 367 368 368 368 370 371 372
xxxii
4.3.7 Tlakové þistČní 4.3.7.1 Dodávka vody s regulovaným tlakem a pĜes trysky 4.3.7.2 Vysokotlaké þistČní s využitím centralizovaného vodního okružného potrubí 4.3.7.3 Nízkotlaké þistČní pČnou 4.3.7.4 ýistČní gely 4.3.8 VýbČr þistících prostĜedkĤ 4.3.8.1 VýbČr desinfekþních a sterilizaþních þinidel 4.3.8.2 Použití komplexotvorných (chelátotvorných) þinidel 4.3.8.2.1 Používání EDTA 4.3.8.2.2 Známá rizika spojená s používáním EDTA 4.3.8.2.3 Nepoužívání EDTA 4.3.8.2.4 Snížení používání EDTA minimalizací tvorby mléþného kamene pomocí plánování výroby 4.3.8.2.5 PĜíklad strategie minimalizace používání EDTA 4.3.9 CIP (ýistČní bez demontáže) a jeho optimální používání 4.3.10 ýasté a pohotové þistČní provozního zaĜízení a prostorĤ skladování materiálu 4.3.11 Používání hydrantĤ s vodomČry a/nebo vysokotlakých maloobjemových stĜíkaþek (HPLV) pro þistČní nákladních automobilĤ 4.4 Technologie pro minimalizaci atmosférických emisí 4.4.1 Strategie regulace atmosférických emisí 4.4.1.1 Fáze 1: Definice problému 4.4.1.1.1 PĜíklad zápachu 4.4.1.2 Fáze 2: Soupis všech pachových emisí v místČ 4.4.1.2.1 PĜíklad zápachu 4.4.1.3 Fáze 3: MČĜení hlavních emisí 4.4.1.3.1 PĜíklad zápachu 4.4.1.4 Fáze 4: VýbČr technologií pro regulaci atmosférických emisí 4.4.2 Technologie integrované do procesu 4.4.3 ýistČní vzduchu na konci potrubí 4.4.3.1 Optimální použití zaĜízení pro snižování zneþistČní vzduchu 4.4.3.2 Zachycení atmosférických emisí u zdroje – lokální odsávání 4.4.3.3 Doprava kanalizovaných emisí do zpracovacího nebo þistícího zaĜízení 4.4.3.4 VýbČr technologií na konci potrubí pro potlaþování zápachu/VOC 4.4.3.5 Technologie dynamického odluþování 4.4.3.5.1 Odluþovaþe 4.4.3.5.2 Cyklony 4.4.3.5.3 Mokré odluþování 4.4.3.6 Elektrostatické odluþovaþe (filtry) 4.4.3.7 Filtry 4.4.3.7.1 Trubicové filtry 4.4.3.7.2 Nohavicové filtry 4.4.3.7.3 Filtry s náplní (s ložem) 4.4.3.8 Absorpce 4.4.3.8.1 Absorbér s náplní 4.4.3.8.2 Patrový absorbér 4.4.3.8.3 Rozprašovací praþka plynĤ 4.4.3.9 Adsorpce na uhlí 4.4.3.10 Biologické þistČní 4.4.3.10.1 Biofiltr 4.4.3.10.2 Biologická praþka (bioskrubr) 4.4.3.11 Tepelné zpracování odpadních plynĤ 4.4.3.11.1 Tepelná oxidace odpadních plynĤ 4.4.3.11.2 Oxidace odpadních plynĤ ve stávajícím kotli 4.4.3.11.3 Katalytická oxidace odpadních plynĤ 4.4.3.12 ýistČní netepelnou plazmou 4.4.3.13 Fyzikální rozptylování pachĤ a emisí VOC 4.4.3.13.1 ZvČtšení výšky vypouštČcího komína 4.4.3.13.2 Zvýšení vypouštČcí rychlosti v komínu
373 373 373 374 376 376 377 377 378 379 380 381 381 381 386 386 388 388 389 390 390 391 392 392 393 393 393 395 396 398 399 402 402 403 405 408 410 411 413 415 416 419 421 422 423 426 427 431 433 433 441 442 446 450 452 452
xxxiii
4.5
Technologie þistČní odpadních vod na konci potrubí 4.5.1 VypouštČní odpadní vody ze závodu 4.5.1.1 Používané technologie þistČní odpadních vod 4.5.2 Primární þistČní 4.5.2.1 ýesle a síta (T1) 4.5.2.2 Lapaþ tuku pro odstraĖování FOG a lehkých uhlovodíkĤ (T2 4.5.2.3 Vyrovnání prĤtoku a zatížení 4.5.2.4 Neutralizace (T4) a vlastní neutralizace 4.5.2.5 Sedimentace (T5) 4.5.2.6 Flotace rozpuštČným vzduchem (DAF) (T6) 4.5.2.7 OdklánČcí (havarijní) nádrž (T7) 4.5.2.8 OdstĜećování (T8) 4.5.2.9 Srážení (T9) 4.5.3 Sekundární þistČní 4.5.3.1 Aerobní þistČní odpadních vod – výhody a nevýhody 4.5.3.1.1 Aktivovaný kal (T10) 4.5.3.1.2 Systémy s þistým kyslíkem (T11) 4.5.3.1.3 Sekvenþní šaržové reaktory (SBR) (T12) 4.5.3.1.4 Aerobní laguny (T13) 4.5.3.1.5 ZkrápČné filtry (T14) 4.5.3.1.6 Biologické vČže (T15) 4.5.3.1.7 Rotaþní biologické nosiþe (RBC) (T16) 4.5.3.1.8 Biologické provzdušĖované zaplavované filtry (BAFF) a ponoĜené biologické provzdušĖované filtry (SBAF) (T17) 4.5.3.1.9 Intenzivní a ultraintenzivní aerobní filtry (T18) 4.5.3.2 Anaerobní procesy 4.5.3.2.1 Anaerobní laguny (T19) 4.5.3.2.2 Anaerobní kontaktní procesy (T20) 4.5.3.2.3 Anaerobní filtry (T21) 4.5.3.2.4 Anaerobní kalový mrak s vzestupným tokem (UASB) (T22) 4.5.3.2.5 Reaktory s vnitĜní cirkulací (IC) (T23) 4.5.3.2.6 Hybridní reaktory USAB (T24) 4.5.3.2.7 Reaktory s fluidním a expandovaným ložem (T25) 4.5.3.2.8 Reaktory s expandovaným granulovaným kalovým ložem (EGSB) (T26) 4.5.3.3 Kombinované aerobní a anaerobní procesy 4.5.3.3.1 Membránové biologické reaktory (MBR) (T27) 4.5.3.3.2 VícestupĖové systémy (T28) 4.5.4 Terciární þistČní 4.5.4.1 Biologická nitrifikace a denitrifikace (T29) 4.5.4.2 VyhánČní amoniaku (T30) 4.5.4.3 OdstraĖování fosforu biologickými metodami (T31) 4.5.4.4 OdstraĖování nebezpeþných a nebezpeþných prioritních látek (T32) 4.5.4.5 Filtrace (T33) 4.5.4.6 Membránové filtrace (T34) 4.5.4.7 Biologické nitrifikaþní filtry (T35) 4.5.4.8 Desinfekce a sterilizace (T36) 4.5.4.8.1 Použití nČkterých oxidaþních biocidĤ 4.5.4.8.2 UV záĜení 4.5.5 PĜirozené þistČní 4.5.5.1 Integrované vybudované mokĜiny (ICW) (T37) 4.5.6 Zpracování kalĤ 4.5.6.1 Technologie zpracování þistírenských kalĤ 4.5.6.1.1 Úprava kalu (T38) 4.5.6.1.2 Stabilizace kalu (T39) 4.5.6.1.3 ZahušĢování kalu (T40) 4.5.6.1.4 OdvodĖování kalu (T41) 4.5.6.1.5 Sušení kalu (T42)
454 454 456 461 431 462 464 464 465 467 468 469 470 471 473 473 475 476 477 478 479 480 481 481 482 485 485 485 486 487 487 488 488 489 489 491 492 492 493 495 496 497 498 500 500 500 501 502 502 504 504 504 505 506 507 508
xxxiv
4.5.7 ýistČní odpadních vod v rĤzných odvČtvích 4.5.7.1 Maso a drĤbež 4.5.7.1.1 ýistČní odpadní vody 4.5.7.2 Ryby, korýši a mČkkýši 4.5.7.2.1 Charakteristiky odpadní vody 4.5.7.2.2 ýistČní odpadní vody 4.5.7.3 Ovoce a zelenina 4.5.7.3.1 Charakteristiky odpadních vod 4.5.7.3.2 ýistČní odpadních vod 4.5.7.3.3 Regenerace vody ve spoleþnosti zpracovávající zeleninu – studie pĜípadu 4.5.7.3.4 Opakované používání odpadní vody z praní zeleniny po vyþistČní – studie pĜípadu 4.5.7.3.5 Opakované použití vody pĜi zpracování hrášku, po chloraci 4.5.7.3.6 Zpracování brambor 4.5.7.4 Rostlinné oleje a tuky 4.5.7.4.1 ýistČní odpadní vody 4.5.7.4.2 Olivový olej 4.5.7.4.3 VícestupĖové þistČní vody z výrobny rostlinných olejĤ – studie pĜípadu 4.5.7.5 Mléþné výrobky 4.5.7.5.1 Charakteristiky odpadních vod 4.5.7.5.2 ýistČní odpadní vody 4.5.7.6 Škrob 4.5.7.6.1 Charakteristiky odpadních vod 4.5.7.6.2 ýistČní odpadních vod 4.5.7.6.3 Opakované použití odpadních vod ve výrobČ škrobu 4.5.7.7 Cukr 4.5.7.7.1 ýistČní odpadních vod 4.5.7.8 Nápoje 4.5.7.8.1 Charakteristiky odpadních vod 4.5.7.8.2 ýistČní odpadních vod 4.5.7.8.3 VaĜení piva 4.5.7.8.4 Recyklace vody v pivovaru 4.5.7.8.5 Destilace 4.5.7.8.6 Víno 4.5.7.9 Kyselina citronová 4.6 Prevence nehod 4.6.1 Identifikace potenciálních nehod 4.6.2 Hodnocení rizik 4.6.3 Identifikace potenciálních havarijních únikĤ, vyžadujících kontrolu 4.6.4 Identifikace a realizace potĜebných kontrolních opatĜení 4.6.5 Vypracování, realizace a zkoušky havarijního plánu 4.6.6 VyšetĜení všech nehod/havárií a situací, v nichž havárie bezprostĜednČ hrozila 4.7 Technologie použitelné v nČkterých jednotlivých odvČtvích 4.7.1 Maso a drĤbež 4.7.1.1 Segregace výstupĤ pro optimalizaci použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace (minimalizace spotĜeby vody a kontaminace odpadní vody) 4.7.1.2 Suché þistČní 4.7.1.3 Minimalizace výroby a používání vloþkového ledu 4.7.2 Ryby, mČkkýši a korýši 4.7.2.1 Segregace výstupĤ pro optimalizaci použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace ( minimalizace spotĜeby vody a kontaminace odpadní vody) 4.7.2.2 Suché þistČní 4.7.2.3 Používání jen velmi kvalitních ryb 4.7.2.4 Doprava kĤží a tuku ze stahovacího bubnu vakuovým odsáváním 4.7.2.5 Doprava tuku a vnitĜností vakuovým odsáváním
508 508 508 510 510 510 511 511 511 514 516 517 518 518 518 519 520 522 522 523 524 524 525 526 528 528 531 531 532 533 534 536 537 538 539 539 542 543 544 545 547 548 548
548 548 549 549
549 549 550 550 551
xxxv
4.7.2.6 4.7.2.7 4.7.2.8
Suchá doprava tuku, vnitĜností, kĤží a filetĤ pomocí sítových dopravníkĤ VypuštČní odšupinování, jestliže se ryby potom stahují Používání filtrované recirkulované odpadní vody z odšupinování pro pĜedbČžný oplach ryb 4.7.2.9 Studie pĜípadĤ 4.7.2.9.1 Zpracování slećĤ v Dánsku 4.7.2.9.2 Zpracování ryb ve Spojeném království 4.7.3 Ovoce a zelenina 4.7.3.1 Segregace výstupĤ pro optimalizaci použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace ( minimalizace spotĜeby vody a kontaminace odpadní vody) 4.7.3.2 Suché þistČní 4.7.3.3 ChránČné skladování ovoce a zeleniny venku 4.7.3.4 Loupání ovoce a zeleniny 4.7.3.4.1 Loupání parou – nepĜetržitý proces 4.7.3.4.2 Loupání parou – šaržový proces 4.7.3.4.3 Loupání odíráním 4.7.3.4.4 Loupání noži 4.7.3.4.5 Mokré alkalické loupání 4.7.3.4.6 Suché alkalické loupání 4.7.3.4.7 Loupání plamenem 4.7.3.5 Blanšírování ovoce a zeleniny 4.7.3.5.1 Blanšírování parou s chlazením vzduchem 4.7.3.5.2 Blanšírování na pásu s chlazením vodou 4.7.3.5.3 Blanšírování na pásu s chlazením vzduchem 4.7.3.5.4 Bubnové blanšírovací zaĜízení s protiproudým chlazením vodou 4.7.3.6 Chlazení ovoce a zeleniny pĜed zmrazováním 4.7.3.7 Opakované použití vody pĜi zpracování ovoce a zeleniny 4.7.4 Rostlinné oleje a tuky 4.7.4.1 Dvoufázové získávání olivového oleje 4.7.4.2 Protiproudý systém odstraĖování rozpouštČdla (DT) pĜi výrobČ rostlinných olejĤ 4.7.4.3 Opakované použití par z DT pĜi destilaci miscely pĜi extrakci rostlinných olejĤ 4.7.4.4 Opakované použití tepla pĜi ztužování rostlinných olejĤ 4.7.4.5 Praþka s minerálním olejem pro regeneraci hexanu 4.7.4.6 Regenerace hexanu pomocí spodního vaĜáku a gravitaþního separátoru 4.7.4.7 Rafinace rostlinných olejĤ 4.7.4.4.1 Chemická rafinace 4.7.4.4.2 Fyzikální rafinace 4.7.4.8 Používání kyseliny citronové namísto kyseliny fosforeþné pro kyselé odstraĖování slizĤ 4.7.4.9 Enzymatické odstraĖování slizovitých látek 4.7.4.10 Použití cyklonĤ pro snížení emisí mokrého prachu z extrakce rostlinných olejĤ 4.7.4.11 Vodokružné vývČvy pro generaci pomocného vakua od 40 do 120 mbar 4.7.4.12 Deodorace 4.7.4.12.1 Dvojitá praþka ve spojení s prĤtoþným chladícím systémem pĜi rafinaci rostlinných olejĤ 4.7.4.12.2 Jednoduchá praþka ve spojení s alkalickými systémy s uzavĜenou smyþkou pĜi rafinaci rostlinných olejĤ 4.7.4.12.3 Jednoduchá praþka ve spojení se suchým kondenzaþním systémem pro deodoraci rostlinných olejĤ 4.7.5 Mléþné výrobky 4.7.5.1 Segregace výstupĤ pro optimalizaci používání, opakovaného používání, regenerace, recyklace a likvidace (a minimalizaci používání vody a kontaminace odpadní vody 4.7.5.2 Suché þistČní 4.7.5.3 ýásteþná homogenizace tržního mléka
551 553 553 554 554 555 556
556 556 556 557 557 559 560 561 563 564 565 566 566 567 568 569 570 573 5747 574 578 580 581 582 583 585 585 588 589 590 592 594 594 595 597 599 601
601 602 602
xxxvi
Použití poþítaþem Ĝízené pĜepravy mléka, pasteurace, homogenizace a zaĜízení CIP 4.7.5.5 Použití kontinuálních pasteurĤ 4.7.5.6 Regenerativní výmČna tepla v procesu pasteurace 4.7.5.7 Snížení požadavkĤ na þistČní odstĜedivek zlepšenou pĜedfiltrací mléka a vyþeĜením 4.7.5.8 DvoustupĖové sušení ve výrobČ sušeného mléka 4.7.5.9 Použití aseptického systému balení, jenž nevyžaduje aseptickou komoru 4.7.5.10 PĜímá detekce rozhraní produktu a vody 4.7.5.11 Minimalizace recirkulace produktu v pasteurech zaĜazením skladovacích do linky 4.7.5.12 PĜesnČ naþasované smČšování - „plnČní složek“ 4.7.5.13 Máslo 4.7.5.13.1 Minimalizace ztrát pĜi výrobČ másla 4.7.5.14 Sýry 4.7.5.14.1 Použití ultrafiltrace (UF) pro standardizaci bílkovin v sýraĜském mléku 4.7.5.14.2 Snížení obsahu tuku a malých þástic sýrĤ v syrovátce 4.7.5.14.3 Minimalizace produkce kyselé syrovátky a jejího vypouštČní do ýOV 4.7.5.14.4 Regenerace a použití syrovátky 4.7.5.14.5 Regenerace slané syrovátky odpaĜením 4.7.5.14.6 Regenerace syrovátky odstranČním soli pomocí RO 4.7.5.14.7 Využití tepla teplé syrovátky pro pĜedehĜívání mléka pro výrobu sýrĤ 4.7.5.14.8 Vysokoteplotní zrání sýrĤ s pozdČjším zvlhþením a ionizací vČtracího vzduchu 4.7.5.15 Zmrzlina 4.7.5.15.1 Regenerace tepla z pasteurace ve výrobČ zmrzliny 4.7.5.16 Opakované použití a recyklace vody pro þistČní v mlékárnách 4.7.5.17 Opakované použití teplé chladící vody pro þistČní 4.7.5.18 Snížení tekutých odpadĤ v mlékárnČ – studie pĜípadu 4.7.6 Škrob 4.7.6.1 Protiproudé použití a další použití vody pĜi praní škrobu 4.7.7 Cukr 4.7.7.1 Sušení Ĝepných ĜízkĤ 4.7.7.1.1 Nízkoteplotní sušení vyslazených ĜízkĤ 4.7.7.1.2 Vysokoteplotní sušení vyslazených ĜízkĤ 4.7.7.1.3 DvoustupĖové sušení vyslazených ĜízkĤ 4.7.7.1.4 Parní sušení vyslazených ĜízkĤ 4.7.7.1.5 Porovnání sušení parou, HTD a dvoustupĖového sušení vyslazených ĜízkĤ 4.7.7.2 Snížení množství hlíny ulpČlé na bulvách 4.7.7.3 Opakované použití vody z cukrové Ĝepy a odpadní vody 4.7.8 Káva 4.7.8.1 Regenerace tepla, frekvenþní mČniþe používané ve výrobČ rozpustné (instantní) kávy – studie pĜípadu 4.7.8.2 Potlaþení atmosférických emisí pĜi výrobČ instantní kávy 4.7.8.3 Použití biofiltru pĜi zpracování kávy 4.7.8.4 Pražení kávy 4.7.8.1.1 Recirkulace vzduchu pĜi pražení kávy 4.7.8.1.2 Chlazení upražené kávy vodní mlhou 4.7.8.1.3 Pražení kávy s katalytickou oxidací odpadních plynĤ 4.7.8.1.4 Použití biofiltru pĜi zpracování kávy 4.7.9 Nápoje 4.7.9.1 Segregace výstupĤ pro optimalizaci použití, opakovaného použití, regenerace, recyklace a likvidace (minimalizace spotĜeby vody a kontaminace odpadní vody) 4.7.9.2 Suché þistČní 4.7.9.3 Regenerace kvasnic po kvašení 4.7.5.4
603 604 605 606 606 608 610 611 611 612 612 613 613 614 614 615 615 616 616 617 618 618 618 620 621 622 622 623 623 624 625 626 627 628 638 639 640 640 640 641 642 645 646 647 649 650
650 650 650
xxxvii
4.7.9.4 Filtrace 4.7.9.4.1 Filtrace produktu pomocí membránové separace 4.7.9.4.2 Filtrace s pĜíþným tokem 4.7.9.4.3 Regenerace filtraþního materiálu po filtraci produktu na pĜírodních minerálních adsorbentech 4.7.9.5 PlnČní do láhví 4.7.9.5.1 Integrovaná plnírna lahví 4.7.9.5.2 VícestupĖový systém mytí láhví 4.7.9.5.3 Opakované použití prostĜedkĤ na mytí láhví po sedimentaci a filtraci 4.7.9.5.4 Optimalizace spotĜeby vody pĜi mytí láhví 4.7.9.5.5 Opakované použití vody z pasteurace nápojĤ v láhvích 4.7.9.6 Pivovarnictví 4.7.9.6.1 Rmutování 4.7.9.6.2 Proces infuzního rmutování 4.7.9.6.3 Proces dekokþního rmutování 4.7.9.6.4 Opakované použití horké vody z chlazení mladiny 4.7.9.6.5 Regenerace tepla z vaĜení mladiny 4.7.9.6.6 Optimalizace procesu v malém pivovaru – studie pĜípadu Regenerace tepla z vaĜení mladiny 4.7.9.7 Destilace 4.7.9.7.1 Regenerace sušených výpalkĤ s rozpustnými podíly (DDGS) 4.7.9.7.2 Koncentrace destilaþního zbytku z destilace melasy 4.7.9.8 Víno 4.7.9.8.1 Opakované použití þistícího roztoku z nádrží pro stabilizaci chladem 4.7.9.8.2 Postupné vypouštČní þistícího roztoku z þistČní nádrží pro stabilizaci chladem do ýOV 5
NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNOLOGIE (BAT) 5.1 Obecné BAT pro celý sektor FDM 5.1.1 Ekologické hospodaĜení 5.1.2 Spolupráce s navazujícími þinnostmi 5.1.3 ýistČní zaĜízení a provozĤ 5.1.4 Další BAT pro nČkteré procesy a jednotkové operace, používané v ĜadČ odvČtví FDM 5.1.4.1 PĜíjem a expedice materiálĤ 5.1.4.2 OdstĜećování a separace 5.1.4.3 Uzení 5.1.4.4 Smažení 5.1.4.5 Konzervování v plechovkách, láhvích a sklenicích 5.1.4.6 OdpaĜování 5.1.4.7 Zmrazování a strojní chlazení 5.1.4.8 Chlazení 5.1.4.9 Balení 5.1.4.10 Výroba a používání energie 5.1.4.11 Používání vody 5.1.4.12 Systémy stlaþeného vzduchu 5.1.4.13 Parní systémy 5.1.5 Snížení atmosférických emisí na minimum 5.1.6 ýistČní odpadní vody 5.1.7 Únik látek pĜi nehodČ 5.2 Další BAT pro nČkterá jednotlivá odvČtví FDM 5.2.1 Další BAT pro odvČtví masa a drĤbeže 5.2.2 Další BAT pro odvČtví ryb, mČkkýšĤ a korýšĤ 5.2.3 Další BAT pro odvČtví ovoce a zeleniny 5.2.4 Další BAT pro odvČtví rostlinných olejĤ a tukĤ 5.2.5 Další BAT pro mlékárny 5.2.5.1 Další BAT pro výrobu tržního mléka 5.2.5.2 Další BAT pro výrobu sušeného mléka 5.2.5.3 Další BAT pro výrobu másla 5.2.5.4 Další BAT pro výrobu sýrĤ 5.2.5.5 Další BAT pro výrobu zmrzliny
651 651 652 653 654 654 658 661 662 663 664 666 666 667 667 668 670 671 671 672 673 673 674 675 679 681 683 683 684 685 685 685 685 685 685 685 686 686 686 686 687 687 687 688 690 690 690 690 692 692 693 694 694 694 694 694
xxxviii
5.2.6 Další BAT pro výrobu škrobu 5.2.7 Další BAT pro cukrovarnictví 5.2.8 Další BAT pro odvČtví kávy 5.2.9 Další BAT pro výrobu nápojĤ 5.2.9.1 Další BAT pro pivovarnictví 5.2.9.2 Další BAT pro vinaĜství
695 695 696 696 697 697
6
NOVċ SE OBJEVUJÍCÍ TECHNOLOGIE 6.1 Použití UV a ozonu pĜi absorpci pro potlaþování zápachu
698 698
7
ZÁVċREýNÉ POZNÁMKY 7.1 ýasový prĤbČh prací 7.2 ÚroveĖ všeobecné shody, podnČty a problémy vzniklé ze závČreþné schĤze TWG 7.3 Poskytované informace 7.4 Nevyváženost a mezery v informacích 7.5 Doporuþení pro další práci 7.6 Témata navrhovaná pro další výzkumné a vývojové projekty
699 699 699 700 702 703 706
8
LITERATURA
707
SLOVNÍýEK
714
xxxix
Seznam vyobrazení Obrázek 2.1: Obrázek 2.2: Obrázek 2.3: Obrázek 2.4: Obrázek 2.5: Obrázek 2.6: Obrázek 2.7: Obrázek 2.8: Obrázek 2.9: Obrázek 2.10: Obrázek 2.11: Obrázek 2.12: Obrázek 2.13: Obrázek 2.14: Obrázek 2.15: Obrázek 2.16: Obrázek 2.17: Obrázek 2.18: Obrázek 2.19: Obrázek 2.20: Obrázek 2.21: Obrázek 2.22: Obrázek 3.1: Obrázek 3.2: Obrázek 3.3: Obrázek 3.4: Obrázek 3.5: Obrázek 3.6: Obrázek 3.7: Obrázek 3.8: Obrázek 3.9: Obrázek 3.10: Obrázek 3.11: Obrázek 3.12: Obrázek 3.13: Obrázek 3.14: Obrázek 3.15: Obrázek 3.16: Obrázek 3.17: Obrázek 3.18: Obrázek 4.1: Obrázek 4.2: Obrázek 4.3: Obrázek 4.4: Obrázek 4.5: Obrázek 4.6: Obrázek 4.7: Obrázek 4.8: Obrázek 4.9: Obrázek 4.10: Obrázek 4.11: Obrázek 4.12: Obrázek 4.13: Obrázek 4.14:
Proudový digram kontinuální neutralizace olejĤ a tukĤ PĜíklad postupu máþení Proudový diagram výroby konzervovaného masa Proudový diagram výroby vaĜené šunky a ramínka Proudový diagram výroby zrající šunky Proces hlubokého zmrazování ovoce Výroba rĤzných produktĤ z rajþat Chemická rafinace surového oleje Proces krátkodobé pasteurace mléka Výroba UHT mléka Výroba sterilizovaného mléka Proudový diagram procesĤ výroby zahuštČných produktĤ napĜ. zahuštČné mléko UHT a meziproduktĤ napĜ. mléþných koncentrátĤ Proudový diagram výroby sušeného mléka Kontinuální výroba másla Výroba sýrĤ Výroba jogurtu PĜehledné schema procesu výroby tČstovin PĜíklad procesu výroby kukuĜiþného škrobu PĜíklad procesu výroby pšeniþného škrobu PĜíklad procesu výroby bramborového škrobu Výroba instantní kávy Kvasný proces výroby kyseliny citronové Terminologie výstupních proudĤ, používaná v sektoru FDM Používání vody v sektoru FDM v NČmecku v r. 1998 ÚrovnČ spotĜeby a emisí krokĤ procesu výroby rybích konzerv ÚrovnČ spotĜeby a emisí krokĤ procesu výroby rybích filetĤ a konzervovaných ryb ÚrovnČ spotĜeby a emisí krokĤ procesu zpracování korýšĤ ÚrovnČ spotĜeby a emisí krokĤ procesu zpracování mČkkýšĤ Odpadní voda, produkovaná pĜi zpracování ovoce a zeleniny Druh a množství odpadĤ ze zpracování a konzervování ovoce a zeleniny Druh a množství odpadĤ z výroby ovocných a zeleninových šĢáv Druh a množství odpadĤ a vedlejších produktĤ ze zpracování rostlinných olejĤ PomČr spotĜeby vody k objemu zpracovaného mléka jako funkce množství zpracovaného mléka Typické ztráty mléka v mléþném prĤmyslu Druh a množství odpadĤ ze zpracování mléka Druh a množství odpadĤ z výroby jogurtu Druh a množství odpadĤ z výroby sýrĤ Druh a množství odpadních vod, odpadĤ a vedlejších produktĤ z cukrové Ĝepy Údaje o vstupech a výstupech pro velké nČmecké pivovary (s kapacitou pĜes 1 milion hl piva), vztažené na prodaný hektolitr piva Množství paralelních a vedlejších produktĤ a pevného odpadu v pivovaru s výstavem 1°milion hl/rok. Úþinek poþtu lopatek ventilátoru na vzdálenost pĜenosu Snížení hluku na prĤmyslovém komínu Snížení spotĜeby energie PĜíklad metodiky prevence a minimalizace odpadu Plánovací list ukazující vstupy, výstupy a ekologické problémy PĜehled vstupĤ a výstupĤ vody pro závod, uvádČný jako pĜíklad Podrobný proudový diagram výroby kapalného mléka Snížení odpadu ve výrobČ krmiv pro domácí zvíĜata Regenerace syrovátky s použitím mČĜení turbidity Proudový diagram procesu v systému úpravy CO2 ve velkém pivovaru Regenerace tepla a oleje: výmČníky tepla instalované v odsávací digestoĜi smažící pánve Princip odpaĜování ze stékajícího filmu OdpaĜování mléka v zaĜízení se stékajícím filmem Princip odparky s MVR
25 29 70 72 74 80 82 87 90 91 92 93 94 95 96 98 102 104 105 106 116 125 127 129 178 179 180 181 188 190 191 205 209 212 215 216 217 225 229 232 250 256 259 262 264 265 268 280 301 311 319 323 323 327
xl
Obrázek 4.15: Obrázek 4.16: Obrázek 4.17: Obrázek 4.18: Obrázek 4.19: Obrázek 4.20: Obrázek 4.21: Obrázek 4.22: Obrázek 4.23: Obrázek 4.24. Obrázek 4.25: Obrázek 4.26: Obrázek 4.27: Obrázek 4.28: Obrázek 4.29: Obrázek 4.30: Obrázek 4.31: Obrázek 4.32: Obrázek 4.33: Obrázek 4.34: Obrázek 4.35: Obrázek 4.36: Obrázek 4.37: Obrázek 4.38: Obrázek 4.39: Obrázek 4.40: Obrázek 4.41: Obrázek 4.42: Obrázek 4.43: Obrázek 4.44: Obrázek 4.45: Obrázek 4.46: Obrázek 4.47: Obrázek 4.48: Obrázek 4.49: Obrázek 4.50: Obrázek 4.51: Obrázek 4.52: Obrázek 4.53: Obrázek 4.54: Obrázek 4.55: Obrázek 4.56: Obrázek 4.57: Obrázek 4.58: Obrázek 4.59: Obrázek 4.60: Obrázek 4.61: Obrázek 4.62: Obrázek 4.63: Obrázek 4.64: Obrázek 4.65: Obrázek 4.66: Obrázek 4.67: Obrázek 4.68: Obrázek 4.69:
Proudový diagram systému þtyĜþlenné odparky pro mléko s MVR Porovnání provozních nákladĤ odparek s TVR a s MVR Optimalizace zmrazovacích tunelĤ pro výrobu hluboko zmrazené zeleniny Porovnání energetických úþinností konvenþnČ provozované plynového turbogenerátoru a CHP Proudový diagram kogeneraþního systému v pivovaru Systém binárního ledu s konvenþní strojovnou chlazení Proudový diagram þistČní bez demontáže Proudový diagram výbČru technologie pro omezení zápachu Proudový diagram procedury výbČru zaĜízení pro omezení emisí (viz tabulku 4.32) Funkþní princip cyklonu Typické uspoĜádání elektrostatického odluþovaþe (zobrazeny jen dvČ zóny) Druhy a klasifikace vzduchových filtrĤ Systém trubicových filtrĤ velké mlékárny Obrázek prĤmyslového nohavicového filtru UspoĜádání reaktoru s náplní UspoĜádání patrového absorbéru UspoĜádání sprchovací komory UspoĜádání biologického filtru UspoĜádání biologické praþky UspoĜádání tepelné spalovací pece Proudový diagram vzniku a Ĝízení procesu spalin ze systému þistČní odpadních plynĤ z udírny Hmotová bilance systému þistČní odpadních plynĤ dohoĜíváním v pĜímém plameni UspoĜádání katalytického spalování Schematické znázornČní prĤmyslového zaĜízení pro þistČní netepelnou plazmou Zjednodušený proudový diagram systému membránového bioreaktoru Proudový diagram procesu vyhánČní amoniaku Proudový diagram þistČní odpadních vod ze zpracování masa a drĤbeže Proudový diagram þistČní odpadních vod ze zpracování ovoce a zeleniny ýOV v závodČ na zpracování zeleniny pro opakované použití vody Opakované použití vody v konzervárenství Typické þistČní mlékárenských odpadních vod Okruh vody ve škrobárnČ Typické varianty þistČní odpadních vod ze zpracování cukrové Ĝepy AnaerobnČ-aerobní systému þistČní odpadní vody v lihovaru ZaĜízení používané pro suché odstraĖování vnitĜností Proces loupání parou v jednom závodČ ve Finsku Proudový diagram zpracování brambor a mrkve v jednom závodČ ve Finsku Montáž chladiþe vody na žlab s ledovou vodou Montáž výparníkové desky pod žlab s ledovou vodou Dvoufázový a tĜífázový systém získávání olivového oleje Základní proudový diagram protiproudého uspoĜádání DT Základní proudový diagram integrace tepla par v DT Systém minerálního oleje a související procesní kroky Proudový diagram procesu regenerace hexanu z procesní vody pĜi extrakci nerafinovaných rostlinných olejĤ Základní proudový diagram chemické neutralizace surových rostlinných olejĤ Základní proudový diagram kyselého odstraĖování slizĤ z rostlinného oleje Základní proudový diagram zachycování emisí mokrého prachu v cyklonech Základní proudový diagram uspoĜádání s dvojitou praþkou pĜi deodoraci Základní proudový diagram systému chladící vody s alkalickým uzavĜeným okruhem jako souþásti vakuového systému deodorizéru Základní proudový diagram jediné praþky ve spojení se systémem DC Výroba mléka pro pĜímou spotĜebu (UHT a þerstvého pasteurovaného) Proces dvoustupĖové sušení ve velké mlékárnČ Aseptické balení mléka UHT bez aseptické komory Proudový diagram systému zpracování na membránách Schema sušárny s fluidním ložem používané pro sušení Ĝepných ĜízkĤ
328 329 335 345 346 359 383 389 401 404 409 410 412 414 419 421 423 428 432 435 439 440 443 447 490 494 509 513 516 517 524 526 530 537 552 557 562 571 572 575 579 580 582 584 586 589 593 596 598 600 607 609 620 630 640
xli
Obrázek 4.70: Obrázek 4.71: Obrázek 4.72: Obrázek 4.73: Obrázek 4.74: Obrázek 4.75: Obrázek 4.76: Obrázek 4.77: Obrázek 4.78: Obrázek 4.79: Obrázek 4.80: Obrázek 4.81: Obrázek 4.82: Obrázek 4.83: Obrázek 5.1
CHP a parní systém cukrovaru, kde se Ĝízky suší parou Vysokoteplotní sušení Ĝepných ĜízkĤ DvoustupĖové sušení Ĝepných ĜízkĤ Snižování množství hlíny ulpČlé na cukrovce ve Švédsku Šaržový pražiþ používaný v nČmecké pražírnČ kávy Kontinuální proces pražení kávy, používaný v nČmecké pražírnČ Princip filtrace s pĜíþným tokem v porovnání s filtrací s pĜímým tokem Proudový diagram zpracování lihovin Proudový diagram plnící linky Kroky þistČní a oplachování láhví Proces mytí láhví s regulací pH pro snížení spotĜeby vody Použití systému CIP v procesu plnČní láhví v pivovaru Regenerace tepla z parou vyhĜívané mladinové pánve pro výrobu horké vody Regenerace tepla z parou vyhĜívané mladinové pánve pro výrobu horké vody Jak jsou závČry BAT pro závody FDM uvádČny
631 632 633 638 643 644 651 654 654 657 658 661 668 669 677
xlii
Seznam tabulek Tabulka 1.1: Tabulka 1.2: Tabulka 1.3: Tabulka 1.4: Tabulka 1.5: Tabulka 1.6: Tabulka 2.1: Tabulka 2.2: Tabulka 2.3: Tabulka 2.4: Tabulka 2.5: Tabulka 2.6: Tabulka 2.7: Tabulka 2.8: Tabulka 2.9: Tabulka 3.1: Tabulka 3.2 Tabulka 3.3: Tabulka 3.4: Tabulka 3.5: Tabulka 3.6: Tabulka 3.7: Tabulka 3.8: Tabulka 3.9: Tabulka 3.10: Tabulka 3.11: Tabulka 3.12: Tabulka 3.13: Tabulka 3.14: Tabulka 3.15: Tabulka 3.16: Tabulka 3.17: Tabulka 3.18: Tabulka 3.19: Tabulka 3.20: Tabulka 3.21: Tabulka 3.22: Tabulka 3.23: Tabulka 3.24: Tabulka 3.25. Tabulka 3.26: Tabulka 3.27: Tabulka 3.28: Tabulka 3.29: Tabulka 3.30: Tabulka 3.31: Tabulka 3.32: Tabulka 3.33: Tabulka 3.34: Tabulka 3.35: Tabulka 3.36:
Struktura a produkce podle zemí (1998) Struktura a produkce podle odvČtví v EU-15 (2000) Výroba hlavních odvČtví v EU-15 (1999) Hlavní cílové oblasti vývozu pro produkci FDM EU-15 v r. 2001 (v mil. EUR) Exporty z EU-15 podle odvČtví (2000) Ekologické problémy v nČkterých odvČtvích FDM PĜehled zpracovatelských technologií PĜíklady kombinací tepelného ošetĜení, používaných v sektoru FDM Typické hodnoty celkové koncentrace pevných látek (sušiny) pro rĤzné typy odparek Typické teploty mrznutí rĤzných druhĤ potravin Typické složení smČsi plynĤ pro plnČní plynem Jednotkové operace, používané v rĤzných odvČtvích PĜehled možných zpĤsobĤ zpracování ovoce a zeleniny Proces odkofeinování rozpouštČdlem Proces odkofeinování vodou Kvantitativní porovnávací parametry v sektoru FDM Procentní podíl surovin, který konþí v hotovém produktu v nČkterých procesech Ekvivalent BSK obecných složek FDM a nČkterých potravin Dopady jednotkových operací FDM na životní prostĜedí Kódy používané pro oznaþení atmosférických emisí Kódy používané pro oznaþení emisí do vody Kódy, používané pro oznaþení pevných výstupĤ Typické spotĜeby energie na tunu kakaa PĜehled spotĜeb vody a objemĤ odpadních vod v sektoru FDM Vedlejší produkty dČlení a odstraĖování kostí z masa ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu vaĜené šunky v Itálii MČrné spotĜeby vody a energie a emise odpadní vody ve výrobČ salámĤ a mČkkých uzenin ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu konzervovaných masných výrobkĤ v Itálii ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu zrající šunky v Itálii ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu masových konzerv v Itálii MČrná spotĜeba vody a organické ztížení v severských zemích Odpadní voda z filetování ryb Typická produkce a charakteristiky odpadních vod ze zpracování ryb v NČmecku ÚrovnČ spotĜeby vody v závodech na zpracování ovoce a zeleniny SpotĜeba vody v nČkterých procesech prĤmyslu zpracování ovoce a zeleniny ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu konzervovaných rajþat ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro výrobu rajþatové šĢávy, protlaku a pasty PrĤmČrná produkce odpadní vody a zneþistČní vody v prĤmyslu konzerv, USA 1975 Koncentrace BSK a TSS v odpadní vodČ ze zpracování ovoce a zeleniny Charakteristiky odpadní vody z nČkterého zpracování ovoce a zeleniny Objem a zneþistČní odpadních vod na jednotku produkce pĜi zpracování nČkterých zelenin Objem a zneþistČní odpadních vod na jednotku produktu pĜi zpracování nČkterého ovoce Pevný odpad ze zpracování ovoce a zeleniny Rostlinný odpad z výroby ovocných šĢáv v Maćarsku Hodnoty odpadní vody z láku bČhem výroby kyselého zelí SpotĜeba elektĜiny pĜi tĜídČní zeleniny Nosiþ a spotĜeba energie pro alkalické loupání zeleniny Nosiþ a spotĜeba energie pro loupání zeleniny parou SpotĜeba elektĜiny pĜi praní zeleniny SpotĜeba elektĜiny na mechanické zpracování zeleniny pĜed zmrazením Zdroj a spotĜeba energie pro bubnové blanšírování pĜi hlubokém zmrazování zeleniny
1 1 2 4 4 8 9 44 45 50 56 66 78 117 117 126 128 130 136 137 137 138 149 167 169 170 171 172 173 174 175 176 176 182 182 183 184 184 185 185 186 187 189 191 195 196 196 197 197 197 198
xliii
Tabulka 3.37: Tabulka 3.38: Tabulka 3.39: Tabulka 3.40: Tabulka 3.41: Tabulka 3.42: Tabulka 3.43: Tabulka 3.44: Tabulka 3.45. Tabulka 3.46: Tabulka 3.47: Tabulka 3.48: Tabulka 3.49: Tabulka 3.50: Tabulka 3.51: Tabulka 3.52: Tabulka 3.53: Tabulka 3.54: Tabulka 3.55. Tabulka 3.56: Tabulka 3.57: Tabulka 3.58: Tabulka 3.59: Tabulka 3.60: Tabulka 3.61: Tabulka 3.62: Tabulka 3.63: Tabulka 3.64: Tabulka 3.65. Tabulka 3.66: Tabulka 3.67: Tabulka 3.68: Tabulka 3.69: Tabulka 3.70: Tabulka 3.71: Tabulka 3.72: Tabulka 3.73: Tabulka 3.74: Tabulka 3.75. Tabulka 3.76: Tabulka 3.77: Tabulka 3.78: Tabulka 4.1: Tabulka 4.2: Tabulka 4.3: Tabulka 4.4: Tabulka 4.5: Tabulka 4.6: Tabulka 4.7: Tabulka 4.8: Tabulka 4.9:
Zdroj a spotĜeba energie pro chlazení vodou v protiproudu pĜi zpracování zeleniny Nosiþ a spotĜeba energie pro pásové blanšírovací zaĜízení s vodním chlazením pro zpracování zeleniny Nosiþ a ukazatele Ĝádové velikosti energie pro pásové blanšírovací zaĜízení a chlazením vzduchem pro zpracování zeleniny Produkce odpadní vody ve fázích výroby rostlinných olejĤ Charakteristiky odpadní vody ze zpracování rostlinných olejĤ Charakteristiky neþistČných odpadních vod z rafinace rostlinných olejĤ (kukuĜice, bavlník, sluneþnice) Charakteristiky odpadních vod z výroben olivového oleje Atmosférické emise hexanu PĜehled atmosférických emisí z výroby surových rostlinných olejĤ PĜehled klíþových pevných a kapalných emisí a vedlejších produktĤ z rafinace rostlinných olejĤ PĜehled pevného výstupu z výroby surových rostlinných olejĤ SpotĜeba energie pĜi rafinaci surových rostlinných olejĤ SpotĜeba vody v evropských mlékárnách SpotĜeba vody v nČkterých severských mlékárnách PĜibližné objemy odpadní vody z výrobnách þinností v mlékárnČ UvádČné úrovnČ zneþistČní mlékárenské odpadní vody Objemy a úrovnČ zneþistČní mlékárenských odpadních vod v EvropČ Typické úrovnČ BSK rĤzných mléþných výrobkĤ Složení odpadní vody z výroby sýrĤ Ztráty produktu v nČkterých procesech v mléþném prĤmyslu Pevný výstup na tunu zpracovaného mléka Celková spotĜeba energie v nČkterých skandinávských mlékárnách SpotĜeba þistících chemikálií v nČkterých severských mlékárnách SpotĜeba þistících chemikálií v nČkterých severských mlékárnách Atmosférické emise z výroby tČstovin SpotĜeba energie v italském prĤmyslu tČstovin SpotĜeba vody ve škrobárenství SpotĜeba energie ve škrobárenství SpotĜeba vody v dánských cukrovarech SpotĜeba energie v dánských cukrovarech PrĤmČrná vypouštČná mČrná množství odpadních vod Charakteristiky odpadních vod z procesĤ výroby þervených vín SpotĜeba vody v dánských cukrovarech SpotĜeba energie v dánských cukrovarech PrĤmČrná vypouštČná mČrná množství odpadních vod Charakteristiky odpadních vod z procesĤ výroby þervených vín SpotĜeba vody pro rĤzné procesy v pivovaru Produkce odpadní vody v rĤzných procesech v pivovaru Charakteristiky neþistČných odpadních vod z pivovarĤ Odpadní voda a zneþistČní pocházející z pivovarĤ SpotĜeba energie nČmeckých pivovarĤ s více než 20 zamČstnanci SpotĜeba tepla pro rĤzné procesy v pivovaru UspoĜádání informací o technologiích k uvážení pĜi urþování BAT Vodítko ke snížení hluku, oþekávanému od snížení otáþek ventilátoru PĜíklad konceptu rozvahy spotĜeby energie PĜíklady pĜíþin ztrát materiálu a nČkteré metody vedení pĜesných inventurních záznamĤ Klíþové oblasti tvorby odpadního mléka Typická dosažitelná snížení používání vody Náklady a úspory na pĜíkladu rafinerie jedlých olejĤ pĜi použití techniky dvojného bodu PĜíklady zdrojĤ k krmiv pro hospodáĜská zvíĜata z výrobních procesĤ potravin pro lidskou spotĜebu MČĜení (prĤmČr ze tĜí nezávislých mČĜení) z nČmeckého pivovaru
198 198 198 200 201 201 202 202 202 204 204 207 208 209 210 210 211 211 213 214 214 218 218 219 219 220 221 221 222 223 226 227 229 230 231 231 233 234 235 236 249 267 267 268 269 272 285 290 294 295 296
xliv
Tabulka 4.10: Tabulka 4.11: Tabulka 4.12: Tabulka 4.13: Tabulka 4.14: Tabulka 4.15: Tabulka 4.16: Tabulka 4.17: Tabulka 4.18: Tabulka 4.19: Tabulka 4.20: Tabulka 4.21: Tabulka 4.22: Tabulka 4.23: Tabulka 4.24. Tabulka 4.25: Tabulka 4.26: Tabulka 4.27: Tabulka 4.28: Tabulka 4.29: Tabulka 4.30: Tabulka 4.31: Tabulka 4.32: Tabulka 4.33: Tabulka 4.34: Tabulka 4.35: Tabulka 4.36: Tabulka 4.37: Tabulka 4.38: Tabulka 4.39: Tabulka 4.40: Tabulka 4.41: Tabulka 4.42: Tabulka 4.43: Tabulka 4.44: Tabulka 4.45: Tabulka 4.46: Tabulka 4.47: Tabulka 4.48: Tabulka 4.49: Tabulka 4.50: Tabulka 4.51: Tabulka 4.52: Tabulka 4.53: Tabulka 4.54: Tabulka 4.55. Tabulka 4.56: Tabulka 4.57: Tabulka 4.58: Tabulka 4.59:
Vypoþtené parciální hodnocené hladiny pro dopravu materiálu a procesy pĜekládky PĜíklady použití hladinových snímaþĤ pĜi zpracování potravin PĜíklady použití regulace prĤtoku v sektoru FDM Typické aplikace regulace prĤtoku v sektoru FDM PĜíklady použití mČĜení pH v sektoru FDM Typické aplikace mČĜení pH v sektoru FDM PĜíklady použití mČĜení vodivosti v sektoru FDM Typické aplikace regulace prĤtoku v sektoru FDM PĜíklady použití mČĜení turbidity v sektoru FDM Dopad rĤzných metod vývinu kouĜe na životní prostĜedí Porovnání úþinností víceþlenných odparek v mléþném prĤmyslu Optimální hodnoty pro analýzy spalin v závodČ na výrobu tČstovin Porovnání objemĤ binárního ledu a solanky, potĜebné pro snížení teploty o 3 °C Požadavky na chlazení systému chlazení s binárním ledem Potenciální úspory omezením odkalování kotle pĜi hlubokém zmrazování zeleniny Ekologické pĜínosy a snížení nákladĤ použitím protahovacích systémĤ Datový list pro sbČr informací o pachových emisích Kontrolní seznam pro abnormální provoz Typický program mČĜení pachĤ unikajících z potravináĜského závodu Technologie þistČní odpadních plynĤ na konci potrubí Klíþové parametry pro výbČr technologie na konec potrubí Porovnání nČkterých separaþních technologií PĜehled zobecnČných kritérií pro výbČr technologie potlaþování zápachu /snižování VOC OdstraĖování prachu ze vzduchu – pĜehled mokrých odluþovaþĤ Porovnání rĤzných systémĤ nohavicových filtrĤ Typická vodítka pro navrhování absorbérĤ Vlastnosti aktivního uhlí Princip funkce hlavních typĤ adsorbérĤ Výhody a nevýhody biologického þistČní Podmínky v rĤzných stupních tepelné oxidace Technické údaje systému tepelné oxidace v pĜímém plameni v udírnČ Technické údaje pro tepelné oxidaþní zaĜízení s pĜímým plamenem v jedné udírnČ Snížení zápachu þistČním netepelnou plazmou Objemy þistČné v nČkterých závodech používající technologii s netepelnou plazmou pro snižování zápachu odpadních plynĤ NČkteré technologie þistČní odpadních vod Typická použití nČkterých technologií þistČní odpadních vod v sektoru FDM Typická jakost odpadní vody z potravináĜského prĤmyslu po vyþistČní PĜehled procesĤ þistČní odpadních vod používaných v rĤzných odvČtvích Odhad snížení zatížení zneþisĢujícími látkami v rybném prĤmyslu pĜi použití rotaþních sít s klínovým drátem Typické výkonnostní údaje z pivovarnictví po sedimentaci odpadních vod Výhody a nevýhody sedimentace Úþinnost odstraĖování metodou DAF ve výrobnČ filé ze slećĤ Úþinnost odstraĖování odstĜećováním odpadní vody pĜi zpracování slećĤ Údaje o výkonnosti pĜi odstraĖování fosforu v ýOV s aktivovaným kalem a simultánním srážením ve škrobárenství Výhody a nevýhody anaerobních procesĤ þistČní odpadní vody v porovnání s aerobními procesy Výhody a nevýhody procesĤ aerobního þistČní Údaje o výkonnost ýOV s aktivovaným kalem, uvádČné pro pivovarnictví Charakterizace typického SBR Typické provozní a výkonové údaje anaerobních procesĤ þistČní odpadních vod BČžné provozní problémy, pĜicházející v procesech biologického þistČní
290 294 295 296 297 297 299 299 301 313 325 340 360 361 365 370 391 391 392 394 394 395 400 407 413 417 424 425 427 434 438 440 448 448 457 458 458 460 462 466 466 468 469 471 472 473 474 477 484 484
xlv
Tabulka 4.60: Tabulka 4.61: Tabulka 4.62: Tabulka 4.63: Tabulka 4.64: Tabulka 4.65. Tabulka 4.66: Tabulka 4.67: Tabulka 4.68: Tabulka 4.69: Tabulka 4.70: Tabulka 4.71: Tabulka 4.72: Tabulka 4.73: Tabulka 4.74: Tabulka 4.75. Tabulka 4.76: Tabulka 4.77: Tabulka 4.78: Tabulka 4.79: Tabulka 4.80: Tabulka 4.81: Tabulka 4.82: Tabulka 4.83: Tabulka 4.84: Tabulka 4.85. Tabulka 4.86: Tabulka 4.87: Tabulka 4.88: Tabulka 4.89: Tabulka 4.90: Tabulka 4.91: Tabulka 4.92: Tabulka 4.93: Tabulka 4.94: Tabulka 4.95. Tabulka 4.96: Tabulka 4.97: Tabulka 4.98. Tabulka 4.99:
Údaje o výkonnost reaktoru UASB, uvádČné pro pivovarnictví Údaje o výkonnosti reaktoru EGSB, uvádČné pro pivovarnictví Typické provozní a výkonové údaje anaerobních procesĤ používaných pro þistČní prĤmyslových odpadĤ Úþinnosti odstraĖování fosforu u rĤzných procesĤ þistČní odpadních vod ÚrovnČ výkonnosti, uvádČné pro ICW Charakteristiky neþistČné odpadní vody z rybího prĤmyslu a úþinnosti jejího pĜedþistČní NČkteré kombinace þistČní vody, uvádČné pro odvČtví ovoce a zeleniny Jakostní parametry vyþistČné odpadní vody, surové vody a procesní vody Jakost zdroje spodní vody závodu na zpracování zeleniny v porovnání s pokyny WHO Porovnání alternativ þistČní odpadních vod z výroby olivového oleje Charakteristiky odpadní vody pĜed þistČním a po þistČní Údaje o spotĜebČ energie Popis systému þistČní odpadní vody v závodČ na zpracování oleje a tukĤ PĜehled údajĤ o použitelnosti Charakteristiky škrobárenské odpadní vody po vyþistČní ZahušĢování procesní vody z výroby škrobu odpaĜováním – projektové údaje Charakteristiky þistČní odpadní vody ve výrobnČ bramborového škrobu Údaje o þistČní vody v severském cukrovarnickém prĤmyslu >1, CIAA, 2002@. Produkce a hlavní charakteristiky odpadní vody z dánského cukrovaru Zatížení odpadní vody po biologickém þistČní bČhem cukrovarnické kampanČ Charakteristika odpadních vod v pivovaru PĜehled výsledkĤ snížení zneþistČní þistČním vody ze zcezovací kádČ Emisní úrovnČ odpadní vody na tunu instalované výrobní kapacity fermentace kyseliny citronové Údaje vypouštČné vody pĜed a po zavedení suchého odstraĖování a dopravy vnitĜností Technologie použité ve výrobČ filé ze slećĤ pro snížení spotĜeby vody a zneþistČní odpadní vody Nosiþe a spotĜeby energie pro loupání zeleniny parou pĜed zmrazením Úþinek kombinace pĜedbČžného loupání odíráním a loupání noži na zatížení odpadní vody zneþistČním z výroby pĤlených hrušek v syrupu Úþinek alkalického loupání na zatížení odpadní vody zneþistČním z výroby pĤlených hrušek v syrupu Nosiþe a spotĜeby energie pro alkalické loupání zeleniny pĜed zmrazením Porovnání úrovní spotĜeby energie a vody pro rĤzné technologie blanšírování Nosiþe energie a pĜibližná spotĜeba pro pásové blanšírovací zaĜízení s chlazením vodou Nosiþe energie a pĜibližná spotĜeba pro pásové blanšírovací zaĜízení s chlazením vzduchem Nosiþe energie a pĜibližná spotĜeba pro bubnové blanšírovací zaĜízení Nosiþe energie a pĜibližná spotĜeba pro protiproudé zmrazovací zaĜízení pĜi zpracování zeleniny
PĜíklady opakovaného použití vody v odvČtví ovoce a zeleniny Porovnání prostupĤ tĜífázového a dvoufázového procesu výroby olivového oleje Výhody a nevýhody dvoufázového dČlení proti tĜífázovému ve výrobČ olivového oleje Údaje o spotĜebČ energie pro DT a následnou operaci sušení extrakci semen olejnin ÚrovnČ spotĜeby a emisí pro chemickou rafinaci rostlinných olejĤ SpotĜeby hmot a energií pro konvenþní a enzymatické odstraĖování slizovitých látek z rostlinného oleje
486 489 494 495 503 510 513 515 515 520 521 521 521
522 525 527 527 531 531 531 534 535 538 552 554 558 561 563 563 566 568 569 570 570 573 576 578 579 587 591
xlvi
Tabulka 4.100: Tabulka 4.101: Tabulka 4.102: Tabulka 4.103: Tabulka 4.104: Tabulka 4.105: Tabulka 4.106: Tabulka 4.107: Tabulka 4.108: Tabulka 4.109: Tabulka 4.110: Tabulka 4.111: Tabulka 4.112: Tabulka 4.113: Tabulka 4.114: Tabulka 4.115: Tabulka 4.116: Tabulka 4.117: Tabulka 4.118: Tabulka 4.119: Tabulka 4.120: Tabulka 4.121: Tabulka 4.122: Tabulka 4.123: Tabulka 5.1: Tabulka 5.2: Tabulka 5.3: Tabulka 5.4:
Náklady pro konvenþní a enzymatické odstraĖování slizovitých látek z rostlinného oleje Porovnání chladících systémĤ používaných pro generování podtlaku pĜi deodoraci rostlinných olejĤ Energetické údaje pro dvojitou praþku spojenou s prĤtoþným chladícím systémem Výkonnostní údaje pro vakuové systémy s alkalickou chladící vodou v uzavĜené smyþce Výkonnostní údaje pro vakuové systémy se suchou kondenzací (pĜíklad) Úspory na spotĜebČ vody a energie v mlékárnČ používající pro standardizaci bílkovin UF Složení odpadních vod z výroby sýrĤ PĜíležitosti k opakovanému používání vody v mlékárnách Charakteristiky sušení Ĝepných ĜízkĤ LTD a HTD Standardizované rámcové údaje všech tĜí nČmeckých závodĤ z pĜíkladĤ Porovnání energetické bilance tĜí rĤzných variant sušení Ĝepných ĜízkĤ a závodu bez sušení v NČmecku Porovnání nákladĤ na energii tĜí rĤzných variant sušení Ĝepných ĜízkĤ Porovnání výdajĤ, vyjádĜených jako NPV Hmotnostní koncentrace prachu za cyklonem Složení odpadních chladících plynĤ z chlazení vzduchem, pĜed þistČním Porovnání úrovní spotĜeby a emisí pro rĤzné procesy pražení kávy SpotĜeby a emise plnící linky (r. 2000) Údaje o produkci, spotĜebČ energie a produkci odpadní vody pro lihovar/výrobnu destilátĤ za léta 1999 až 2001 Údaje o spotĜebČ energie, porovnávající novou a starou technologii PĜíležitosti k úspoĜe vody a snížení odpadních vod v pivovaru Typická dosažitelná snížení spotĜeby vody v pivovarech SpotĜeba energie ve varnČ velkého pivovaru s infuzním rmutováním Údaje o spotĜebČ pĜi sušení DDGS Údaje o spotĜebČ a emisích pro odpaĜování lihovarských destilaþních zbytkĤ Typická jakost odpadní vody ze zaĜízení FDM po vyþistČní ÚrovnČ spotĜeby a emisí spojené s výrobou tržního mléka z 1 litru pĜijatého mléka ÚrovnČ spotĜeby a emisí spojené s výrobou sušeného mléka z 1 litru pĜijatého mléka ÚrovnČ spotĜeby a emisí spojené s výrobou 1 kg zmrzliny
592 595 597 599 600 613 615 619 624 634 635 636 637 645 645 647 656 656 656 664 665 665 670 672 688 693 693 694
xlvii
Rozsah
ROZSAH Tento dokument odráží výmČnu informací o þinnostech, uvedených v pĜíloze I, oddíl 6 odst. 4 písm. b) a c) smČrnice Rady 96/61/ES ze dne 24. záĜí 1996 o integrované prevenci a regulaci zneþistČní (smČrnice IPPC), tj. „6.4
(b) OšetĜování a zpracování urþené k výrobČ potravináĜských výrobkĤ z: –
živoþišných surovin (jiných než mléko), s výrobní kapacitou hotových výrobkĤ vyšší, než 75 tun za den;
–
rostlinných surovin, s výrobní kapacitou hotových výrobkĤ vyšší, než 300 tun za den (v prĤmČru za rok)“
(c)
Úprava a zpracování mléka, v nichž je množství pĜijatého mléka vČtší než 200 tun dennČ (prĤmČrná roþní hodnota)“
Tento dokument pokrývá celý rozsah þinností, které lze nalézt v evropských zaĜízeních s kapacitou, pĜesahující shora uvedené prahové hodnoty. Dokument nezachycuje þinnosti v malém mČĜítku, jako jsou zásobování hotovými jídly nebo þinnosti v restauracích. NepatĜí sem také potravináĜské prĤmyslové þinnosti, které nepoužívají živoþišné nebo rostlinné suroviny, pokud nejsou uvedeny jako pĜidružené aktivity, napĜíklad zpracování minerálních vod a výroba soli. Vylouþeno je zemČdČlství, lov a porážky zvíĜat. Také je vylouþena výroba jiných produktĤ, než potravin, napĜ. mýdla,svíþek, kosmetických léþiv, výroba želatiny a klihu z usní, kĤží, a kostí. Jiný dokument BRF z této Ĝady, tj. Referenþní dokument o nejlepších dostupných postupech na jatkách a v prĤmyslu zpracovávajícím jejich vedlejší produkty >181,EC, 2003@ pokrývá porážení zvíĜat. Má se zato, že „porážková (jateþní) þinnost“ konþí výrobou standardních dílĤ velkých zvíĜat a produkcí þistých celých prodejných trupĤ drĤbeže. Rozsah zmínČného dokumentu BREF také zahrnuje nČkteré procesy zpracování vedlejších produktĤ, které mohou produkovat potraviny, napĜ. vyškvaĜování tukĤ, výrobu rybí mouþky a rybího oleje, zpracování krve a výrobu želatiny. Obalové materiály jsou obecnČ vylouþeny, ale balení produktĤ FDM v objektech (závodech) je zahrnuto. PatĜí sem také krmiva živoþišného a rostlinného pĤvodu. Informace podávané o národní legislativČ a normách v tomto dokumentu nejsou. Jsou dostupné v samostatném dokumentu, který si lze pĜisunout ze strany „Activities“ na webových stránkách EIPPCB, pod nadpisem Additional Information (viz http://eippcb.jrc.es ).
xlviii
Kapitola 1
1
OBECNÉ INFORMACE
1.1 Popis, obrat, rĤst, zamČstnanost Sektor FDM vyrábí jak hotové výrobky, urþené pro spotĜebu, tak meziprodukty, urþené k dalšímu zpracování. Rozpis podle sektorĤ v EU ukazuje, že u vČtšiny kategorií potravin a nápojĤ produkce pĜevyšuje spotĜebu. PrĤmČrná reálná roþní tempa rĤstu spotĜeby a produkce jsou nízká; typický trend vyspČlých trhĤ, napĜ. rĤst bČhem roku 1997, byl nižší, než 2 %. Pokud jde o zamČstnanost, sektor zpracování potravin zamČstnává 2,6 milionu pracovních sil. PĜedstavuje to 11 % pracovních sil v evropském prĤmyslu. Tabulky 1.1 a 1.2 uvádČjí data pro nČkteré evropské zemČ. 1998 Rakousko Belgie Spojené království ýeská republika Dánsko Nizozemí Estonsko Finsko Francie Germany ěecko Maćarsko Irsko Italy Polsko Portugal ŠpanČlsko Švédsko Celkem
Obrat (miliony EUR) 8000 22700 100500 14000 34000 610 8160 122400 116600 5000 8240 14000 19650 10000 52590 13510 549960
Poþet zamČstnancĤ
Poþet spoleþností
60579 86797 490000 142000 81115 108000 21125 49000 403000 545000 49000 131000 47000 350000
1386 6776 2412 947 312 887 138 713 4250 6134 524 4215 694 30000
107000 398000 60841 3129457
2098 3200 830 65516
Vývozy (miliony EUR)
Dovozy (miliony EUR)
10700 14000 1000 228 840 18000 19070 1846 10300 1180 4530 2110 83804
9420 26100 1520 400 1240 8300 23060 774 7200 1270 4700 4500 88484
Tabulka 1.1: Struktura a produkce podle zemí (1998) >1, CIAA, 2002@
2000 Zpracované maso Rybí produkty Zpracované ovoce a zelenina Rostlinné oleje a tuky Mléþné výrobky Mouþné a škrobové výrobky Krmiva Nápoje Jiné produkty FDM Celkem
Produkce miliony % EUR 113000 19,1 14000 2,4 36000 6,1 23000 3,9 95000 16,0 21000 3,5 37000 6,2 98000 16,5 156000 26,3 593 100
PĜidaná hodnota miliony % EUR 21000 15,8 3000 2,3 8000 6,0 2000 1,5 14000 10,5 4000 3,0 6000 4,5 28000 21,1 47000 35,3 133 100
ZamČstnané osoby x103
%
588 91 1174 38 271 61 90 316 1037 2.666
22,1 3,4 6,5 1,4 10,2 2,3 3,4 ,11,9 38,8 100
Tabulka 1.2: Struktura a produkce podle odvČtví v EU-15 (2000) >1, CIAA, 2002@
1
Kapitola 1 PodrobnČjší údaje pro celková množství a hodnoty produkce v dĤležitých sektorech zpracování potravin v EU-15 podle Eurostatu (1999) jsou shrnuty v následující tabulce 1.3. Kód NACE
Popis kódu
15.11 15.12 15.13 15.20 15.31 15.32 15.33 15.40 15.42 15.43 15.51 15.52 15.61 15.62 15.71 15.72 15.81 15.82 15.83 15.84 15.85 15.86 15.87 15.88 15.89 15.91 15.92 15.93 15.94
ýerstvé a konzervované maso kromČ drĤbeže ýerstvé a konzervované drĤbeží maso Výrobky z masa a drĤbežího masa Zpracované a konzervované ryby a výrobky z ryb Brambory, zpracované a konzervované Ovocné a zeleninové šĢávy Zpracované a konzervované ovoce a zelenina Živoþišné a rostlinné oleje a tuky Rafinované oleje a tuky Margarin a podobné jedlé tuky Mléþné výrobky Zmrzlinový krém a jiné jedlé zmrzliny MlynáĜské výrobky Škroby a škrobové výrobky Hotová krmiva pro hospodáĜská zvíĜata1 Hotová krmiva pro domácí zvíĜata Chléb, þerstvé peþivo a sladké peþivo KĜupavé peþivo a suchary, konzervované peþivo a sladké peþivo Cukr Kakao, þokoládové a cukrové cukrovinky TČstoviny (makarony, nudle, kuskus a podobné mouþné výrobky Káva a þaj Ochucovadla a koĜení Homogenizované potravináĜské pĜípravky a dietní potraviny Jiné potravináĜské výrobky Alkoholické destiláty pro pĜímou spotĜebu Ethylakohol z kvašených materiálĤ Vína Jiné kvašené nápoje (napĜ. jableþný a hruškový mošt, medovina); míchané nápoje s obsahem alkoholu Vermut a jiná ochucená vína z þerstvých hroznĤ Pivo ze sladu Slad Minerální vody a nealkoholické nápoje Celková hodnota
15.95 15.966 15.97 15.98
Všechny zemČ v r. 1999 Celk. Celk. množství hodnota (tis. tun) (mil. EUR) 26026 40653 6759 11690 11445 34236 4908 12494 4054 4246 7644 5445 15485 16151 14922 4362 7466 5445 2041 3524 74477 65267 1928 3956 42587 15431 11058 3764 215045 50091 5115 4505 10620 21360 3466 12377 23627 8924 5857 22105 4930 4934 2102 9747 2917 5024 624 2616 3784 8416 1087 5831 1367 773 13184 20169 379 408 330 28030 4516 64407 615260
449 17256 1154 26661 449464
1
Kód NACE je klasifikace ekonomických aktivit v Evropské unii, založený na interpretaci Mezinárodní standardní prĤmyslové klasifikace (ISIC) >229, EC, 1990@ 2 Tato þísla zahrnují jak produkci prĤmyslu krmiv (125 mil. tun), tak produkci doma míchaných krmiv. Tím se vysvČtluje, proþ se pro prĤmysl krmiv uvádí v tabulce 1.2 obrat 37 000 milionĤ. EUR a nikoli 50000 milionĤ EUR.
Tabulka 1.3: Výroba hlavních odvČtví v EU-15 (1999) >1, CIAA, 2002@
2
Kapitola 1
1.2 Struktura prĤmyslu Dostupné statistiky ukazují, že prĤmysl potravin a nápojĤ EU obnáší zhruba 26.000 spoleþností, z nichž vČtšina má více, než 20 zamČstnancĤ. Sektor FDM evropské „patnáctky“ (EU-15) je v porovnání s mnoha jinými prĤmyslovými sektory výjimeþnČ rozmanitý. Je rozmanitý pokud jde o velikost a povahu spoleþností v celém EU; rozsah surovin, produktĤ a procesĤ a jejich nespoþetných kombinací; poptávky spotĜebitelĤ jak po homogenizovaných globálních produktech, tak po þetných speciálních a tradiþních produktech v národním þi dokonce regionálním mČĜítku; a je vystaven velmi rozdílným lokálním ekonomickým, spoleþenským a ekologickým podmínkám a promČnlivým národním právním pĜedpisĤm pro potraviny. Sektor FDM EU-15 je dosti rozdrobený, s vysokým výskytem (asi 92 %) malých a stĜedních podnikĤ (SME) aþkoliv existují odvČtví, jako je cukrovarnictví, která mají velmi velké závody. Tato rozdrobenost a rozmanitost, stejnČ jako odchylné systémy sbČru dat v jednotlivých MS zpĤsobuje, že je velmi obtížné zjistit pĜesné údaje pro prĤmysl jako celek. PrĤmysl je rozšíĜen po celé EvropČ, v silnČ industrializovaných regionech, stejnČ jako ve venkovských oblastech. PrĤmyslová produkce je tradiþnČ tČsnČ vázána na produkci primárních potravin, takže její strukturu a geografické rozdČlení vždy ovlivĖovaly pĜírodní zdroje (pĤda a voda), spolu se skuteþnými požadavky konkrétní výrobní technologie. Aþkoliv se tento druh závislosti zmenšuje, stále v nČkterých odvČtvích platí. NČkterá odvČtví jsou napĜíklad soustĜedČna do zvláštních regionĤ, napĜ. zpracování ryb se obvykle nachází v zemích nebo regionech, které mají pĜímý pĜístup k moĜi a tradice rybolovu; olivový olej se vyrábí hlavnČ v zemích StĜedozemí, zvláštČ ve španČlské Andalusii, kdežto jiné aktivity, jako je výroba a rafinace cukru, mlynáĜství nebo mléþný prĤmysl lze najít ve všech zemích. NČkteré výrobní þinnosti FDM mají zvláštní požadavky na pĜírodní zdroje, napĜíklad že voda musí mít jakost pitné vody, nebo na dostupnost prostĜedkĤ, jako je zemČdČlská pĤda pro výhodnou likvidaci vedlejších produktĤ, nebo vodoteþe pro vypouštČní velkých objemĤ vyþistČných odpadních vod. NapĜíklad cukrovary, rafinerie cukru þi konzervárny ovoce a zeleniny jsou normálnČ umístČny blízko vody z tohoto dĤvodu.
1.3 Obchod Pro mnohé evropské podniky pĜedstavuje vývoz dĤležitou strategickou þinnost. V roce 2001 vývoz prĤmyslu potravin a nápojĤ þinil 45000 milinĤ EUR (79 % celkových vývozĤ zemČdČlských a potravináĜských produktĤ). To je proti údajĤm za rok 1998 slabý pokles. Hlavní cílovou oblastí evropských potravináĜských produktĤ jsou stále Spojené státy, ale švýcarský, japonský a dokonce ruský trh jsou také významné. NejdĤležitČjší cílové exportní trhy pro produkty FDM EU-15 v roce 2001, vyjádĜeno finanþnČ, jsou uvedeny v tabulce 1.4.
3
Kapitola 1 2001 Spojené státy Japonsko Švýcarsko Rusko Kanada Polsko Norsko Austrálie ýeská republika Jižní Korea Alžírsko Izrael Turecko Celkem
miliony EUR 9085 3716 2617 2569 1361 1157 1030 776 767 741 721 528 425 25493
Tabulka 1.4: Hlavní cílové oblasti vývozu pro produkci FDM EU-15 v r. 2001 (v mil. EUR) >3, CIAA, 2001@ Jednotlivá odvČtví s nejvyšším vývozem v sektoru FDM v r. 2000 jsou uvedena v tabulce 1.5. OdvČtví Zpracované maso Rybí produkty Ovoce a zelenina Rostlinné oleje a tuky Mléþné výrobky Mouþné a škrobové produkty Krmiva CukráĜské výrobky Cukry Nápoje Celkem
% 11,5 2,2 6,1 6,0 12,3 4,9 4,8 9,1 3,9 30,3 91,1
Tabulka 1.5: Exporty z EU-15 podle odvČtví (2000) >1, CIAA, 2002@
4
Kapitola 1
2.1 Tržní síly: poptávka, distribuce a konkurence 1.4.1 Poptávka Modely spotĜeby potravin a nápojĤ v celé EU-15 ovlivĖuje stále rostoucí poþet spoleþenských a ekonomických faktorĤ. To vede k urþitému odchýlení se od tradiþních modelĤ spotĜeby a nákupu. Aþkoliv se však u spotĜebitelĤ vyvíjí vČtší homogenita životního stylu, která se odráží v modelech spotĜeby a nakupování u stále rostoucí Ĝady rĤzného zboží, potraviny zĤstávají stále , i když s nČkterými výjimkami, prvkem kulturní specifiþnosti, vázané na národní þi regionální tradice. A tak, aþkoliv spotĜebitelé chtČjí být schopni nakupovat stejné položky a jakosti potravin po celé EU15, požadují také možnosti a výbČr rĤzných potravin, vázaných na svou vlastní tradici þi národní kulturu. Tato poptávka se mĤže týkat potravin na národní, regionální nebo dokonce lokální úrovni a mĤže se také mČnit v urþitých obdobích v prĤbČhu roku.
1.4.2 Distribuce Byly zavedeny þinnosti v regulaci nákladĤ napĜ. technologie spoĜící pracovní síly, zdokonalování logistických a distribuþních kanálĤ, praktické postupy šetĜení zdroji. ObecnČ existují trendy dodávat vČtšinu produktĤ FDM do velkých distribuþních ĜetČzcĤ, i když mezi zemČmi EU stále pĜetrvávají znaþné.rozdíly.
1.4.3 Konkurence StejnČ jako v pĜípadČ vČtšiny vyspČlých trhĤ, sektor FDM þelí ostrému konkurenþnímu tlaku a postupné koncentraci trhu. Ve skuteþnosti, i když ve vČtšinČ zemí pĜetrvává velká fragmentace, velikost a odpovídající ekonomická síla spoleþností se stává rozhodujícím faktorem pĜi vyrovnávání rostoucí vyjednávací síly maloobchodníkĤ a dosahování minimální „kritické hmotnosti“ pokud jde o objemy výroby.
2.2 DĤležitost bezpeþnosti potravin pĜi zpracování FDM StejnČ jako otázky životního prostĜedí existují další právní požadavky a zákazy, které se musí vzít v úvahu pĜi identifikaci „nejlepších dostupných technologií“ v prĤmyslu FDM. Existují specifické požadavky, týkající se napĜ. bezpeþnosti potravin, a ty se þas od þasu aktualizují. Všechny výrobní závody FDM, bez ohledu na velikost, geografickou polohu nebo místo ve výrobním procesu, musí splĖovat požadované bezpeþnostní normy. Dosažení požadovaných norem lze usnadnit, jestliže budou všichni provozovatelé s odpovČdností tČsnČ spolupracovat. PrĤmysl FDM identifikoval pČt klíþových oblastí, které mohou zajistit každodenní bezpeþnost potravin, tj. zlepšené systémy bezpeþnosti potravin, vysledovatelnost, krizové Ĝízení, identifikace rizik a komunikace. Používání takovýchto zásad mĤže být také zvažováno s ohledem na ochranu životního prostĜedí. Tam, kde existují systémy Ĝízení jakosti vyvinuté napĜ. z normy ISO 9001 Systém jakosti – Model pro zajišĢování jakosti v projekci a vývoji, výrobČ, instalaci a obsluze a ISO 9002 - Systém jakosti – Model pro zajišĢování jakosti v projekci a vývoji, výrobČ, instalaci a obsluze , mĤže dobrá znalost takovýchto systémĤ usnadnit používání rovnocenných systémĤ, týkajících ekologických norem.
5
Kapitola 1 Zákony o bezpeþnosti potravin mohou mít vliv na ekologické otázky. NapĜíklad, požadavky na bezpeþnost a hygienu potravin mohou ovlivnit požadavek na spotĜebu vody k þistČní zaĜízení a výrobní jednotky, které þiní nezbytným používání horké vody, takže tu existují také otázky ekologické. PodobnČ, odpadní voda je zneþisĢována látkami, používanými pro hygienické úþely , pro þistČní a sterilizaci, napĜ. bČhem výroby a balení produktĤ FDM s dlouhou životností. Tyto vČci musí být vzaty v úvahu, aby bylo zajištČno, že se hygienické normy budou dodržovat, ale je nutno uvážit Ĝízení/regulaci spotĜeby vody, energie, detergentĤ a sterilizaþních prostĜedkĤ. ZajištČní, aby nic v tomto dokumentu nebylo v rozporu s pĜíslušnou legislativou pro bezpeþnost potravin, byla vČnována dĤkladná péþe.
2.3 Legislativní rámec pro potraviny, nápoje a mléþné výrobky Ochrana spotĜebitele a životního prostĜedí, stejnČ jako odstranČní pĜekážek volného pohybu zboží, to jsou hlavní témata právních pĜedpisĤ EU-15 o potravinách, nápojích a mléku. Legislativní rámec EU-15 je založen na horizontálních opatĜeních napĜíþ kategoriemi produktĤ stejnČ, jako na tak zvaných vertikálních opatĜeních, specifických pro jednotlivé komodity, odvozených od zemČdČlské politiky nebo agromonetárního systému. Vedle obecných, tj. finanþních, ekologických, hygienických a bezpeþnostních, atd. právních pĜedpisĤ je prĤmysl potravin a nápojĤ Ĝízen zvláštní, velmi podrobnou a dĤkladnou legislativou, která zaþíná u vrat statku a konþí jídlem na talíĜi. Tato legislativa pokrývá hlavní oblasti. Jsou to: x x x x x x x
bezpeþnost potravin a krmiv (zneþisĢující látky, zĤstatky pesticidĤ, jakost vody urþené pro spotĜebu v potravinách, úĜední kontrola potravin, materiály pĜicházející do styku s potravinami); hygiena potravin a krmiv (obecná pravidla, zdravotní pravidla ohlednČ potravin živoþišného pĤvodu); složení potravin a krmiv (pĜísady, chuĢové látky, procesní pomocné látky, geneticky modifikované organismy atd.); informace pro spotĜebitele (všeobecná pravidla pro oznaþování, kvantitativní deklarace složek, identifikace šarží, jednotkové ceny); výživnost potravin a krmiv, oznaþování potravin a krmiv ionizace organická produkce.
Oddíl 1.7 obsahuje nČkteré vybrané právní pĜedpisy, týkající se životního prostĜedí. Pro prĤmysl platí také ostatní ekologické právní pĜedpisy, napĜ. smČrnice 98/83/ES o jakosti vody pro lidskou spotĜebu.
2.4 Sektor FDM a životní prostĜedí Sektor FDM þasto závisí na jakosti pĜírodních zdrojĤ, zvláštČ na pĤdních a vodních. Proto má ochrana životního prostĜedí, v nČmž se pČstují suroviny pro prĤmysl potravin a nápojĤ, vždy velkou dĤležitost.
6
Kapitola 1 ÚroveĖ zneþistČní odpadní vody a množství odpadu, produkovaná prĤmyslem, mohou v nČkterých zemích þi regionech pĜedstavovat významné zatížení. I když jsou emise z prĤmyslu potravin a nápojĤ vČtšinou snadno biologicky odbouratelné, nČkterá odvČtví používají takové materiály, jako je sĤl nebo solanka, které vzdorují konvenþním metodám þistČní a mohou napĜíklad s sebou nést zĤstatky pesticidĤ, použitých na výchozí plodinu. V mnoha evropských zemích tento prĤmysl tradiþnČ nepodléhá žádné pĜísné regulaci ekologickými právními pĜedpisy, protože jeho emise byly považovány v porovnání s mnoha jinými prĤmyslovými sektory za pomČrnČ neškodné. Hnací silou odvČtví, aby zlepšilo svou ekologickou výkonnost, byla tudíž tradiþní snaha zlepšovat efektivnost, napĜ. zvyšováním využití materiálĤ na maximum, což následnČ vede ke snížení odpadu na minimum. Dnes se existují trendy zamČĜení na systémy aktivního ekologického hospodaĜení, ochranu pĜírodních zdrojĤ a výkonnost technologií pro minimalizaci odpadu. Abychom zajistili udržitelnost, musí být zvažovány a regulovány úþinky dodávek surovin, zpracování potravin, dopravy, distribuce, pĜípravy a likvidace. Jak primární produkce potravin, tak zpracování potravin jsou kriticky závislé na spolehlivém zásobování vodou a patĜiþné jakosti vody – v souladu s požadavky zákonĤ. Výzvou pro sektor FDM je soulad se smČrnicí 94/62/ES o obalech, která požaduje pĜedcházet produkci obalového odpadu opakovaným používáním a recyklací, stejnČ jako regenerovat obalový odpad. Obal je nezbytnČ nutný, protože konzervuje a chrání pĜi manipulaci, pĜed zkažením a zneþistČním bČhem produkce, distribuce a prodeje. Je to také základní nástroj marketingu a sdČluje spotĜebiteli nezbytné informace o pĜísadách a nutriþní hodnotČ þi návod k pĜípravČ jídel a skladování. PrĤmysl FDM je odpovČdný za efektivní hospodaĜení s obaly a obalovým odpadem, stejnČ jako zemČdČlci, maloobchodníci a spotĜebitelé. V této souvislosti jsou velmi užiteþné obalové normy CEN napĜ. EN 13427:2000 >195, CEN, 2000@, EN 13431:2000 >196, CEN, 2000@, EN 13428:2000 >197, CEN, 2000@. Tyto normy poskytují ekonomickým subjektĤm pokyny, které nim umožĖují splĖovat nezbytné požadavky, stanovené smČrnicí 94/6/ES o obalech . Nabízejí potĜebnou pĜizpĤsobivost pro podporu inovace a umožĖují, aby byl obal pĜizpĤsoben potĜebám spotĜebitele. Hodí se také do systémĤ ochrany životního prostĜedí a Ĝízení jakosti v rámci spoleþností. Systémy ekologického hospodaĜení (EMS) zahrnují vypracování zásad jednání a pokynĤ, stanovení obecných cílĤ a zĜizování programĤ, pĜidČlování ekologické odpovČdnosti a povinností v rámci organizaþní struktury, školení a komunikaþní aktivity, provozní kontrolu a provádČní prĤzkumĤ a revizí. Mnohé spoleþnosti FDM EMS realizovaly a mnoho jich již má osvČdþení, nebo probíhá proces jejich certifikace podle ISO 14001 nebo normy EU EMAS (Program ekologického hospodaĜení a revize EU-15). V roce 2003 mČl sektor FDM nejvyšší poþet organizací s registrací EMAS ze všech sektorĤ, který þinil 9 % ze všech organizací s registrací EMAS. (pro další informace viz odst. 4.1.1).
2.4.9 Klíþové ekologické otázky SpotĜeba vody je pro sektor FDM jedním z klíþových problémĤ. VČtšina vody, která se nepoužije jako pĜísada, se nakonec objeví v proudu odpadních vod. NeþistČná odpadní voda z FDM má obvykle vysoké hodnoty ChSK a BSK.Tyto úrovnČ mohou být 10x až 100x vyšší, než u odpadní vody z domácností. 7
Kapitola 1 Koncentrace pevných látek (SS) se pohybují od zanedbatelných až k tak vysokým, jako 120000 mg/l. NeþistČná odpadní voda z nČkterých odvČtví, napĜ. z produkce masa, ryb, mléka, rostlinných olejĤ obsahuje vysoké koncentrace FOG (tukĤ,olejĤ, mastnoty). Hlavními látkami z procesĤ FDM, zneþisĢujícími vzduch, jsou prach, VOC (tČkavé organické slouþeniny) a zápach. Chladiva, obsahující amoniak a halogeny se mohou pĜi nehodČ/havárii uvolnit. Zápach je lokální problém, související buć s procesem, nebo se skladováním surovin, vedlejších produktĤ, nebo odpadu. Hluk mĤže být také problém nČkterých závodĤ, obvykle souvisí s pohybem vozidel nebo s chlazením. Pevný výstup ze závodĤ FDM se skládá z vedlejších produktĤ, paralelních produktĤ a odpadu. Hlavními zdroji pevných výstupĤ jsou rozlití/rozsypání, únik/netČsnosti, pĜeteþení, vadné a vrácené produkty, inherentní (procesu vlastní) ztráta, zadržený materiál, který nemĤže volnČ odtéci do dalšího stupnČ procesu a teplem deponovaný (napeþený) odpad. Sektor FDM je závislý na energii pro procesy, potĜebné pro udržení þerstvosti a bezpeþnosti potravin. mechanické zpracování, napĜ. pĜíprava a zmenšování velikosti surovin a tepelné zpracování, napĜ. odvodĖování, jsou nejbČžnČji používané technologie pro konzervaci a zpracování potravin. Obojí spotĜebuje znaþné množství energie. Procesní ohĜev spotĜebuje asi 29 % veškeré energie spotĜebované v sektoru FDM. Na procesní chlazení a mrazení spotĜebuje asi 16 % celkové spotĜebované energie. Klíþové ekologické problémy nČkterých odvČtví FDM ukazuje tabulka 1.6. SpotĜeba Odpadní SpotĜeba ZneþistČní Hluk vody voda chemikálií vzduchu Maso a drĤbež Ryby, mČkkýši a korýši Ovoce a zelenina Rostlinné oleje a tuky Mléþné výrobky TČstoviny Škrob Cukr Nápoje Pivovary Fermentace kys. citronové
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano ano ano ano ano
ano ano ano ano ano
ano
ano
ano
ano
Pevný výstup
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano
ano ano ano ano ano
ano ano ano ano ano
ano ano
ano
ano
ano ano
ano
ano
SpotĜeba energie OhĜev Chlad ano ano
Zápach
Tato tabulka ukazuje klíþové ekologické problémy každého odvČtví a nepĜedstavuje porovnávací kvantitativní data.
Tabulka 1.6: Ekologické problémy v nČkterých odvČtvích FDM
8
Kapitola 2 2
POUŽITÉ PROCESY A TECHNOLOGIE
Výroba v sektoru FDM je rozmanitá a využívá þetné individuální procesy. I ve výrobČ podobných potravináĜských výrobkĤ existuje ohromné množství variant. Všechny procesy, používané v tomto odvČtví nelze v tomto dokumentu podrobnČ popisovat, ale podchycuje velmi široký rozsah celého odvČtví, jak je jen možné. V þásti 2.1 jsou uvedeny dĤležité zpracovatelské technologie a jednotkové operace, vþetnČ jejich cílĤ a oblastí použití. ýást 2.2 popisuje použití zpracovatelských technologií a jednotkových operací v nČkterých odvČtvích FDM. Hlavní ekologické problémy jsou uvedeny, spolu s údaji o spotĜebČ a emisích, v kapitole 3.
2.1 Zpracovatelské technologie a jednotkové operace NejbČžnČji používané zpracovatelské technologie a jednotkové operace v prĤmyslu potravin a nápojĤ jsou uvedeny v tabulce 2.1. A.1 A.2 A.3 A.4 A.5 B.1 B.2 B.3 B.4 C.1 C.2 C.3 C.4 C.5 C.6 C.7 C.8 C.9 C.10 C.11 C.12 C.13
A. Suroviny, pĜíjem a pĜíprava Manipulace s materiály, skladování TĜídČní, prosévání, klasifikace, luštČní, odstonkování, oĜezávání Loupání Praní Rozmrazování B. Zmenšování velikosti, míchání, tvarování ěezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mČlnČní Míchání, smČšování, konšování, homogenizace Mletí a drcení Tvarování, formování, protlaþování C. Separaþní technologie Extrakce Deionizace ýiĜení OdstĜećování a sedimentace Filtrace Separace na membránách Krystalizace Neutralizace (odstraĖování volných mastných kyselin) BČlení Deodorace vyhánČním parou Odbarvování Destilace Pneumatické tĜídČní a prosévání
9
Kapitola 2
D.1 D.2 D.3 D.4 D.5 D.6 D.7 D.8 D.9 D.10 D.11 D.12 D.13 D.14 E.1 E.2 E.3 E.4 E.5 E.6 E.7 E.8 F.1 F.2 F.3 G.1 G.2 G.3 H.1 H.2 U.1 U.2 U.3 U.4 U.5 U.6
Technologie zpracování produktĤ Namáþení RozpouštČní Solubilizace /alkalizace Fermentace Koagulace Klíþení Solení, nakládání Uzení Ztužování Sterilizace oxidem siĜiþitým Sycení oxidem uhliþitým Saturace Potahování/postĜikování/ polévání/ aglomerace/ enkapsulace Stárnutí (zrání) E. Tepelné zpracování Tavení Blanšírování OhĜívání a vaĜení Peþení Pražení Smažení ýiĜení Pasteurace, sterilace, UHT (ultrapasteurace) F. Koncentrace teplem OdpaĜování (kapaliny na kapalinu) Sušení (kapaliny na pevnou látku) Dehydratace (pevné látky na pevnou látku) G. Zpracování odnímáním tepla Ochlazování, chlazení a stabilizace chladem Zmrazování Lyofilizace H. Operace po zpracování Balení, plnČní Promývání plynem, skladování pod plynem U. Procesy pro provozní hmoty a energie Úklid a sanitace Výroba a spotĜeba energie Úprava vody (pĜivádČné procesní vody) Výroba podtlaku Chlazení Výroba stlaþeného vzduchu
Tabulka 2.1: PĜehled zpracovatelských technologií >1, CIAA, 2002@ Suroviny, používané prĤmyslem potravin a nápojĤ jsou pĜírodní produkty, které se mohou sezónu od sezóny þi rok od roku mČnit. MĤže být proto nezbytné pĜizpĤsobovat výrobní procesy tak, aby se s tČmito zmČnami v charakteristikách surovin vyrovnaly. Zpracování urþité suroviny na produkt obvykle zahrnuje použití Ĝady zpracovatelských technologií spĜažených do jedné výrobní linky.
10
Kapitola 2
2.1.1 PĜíjem a pĜíprava materiálĤ (A) 2.1.1.1
Manipulace s materiály, skladování (A.1)
2.1.1.1.1
Cíl
Manipulace s materiálem se vztahuje na pĜíjem, vybalení, skladování a vnitrozávodní dopravu surovin, meziproduktĤ, hotových produktĤ a jiných výstupĤ, vþetnČ odpadu. 2.1.1.1.2
Oblast používání
Používá se ve všech objektech a zaĜízeních FDM. 2.1.1.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pevné materiály se bČžnČ dodávají v pytlích na paletách nebo v kontajnerech (velkých nádobách). Lze je také dodávat ve zmrazeném stavu, balené v normalizovaných blocích s vyložením kartonem. Dopravují se vysokozdvižnými vozíky a skladují ve skladech. VČtší množství pevných surovin a práškových materiálĤ ve vČtšinou dodávají volnČ ložené. Jsou vykládány pĜímo ke zpracování nebo skladovány v silech pro pozdČjší použití. Pevné suroviny mohou být dopravovány hydraulicky (zelenina, bulvy, hlízy), pneumaticky (pevné þástice, prášek) nebo pásovými dopravníky a elevátory, šnekovými dopravníky a þerpadly. Kapalné materiály se obvykle dodávají hromadnČ v cisternách a pĜeþerpávají se do zásobních nádrží. Vnitrozávodní doprava kapalin se provádí þerpáním kapaliny potrubními systémy. NČkdy mĤže být potrubní systém rozsáhlý a složitý. Menší množství kapalin se dodávají také v minikontajnerech nebo v sudech. Ty se pak dopravují vysokozdvižnými vozíky a skladují ve vhodném skladu. Plyny jako dusík, oxid uhliþitý a oxid siĜiþitý se dodávají a skladují ve speciálních tlakových nádobách. Jsou-li potĜebné, nádoby se pĜipojují do pĜíslušného systému a dopravovány potrubím na tlakovém spádu. PĜíkladem mĤže být oxid siĜiþitý pĜi zpracování cukru a ve výrobČ vína a dusík a oxid uhliþitý pĜi balení a chlazení. 2.1.9.4 2.1.1.2.1
TĜídČní, , prosévání, klasifikace, luštČní, odstopkování a oĜezávání (A.2) Cíl
VČtšina surovin obsahuje nČkteré složky, které jsou nepoživatelné nebo mají promČnlivé fyzikální charakteristiky. Zpracovatelské technologie jako jsou tĜídČní, prosévání, klasifikace, luštČní, oĜezávání a odstopkování jsou nezbytné pro získání stejnorodosti suroviny požadované pro její další zpracování. Kontrola detektorem kovĤ se mĤže použít pro zajištČní , že byly ze suroviny odstranČny všechny kovové pĜedmČty a þástice. 2.1.1.2.2
Oblast používání
Tyto zpracovatelské technologie se používají jako první krok pĜi zpracování ovoce a zeleniny (luštČnin), ale používají se také pro maso, vejce a ryby. 2.1.1.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
TĜídČní a prosévání (suché nebo mokré) je dČlení surovin a/nebo potravináĜských suspenzí na tĜídy podle tvaru, velikosti, hmotnosti, vnČjších znakĤ a barvy. Suché tĜídČní se napĜíklad používá ve sladovnictví pro výbČr stejnČ velikých zrn pro proces sladování. Mokré prosévání se používá pro suspenze k oddČlování rĤzných složek.
11
Kapitola 2 Velikostním tĜídČní a suché þistČní zemČdČlských surovin se pevné látky dČlí na dvČ nebo více frakcí na základČ rĤzné velikosti, obvykle proséváním nebo proséváním. velikostní tĜídČní je dĤležité zvláštČ pro ty potravináĜské produkty, které musí být zahĜívány nebo chlazeny, protože velké rozdíly ve velikosti by mohly zpĤsobit neúplné nebo nadmČrné zpracování. Pro tĜídČní podle velikosti lze používat rĤzné druhy hrubých a jemných sít s pevným nebo promČnným otvorem. Tato síta mohou být stacionární, otáþivá nebo vibrující. Tvarové tĜídČní lze provádČt manuálnČ nebo mechanicky, napĜíklad na pásovém nebo válcovém tĜídiþi. Hmotnostní tĜídČní je velmi pĜesná metoda a proto se používá pro cennČjší potraviny krájené maso, vejce, tropické ovoce, nČkteré zeleniny. TĜídČní podle vnČjších znakĤ se používá pro tĜídČní potravin na základČ délky, prĤmČru a vzhledu, tj. povrchových vad a orientace potravin na dopravníku. KoneþnČ, tĜídČní podle barvy lze používat pĜi vysokých rychlostech pomocí barevných tĜídících zaĜízení Ĝízených mikroprocesory. TĜídČní také dovoluje oddČlovat na první pohled nežádoucí materiál, napĜ. listí a kameny, anebo nepatĜiþnou surovinu, jako nezralé nebo nahnilé plody, a má za cíl, aby byly do dalšího zpracování propouštČny pouze potraviny dobré jakosti. Klasifikace je hodnocení Ĝady charakteristik potraviny za úþelem získání informací o její celkové jakosti. Klasifikaci provádČjí normálnČ školení zamČstnanci. Maso napĜíklad inspektoĜi prohlížejí na choroby, distribuci tuku, velikost a tvar jateþnČ opracovaného trupu. K dalším klasifikovaným potravinám patĜí sýry a þaj. V nČkterých pĜípadech je klasifikace potravin založena na výsledcích laboratorních analýzy. Ve vinaĜství patĜí k takovémuto tĜídČní i nezbytná klasifikace hroznĤ, sklízených podle stupnČ jejich zralosti, napĜíklad obsahu cukru. Mnohé charakteristiky nelze prozkoumat automaticky a pro soubČžné hodnocení nČkolika charakteristik se zamČstnávají školení pracovníci, aby byl získán stejnorodý produkt vysoké jakosti. Klasifikace je nákladnČjší než tĜídČní pro vysoké náklady na potĜebný kvalifikovaný personál. LuštČní je odstraĖování slupky z luštČnin a tobolek z kakaových bobĤ. PĜi odstraĖování slupek z kakaových bobĤ jsou boby nejprve rozlámány mezi seĜiditelnými ozubenými válci. Zlomky se potom dČlí frakcionací na sítech a každá frakce je profukována proudem vzduchu, který odnáší lehké slupky. Tento proces drcení a provívání se þasto nazývá fukarování. LuštČní se používá také v procesech drcení sóji. LuštČní sojových bobĤ vždy pĜedchází ohĜev, který odstranČní slupek usnadĖuje. Mokrý zpĤsob obsahuje máþení luštČnin ve vodČ na nČkolik hodin, odvodnČní, vysušení, mletí a pak profukování vzduchem pro odstranČní slupek. V suchém procesu se smČšuje olej se semeny, které procházejí mezi brusnými válci pro obroušení povrchu. To je bČžná praxe u luštČnin se zvláštČ houževnatou slupkou. Odstopkování þi odĜapíkování se týká hlavnČ odstraĖování stopek z ovoce, napĜ. z hroznĤ. Používá se ve vinaĜství. OĜezávání se používá pro odstraĖování buć nepoživatelných þástí nebo þástí s vadou, nebo pro naĜezání surového materiálu na velikost, která je vhodná pro další zpracování. OĜezávání se mĤže provádČt manuálnČ, nebo rotaþních nožích.
12
Kapitola 2 2.1.9.4 Loupání (A.3) 2.1.9.4.1
Cíl
Cílem loupání je odstranit nepotĜebný nebo nepoživatelný materiál z rostlinných surovin. Tím se zlepšuje vzhled a chuĢ hotového produktu. PĜi loupání je tĜeba snížit na minimum ztráty tím, že se odstraĖuje co nejménČ potraviny pod vrchní nežádoucí vrstvou, ale pĜesto se dosáhne þistý oloupaný povrch 2.1.9.4.1
Oblast používání
Loupání v prĤmyslovém mČĜítku se používá u ovoce, zeleniny, bulev, hlíz a brambor. 2.1.1.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Existují rĤzné metody loupání: loupání parou, loupání noži, loupání obrušováním, loupání louhem a loupání plamenem. Tyto technologie jsou popsány v odstavcích 4.7.3.4 až 4.7.3.4.7 vþetnČ. 2.1.9.5 Praní (A.4) 2.1.9.5.1
Cíl
Tato þást se vztahuje pouze na praní materiálĤ FDM, nikoli na mytí výrobního zaĜízení þi úklid provozu. Cílem praní je odstranit a oddČlit z potraviny nežádoucí složky, aby bylo zajištČno, že je povrch potraviny ve vhodném stavu pro další zpracování. K nežádoucím složkám mohou patĜit špína nebo zbytky slupek, solanka užitou ke konzervaci, mikroorganismy, zĤstatky pesticidĤ a solí. Suroviny (napĜ. ryby a maso) mohou pĜicházet ve zmrazeném stavu. PĜed dalším zpracováním je pak potĜebné je rozmrazit. 2.1.1.4.2
Oblast používání
Praní se zhusta používá jako první krok zpracování koĜenových plodin, brambor, obilovin, ovoce a zeleniny. 2.1.1.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Existuje Ĝada strojĤ a systémĤ, které byly pĜizpĤsobeny pro materiál, který má být oþistČn. Praní lze provádČt silnými proudy vody anebo ponoĜením za pomoci kartáþĤ þi tĜepání nebo mícháním. NČkdy se pĜidává þistící prostĜedek. Teplou vodu lze použít, avšak mĤže se tím urychlit chemické nebo mikrobiologické poškození, pokud se neprovádí peþlivá regulace doby praní a procesu. Špína, která se jednou uvolní, se od produktu obvykle liší natolik, že je skuteþné oddČlení špíny a produktu normálnČ jednoduché, napĜíklad sedimentací. Zelenina mĤže jako polotovar pĜicházet do závodu naložená v koncentrovaném solném roztoku (nálevu). V takovém pĜípadČ je potĜebné pĜebyteþnou sĤl odstranit oplachem v proudu vody.
13
Kapitola 2 2.1.9.6 2.1.9.6.1
Rozmrazování (A.5) Cíl
Když se suroviny, napĜ. ryby a maso pĜijímají zmrazené, pĜed dalším zpracováním je nutné je rozmrazit. NČkdy se tomu Ĝíká odmrazování. tento termín je však v tomto dokumentu vyhrazen pro odstranČné námrazy z mrazícího zaĜízení nebo studeného skladu. 2.1.1.5.2
Oblast používání
Rozmrazování se hojnČ používá pĜi zpracování ryb a v nČkterých jiných odvČtvích, jako je výroba hotových jídel. 2.1.9.6.2
Popis technologií, metod a zaĜízení
Rozmrazování stykem s okolním prostĜedím je pomalejší, než pomocí vody nebo horkého vzduchu. Rozmrazování vodou þi horkým vzduchem mĤže vyvolat rychlý rĤst mikroorganismĤ v povrchové vrstvČ rozmrazovaného produktu, stejnČ jako bránit reabsorpci odtávající vody a tak vyvolávat nepozorovatelnČ a þasto, z nutriþního hlediska zbyteþnČ vysokou ztrátu odkapáním. Použití mikrovlnné energie, která se nepĜenáší vedením již rozmrazenou vrstvou potraviny, je rychlejší a ménČ destruktivní proces rozmrazování. Tradiþní rozmrazování zmrazených ryb a masa probíhá v tekoucí vodČ. V tom pĜípadČ se vybalené maso nebo ryby ukládají do železných pĜepravek a zcela se ponoĜují do nádrží s vodou. Používá se také rozmrazování postĜikem. OdstraĖování soli a rozmrazování se provádí souþasnČ.
2.1.10Zmenšování velikosti, míchání, tvarování (B) 2.1.9.4 ěezání, krájení, sekání, sekání nadrobno, mČlnČní, lisování (B.1) 2.1.9.4.1
Cíl
Cílem procesĤ dČlení, Ĝezání, krájení, sekání, sekání nadrobno a mČlnČní je zmenšit velikost materiálu, buć pro další zpracování, nebo pro zlepšení poživatelnosti þi vhodnosti potravin pro pĜímou spotĜebu. 2.1.2.1.2
Oblast používání
Tyto operace se potravináĜském prĤmyslu používají ve znaþné míĜe, napĜíklad pĜi zpracování masa, ryb, sýrĤ, zeleniny, ovoce, brambor a rĤzných plodin, napĜ. cukrové Ĝepy. 2.1.9.4.1
Popis technologií, metod a zaĜízení
K dispozici je velký výbČr zaĜízení, které je normálnČ pĜizpĤsobeno zpracovávanému produktu. ZaĜízení
mĤže být obsluhováno ruþnČ nebo mít strojní pohon, podle velikosti pĜíslušné operace.
14
Kapitola 2 DČlení (Ĝezání) se používá pro zmenšení velikosti velkých nebo stĜednČ velikých þástí potravinového matriálu; obvykle se používají nože, þepele, Ĝeznické nože a sekery nebo pily. DČlení (bourání) je dĤležitou operací pĜi zpracování masa a ryb. Bourání masa se používá po porážce k opracování a dČlení (pĤlení, þtvrcení) jateþných trupĤ, k odstranČní a odstranČní ocasu apod., a je zachyceno v dokumentu BREF o nejlepších dostupných postupech na jatkách a v prĤmyslu zpracovávajícím jejich vedlejší produkty. V masných závodech jsou jateþné trupy dále dČleny na porce maloobchodní velikosti s odstranČním kostí, kĤže a tuku. Maso pĜipravované pro další zpracování na šunku, slaninu, uzeniny atd. se zpracuje zpoþátku podobnČ jako þerstvé maso a pak se podrobí dalším operacím. MĤže to být další vykostČní, odstranČní kĤže (stažení), tuku, nakrájení, rozmČlĖování, emulgování. K dČlícímu zaĜízení používanému pĜi zpracování masa patĜí motorové sekáþe, okružní pily þi listové pily pro pĤlení trupĤ a pásové pily pro další dČlení jateþných trupĤ. Všechny mají elektrický pohon. Pro odstraĖování vepĜovice a tuku z trupĤ prasat se používají speciální stahovací stroje. Pro Ĝezání brambor pro výrobu hranolkĤ se þasto používají hydroĜezaþky (v nichž jsou brambory pĜivádČny proudem vody vysokou rychlostí na pevné nože). PĜi krájení (plátkování) se získávají kousky materiálu o stejné tloušĢce. Krájecí zaĜízení se skládá z otáþejících se nebo kmitajících nožĤ, které potravinu krájejí, když pĜes nČ pĜechází. Materiál je nČkdy tlaþen na nože odstĜedivou silou. V jiných pĜípadech, napĜíklad pro krájení masných výrobkĤ, je materiál je pĜi prĤchodu pĜes nože unášen na vozíku. Tvrdé ovoce, jako jsou jablka, je souþasnČ krájeno a zbavováno jader, když je tlaþeno na stacionární nože, umístČné v trubici. V cukrovarnictví jsou Ĝepné bulvy krájeny na tenké kousky, zvané „Ĝízky“. Variantou krájení je krájení na kostky (používané u zeleniny, ovoce a masa), kdy je potravina nejdĜíve nakrájena na plátky a potom rozĜezána na pásy rotaþními noži. Tyto pásy jsou vedeny pĜes druhou sadu rotaþních nožĤ, které Ĝežou kolmo na smČr prvních a rozkrájejí pásy na kostky. Sekání dČlí suroviny na malé þástice. Sekání na hrubou drĢ se používá u masa, ovoce i zeleniny. PĜi sekání masa (kutrování) se materiál uloží na pomalu se otáþející mísu a pĜichází do styku se sadou nožĤ, otáþejících se vysokou rychlostí. Tato technologie, normálnČ nazývaná kutrování, se hojnČ používá ve výrobČ uzenin a podobných produktĤ. PĜi kutrování se stupeĖ rozmČlnČní mĤže mČnit podle otáþek nožĤ a doby sekání; pokud to je potĜebné, v extrémních pĜípadech mĤže být materiál rozmČlnČn až na emulzi. Sekání nadrobno (mletí) se používá hlavnČ pro desintegraci a homogenizaci masa. Pro sekání masa nadrobno se používá Ĝezaþka na maso. Je to lehce stavČný šnekový lis ukonþený na výstupu prĤstĜižnicí nebo rotaþními noži. Proces je kombinací Ĝezání a protlaþování (kdy je maso protlaþováno deskou s otvory). MČlnČní se používá hlavnČ pro desintegraci a homogenizaci ovoce a zeleniny. Pohyblivý drsný povrch trhá ovoce (zeleninu) a protlaþuje materiál štČrbinou, pĜiþemž vytváĜí homogenizovanou hmotu. NejbČžnČjší stroje tohoto druhu jsou bubnové nebo kotouþové. Proces mČlnČní se nČkdy používá pro extrakci šĢávy.
15
Kapitola 2 Lisování se používá pĜímo na sklizené hrozny, nebo jinou surovinu, þi na matoliny po maceraci, pro získání kapalných podílĤ z materiálu. Lisování se používá pro výrobu vína, ale také pro nČkteré jiné alkoholické nápoje, ovocné a zeleninové šĢávy. Používají se rĤzné druhy lisĤ. Horizontální pneumatický lis se skládá z nafukované pneumatické membrány, umístČné uprostĜed lisu. Bobule jsou pomalu stlaþovány a pouštČjí šĢávu, obvykle známou jako mošt ve vinaĜství, výrobČ jableþného a hruškového moštu, do nádrže, zatímco pevné podíly zĤstávají v lisu. V hydraulickém lisu s vertikální kompresí se hrozny se uloží do „klece“, která je udržuje pohromadČ bČhem lisování. Vodorovná mísa na hrozny tlaþí ve svislém smČru a mošt protéká klecí a sbírá se v nádrži pro další zpracování. Hrozny zĤstávají v kleci. existují také další lizy, napĜ. pásové lisy a horizontální lisy. 2.1.9.5 Míchání, smČšování, konšování, homogenizace (B.2) 2.1.10.4.1
Cíl
Cílem této skupiny operací je získat jednotnou smČs ze dvou nebo více složek, nebo dosáhnout v potravinovém materiálu rovnomČrnou velikostní distribuci þástic. To mĤže mít za výsledek také zlepšené charakteristiky a kvalitu jídel 2.1.2.2.2
Oblast používání
Tyto operace se potravináĜském prĤmyslu používají témČĜ ve všech odvČtvích FDM 2.1.9.5.1
Popis technologií, metod a zaĜízení
Míchání þi smČšování je spojování rĤzných materiálĤ. PĜi míchání se prostorové rozdČlení samostatných složek snižuje, takže se získá urþitá míra homogennosti. V prĤmyslu FDM lze rozlišovat rĤzné míchací operace. Míchání pevné látky s pevnou látkou, provádČné pĜi výrobČ krmiv nebo potravináĜských výrobkĤ jako jsou þajové a kávové smČsi, sušené polévky, peþivové smČsi, pudinky, smČsi na zmrzlinu, sladové smČsi apod. Míchací zaĜízení, bČžnČ používaná pro smČšování pevné látky s pevnou látkou jsou: otáþivé bubny, rotaþní míchaþky a míchací šneky s promČnnými otáþkami ve válcových nebo kuželových nádobách. Nedílnou souþástí zaĜízení jsou obecnČ cyklony, v kterých se znovu získává þásticová hmota (prach, úlet) z odsávaného vzduchu. Tento znovu získaný materiál se pĜepracuje. Míchání pevné látky s kapalinou, provádČné pĜi výrobČ konzervovaných potravin, mléþných výrobkĤ atd. Používá se také pĜi výrobČ þokolády a cukroví, v níž jsou složky míchány ve více-ménČ kapalném stavu a tuhnou po ochlazení. Pro míchání viskosní smČsi se používají hnČtací stroje. Pro získávání málo viskózních smČsí se používají rĤzné typy míchadel, obČžných kol a míchaþek.. Míchání kapaliny s kapalinou, používané pĜi výrobČ emulzí, jako je majonéza, margarin a smČsi roztokĤ. Tento druh míchání se používá také pĜi smČšování rĤzných vín nebo minerálních vod vzájemnČ nebo s pĜísadami þi zvláštními pĜídavnými látkami. Používají se rĤzné druhy míchadel, obČžných kol a míchacích elementĤ.
16
Kapitola 2 Míchání kapaliny s plynem se používá napĜíklad pĜi výrobČ zmrzliny, šlehaþky a nČkterého cukroví. BČhem rozprašovacího sušení se kapalná fáze smČšuje s proudem plynu. Používají se rozprašovaþe pro vytváĜení malých kapének kapaliny, které jsou uvádČny do styku s proudem plynu. PĜi výrobČ zmrzliny, smetany nebo pČny se malé bublinky plynu vhánČjí do kapaliny. Cílem homogenizace je dosáhnout co možná stejné velikosti þástic nebo stejnorodČjší smČsi materiálĤ. Používá se napĜíklad u plnotuþného mléka pro zmenšení velikosti globulí tuku tak, aby zĤstávaly v mléce rovnomČrnČji rozdČlené a bránily vysazování tuku. Kapalina, tj.plnotuþné mléko, se pod vysokým tlakem (200-300 barĤ) protlaþuje malým otvorem. Konšování je zvláštní zpĤsob hnČtení, používaná ve výrobČ þokolády. Roztavená þokoládová hmota se pĜevede do speciální otevĜené nádoby tvaru koryta a hnČte se žulovým válcem, který se pohybuje pomalu tam a zpČt. Cílem konšování je snížit viskozitu hmoty a zlepšit chuĢ, vĤni a texturu. 2.1.9.6 Mletí, drcení1 (B.3) 2.1.9.4.1
Cíl
Mletí se používá pro zmenšování velikosti pevných suchých materiálĤ. MĤže také zlepšovat kvalitu jídel a/nebo vhodnost k dalšímu zpracování. je to hlavní proces v odvČtví obilovin a krmiv pro zvíĜata a používá se také pro drcení cukrové tĜtiny pro usnadnČní extrakce cukru v cukrovarech a výrobnách rumu. Drcení je napĜíklad potĜebné pro porušování slupky bobulí a hroznĤ pro uvolnČní moštu. 2.1.2.3.2
Oblast používání
Mletí se používá tam, kde se zpracovávají pevné materiály, napĜíklad pĜi mletí mouky a krupice z tvrdé pšenice, v prĤmyslu krmiv, v pivovarech, cukrovarnictví a mléþném prĤmyslu. Drcení je nezbytné pro usnadnČní množení kvasinek a také k provádČní tradiþní macerace pĜed lisováním, napĜ. ve vinaĜství. 2.1.2.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pro použití pro konkrétní druhy potravin je k dispozici celá Ĝada technologií mletí. Lze je provádČt nasucho nebo v kapalinČ. PĜi mokrém mletí lze dosáhnout menší velikosti þástic. Suché mletí (þi broušení) se obvykle kombinuje se proséváním nebo pneumatickým tĜídČním. To má za výsledek, že se získají velikostní frakce. ObecnČ se používají jako nedílné souþásti procesu cyklony, v kterých se znovu získává þásticová hmota (prach, úlet) z odsávaného vzduchu. Tento znovu získaný materiál se pĜepracuje. K bČžným druhĤm mlýnĤ, používaných v potravináĜském prĤmyslu patĜí kladivové mlýny, kulové mlýny, válcové mlýny a kolové mlýny. Kladivový mlýn se skládá z horizontální nebo vertikální válcové komory, vyložené ocelovými lámacími deskami a obsahující vysokootáþkový rotor, opatĜený po celé délce kladivy. Materiál je drcen rázovými silami, když jej kladiva ženou proti lámací desce. Kulový mlýn sestává z pomalu se otáþejícího horizontálního ocelového bubnu, který je z poloviny naplnČn ocelovými koulemi o prĤmČru 2,5 až 15 cm. Koneþná velikost þástic závisí na otáþkách mlýna a velikosti koulí. Válcový mlýn se skládá ze dvou nebo více ocelových válcĤ, které se otáþejí proti sobČ a vtahují þástice potravináĜského materiálu do prostoru mezi válci (štČrbiny). Velikost štČrbiny lze seĜizovat podle rĤzných materiálĤ. 1
„Grinding and milling“ jsou dva výrazy pro mletí, které zde splývají – pozn. pĜekl.
17
Kapitola 2 Kotouþový mlýn se skládá buć z jednoho otáþivého kotouþe ve stacionární skĜíni, nebo dvou kotouþĤ, otáþejících se ve vzájemnČ opaþných smČrech. Potravinový materiál prochází seĜiditelnou mezerou mezi kotouþem a skĜíní nebo mezi obČma kotouþi. Kotouþové mlýny mají na kotouþích a skĜíni upevnČny vzájemnČ do sebe zabírající kolíky. Tím ze zvyšuje úþinnost mletí. 2.1.9.5 Tvarování, formování, protlaþování (B.4) 2.1.9.5.1
Cíl
Tvarování nebo formování a protlaþování jsou operace k dosažení urþitého tvaru pevných materiálĤ. 2.1.2.4.2
Oblast používání
Tvarování þi formování je operace hojnČ používaná ve výrobČ þokolády, chleba, sušenek, cukroví a peþiva. Formování je také dĤležitý procesní krok pĜi výrobČ sýrĤ. Protlaþování se ve znaþné míĜe používá pĜi výrobČ uzenin (párkĤ, klobás atd.), cukráĜských výrobkĤ a potravin rychlého obþerstvení na bázi škrobu. 2.1.2.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
PĜi tvarování þi formování je materiál je ve viskózní formČ a nalévá se do pĜíslušné formy. Jak formovací proces pokraþuje, materiál zpevĖuje až ztuhne do bodu, kdy získá pevný tvar. Protlaþování je kontinuální proces tvarování. Materiál se hnČte pod vysokým tlakem a kontinuálnČ tlaþí otvory požadovaného tvaru. Ve varných extrudérech je materiál souþasnČ tepelnČ zpracováván (vaĜen) pro solubilizaci škrobĤ. Extrudéry mohou mít jeden nebo dva šneky. Otáþení šnekĤ dopravuje a smČšuje materiál a zajišĢuje zvyšování tlaku.
2.1.10 Separaþní technologie (C) 2.1.9.4 2.1.3.3.1
Extrakce (C.1) Cíl
Cílem extrakce je získat cenné rozpustné složky ze surovin tím, že se rozpustí v kapalném rozpouštČdle, takže tyto složky lze oddČlit a pozdČji regenerovat z kapaliny. Ne vždy je cílem získat zpČt nČjakou konkrétní slouþeninu ze suroviny v þisté formČ; extrakce je nČkdy urþena pro oddČlení všech rozpustných složek od zbytku, pĜíkladem mĤže být extrakce kávy. 2.1.3.3.2
Oblast používání
Extrakce se hojnČ používá v ĜadČ rĤzných odvČtví FDM, napĜíklad to jsou extrakce cukru z cukrové Ĝepy nebo cukrové tĜtiny, olejĤ ze semen olejnin a nezpracovaných pokrutin, kávového výtažku z kávovníkových bobĤ, kofeinu z kávovníkových bobĤ a rĤzných jiných slouþenin, jako jsou bílkoviny, pektiny, vitaminy, pigmenty, silice, aromatické slouþeniny, chuĢové látky atd. z mnoha rĤzných materiálĤ. 2.1.3.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Extrakce funguje na principu, že rozpustné složky lze oddČlit od nerozpustných nebo ménČ rozpustných složek tak, že se rozpustí ve vhodném rozpouštČdle. Suroviny, které jsou vhodné pro extrakci, mohou obsahovat pouze pevné látky, pevné látky a nČjaký roztok, nebo pevné látky a kapalinu. Extrakce pevné látky kapalinou se nČkdy nazývá vyluhování. Je-li rozpustná složka obsažena v nČjaké kapalinČ, mĤže být pro získání cenné rozpustné složky použita extrakce kapaliny kapalinou. Extrakt je bČžnČ produktem nebo meziproduktem a zbytek je odpad nebo vedlejší produkt. 18
Kapitola 2 Úþinnost procesu extrakce závisí na selektivitČ rozpouštČdla. BČžnými rozpouštČdly jsou voda; organická rozpouštČdla jako hexan, methylenchlorid nebo ethylacetát a alkohol. Pro extrakci kávy se užívá superkritický CO2. Suroviny se obvykle pĜedbČžnČ upravují, aby se zajistila efektivní extrakce žádoucích slouþenin. napĜíklad cukrová Ĝepa a cukrová tĜtina se Ĝežou na tenké Ĝízky, oĜechy a semena se melou nebo vloþkují, kávovníkové boby se praží a melou a þajové lístky se suší a melou. Nejjednodušším zpĤsobem extrakce je opakovaná extrakce þerstvým rozpouštČdlem nazývaná extrakce v pĜíþném proudu. Ta se však používá jen velmi zĜídka, protože je nákladná a jejím výsledkem je extrakt s velmi nízkou koncentrací. NejbČžnČjší používanou metodou je protiproudá extrakce, buć šaržová nebo kontinuální. Šaržová protiproudá extrakce se používá normálnČ jen pro zpracování malých množství surovin. V kontinuálnČ pracujících extraktorech putují pevný materiál a kapalina (rozpouštČdlo) proti sobČ. Jednou z tČžkostí extrakce je získávání vyextrahovaného materiálu z rozpouštČdla. To lze provádČt odpaĜením, krystalizací, destilací þi vyhánČním vodní parou. V zásadČ jsou možné þetné rĤzné metody dopravy. Mezi pĜíklady dopravních systémĤ patĜí perforované mísy, pĜipevnČné na nekoneþný ĜetČz, pohybující se horizontálnČ nebo vertikálnČ, šnekové dopravníky, které dopravují pevný materiál v protiproudu svisle nebo šikmo vzhĤru (šneky jsou perforované, aby se dosáhl rovnomČrný tok kapaliny) þi nekoneþný perforovaný pás s pevným materiálem, zkrápČný shora rozpouštČdlem, které cirkuluje pomocí þerpadel. Jsou to velké otáþivé bubny, rozdČlené do komĤrek šroubovicí, upevnČnou na povrch bubnu. Jak se buben a šroubovice otáþejí, šĢáva, která se zdržuje na dnČ nádoby, se dopravuje protiproudem vzhledem k rozpouštČdlu, neboli opouští difuzér na konci, kde vstupuje þerstvé rozpouštČdlo. 2.1.9.5 2.1.9.5.1
Deionizace (C.2) Cíl
Deionizace þi výmČna iontĤ se používá pro odstranČní nežádoucích organických a/nebo anorganických složek z vody a potravináĜských produktĤ. Viz též elektrodialýzu v odst. 2.1.3.6. 2.1.3.2.2
Oblast používání
V mléþném prĤmyslu se deionizace používá pĜi zpracování syrovátky. Mají-li být pevné podíly ze syrovátky použity pro potraviny a pro lidskou potravu a pĜípravky pro dČtskou výživu, je potĜebné, aby mČly nízký obsah minerálních látek. Deionizace se v sektoru FDM také þasto používá pro úpravu napájecí vody pro kotle pro výrobu elektĜiny a páry a pro výrobu deionizované procesní vody. Deionizace se používá také pro odstraĖování minoritních ionizovaných organických látek. 2.1.3.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Deionizace se normálnČ provádí vedením produktu pĜes kolonu, obsahující iontomČniþ v tvaru drobných pryskyĜiþných korálkĤ. Korálky obsahují velké množství aktivních center, která jsou schopna zachytit Ĝadu rĤzných kovĤ,nekovových ionizovaných látek a ionizovaných organických složek.
19
Kapitola 2 Kolony se provozují v šaržovém režimu a musí být regenerovány, když je náplĖ iontomČniþe vyþerpána þi nasycena. To se normálnČ provádí pĤsobením rĤzných chemikálií, které odstraní neþistoty a regenerují aktivní centra. 2.1.9.6 ýeĜení (C.3) 2.1.3.3.1
Cíl
ýeĜení je proces vyjasĖování kapalin, tj. odstraĖování suspendovaných þástic, které dodávají kapalinČ kalný vzhled. 2.1.3.3.2
Oblast používání
Výroba perlivých vín a piva. 2.1.3.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
ýeĜidlo pĜidané do vína zpĤsobí, že se jemné þástice zákalu vyvloþkují a usadí, takže se zákal z roztoku odstraní. Tyto þástice zákalu jsou složením bílkoviny, polysacharidy, polyfenoly nebo železo þi mČć obsahující komplexy. Aby þeĜení probČhlo, musí þiĜidlo a þástice nést opaþný elektrický náboj, což znamená, že þeĜidlo musí být zvoleno velmi peþlivČ podle požadovaného úþinku. Povahu a dávku þeĜidla lze urþit laboratorními zkouškami. Technicky lze oznaþit jako pĜíklady procesu þeĜení také nČkteré jiné úpravy, jako je „odstraĖování železa“ srážením ferokyanidem draselným. Používaná þeĜidla lze rozdČlit do dvou vČtších skupin, organická a minerální þiĜidla. K organickým þeĜidlĤm patĜí: želatina, vyzina, vajeþný albumin, krevní albumin, kaseiny a kaseináty, algináty. Minerální þeiĜidla zahrnují bentonity, silikagel a vinné tĜísloviny. 2.1.9.7 OdstĜećování a sedimentace (C.4) 2.1.3.4.1
Cíl
Sedimentace a odstĜećování se používají pro oddČlování nemísitelných kapalin a pevných látek od kapalin použitím buć pĜirozené gravitace nebo odstĜedivých sil. 2.1.3.4.2
Oblast používání
OdstĜećování se bČžnČ používá v mléþném prĤmyslu pro þistČní mléka, odstĜećování mléka a syrovátky, koncentrování smetany, výrobu a regeneraci kaseinu, v sýraĜství a pĜi zpracování laktózy a syrovátkové bílkoviny atd. Tato zpracovatelská technologie se používá také v prĤmyslu nápojĤ, zeleninových a ovocných šĢáv, kávy, þaje, piva, vína, sojového mléka, zpracování a regeneraci oleje a tukĤ, kakaového másla a výrobČ cukru i þistČní odpadních vod. 2.1.3.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Jsou-li rozdíly v hustotČ velké a þas není limitujícím faktorem, lze oddČlení provádČt jen samotíží To je proces nazývaný sedimentace a mĤže být šaržový nebo kontinuální. Šaržový proces probíhá v nádobČ obsahující disperzi pevných látek o vyšší hustotČ, než má kapalina. BČhem doby tyto tČžší þástice klesnou ke dnu nádoby. jestliže se výška nádoby zkrátí a zvČtší se její povrch, mĤže se doba sedimentace zkrátit. PĜi kontinuálním procesu se na jeden konec procesu pĜivádí kapalina se suspendovanými þásticemi a postupuje proti proudu.
20
Kapitola 2 Sedimentaþní výkon mĤže být zvýšen pĜidáním vodorovných nebo šikmých pĜepážek. OdstĜećování se používá pro dČlení smČsí dvou nebo více fází, z nichž jedna je fází kontinuální. Existují dva obecné zpĤsoby provozování odstĜedivek. Kontinuální systém a systém s pĜestávkami pro þistČní. V kontinuálním systému mĤže být kal vypouštČn bČhem procesu. Hnací silou pro oddČlení je rozdíl v hustotČ fází. Pomocí odstĜedivé síly se proces dČlení urychluje. Nezbytné odstĜedivé síly se vyvíjejí otáþením materiálĤ. Vyvinutá síla závisí na otáþkách a polomČru otáþení. NapĜíklad v surovém mléku je odstĜedČné mléko kontinuální fází, kdežto tuk je diskontinuální fází, tvoĜenou globulemi tuku o prĤmČru nČkolika mikrometrĤ. TĜetí fázi tvoĜí pevné þástice. Ve výrobČ piva se þiĜení horké mladiny provádí za úþelem odstranČní þástic, aby se získala þirá mladina. ZaĜízením, bČžnČ používaným pro þiĜení mladiny, je cíz (hydrocyklon), kde se þástice mladinového mláta oddČlují v teþném proudu. OdstĜedivky se dČlí do þtyĜ skupin: x x x x
válcové odstĜedivky, talíĜové odstĜedivky pro dČlení nemísitelných kapalin; plnoplášĢové tryskové þi ventilové odstĜedivky pro þiĜení kapalin odstraĖováním malých množství pevných látek; šnekové dekantéry, pĜíp. filtraþní s vratným dopravníkem hydrocyklony nebo víĜivé víĜivé separátory.
OdstĜedivka s válcovou nádobou se skládá ze svislého válce, který se otáþí uvnitĜ stacionární skĜínČ pĜi 15.000 až 50.000 otáþkách. Používá se pro oddČlování nemísitelných kapalin, napĜ. rostlinného oleje a vody. ObČ kapaliny se rozdČlí do prstencových vrstev, pĜiþemž hustší kapalina je blíže stČnČ nádoby. ObČ vrstvy se vypouštČjí oddČlenČ. TalíĜová odstĜedivka se v potravináĜském prĤmyslu používá bČžnČ v širším mČĜítku, protože se v ní dosahuje lepší separace proto, že se tvoĜí tenþí vrstvy kapalin. U talíĜové odstĜedivky obsahuje válcová nádoba obrácené kužely nebo kotouþe. Kapaliny pak musí urazit jen krátkou vzdálenost než se rozdČlí. Tyto odstĜedivky pracují pĜi 2000 až 7000 otáþkách a mají výkon až 150 000 L/hod. TalíĜové odstĜedivky se používají k oddČlování smetany od mléka, k þiĜení olejĤ, kávových extraktĤ a šĢáv, þi k oddČlování škrobu ze suspenze. PlnoplášĢová odstĜedivka je nejednodušší odstĜedivka pro dČlení pevných látek od kapalin a je užiteþná, když musí být odstranČna malá množství pevných látek z velkého objemu kapaliny. Skládá se z otáþivé válcové nádoby. SmČs se uvádí do nádoby; pevné látky se usazují na stČnČ nádoby, kdežto kapalina odtéká vrchem nádoby. Koláþe mohou být také odstraĖovány bez zastavení odstĜedivky. Suspenze, obsahující vyšší koncentrace pevných látek, tj. >3% hm., mohou být dČleny pomocí odstĜedivek s vypouštČním tryskou nebo ventilem. Tyto odstĜedivky jsou modifikované talíĜové odstĜedivky s dvojitou kuželovou nádobou a umožĖují vypouštČní pevných podílĤ automaticky. Tyto typy odstĜedivek se používají ke zpracování olejĤ, šĢáv, piva a škrobĤ pro zpČtné získání bunČk kvasnic. Mívají výkon až 300.000 L/hod. Zvláštním typem je tzv. „baktofuga“, což je vysokootáþková odstĜedivka, speciálnČ konstruována pro separaci bakteriálních bunČk a spór z mléka. Šnekové dekantéry, dekantéry s vratným dopravníkem, filtraþní odstĜedivky se používají tam, kde pĜivádČná suspenze (kal) obsahuje vysoké koncentrace pevných látek. Používají se napĜíklad k získávání živoþišných a rostlinných bílkovin (tj. kaseinu, vysráženého z odstĜedČného mléka), k dČlení kávových, kakaových a þajových suspenzí a k odkalování olejĤ. 21
Kapitola 2 V šnekovém dekantéru plnoplášĢová nádoba rotuje o 25 otáþek za minutu rychleji, než šnekový dopravník. To zpĤsobuje, že jsou pevné látky vynášeny šnekem na jeden konec odstĜedivky, kdežto kapalný podíl na druhý konec, který má vČtší prĤmČr. Dekantér s vratným dopravníkem se používá pro oddČlování kĜehkých pevných látek (napĜíklad krystalĤ od mateþného louhu). PĜivádČný materiál vstupuje do otáþivého koše nálevkou, která se otáþí ve stejných otáþkách. Tím se kapalina postupnČ urychluje na otáþky nádoby a stĜižné síly se snižují na minimum. Kapalina prochází otvory ve stČnČ nádoby. Když se vytvoĜí vrstva koláþe, je posunuta vpĜed ramenem s vratným pohybem. Filtraþní odstĜedivka má dČrovaný koš, vyložený zevnitĜ filtraþním médiem, který se otáþí pĜi 2000 ot. DČlení probíhá v cyklech, které trvají 5 až 30 minut. Ve tĜech fázích cyklu pĜivádČná tekutina nejprve vstupuje do pomalu rotující nádoby, jejíž otáþky se pak zvyšují a dochází k dČlení. KoneþnČ jsou otáþky nádoby sníženy a koláþ je spodem vypuštČn. Výkony této skupiny odstĜedivek dosahují až 90.000 l/h. Typický hydrocyklon obsahuje kuželovou sekci, která konþí ve válcové sekci. Hydrocyklon je opatĜen teþný vstupem a uzavĜen þelem s axiálnČ namontovanou pĜetokovou trubkou. ýelo kuželové þásti je ukonþeno kruhovým vrcholovým otvorem. Za provozu je suspenze tlaþena þerpadlem tangenciálním vstupem a tím se vytváĜí intenzivní víĜivý pohyb. Podíl suspenze, obsahující lehþí þástice, je vypouštČn pĜetokem a zbylá suspenze a pevné podíly se vypouštČjí spodním otvorem. 2.1.9.8 Filtrace (C.5) 2.1.3.5.l
Cíl
Filtrace je oddČlování pevných látek ze suspenzí v kapalinČ pomocí porézního média, síta nebo filtraþní tkaniny, které zadržují pevné látky a umožĖují, že kapalina protéká. Filtrace vzduchu je probrána v odstavcích 4.4.3.7.1. 4.4.3.7.2 a 4.4.3.7.3. 2.1.3.5.2
Oblast používání
Filtrace se v prĤmyslu potravin a nápojĤ používá pro þiĜení kapalných produktĤ odstraĖováním malých množství pevných þástic napĜ. u vína, piva, olejĤ a sirupĤ a pro oddČlení kapaliny od znaþného množství pevného materiálu, kde je celkovým cílem operace získání filtrátu, filtraþního koláþe, nebo obou materiálĤ napĜ. u ovocných šĢáv þi piva. 2.1.3.5.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Filtraþní zaĜízení pracuje buć pĜi použití pĜetlaku na stranČ pĜívodu – tlaková filtrace, nebo použitím podtlaku na stranČ filtrátu – vakuová filtrace. Dva hlavní druhy tlakové filtrace jsou kalolis a listový filtr. Kalolis se skládá z desek a rámĤ uspoĜádaných stĜídavČ a uložených na páru kolejnic. Dutý rám je od desky oddČlen filtraþní tkaninou. Suspenze se þerpá kanálkem do každého rámu a filtrát prochází tkaninou, stéká rýhovaným povrchem desek a je odvádČn výstupním kanálkem na spodní stranČ každé desky. Filtr pracuje za tlaku 250 až 800 kPA. Kalolis je provozován v šaržovém režimu, pĜiþemž optimální cyklus závisí na filtraþním odporu koláþe a dobČ, potĜebné k rozebrání a opČtnému sestavení filtru. NČkdy se jako první pĜivádČjí pomocná filtraþní média (perlit nebo kĜemelina) pro zlepšení filtrace „zafiltrováním“. ZaĜízení je spolehlivé, snadno se udržuje a hojnČ se používá, zvláštČ pĜi výrobČ jableþné šĢávy a moštu a pĜi rafinaci (bČlení) jedlých olejĤ. 22
Kapitola 2 Zvláštním typem kalolisu je „membránový“ kalolis. Membrána je upevnČna na desku, kterou lze tlakovat vzduchem nebo vodou. Díky vyššímu tlaku na filtraþní koláþ (až 20 barĤ) se získává více kapaliny, protože koláþ je potom sušší. PotĜebČ vyvinout zaĜízení z mnohem vČtším výkonem bylo vyhovČno zavedením listových filtrĤ. Skládá se z „listových“ sít, která jsou potažena filtraþním médiem a upevnČna na dutém rámu, který tvoĜí výstupní kanál pro filtrát. „Listy“ mohou být uspoĜádány horizontálnČ nebo vertikálnČ. PĜívodní suspenze je þerpána do pláštČ pod tlakem pĜibližnČ 400 kPa. Když je filtrace ukonþena, koláþ je z (vnČjšku) listĤ odfouknut nebo smyt. Vakuové filtry jsou normálnČ provozovány nepĜetržitČ. Suspenze je nasávána pĜes filtraþní desku a tkaninu a na tkaninČ se ukládá filtraþní koláþ. Tlakový spád na filtru je normálnČ omezen na 100 kPa pro vysoké náklady na vytváĜení podtlaku. NČkdy se používají pomocná filtraþní média pro vytvoĜení podkladu koláþe nebo vlastního filtr pro zlepšení filtrace. V tČchto pĜípadech se pro seškrábnutí koláþe používá nĤž. DvČma bČžnými typy vakuového filtru jsou otáþivý bubnový filtr a otáþivý diskový filtr. Otáþivý bubnový filtr se skládá z pomalu se otáþejícího válce, který je rozdČlen na sekce, potažené filtraþní tkaninou a pĜipojené na centrální vývČvu. Buben se pĜi otáþení noĜí do vany se suspenzí. Filtrát protéká filtraþní tkaninou v ponoĜené sekci. Když sekce opouští lázeĖ, je z filtraþního koláþe odsáta tekutina a je proprán. Jak se buben otáþí dále, podtlak v dotyþné sekci se vyrovná a koláþ se z tkaniny uvolní stlaþeným vzduchem a odstraní škrabkou. Tentýž postup se opakuje postupnČ pro každou sekci, jak se cyklus opakuje. Otáþivý diskový filtr se skládá z Ĝady vertikálních kotouþĤ, které se pomalu otáþejí v suspenzi v podobném cyklu, jako bubnový filtr. Každý kotouþ je rozdČlen na segmenty a každý segment má vývod do centrálního hĜídele. Kotouþe jsou opatĜeny škrabkami pro nepĜetržité odstraĖování koláþe. 2.1.9.9 2.1.3.6.1
DČlení na membránách (C.6) Cíl
DČlení na membránách má za cíl selektivní odstranČní vody, rozpustných látek a/nebo suspendovaného materiálu z roztoku pomocí polopropustných membrán. Lze je tedy také považovat za technologii frakcionace. 2.1.3.6.2
Oblast používání
DČlení na membránách se používá pro koncentrování kapalin, napĜíklad syrovátky, odstraĖování solí ze syrovátky þi z vody, frakcionaci syrovátky a þistČní vody. 2.1.3.6.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
V odvČtví FDM existují dvČ technologie: membránová filtrace a elektrodialýza. Membránová filtrace je tlaková filtraþní technologie, v níž je roztok protlaþován porézní membránou. NČkteré z rozpuštČných látek se zadrží, protože jejich molekuly jsou pĜíliš velké, aby jim to umožnilo projít. Rozsah velikostí závisí na použitém druhu membrány. Dochází k frakcionaci pĜívodního proudu, pĜiþemž se nČkteré molekuly koncentrují na pĜední stranČ membrány, v tak zvaném koncentrátu nebo retentátu, kdežto menší molekuly procházejí membránou do proudu permeátu.
23
Kapitola 2 RĤzné technologie membránové filtrace lze charakterizovat velikostí pórĤ jejich membrán. Mikrofiltrace s pĜíþným tokem (CMF) mĤže být používána pro odstraĖování bakterií z odstĜedČného mléka , nebo pro frakcionaci odstĜedČného mléka na retentát bohatý kaseinem a mléþné sérum, ochuzené o kasein; velikost pórĤ: 0,1 Pm až 5 Pm. Ultrafiltrace (UF) se používá jak pro odstĜedČné mléko, tak pro syrovátku a úþelem koncentrace pĜíslušných bílkovinných složek, pĜi použité velikosti pórĤ 10 nm až 100 nm. Membrány pro nanofiltraci (NF) s póry velikostia 1 nm až 10 nm mají selektivní propustnost pro minerály a nČkteré malé anorganické a/nebo organické molekuly a používají se hlavnČ pro koncentraci a pĜedbČžnou demineralizaci (odstranČní solí) syrovátky. Membrány pro reverzní osmózu (RO) jsou propustné pro vodu, ale nikoli pro minerály a používají se tudíž pro odvodĖování, koncentraci syrovátky nebo odstĜedČného mléka, nebo pro rafinaci permeátĤ z NF nebo kondenzátu z odparek a þistČní vody napĜ. zmČkþování a demineralizaci. Membrány mají póry o velikosti 0,1 nm až 1 nm. Elektrodialýza (ED) je membránové dČlení v pĜítomnosti vloženého elektrického potenciálu. PĜi elektrodialýze nízkomolekulární ionty migrují v elektrickém poli pĜes kationové nebo anionové membrány. Tyto membrány jsou stĜídavČ uspoĜádány mezi katodou a anodou v baterii. Základní aplikací v mléþném prĤmyslu je demineralizace syrovátky. 2.1.3.7 Krystalizace (C.7) 2.1.3.7.1
Cíl
Cílem krystalizace je oddČlit rozpuštČnou látku z rozpouštČdla.. 2.1.3.7.2
Oblast používání
Krystalizace se používá v cukrovarnictví a v mlékaĜství kde se vyrábí laktóza z tvarohové nebo kaseinové syrovátky.m Používá se také prĤmyslu jedlých olejĤ pro úpravu vlastností jedlých olejĤ a tukĤ. V tomto pĜípadČ se také nazývá frakcionací2. 2.1.3.7.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Krystalizace je vznik pevných krystalĤ.z roztoku. Krystaly se tvoĜí z roztoku v urþitém geometrickém tvaru.Krystaly se obvykle získávají naoþkováním pĜesyceného roztoku. Do struktury mĜížky žádoucích krystalĤ se obvykle nedostávají žádné neþistoty z kapaliny. Proto je krystalizace také proces þistČní. minimum snížily pĜíslušné teploty. RĤstu krystalĤ sacharózy se úþastní pouze sacharóza a voda. Jiné látky, než cukry, obsažené v cukrové šĢávČ, do krystalové struktury nevstupují. VČtšina z nich zĤstává v kapalné fázi, kdežto jiné uniknou do parní fáze. Krystaly cukru se z kapalné fáze získají odstĜedČním. 2.3.1.8 2.3.1.8.1
OdstraĖování volných mastných kyselin (ffa) neutralizací (C.8) Cíl
Cílem neutralizaþního procesu je odstranit volné mastné kyseliny a fosfatidy z rostlinných olejĤ pomocí chemikálií, jako je kyselina fosforeþná, nebo – v nČkterých pĜípadech - kyselina citronová .
2
Winterizací – pozn. pĜekl.
24
Kapitola 2 2.3.1.8.2
Oblast používání
Chemická neutralizace se používá v procesu rafinace rostlinných olejĤ, jako je sojový olej, sluneþnicový olej, Ĝepkový olej a živoþišných olejĤ a tukĤ, jako jsou lĤj nebo rybí olej. 2.3.1.8.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Po pĜedehĜátí oleje se s olejem smíchá kyselina fosforeþná nebo citronová, aby se zvýšila rozpustnost fosfatidĤ ve vodČ. Okyselený olej, s obsahem ffa v surovém oleji zpravidla 0,5 % až 6 %, se dále smíchá s alkalickým roztokem, který zneutralizuje jak volné mastné kyseliny tak fosforeþnou þi citronovou kyselinu a dále zvýší rozpustnost fosfatidĤ. SmČs mýdel a fosfatidĤ, tzv. soapstock, se od oleje oddČlí na odstĜedivce. Olej se nakonec míchá s vodou pro vyprání zbytkĤ mýdel. Vodní frakce se potom oddČlí, spolu se zbytky vypraných mýdel, opČt na odstĜedivce. Alkalicky rafinovaný olej mĤže být vysušen za sníženého tlaku a pĜeþerpán do skladovací nádrže. Proces se vČtšinou provádí kontinuálnČ (viz obr. 2.1), ale mĤže být provádČn i semikontinuálnČ þi v šaržovém režimu s použitím zaĜízení pro dlouhé míchání a usazování.
a) Skladovací nádrž surového oleje; b) Míchací kotel na kondicionování gumovitých látek; c) Neutralizaþní míchací kotel; d) Separátor (odstĜedivka); e) Rerafinaþní míchací kotel; f) Míchací kotel pro praní vodou; g) Vakuová sušárna. Legenda: Crude oil Gum conditioning Neutralisation Refined oil Re-refining
Surový olej Kondicionace gumovitých. látek Neutralizace Rafinovaný olej Opakovaná rafinace
Soap stock Vacuum Vacuum drying Water Water washing
Odpadní mýdla Vakuum Vakuové sušení Voda Praní vodou
Obrázek 2.1: Proudový diagram kontinuální neutralizace olejĤ a tukĤ >87, Ullmann, 2001]
25
Kapitola 2 Spojené vodné podíly z odstĜedivek (soapstocky) se dále zpracují v systému štČpení mýdel. To je proces okyselení, používaný pro zpČtné získání mastných kyselin po zpracování koncentrovanou kyselinou, obvykle kyselinou sírovou nebo pĜípadnČ kyselinou solnou a ohĜevem parou. OddČlené volné mastné kyseliny se odlouþí v odstĜedivém dekantéru. V integrovaných výrobnách lze soapstock pĜidat do procesu zpracování pokrutin parou. Regenerované fosfatidy se používají v potravinách þi v krmivech jako lecithin. 2.1.3.9 2.1.3.9.1
BČlení (C.9) Cíl
Cílem bČlení oleje je odstranČní pigmentĤ/ kovĤ napĜ. niklu nebo železa z jiných procesĤ provádČných v rafinerii olejĤ, zĤstatkĤ mýdel a fosfolipidĤ z oleje nebo tuku. 2.1.3.9.2
Oblast používání
BČlení se používá v procesu rafinace jedlých olejĤ a tukĤ. 2.1.3.9.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Jedlé oleje a/nebo tuky se míchají s bČlící hlinkou, která má schopnost adsorbovat neþistoty, jako jsou rostlinné pigment a barviva, kovy, zĤstatky mýdel a fosfolipidĤ. Olej se za sníženého tlaku míchá, v množství asi 0,1 až 3 % na váhu oleje, s bČlící hlinkou, což je jílovitý minerál, jako bentonit nebo montmorillonit, který byl aktivován tepelným a/nebo kyselým postupem nebo jiným zpracováním. Tyto hlinky (nČkdy míchané s malým množstvím aktivního uhlí) mají velmi vysokou absorpþní schopnost. Po bČlení, trvajícím 30 až 90 minut, se olej od bČlící hlinky oddČlí filtrací. Použitá hlinka obsahuje velké množství oleje (až 30 %). ýást oleje nebo tuku lze regenerovat vyhánČním parou. VybČlený olej se dále zpracovává jinými rafinaþními procesy. ZaĜízení používané pro bČlení se skládá s míchacích kotlĤ, vývČv a filtrĤ. 2.1.3.10 Deodorace vyhánČním parou (C.10) 2.1.3.10 1
Cíl
Cílem deodorace je odstranit ffa a další velmi tČkavé slouþeniny ze surových jedlých olejĤ a tukĤ, zbavených gumovitých látek a/nebo alkalicky rafinovaných po vybČlení. 2.1.3.10.2
Oblast používání
Deodorace se používá v procesu rafinace jedlých olejĤ a tukĤ. 2.1.3.10.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Deodorace je použití destilace s vodní parou k vyhánČní mastných kyselin a velmi tČkavých složek z olejĤ a tukĤ za sníženého tlaku. ZaĜízení používané pro deodoraci se skládá z kolony pro destilaci s vodní parou, barometrického kondenzátoru, lapaþĤ kapalného úletu a praþek. Pára se vstĜikuje do vyhĜátého oleje (>200°C) u dna destilaþní kolony, která je pod sníženým tlakem. Pára strhává mastné kyseliny a jiné neþistoty z olejĤ a tukĤ; gumovité látky se v tomto procesu neodstraní. Pára se potom zkondenzuje v barometrickém kondenzátoru který je konstruován buć pro jediný prĤchod (otevĜený), nebo pro režim v uzavĜené smyþce (viz odst. 2.1.9.4). OddČlení tČkavých složek z této páry mĤže být zlepšeno jednostupĖovým nebo dvoustupĖovým vypíracím a kondenzaþním systémem s odmlžovaþi. Deodoraci lze provádČt v šaržových nebo kontinuálních deodoraþních zaĜízeních.
26
Kapitola 2 2.1.9.4 2.1.3.11.1
Odbarvování (C.11) Cíl
Odbarvování se provádí za úþelem zlepšení barvy, þistoty, stárnutí, mikrobiologické stability a skladovatelnosti nČkterých potravináĜských produktĤ. 2.1.3.11.2
Oblast používání
Odbarvování se používá v cukrovarnictví, výrobČ glukózy, sirupĤ a v kvasném prĤmyslu. 2.1.3.11.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Odbarvení lze provádČt pĜidáním aktivní práškové hmoty (napĜ. práškového aktivního uhlí) k produktu ve vodném roztoku, který se pak za Ĝízených podmínek míchá. Prášek se potom odstraní filtrací (statickými filtry, rotaþními vakuovými filtry), kdežto odbarvený produkt se dále zpracuje. Tento proces se þasto provádí ve více stupních, pĜiþemž se aktivní materiál používá opakovanČ dokud není vyþerpán, þasto v protiproudém uspoĜádání. Proces lze provádČt také pĜevádČním potravináĜského produktu ve vodném roztoku pĜes kolonu naplnČnou aktivním materiálem, napĜ. granulovaným aktivním uhlím nebo iontomČniþem. V tomto pĜípadČ je po skonþení procesu potĜebná jen minimální filtrace, protože aktivní materiál zĤstává na místČ. Aktivní materiál se z kolony vyjímá v pravidelných intervalech a nahrazuje se novým nebo reaktivovaným materiálem. Hlavním úþelem obou tČchto operací je odstranit z produktu barevné molekuly, stejnČ jako prekursory, které mohou zpĤsobit zabarvení produktu bČhem skladování (což je známo také jako stárnutí). VČtšina takto odstranČných neþistot je organické povahy. PrĤchod pĜes aktivované uhlí mĤže také užiteþný pĜi odstraĖování fenolických materiálĤ, jež mohou zpĤsobit zabarvení, zĤstatkových pesticidĤ a nČkterých tČžkých kovĤ. 2.1.9.5 Destilace (C.12) 2.1.3.12.1
Cíl
Destilace je dČlení složek kapalné smČsi þásteþným pĜevedením smČsi do parní fáze a oddČleným získáváním par a zbytku. TČkavČjší složky pĤvodní smČsi se získají v parách ve vyšší koncentraci, ménČ tČkavé ve vyšších koncentracích zĤstávají v kapalném þi pevném destilaþním zbytku. 2.1.3.12.2
Oblast používání
Destilace umožĖuje oddČlení a vyþistČní tČkavých potravináĜských produktĤ z vodných smČsí. Destilaci lze používat k oddČlení esencí a silic, ale používá se hlavnČ buć pro výrobu nápojového lihu nebo lihovin, anebo pro prĤmyslovou výrobu alkoholu ze zemČdČlských surovin (napĜ. ovoce, obilovin), který pak lze používat pro alkoholické nápoje þi likéry. Destilace normálnČ následuje po alkoholickém kvašení Alkoholické nápoje se Ĝídí naĜízením Rady (EHS) þ. 1576/89 >218, EC, 1989@. PĜipravují se z destilátu získaného z materiálĤ získaných alkoholickým kvašením produktĤ zemČdČlského pĤvodu..
27
Kapitola 2 2.1.3.12.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Proces se provádí v zaĜízeních, jež jsou v zásadČ dvojího druhu: kotlíková destilaþní zaĜízení a destilaþní kolony. Destilaþní zaĜízení mohou být provozována jednotlivČ nebo ve skupinách. Dodávka tepla umožĖuje oddČlení alkoholu a vodných složek z výchozí kapalné zápary v destilaþním kotli. Zkondenzovaný vodný alkohol se odvádí jako kapalný líh z hlavy destilaþního zaĜízení, kdežto destilaþní zbytek se vypouští spodem. Kotlíkové destilaþní zaĜízení mĤže být provozováno v šaržovém nebo kontinuálním režimu, V prvním pĜípadČ se šarže materiálu naplní do kotlíku, uvede se do varu a páry se nepĜetržitČ odvádČjí, kondenzují a shromažćují, dokud jejich prĤmČrné složení nedosáhne požadované hodnoty. PĜi kontinuálním provozu je do destilaþního kotlíku stále pĜivádČn výchozí materiál, a páry i kapalina se odvádČjí také nepĜetržitČ. PĜi kolonové destilaci se alkoholická kapalina, nebo pivo, uvádí do destilaþní vČže, vyhĜívané parou. Na každém styþném prvku (obecnČ patĜe) se tvoĜí rovnováha mezi parou, obohacenou na tČkavé složky a kondenzující kapalinou. Z horního konce kolony se odebírá surový alkohol a rektifikuje se na jiné kolonČ, v níž se oddČluje 95 % ethylalkohol od vyšších alkoholĤ. U dna první kolony se vypouští vodná smČs neboli výpalky. Kondenzovaná voda nebo výpalková voda mírnČ kontaminovaná organickými látkami se odtahuje ze dna druhé kolony poté co byl alkohol oddestilován. 95 % alkohol mĤže být pĜeveden na bezvodý alkohol nČkolika rĤznými technologiemi, mimo jiné azeotropickou destilací pomocí tĜetí složky, adsorpcí (vody) na molekulových sítech nebo dehydratací membránovou technologií. NČkteré alkoholické nápoje a ethylalkoholy zemČdČlského pĤvodu lze destilací zkoncentrovat na více, než 84 %.
2.1.10Technologie zpracování produktĤ (D.) 2.1.4.1 Namáþení (D.1) 2.1.4.1.1
Cíl
Cílem namáþení, napĜ. rostlinných semen jako jsou luštČniny, je zvlhþit a zmČkþit semeno za úþelem zkrácení doby vaĜení anebo pro usnadnČní odstraĖování obalu semen. V procesu sladování je cílem namáþení („máþení“) absorpce vody za úþelem aktivace procesu klíþení v zrnu. 2.1.4.1.2
Oblast používání
Namáþení se používá pĜevážnČ pĜi zpracování rostlinných semen. Používá se také pro obilí, když se zrno namáþí v procesu výroby sladu pĜed klíþením. ýasto se tomu Ĝíká „máþení“. 2.1.4.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Namáþení se provádí ponoĜením semen do vody na pĜedem urþenou dobu. PotĜebná doba se mČní s odrĤdou a druhem a s délkou a podmínkami skladování. Suché fazole se tradiþnČ máþejí ve studené vodČ o vhodné tvrdosti 8 – 16 hodin. Máþení za vysoké teploty urychluje hydrataci. Pro máþení zrní se zrní ponoĜí do vody asi pĜi 16°C, v rozmezí od 10 do 15°C podle typu zaĜízení, parametrĤ procesu, suroviny a toho, jaký hotový slad má být získán.
28
Kapitola 2 BČhem máþení vzroste obsah vlhkosti z 12-15 % asi na 45 %, pĜiþemž se mĤže pohybovat od 30 do 50 % podle typu zaĜízení, parametrĤ procesu, suroviny a toho, jaký hotový slad má být získán. Používá se stĜídání suchých a mokrých fází. BČhem máþení v „mokré“ fázi se voda v náduvnících dva- až tĜikrát vymČĖuje a mokré zrní se mezitím provzdušĖuje v „suché“ fázi. Proces máþení trvá jeden až tĜi dny. PĜíklad procedury namáþení ukazuje obrázek 2.2.
Legenda: Circulation/pumping dry Moisture Steeping
Cirkulace/þerpání suchý Vlhkost Máþení
Suction Time, h wet
Odsávání ýas (hod.) mokrý
Obrázek 2.2: PĜíklad postupu máþení >87, Ullmann, 23001 2.1.4.2 2.1.4.2.1
RozpouštČní (D.2) Cíl
RozpouštČní je pĜidání prášku ke kapalinČ za úþelem získání roztoku nebo suspenze pro další zpracování.. 2.1.4.2.2
Oblast používání
Tento proces se používá v ĜadČ produktĤ pro jejich rekombinaci a zmČny jejich složení. RozpouštČní se napĜíklad používá pro rekombinaci nebo zmČny složení mlék v prĤmyslu mléþných výrobkĤ.. 2.1.4.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
K tomuto úþelu se používá Ĝada rĤzných procesĤ a zaĜízení. Pro stejný úkol mohou být používány rĤzné míchací systémy, od jednoduchých šaržových rozpouštČcích nádrží s úþinným míchacím zaĜízením po kontinuální míchací procesy, v který se buć pevné materiály nasávají do kapalné fáze anebo se prášek mechanicky vstĜikuje do kapalin. Podle produktu mĤže mít kapalina teplotu okolí, nebo zvýšenou.
29
Kapitola 2 Hlavní druhy rozpouštČcích systémĤ jsou tyto: x smČšovací þerpadlo nasává kapalinu do kapaliny. Pro celkový obsah pevných látek do 25 %; x tryskový rozpouštČcí systém, který používá princip difuzéru k nasávání prášku do kapaliny; použitelný pro celkový obsah pevných látek do 30 %; x rozpouštČcí nádrž s míchadlem s vysokým stĜižným úþinkem. Pro celkový obsah pevných látek do 70 %; x podtlaková rozpouštČcí nádrž s míchadlem s vysokým stĜižným úþinkem. Pro celkový obsah pevných látek do 30 %. 2.1.4.3 Solubilizace (alkalizace) (D.3) 2.1.4.3.1
Cíl
Solubilizace þi alkalizace je neutralizace kakaové drti nebo kakaové suspenze alkalickým roztokem, která má za výsledek tmavší barvu a mírnČjší chuĢ. Tato mírnČjší chuĢ je hlavnČ výsledkem neutralizace slabé kyselosti fermentovaných bobĤ. Pro získání koncového produktu s konstantní barvou a odstínem je zapotĜebí dlouhých zkušeností a dovednosti. 2.1.4.3.2
Oblast používání
Solubilizace se používá hlavnČ pĜi zpracování kakaa. 2.1.4.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Proces se provádí pĜidáváním roztoku alkalického þinidla, obvykle uhliþitanu draselného (potaše, K2CO3) ke kakau. Lze použít dvČ rĤzné metody, tj. kapalinový proces nebo alkalizace bobĤ. V kapalinovém procesu se zpracovává kapalná kakaová suspenze. Roztok potaše se pĜidává k suspenzi do dosažení hodnoty pH 7 až 8. Požadovaná rozpustnost se dosáhne zvýšením teploty z 45°C až na 130°C. BČhem fáze ohĜevu se uvolĖuje do atmosféry vodní pára a nežádoucí tČkavé složky. PĜi alkalizaci bobĤ se zpracovávají zelené nebo pĜedsušené boby, což má výhodu ve spojení sušení s pražením bobĤ. Nevýhodou je pĜítomnost kakaového másla v bobech, což mĤže vést s mírnému poškození tohoto tuku. K dispozici jsou šaržový a kontinuální postup. Šaržové procesy se provádČjí v atmosférické solubilizaþní nádrži, vybavené rotaþním míchadlem s vysokým stĜižným úþinkem. Kontinuální procesy se provádČjí v reaktoru, za nímž je zaĜazena míchací nádrž, obvykle pod sníženým tlakem. Typický šaržový proces alkalizace obsahuje dva kroky. Nejprve se boby neutralizují pĜidáním alkalického roztoku do reakþní nádrže pod atmosférickým tlakem. Reakce probíhá v teplotním rozmezí od 80°C do 105°C. V druhém kroku se provádí odpaĜení vody a pražení bobĤ v sušárnČ s fluidním ložem. 2.1.4.4 Fermentace (D.4) 2.1.4.4.1
Cíle
Fermentace je Ĝízená þinnost vybraných mikroorganismĤ, kterou se mČní textura potravin pro uchování potravin pro výrobu kyselin nebo alkoholu, nebo pro získání nebo úpravu chuti þi vĤnČ. Chrání také potraviny tím, že snižuje meze tolerance pH mnoha mikroorganismĤ.
30
Kapitola 2 2.1.4.4.2
Oblast používání
Fermentace je dĤležitý procesní krok pro Ĝadu potravináĜských produktĤ. Mezi typické aplikace patĜí pivo, víno, rĤzné mléþné výrobky, zelenina, maso a ryby. Alkoholické kvašení se používá ve výrobČ piva a vína a pro výrobu lihovin, vČtšinou z vinných moštĤ, cukrových šĢáv a melasy jako surovin. Mléþné kvašení se používá pro výrobu jogurtu a jiných fermentovaných (kysaných) mléþných výrobkĤ. fermentovaných masných výrobkĤ jako jsou urþité druhy salámĤ a zeleniny napĜ. kyselého zelí. PĜi mléþném kvašení zeleniny se nakrouhaná surovina, napĜ. zelí v pĜípadČ produkce kyselého zelí, nasolí a potom fermentuje za anaerobních podmínek. 2.1.4.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Existují dva druhy fermentaþních procesĤ, tj. alkoholické kvašení a mléþné kvašení. ŠtČpení jednoduchých cukrĤ na alkohol se normálnČ nazývá alkoholické kvašení. Kvasinky, obvykle druhu Saccharomyces sp. napĜ. cerevisiae þi bayanus se používají pro výrobu ethanolu ze sacharidĤ a velmi malých množství jiných organických slouþenin. Tuto pĜemČnu lze popsat následující rovnicí: C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 (glukóza) = (ethylalkohol) + (oxid uhliþitý) Je to anaerobní proces, tedy nepotĜebuje pĜítomnost kyslíku. Teplota kvašení je obvykle v rozmezí 8 – 30°C. Teplota ovlivĖuje rychlost kvašení, úþinnost pĜemČny a chuĢ a vĤni hotového produktu. MĤže se upravovat také hodnota pH. Tím se zajistí, že kvašení bude úþinné a dosáhne se požadovaná chuĢ. Použitý druh kvasinek ovlivĖuje rychlost, úþinnost, vĤni a chuĢ a proto se pro dosažení žádoucího výsledku speciálnČ vybírá. Pro optimalizaci výtČžku alkoholu a produkci aromatických látek jako druhotných složek se þasto používají vybrané kmeny kvasinek. Jako živné látky pro kvasinky se obvykle dodávají dusík, vitaminy a stopové prvky. Kvašení v pivovarnictví a vinaĜství se provádí tradiþnČ v otevĜených fermentaþních nádobách. Ty se nyní nahrazují válcovými uzavĜenými fermentory, které umožĖují získávat oxid uhliþitý. PĜi mléþném kvašení se laktóza nebo jiné cukry mČní na kyselinu mléþnou a malá množství jiných slouþenin. Tvorba mléþné kyseliny je doprovázena poklesem pH, což je dĤležité pro chuĢ, vĤni a konzervaci produktu. Existuje nČkolik druhĤ baktérií, které jsou schopny produkovat kyselinu mléþnou. Každý druh dodává svou vlastní typickou chuĢ a vĤni. Mléþná fermentace je anaerobní proces a proto je nČkdy nezbytné odstranit co nejvíce kyslíku, aby se fermentaþní proces podpoĜil. Mléþná fermentace þi kysání se provádí za teplot od 20 do 40°C. Pro zahájení fermentace se k surovinČ, která má být fermentována, pĜidávají bakteriální kultury známé jako startovací kultury. PĜíprava startovacích kultur je citlivý proces, protože musí být na absolutní minimum sníženo riziko atmosférické infekce. Startovací kultury musí být proto pĜipravovány v oddČlené místnosti, s pĜívodem filtrovaného vzduchu pod mírným pĜetlakem proti atmosféĜe. Systém þistČní zaĜízení musí být také peþlivČ navržen, aby se zabránilo, že zĤstatky detergentu a sterilaþního þinidla pĜijdou do styku s kulturami a poškodí je. Tyto velmi znaþné hygienické pĜekážky, spojené s požadavky na regulaci teploty, tj. nejprve tepelné zpracování živné pĤdy a potom chlazení vyžadují specifickou spotĜebu energie a používání chladící vody.
31
Kapitola 2 2.1.4.5 2.1.4.5.1
Koagulace (D.5) Cíl
Koagulace je shlukování suspendovaných þástic a oddČlují se jí pevné podíly z kapalin a opaþnČ. 2.1.4.5.2
Oblast používání
Koagulace (sýĜení) se používá ve výrobČ sýrĤ a pĜi získávání kaseinu z mléka. ýasto se používá pro oddČlování tvarohu od syrovátky pĜi zpracování mléka a Ĝíká se jí také sýĜení. 2.1.4.5.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Jedním z klíþových faktorĤ ovlivĖujících srážení mléka je teplota. PotĜebná teplota se dosáhne buć pomocí tepelných výmČníkĤ nebo pĜímou injektáží páry do sýraĜské vany. Teplota musí být mezi 30°a 40°C. K mléku se pĜidají startovní kultury a jiné pĜísady. Tyto pĜísady pomáhají urþit specifické charakteristiky hotového výrobku. SýĜení se provádí ve vhodných vanách nebo nádržích pomocí buć enzymatického koagulantu tj. syĜidla živoþišného nebo mikrobiálního pĤvodu, nebo pomocí okyselujících startovacích kultur (zákysĤ). Když se používají enzymatická syĜidla nebo startovací zákys, tvoĜí se kaseinová sraženina, která zadržuje tuk. Tato rosolovitá hmota (sýĜenina) má rĤzné charakteristiky podle použité metody sýĜení. To je dĤležité pro dosažení žádoucího hotového výrobku. Tvaroh (sýrová hmota) se získává po oddČlení syrovátky, která se shromažćuje a odesílá k dalšímu zpracování podle potĜeby. Pro další oddČlení syrovátky (napĜíklad pro získání tvrdých nebo polotvrdých sýrĤ) se tvaroh znovu tepelnČ zpracuje za míchání až pĜi 40°až 53°C. PĜi výrobČ jiných druhĤ sýrĤ, jako jsou mozzarella nebo provolone se tvaroh kromČ ohĜevu ještČ podrobí mechanickému zpracování za zvýšené teploty, aby se získaly jejich charakteristické tažné a tavné vlastnosti. Mimo to, používají se organické kyseliny pro regulaci pH a pro udržení tvarohu na správné hodnotČ pH, aby se vytvoĜila správná tažnost pro formování. 2.1.4.6
Klíþení (D.6)
2.1.4.6.1
Cíl
Cílem klíþení je aktivovat a rozvinout enzymatický systém v obilném zrnu. Tento aktivovaný enzymatický systém je nezbytný pro zahájení štČpení škrobu a bílkovin v procesu rmutování pĜed pozdČjším vaĜením piva. 2.1.4.6.2
Oblast používání
Klíþení je dĤležitý procesní krok v procesu sladování obilnin. Obilné slady, hlavnČ jeþmenné, se používají pro výrobu piva a výrobu destilátĤ, napĜ. whisky. Slad se používá také pro ochucování potravin. 2.1.4.6.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pro zahájení klíþení se obilí máþí v náduvnících, dokud se nedosáhne nezbytného obsahu vlhkosti (viz „máþení“, odst. 2.2.4.1). Namoþené obilí je pak pĜeneseno do nádob na klíþení (pro pneumatické sladování), které mají dČrovaná ocelová patra, nebo na dČrované podlahy – humna. Obilí se rozloží do vrstev o tloušĢce 70 až 150 cm pro pneumatické sladování a asi 5 až 15 cm pro sladování na humnech. Fáze klíþení trvá obecnČ od 96 do asi 200 hodin. Podle zaĜízení, provozních parametrĤ, surovinu a hotového sladu, který se má získat, mĤže být klíþení kratší nebo delší. 32
Kapitola 2 Obilí se (pĜi pneumatickém sladování) provívá upraveným vzduchem (chlazeným þi ohĜívaným a zvlhþeným), nebo se vzduch vede nad vrstvou obilí (sladování na humnech). Tím se reguluje teplota a vlhkost obilí bČhem klíþení. Aby se zabránilo zplstnatČní vrstvy obilí, þas od þasu se promíchává þi pĜehazuje, pĜiþemž se mĤže použít i postĜik vodou. Proces klíþení se zastavuje vysušením. 2.1.4.7 Solení, nasolování, nakládání (D.7) 2.1.4.7.1
Cíl
Solení þi nasolování je proces, v nČmž je produkt ošetĜen kuchyĖskou solí (NaCl), k níž mĤže být pĜidána jedna nebo více nakládacích solí, s cílem snížit hodnoty aw pod mez tolerance mikroorganismĤ. Nakládání je konzervace produktĤ snížením hodnoty pH, zvláštČ zeleniny. Cílem tČchto technologií je dlouhodobé zachování potlaþování rĤstu sporulujících mikroorganismĤ, snížení energie potĜebné k tepelnému zpracování a dodání chuti produktu. 2.1.4.7.2
Oblast používání
Solení (máþením v solance) a nasolování se používají ve výrobČ nČkterých druhĤ sýrĤ, masa a zeleniny a hub. Koncentrace soli v produktu se mĤže pohybovat od 1 % do 5 %. Okurky, rajþata a nČkteré jiné druhy zahradnické zeleniny se nakládají. 2.1.4.7.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
PĜi solení þi nasolování masných výrobkĤ se maso ošetĜuje kuchyĖskou solí (NaCl) a jednou nebo více z tČchto nakládacích solí: dusiþnanem sodným (NaNO3), dusitanem sodným (NaNO2), dusiþnanem draselný (KNO3) nebo dusitanem draselným (KNO2). Proces je navržen tak, aby se dosáhlo pĜijatelné koncentrace solí ve výrobku (asi 1 – 3 %) nebo koncentrace nakládací soli, dostaþující k dosažení pĜijatelné barvy nasoleného masa, což se dosahuje reakcí masného barviva myoglobinu s dusitany. Dusitan mĤže být používán jako takový nebo mĤže být vnesen ve formČ dusiþnanu, který se v systému nakládání mČní na dusitan. PĜítomnost kuchyĖské soli a dusitanu v produktu inhibuje rĤst mikroorganismĤ a zvyšují trvanlivost a bezpeþnost produktu. Proto jsou sĤl a dusitan pro proces solení nezbytnČ nutné. Zatímco je obsah soli dán pĜijatelností pro spotĜebitele, je obsah nakládacích solí omezen zákonem. V souþasnosti pĜípustný maximální obsah þiní 100 mg/kg dusitanĤ a 250 mg/kg dusiþnanĤ, zjištČných v hotovém výrobku. K soleným masĤm se mohou pĜidávat z rĤzných dĤvodĤ, vþetnČ chuĢových, další pĜísady. PatĜí k nim polyfosfáty, cukry, koĜení, jiné než masné bílkoviny a škroby. Také nČkteré druhy sýrĤ se pro chuĢ a konzervaci solí namáþením v solance. Pro solení a nasolování se používá nČkolik metod, tj. solení nasucho, solení nastĜikováním a solení pĜepadáváním, maþkáním a masírováním Solení na sucho se používá u masa a sýrĤ. PĜi výrobČ solených masných výrobkĤ se sĤl a ostatní nakládací pĜísady nanášejí na povrch kusĤ masa a bČhem nČkolikadenního až nČkolikatýdenního období se absorbují difusí. SouþasnČ z masa difunduje ven šĢáva (lák), jejíž množství odpovídá asi 10 % výchozí hmotnosti masa. PĜi výrobČ nČkterých druhĤ sýrĤ (napĜ. þedaru) se k sýrové hmotČ pĜidává suchá sĤl.
33
Kapitola 2 NastĜikování se používá pĜi zpracování masa napĜ. šunky, slaniny. PĜipravený roztok, tj. solanka („lák“), obsahující pĜísady s vstĜikuje jehlami do masa, buć ruþnČ nebo strojnČ, aby se dosáhlo rychlého uložení a distribuce nakládacích solí a soli ve hmotČ masa. Po nastĜíknutí mĤže být maso zataveno do plastového evakuovaného obalu na Ĝadu dní, anebo ponoĜeno do láku, který má podobné nebo shodné složení jako nastĜikovaný solný roztok. PonoĜování do láku se používá u sýrĤ, masa a zeleniny (napĜ. kyselého zelí). BČhem ponoru sĤl postupnČ proniká do produktu, kdežto voda, obsahující rozpustné složky produktu, z produktu odchází (vlivem osmotického tlaku). Lák láznČ mĤže být po každém použití vyhozen, nebo mĤže být kontinuálnČ doplĖován na správnou koncentraci a znovu použit, když se vyhodí jen to, co vyteklo. Extrakce vody, zpĤsobená nasolením, mĤže pĜedstavovat 5 % až 15 % hmotnosti produktu. Obsah soli v láku se pohybuje od 5 % do 20 %. Solení pĜepadáváním, maþkáním a masírováním se používá speciálnČ u masa. PĜi nČm se pohyb solanky (láku) do masa urychluje mechanicky. Maso mĤže být nastĜíknuto lákem pĜed zpracováním anebo se lze spoléhat, že absorpci láku urychlí jen mechanické pĤsobení, možná pomocí sníženého tlaku. Tento proces se normálnČ používá tehdy, má-li být maso následnČ vaĜeno nebo plnČno do konzerv. Nakládání zeleniny lze provádČt pĜidáváním organických kyselin až do dosažení hodnoty pH 4,3. V procesu výroby kyselého zelí se pĜidává sĤl (v solance) pro podporu rĤstu mléþných baktérií, opČt pro vývoj žádoucí chutí a pro konzervaci. 2.1.4.8 2.1.4.8.1
Uzení (D.8) Cíl
Cílem uzení je konzervace potravin vystavením úþinkĤm kouĜe z doutnajícího dĜeva, což má bakteriostatický úþinek. Konzervace se také dosahuje vysušením povrchových vrstev a úþinkem tepla. KromČ konzervace uzení dodává produktu chuĢ a vĤni a v nČkterých pĜípadech se uzení používá k ohĜevu potravin. 2.1.4.8.2
Oblast používání
Uzení se bČžnČ používá pro zpracování ryb, sýrĤ, masa a masných výrobkĤ. 2.1.4.8.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Existují dva druhy uzení, uzení horkým kouĜem a uzení studeným kouĜem. Popisují se v odstavcích 4.2.5 až 4.2.5.5 2.1.4.9 2.1.4.9.1
Ztužování (D.9) Cíl
Cílem ztužování je zvýšení bodu tání v produktu a zmČna obsahu pevného tuku pro pĜemČnu jedlých olejĤ na jedlé tuky. 2.1.4.9.2
Oblast používání
Ztužování se používá pĜi zpracování jedlých olejĤ pro výrobu margarinu a jiných jedlých tukĤ.
34
Kapitola 2 2.1.4.9.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Ztužování neboli hydrogenace olejĤ je proces nasycování jednou a vícekrát nenasycených mastných kyselin pĜidáváním plynného vodíku (H2) pro hydrogenaci a niklu jako katalyzátoru. Vodíkové molekuly v pĜítomnosti niklového katalyzátoru a za zvláštních podmínek procesu sytí nenasycené (dvojné) vazby mastných kyselin v jedlých olejích. Neutrální nebo bČlený olej se zahĜívá na teplotu 150°až 205°C v pĜítomnosti niklového katalyzátoru (max. 10 kg katalyzátoru na tunu produktu). Potom se do míchaného reaktoru pĜidává plynný vodík, aby se provedlo ztužení, tedy pĜemČna oleje v tuhý tuk. Hydrogenace je exothermní proces. Po reakci jsou tuky oddČleny od niklu na kalolisech nebo jiných filtrech.V menšinČ pĜípadĤ lze niklový katalyzátor opakovanČ použít nČkolikrát, než se deaktivuje. Použitý nikl regenerují specializované firmy. ZĤstatkový nikl se z tukĤ odstraní pĜi bČlení, z kterého vychází použitá bČlící hlinka kontaminovaná niklem. ZaĜízení používané pro ztužování se skládá z míchacích nádrží, reakþních nádrží, autoklávĤ a filtrĤ. 2.1.4.10 Sterilizace oxidem siĜiþitým (sulfitace) (D.10) 2.1.4.10.1
Cíl
Cílem sulfitace (sycení oxidem siĜiþitým) je zabránit buć bakteriálnímu rozkladu nebo vzniku nežádoucího zabarvení, nebo upravit pH. 2.1.4.10.2
Oblast používání
Sulfitace se používá napĜíklad pĜi výrobČ vína, zpracování brambor a zpracování mČkkýšĤ a korýšĤ. nČkdy se používá i pĜi výrobČ cukru pro úpravu pH. 2.1.4.10.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Sulfitace je uvádČní oxidu siĜiþitého (SO2) do kapalin. Množství oxidu siĜiþitého, které lze pĜidat, se reguluje. MĤže být uvádČn v rĤzné formČ. Za prvé jako plyn, vyrábČný spalováním elementární síry nebo uvolĖovaný odpaĜováním zkapalnČného SO2. Oxid siĜiþitý je nasáván ventilátorem do absorpþní kolony, v níž stéká kapalina. Za druhé v kapalné formČ, ze zkapalnČného plynu nebo v roztoku siĜiþitanu sodného nebo draselného. Oxid siĜiþitý mĤže být také skladován v kapalném stavu pod tlakem asi 5 barĤ v horizontálních válcových nádobách o objemu 25 až 50 m3, nichž mĤže být zavádČn do požadovaného procesního proudu. Za tĜetí v pevné formČ jako pyrosiĜiþitan sodný nebo draselný, rozpuštČný v kapalinČ, která se má ošetĜit. Alternativním, ale nákladnČjším zdrojem siĜiþitanĤ je kyselý siĜiþitan amonný. Lze použít i kyselý siĜiþitan sodný. 2.1.4.11 Saturace (D.11) 2.1.4.11.1
Cíl
Cílem saturace je odstranit neþistoty z roztoku. 2.1.4.11.2
Oblast používání
Používá se v cukrovarnictví
35
Kapitola 2 2.1.4.11.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Saturace je uvádČní vápenného mléka (hydroxidu vápenatého) a plynného oxidu uhliþitého (CO2) do kapaliny za tvorby uhliþitanu vápenatého, který se vysráží a strhne s sebou neþistoty. Úþinek vápna s oxidem uhliþitým záleží ve vysrážení nerozpustných vápenatých solí, vyvloþkování (flokulaci) koloidních složek, chemickém odbourání dalších molekul, jako je invertní cukr a amidy, a absorbci jiných látek, než cukrĤ, na vysráženém uhliþitanu vápenatém. Oxid uhliþitý a vápno se normálnČ získávají ve vápenkách tepelným rozkladem uhliþitanu vápenatého Jakékoli necukerné složky obsažené v surové cukrové šĢávČ po extrakci z Ĝepy zpĤsobují, že následné operace v procesu výroby cukru není možné provádČt. Proto musí být cukrová šĢáva vyþistČna, aby se umožnilo její další zpracování. Dosahuje se to kontinuálním pĜidáváním vápenného mléka a oxidu uhliþitého z vápenky, þímž se vČtšina necukerných pĜímČsí vysráží. Pevný produkt po filtraci obsahuje uhliþitan vápenatý a necukerné pĜímČsi a používá se v zemČdČlství k vápnČní pro zlepšení struktury orné pĤdy a regulaci pĤdní kyselosti. Cukrovarnické vápno lze také používat pro regeneraci lokalit, napĜíklad pro vyplĖování lomových jam, a pro výrobu cementových cihel. OhlednČ vápenek viz referenþní dokument „Nejlepší dostupné technologie v prĤmyslu výroby cementu a vápna“ >219, EC, 2001@. 2.1.4.12 Sycení oxidem uhliþitým (D.12) 2.1.4.12.1
Cíl
Cílem tohoto procesu je rozpustit urþité množství plynného oxidu uhliþitého v rĤzných produktech, aby se získal šumivý, oxidem uhliþitým sycený hotový výrobek. PĜi rozpouštČní ve vodČ je oxid uhliþitý (CO2) mírnČ rozpustný a pĜi pomalém uvolĖování tvoĜí bublinky, které pĜi spotĜebČ vyvolávají charakteristický pocit v ústech a jedineþnou chuĢ. KromČ tČchto organoleptických vlastností má oxid uhliþitý za vhodných podmínek konzervaþní vlastnosti, protože inhibuje rozvoj škodlivých aerobních mikroorganismĤ. NemĤže však nahrazovat jiné metody, používané pro zajištČní mikrobiologické bezpeþnosti. 2.1.4.12.2
Oblast používání
Sycení oxidem uhliþitým je dĤležitý procesní krok v pĜípravČ mnoha nealkoholických nápojĤ a nČkterých druhĤ minerálních vod. Používá se také ve vinaĜství a pivovarnictví. Ve výrobČ tichých vín se sycení oxidem uhliþitým používá k ochranČ barvy a zvýšení aromatiþnosti. 2.1.4.12.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Nasycení oxidem uhliþitým je výsledkem pĤsobení plynného oxidu uhliþitého (CO2) na kapalinu, pĜi kterém se tvoĜí kyselina uhliþitá. Oxid uhliþitý se tradiþnČ získával z vápenek (pálením vápence), ale tento zpĤsob je v odvČtví nealkoholických nápojĤ všeobecnČ nahrazen hromadným skladováním zkapalnČného plynu, dodávaného dodavatelem CO2. Plyn se skladuje ve velkoobjemových tlakových izolovaných nádržích, v nichž se udržuje na velmi nízké teplotČ. V bČžné praxi se plyn získává jako vedlejší produkt kvašení nebo chemických procesĤ mimo sektor nealkoholických nápojĤ.
36
Kapitola 2 Sytiþ uvádí plynný oxid uhliþitý do styku se sycenou kapalinou. Souþasná sytící zaĜízení lze rozdČlit do dvou hlavních kategorií: na ty které sytí pouze vodu a ty, které sytí hotový produkt, smČs sirupu a vody, Ty se nČkdy kombinují s chladiþi („carbocoolers“). Dostupné základní konstrukce jsou sytící zaĜízení s integrovaným chladiþem, tepelným výmČníkem ve výpustní stČnČ a injektory CO2. Ve spojení s tímto procesem je nezbytnČ nutné odvzdušnČní, tj. odstranČní vzduchu, a obvykle se použije vodná složka odvzdušĖuje v první fázi. PĜítomnost vzduchu mĤže zpĤsobit problémy s kažením. K vyhánČní vzduchu se nČkdy používá oxid uhliþitý, ale používání mechanicky odvzdušnČné vody se v posledních letech stává populárnČjším. StupeĖ sycení se mČní s recepturou každého nealkoholického nápoje, od 4 g/l v ovocných nápojích po 9 g/l v nápojích pro mixéry a 12 g/l v sodovce. Obsah plynného CO2 je hmotnostnČ jednou z nejmenších složek (7 g/l), ale možná nejdĤležitČjší pokud jde o chutnost výrobku. Oxid uhliþitý je jedním z velmi mála plynĤ, které jsou vhodné pro zajištČní pČnivosti a perlivosti nealkoholických nápojĤ. Je netoxický, neteþný a v podstatČ bez chuti a umožĖuje pohodlnou dopravu a skladování v hromadných množstvích. 2.1.4.13 Potahování, postĜikování, polévání, aglomerace, enkapsulace (D.13) 2.1.4.13.1
Cíl
Cílem této skupiny operací je pokrýt potravináĜský výrobek vrstvou materiálu pro zlepšení jakosti pokrmu, opatĜení bariery pro pohyb vlhkosti nebo plynĤ, nebo pro ochranu proti mechanickému poškození. 2.1.4.13.2
Oblast používání
Potahování (jednou ze shora uvedených technologií) se používá ve výrobČ cukrovinek, zmrzliny, peþiva, pokrmĤ pro rychlé obþerstvení, ryb, drĤbeže a výrobkĤ z brambor. 2.1.4.13.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Cukrovinky, zmrzlina a peþivo se þasto potahují (polévají) þokoládou nebo þokoládu obsahujícími smČsnými polevami. Základními složkami takovýchto polev jsou tuk a cukr. Tuk se temperuje a udržuje na teplotČ 31°-32°C, takže se získá tekutá hmota polevy. Tento materiál se nanáší na potravináĜské výrobky ve formČ jednoduché nebo dvojité clony. kterou potravina prochází na dopravníku z drátČného síta z korozivzdorné oceli. Mísa pod dopravníkem sbírá pĜebyteþnou polevu, která se pak vrací do procesu pĜes ohĜívaþ do polévací clony. Výrobky jako ryby, drĤbež a výrobky z brambor mohou být povlékány panádou („tČstíþkem“), což je suspenze mouky ve vodČ, do které se pĜidává cukr, sĤl, zahušĢovadla, pĜíchuti a barviva k dosažení žádoucích charakteristik. Na produkt se nanáší tak, že produkt prochází tČstíþkem mezi dvČma ponoĜenými sítovými dopravníky. Obalování ve strouhance se mĤže provádČt ukládáním potravináĜských výrobkĤ na pohyblivé lože ze strouhanky a následným prĤchodem strouhankovou clonou. K jiným metodám potahování patĜí rozprašování materiálu povlaku na produkt, enkapsulace þástic potravin a aglomerace produktu.
37
2.1.4.14 Zrání (D.14) 2.1.4.14.1
Cíl
Cílem tohoto procesu je dosažení zralosti produktu, zvláštČ u produktĤ, které stárnou v dĜevČných sudech, jež umožĖují urþitou výmČnu plynĤ mezi produktem v sudu a okolním prostĜedím. Je také souþástí zákonných požadavkĤ na výrobu nČkterých výrobkĤ. 2.1.4.14.2
Oblast používání
Zrání (þi stárnutí) se bČžnČ používá pro vína a hnČdé destiláty. 2.1.4.14.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Zrání spoþívá v naplnČní dĜevČných nádob, vČtšinou dubových sudĤ, a potom skladování tČchto nádob za mírné teploty po dobu, která se Ĝídí potĜebami produktu a zákonnými požadavky na takový produkt. Objem dubových sudĤ bývá 200 až 600 litrĤ.
2.1.5 Tepelné zpracování (E) 2.1.5.1 Tavení (E.1) 2.1.5.1.1
Cíl
Cílem tavení je dosáhnout zmČny fází z pevné látky na kapalinu, pĜipravit materiál na další zpracování (tuky, tavený sýr) nebo se získat roztavený podíl, napĜ. pĜi regeneraci tukĤ. 2.1.5.1.2
Oblast používání
Hlavními aplikacemi tavení v sektoru FDM jsou formování þokolády, výroba tavených sýrĤ, zpracování olejĤ a tukĤ a získávání živoþišných tukĤ ze zbytkĤ masa. 2.1.5.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pro tavení se používají zpracovací kotle, které pracují buć v šaržovém nebo kontinuálním režimu. OhĜev mĤže být provádČn pĜímým vstĜikováním páry nebo nepĜímo parním (duplikátorovým) pláštČm.. Zpracovací kotle jsou k dispozici v rĤzných velikostech a tvarech. PĜi kontinuálním zpracování se používají tepelné výmČníky s oškrabávaným povrchem. 2.1.5.2 2.1.5.2.1
Blanšírování (E.21) Cíl
Operace blanšírování jsou urþeny k tomu, aby byl celý produkt vystaven krátkodobČ pĤsobení vysoké teploty. Primární funkcí této operace je inaktivovat nebo zpomalit pĤsobení bakterií a enzymĤ, protože by jinak zpĤsobilo rychlé zhoršení jakosti. Blanšírování má dva další žádoucí úþinky, tedy vypuzení vzduchu a plynĤ z produktu a zmenšení objemu produktu. 2.1.5.2.2
Oblast používání
Blanšírování je dĤležitý krok pĜi zpracování syrové zeleniny a ovoce.
38
Kapitola 2 2.1.5.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
PĜed blanšírováním se potravina pĜedehĜívá. Podle produktu a/nebo dostupnosti zaĜízení lze blanšírování provádČt v systému pĜímého nebo nepĜímého ohĜevu. PĜímý ohĜev se provádí normálnČ ponorem do horké vody (80°až 100°C) anebo vystavením ostré páĜe. Operace se normálnČ provádí v horizontálních komorách. Doba zdržení v blanšírovacím zaĜízení se pohybuje v rozmezí od 1 do 5 minut, podle zpracovávané zeleniny nebo ovoce. U nČkterých produktĤ je nutné se vyhýbat pĜímému styku s vodou, proto se používají tepelné výmČníky pracující s horkou vodou nebo parou. NepĜímý ohĜev je popsán v odst. 2.1.5.8. Po blanšírování se potravina ochladí vzduchem nebo vodou. 2.1.5.3 2.1.5.3.1
OhĜívání a vaĜení (E.3) Cíl
OhĜívání a vaĜení jsou technologie tepelného zpracování, používané v zásadČ k tomu, aby byly potraviny vhodné k požívání. MČní se jimi také textura, barva a obsah vlhkosti potravin a mohou usnadnit další procesy. 2.1.5.3.2
Oblast používání
OhĜívání a vaĜení se používají v prĤmyslovém mČĜítku pro pĜípravu hotových jídel a pokrmĤ nebo souþástí jídel, jako jsou rĤzné masné výrobky, nebo pro ohĜev potravin pĜed závČreþným zpracováním. 2.1.5.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
V tomto dokumentu se dČlá rozdíl mezi ohĜíváním a pražením, které se popisuje v odst. 2.1.5.5. OhĜívání se provádí v zahĜívacích zaĜízeních. Mohou být rĤzného druhu: vodní, sprchová, parní, horkovzdušná nebo mikrovlnná. Vodní zaĜízení umožĖují dosáhnout nejlepší rovnomČrnost ohĜevu. Ponor do horké vody má za výsledek ztrátu hmotnosti a uvolnČní bílkovin a tukĤ do vody. VaĜení je zahĜívání ve vodní lázni pĜi teplotČ varu. Sprchová zaĜízení dovolují dobrou rovnomČrnost ohĜevu a dochází v nich souþasnému pĤsobení vody dodávané sprchami a nasycené páry, stoupající ze sbČrné vany na dnČ zaĜízení, které je dále vyhĜíváno hady. V parních pecích sprchy nejsou a ohĜev je zajišĢován pouze parou z vyhĜívané sbČrné vany. Horkovzdušné trouby mají, když je to nezbytné pro regulaci vlhkosti povrchu, vstup páry a recirkulaci horkého vzduchu pĜes tepelné výmČníky. V mikrovlnné peci se potraviny ohĜívají prĤchodem mikrovln, který má za následek vývoj tepla uvnitĜ potraviny, což usnadĖuje rychlý ohĜev. 2.1.5.4 2.1.5.4.1
Peþení (E.4) Cíl
Peþení je technologie tepelného zpracování se zásadním cílem uþinit potravinou poživatelnou. MĤže také zlepšovat její chuĢ a texturu. Dalším cílem peþení je konzervace zniþením mikroorganismĤ a snížením aktivity vody (aw) na povrchu potraviny. Skladovatelnost vČtšiny peþených potravin je však omezená, pokud se nezmrazí nebo nezabalí. 39
Kapitola 2 2.1.5.4.2
Oblast používání
Peþení se používá pro pĜípravu hotových produktĤ, jako je chléb, peþivo a suchary. Peþení lze použít pro ovoce a zeleninu. Peþená zelenina mĤže být použita jako složka náplnČ nebo horní (ozdobné) vrstvy mnoha potravináĜských výrobkĤ, jako jsou koláþe, pizza a zákusky. 2.1.5.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
V peci se potravina vystavuje horkému vzduchu za teploty 110 až 240°C nebo infraþervenému záĜení. Vlhkost na povrchu se odpaĜuje a odstraĖuje cirkulujícím vzduchem. Když rychlost ztrácení vlhkosti z povrchu pĜekroþí rychlost transportu vlhkosti z vnitĜku produktu na jeho povrch, povrch vysychá a tvoĜí se kĤrka. Spoleþným problémem plnČných potravináĜských výrobkĤ je, že obsah vlhkosti složky náplnČ (obvykle þerstvé zeleniny) nepĜíznivČ ovlivĖuje složku pláštČ nebo podkladu výrobku tím, že do ní migruje voda. Alternativa použití konvenþní dehydrované zeleniny nebo ovoce je nevhodná, protože tyto materiály mají nežádoucí chuĢové vlastnosti i texturu a vyžadují pĜed použitím rehydrataci. Peþená zelenina tyto nevýhody nemá. K zeleninČ, vhodné pro tento proces, patĜí cukety, papriky, žampióny, brambory, kvČták, cibule, artyþoky a lilky. Existují þtyĜi druhy pecí: s pĜímým ohĜevem, nepĜímým ohĜevem, elektrické pece a infraþervené pece. Všechny druhy pecí lze provozovat v šaržovém nebo kontinuálním režimu. V šaržových pecích se vyhĜívají stČny a základna . V kontinuálních pecích jsou záĜiþe umístČny nad, po stranách a pod dopravníkem. Šaržové pece mají vyšší náklady na pracovní síly, než kontinuální pece. Jinou nevýhodou je nejednotnost doby peþení, zpĤsobená zpoždČním pĜi nakládání a vykládání pece. V pecích s pĜímým ohĜevem cirkuluje vzduch spolu se spalinami (buć pĜirozenou konvekcí nebo pomocí ventilátorĤ) kolem peþeného produktu. Teplota v peci se reguluje seĜizováním prĤtokĤ vzduchu a paliva pro hoĜák. NormálnČ používanými palivy jsou zemní plyn, propan a butan. Plyn se spaluje v plochých hoĜácích nad a nČkdy pod pásovým dopravníkem a produktem. Výhody pecí s pĜímým ohĜevem jsou tyto: krátké doby peþení, vysoká tepelná úþinnost, rychlý nábČh a dobrá regulace teploty. Aby se zabránilo kontaminaci potravin nežádoucími zplodinami hoĜení, jsou nezbytné správné Ĝízení a péþe. V pecích s nepĜímým ohĜevem se vzduch v peþící komoĜe zahĜívá v tepelném výmČníku parou nebo spalinami z hoĜení paliva. Vzduch v peþící komoĜe („troubČ“) obvykle cirkuluje pĜes peþící komoru a tepelný výmČník. Mezi další metody patĜí: vedení spalin trubicemi (infra)záĜiþe v peþící komoĜe nebo spalování paliva ve dvojité stČnČ s odtahem spalin z horní þásti pece. Elektrické pece jsou vytápČny sálavými deskami nebo tyþemi indukþního ohĜevu. V infraþervené peci pro peþení zeleniny je surový materiál je vyprán a nakrouhán nebo naĜezán na kostky. Kousky zeleniny jsou pak prudce blanšírovány 60-80 sekund v nasycené páĜe (100%) v proudové peci pĜi 200-300°C. Pára se do trysek v peci dodává tempem asi 500-540 kg/hod. Rychlost vzduchu v peci je 17 až 25 m/s. Produkt je pak uveden do druhé proudové pece, kde se ohĜívá 50% nasycenou parou pĜi 270300°C po dobu 65-85 sekund (za týchž podmínek pro páru a rychlost vzduchu jako v první peci). Pak je produkt uveden do pece s infraþerveným ohĜevem na dobu 3-3,5 minuty. Teplota vzduchu v peci bČhem prĤchodu produktu, dopravovaného pásovým dopravníkem, vzroste z 240°C na 350°C. V tomto procesu zelenina ztrácí asi 30 až 60 % svého obsahu vody, podle druhu zeleniny. 40
Kapitola 2 2.1.5.5 2.1.5.5.1
Pražení (E.5) Cíl
Cílem procesu je ohĜát produkt a uþinit jej poživatelným, získat suchý produkt a/nebo zlepšit strukturu surovin. 2.1.5.5.2
Oblast používání
Typické pražené produkty jsou káva, oĜechy, kakao, þekanka („cikorka“), ovoce, obilniny a obilninové polotovary. 2.1.5.5.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Surovina se obvykle vystavuje úþinkĤm horkého vzduchu za teplot pĜes 100°C. NČkdy se produkt pĜedsouší. V tomto pĜípadČ se z produktu nejprve odpaĜí voda. Obsah vlhkosti klesá z 8 – 20 % na ménČ než 1 %. Když produkt dosáhne dostateþnČ vyšší teploty, tj. pĜes 120°C, zaþnou v produktu probíhat reakce. Tyto tak zvané Maillardovy reakce jsou dĤležité pro tvorbu vonných látek v kávČ a kakau. Trvání tohoto procesu pražení závisí na produktu a na konkrétní vĤni, která se požaduje. Doby pražení kávy se pohybují v rozmezí 1 až 20 minut, kdežto u kakaa a ostatních produktĤ to mĤže být až 180 minut. Když teplota produktu dosáhne požadované úrovnČ, Maillardovy reakce se zastaví buć ochlazením produktu vzduchem anebo prudkým ochlazením vodou a následným chlazením vzduchem. Pražení lze provádČt šaržovČ nebo kontinuálnČ. Typickým zaĜízením pro šaržové pražení mohou být bubnový pražiþ, kolonový pražiþ (pro kakao), pražiþ s rotujícím kotouþem, pražiþ s fluidním ložem þi chrlícím ložem. Tato zaĜízená mají spoleþné to, že je produkt souþasnČ zahĜíván a míchán. Produkt mĤže být v pĜímém styku s horkým vzduchem, což se nazývá pĜestup tepla proudČním, nebo ve styku s vyhĜívaným povrchem (pĜestup tepla vedením). Obvykle jde o kombinaci obou. Chlazení se provádí v oddČleném zaĜízení. MĤže to být chladící síto, pĜes které je nasáván vzduch nebo chladiþ s chrlícím ložem, nebo jakékoli jiné zaĜízení, v nČmž produkt pĜichází do styku s þerstvým vzduchem. Prudké ochlazení vodou mĤže probíhat v pražící komoĜe a nČkdy v chladícím zaĜízení. Jako nedílná souþást procesu se používají cyklony pro odstranČní þásticových materiálĤ a prachu (zejména obsahujících zbytky produktu a slupek ze vzduchu pĜedtím, než bude vypuštČn do atmosféry. Regenerovaný materiál se vrací do procesu. Chladící vzduch se vypouští do atmosféry také. 2.1.5.6 2.1.5.6.1
Smažení (E.6) Cíl
Smažení (fritování) je ohĜívací operace, pĜi níž je potravina zahĜívána v jedlém oleji na teploty v okolí 200°C. Obvykle se k tomu používá rostlinný olej nebo smČs živoþišného tuku a rostlinného oleje. 2.1.5.6.2
Oblast používání
Suroviny, jako jsou ryby, brambory a kuĜata lze smažit a vyrábČt produkty jako jsou rybí prsty, bramborové hranolky a kuĜecí nugety. 2.1.5.6.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Produkt se pĜivádí do tukové láznČ na laĢkovém dopravníku. Smažící zaĜízení (fritéza) je horizontální komora obsahující olej. Produkt padá do oleje a pokud je obalen, rozpínání tČstíþka (panády) vynáší produkt k hladinČ oleje. LaĢkový dopravník podává produkt pod hlavní pás fritézy, který produkt unáší fritézou a reguluje dobu smažení. 41
Kapitola 2 Vynášecí pás na konci fritézy zdvíhá produkt z olejové láznČ, umožĖuje jeho odkapání a dopravuje produkt na kontrolní a balící dopravníky. Fritézy jsou vybaveny odsávacím ventilátorem, zabraĖujícím úniku výparĤ. Doba a teplota smažení se mČní podle zpracovávaného produktu. Teploty se pohybují v rozmezí od 190°C do 205°C a doba zdržení ve fritéze bývá normálnČ kolem 35 sekund, mĤže však být prodloužena až na 6 minut. 2.1.5.7 2.1.5.7.1
Temperování (E.7) Cíl
Cílem temperování je zajistit jakost a vzhled produktu, umožnit manipulaci s tekutou þokoládou pro rĤzné aplikace, napĜ. vyjímání z forem a zajistit Ĝízení viskozity a umožnit plnČní požadavku na þistou hmotnost. Temperováním je také Ĝízené rozmrazování masa. 2.1.5.7.2
Oblast používání
Temperování se používá ve výrobČ þokolády a þokoládu obsahujících výrobkĤ. Receptury þokolády, obsahující kakaové máslo nebo rovnocenné náhražky kakaového másla, potĜebují být pĜed použitím temperovány. ýokoláda mĤže být „nedotemperována“, správnČ temperována a „pĜetemperována“ podle konkrétní aplikace. Je to proto, že kakaové máslo mĤže existovat v rĤzných krystalických formách, které, pokud neprojdou temperováním, se pĜemČní na nestálé formy, které mají velmi nepĜíznivý dopad na schopnosti výroby a jakost výrobku. Proces temperování zajistí, že tuk zkrystalizuje na stabilní modifikaci, která umožní vyrábČt produkty s dobrým leskem, tvrdostí nebo lomem a zpozdí tvorbu šedobílých skvrn na povrchu, známých jako „vykvetlý tuk“. Nedostateþné temperování þokolády vede k tvorbČ nestabilních krystalických forem, které zpĤsobují ošklivý vzhled a špatnou strukturu. 2.1.5.7.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Proces temperování znamená roztavení všech pĜítomných tukových krystalĤ ohĜevem nejménČ na teplotu 40°C nebo vyšší a potom ochlazení hmoty obvykle na teplotu nižší, než 30°C, známou jako oþkovací teplota. Tím se umožní tvorba stabilních krystalických fází, které, pĜi výdrži na teplotČ, umožní prĤbČh dalších žádoucích pĜemČn. Nakonec se hmota mírnČ zahĜeje, aby se roztavily všechny zbývající nestálé formy a zavedla další krystalizace stabilních forem. Podle jednotlivých pĜedpisĤ nebo receptur se teploty a výdrže patĜiþnČ mČní, aby byla zajištČna optimální jakost výrobku. Temperování v jednom proudu používá standardní technologie vyvolání krystalizace stabilních forem z kapaliny, následovaného zmČnami teploty. Produkt je podáván šnekovým dopravníkem do temperovací trubice, kde se ve tĜech stupních temperuje. Dvouproudové temperování vyžaduje, aby již naoþkovaný proud byl uvádČn do proudu roztavené nevytemperované þokolády. KoneþnČ vícestupĖové temperování je založeno na šetrném chlazení pro vytvoĜení zárodeþných krystalĤ, následovaném šetrným ohĜevem, umožĖujícím vznik stabilních krystalických forem. Zóny chlazení a ohĜevu se skládají z více stupĖĤ, udržovaných na požadovaných rozsazích teplot pomocí opláštČného systému cirkulace vody. Existují rĤzná dostupná temperaþní zaĜízení, založená na tomto principu a hojnČ používaná v prĤmyslu pro Ĝadu rĤzných aplikací.
42
Kapitola 2 2.1.5.8 2.1.5.8.1
Pasteurace, sterilace, UHT (E.8) Cíl
Konzervace potravináĜských produktĤ a krmiv se dosahuje zahubením všech pĜítomných mikroorganismĤ. Tepelné zpracování produktĤ je jednou z hlavních technologií používaných v sektoru FDM. Tepelné zpracování zastavuje bakteriální a enzymatickou aktivitu; tím se brání ztrátČ jakosti a potraviny nepodléhají zkáze. PĜi tepelném zpracování lze používat rĤzné kombinace þasu a teploty, podle vlastností produktu a požadavkĤ na jeho skladovatelnost. Pasteurace je proces Ĝízeného ohĜevu, používaný pro eliminaci živých forem všech mikroorganismĤ, tj. pathogennních nebo zpĤsobujících kažení, které mohou být pĜítomny v mléce, ovocných nápojích, nČkterých masných výrobcích a jiných potravinách, které se bČžnČ tímto zpĤsobem ošetĜují, nebo pro prodloužení skladovatelnosti, jako v pĜípadČ piva. Podobný proces Ĝízeného ohĜevu, nazývaný blanšírování, se používá pĜi zpracování ovoce a zeleniny. Jak pasteurace, tak blanšírování jsou založeny na použití minimální spotĜeby tepla, potĜebné pro deaktivaci konkrétních mikroorganismĤ nebo enzymĤ a tak snižovat na minimum zmČny jakosti vlastních potravin >87, Ullmann, 2001@. PĜi pasteuraci se obecnČ používá ohĜev na teplotu nižší, než 100°C. Sterilace je proces Ĝízeného ohĜevu, používaný pro eliminaci živých forem a spór všech mikroorganismĤ, tj. pathogennních nebo zpĤsobujících kažení, které mohou být pĜítomny v konzervovaných potravinách. Lze ji provádČt vlhkým teplem, suchým teplem, filtrací, ozaĜováním nebo chemicky. V porovnání s pasteurací používá tepelné zpracování za teplot vyšších, než 100°C, dostateþnČ dlouhé, aby vedlo k stabilní skladovatelnosti produktu. UHT („ultrapasteurace“) jde o velmi krátkodobý ohĜev na teplotu vyšší než 100°C. 2.1.5.8.2
Oblast používání
Pasteurace a sterilace se používají k ošetĜení potravináĜských produktĤ všeho druhu. Mohou sem patĜit mléko, šĢávy a pivo. Technologie UHT je použitelná pro kapalné produkty s nízkou viskozitou. 2.1.5.8.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pasteuraþní teploty se bČžnČ pohybují v rozmezí od 62°C do 90°C a doby pasteurace se mČĜí v sekundách a v minutách. Šaržová pasteurace: používá teploty 62 – 65 °C, až na 30 minut; vysokoteplotní krátkodobá pasteurace (HTST) užívá teploty 72 – 75°C na dobu 15 až 240 sekund a vysokoteplotní krátkodobá pasteuraci s intenzivním ohĜevem (HHST) používá ohĜev na teploty 85 – 90°C na dobu 1 – 25 sekund. Šaržová pasteurace se provádí v míchaných nádobách. Produkt, tj. pivo, ovocné šĢávy, se nČkdy pasteuruje po naplnČní do láhví nebo plechovek. Pak se produkt v tČchto nádobách ponoĜuje do horké vody nebo prochází parním tunelem. Pro kontinuální pasteuraci se používají prĤtokové tepelné výmČníky (trubkové, deskové), které mají vyhĜívací, udržovací a chladící sekce. Tabulka 2.2 ukazuje pĜíklady kombinací tepelného zpracování v sektoru FDM.
43
Kapitola 2
Proces
Teplota ohĜevu/ doba zdržení 63°C/ 30 min
Pasteurace kapalin ve velkém objemu Vysokoteplotní krátkodobá 72°C/ 15 s pasteurace (HTST) OhĜev masných výrobkĤ na vnitĜní teplotu 65 až 75°C Blanšírování zeleniny rĤzné (napĜ. 75°C/ 5 min) Pasteurace v láhvích 60°C/ 10 min
Použití Pasteurace mléka v kádích Kontinuální pasteurace mléka pro bezpeþnost Produkty pro pĜímou spotĜebu (šunka, hotová sekaná, párky atd.) Deaktivace enzymĤ a zmČkþení tkání Prodloužení skladovatelnosti piva.
Tabulka 2.2: PĜíklady kombinací tepelného ošetĜení, používaných v sektoru FDM >1, CIAA,2002@ Pro sterilaci je produkt obecnČ naplnČn do lahví nebo plechovek a potom tepelnČ ošetĜen v autoklávu v horké (pĜehĜáté) vodČ nebo páĜe za zvýšeného tlaku. Sterilizaþní autoklávy mohou být provozovány v šaržovém nebo kontinuálním režimu. PĜi sterilaci vlhkým teplem se teploty pohybují mezi 110°C a 120°C a doby sterilace jsou od 20 do 40 minut. NapĜíklad potraviny v plechovkách se sterilují v autoklávu asi pĜi 121°C po dobu 20 minut. Vyšší teploty a kratší doby mohou mít stejný úþinek (napĜ. 3 minuty pĜi 134°C). Jestliže však podmínky neumožĖují vyklíþení spor, lze použít i nižší teploty a kratší doby. NapĜíklad pro kyselé ovocné šĢávy, jamy nebo zákusky normálnČ postaþuje desetiminutový ohĜev na 80 – 100°C. Pro zahubení bakteriálních endospor suchým teplem jsou potĜebné delší doby expozice napĜ. až 2 hodiny, a vyšší teploty, napĜ. 160 – 180°C, než u vlhkého tepla. Roztoky s obsahem termolabilních slouþenin lze sterilovat filtrací pĜes filtraþní prostĜedky jako jsou nitrocelulózové membrány, kĜemelina, porcelán þi asbest. OzaĜování UV záĜením se používá pro udržování prostorĤ v þásteþnČ sterilním stavu. Bakterie a jejich spory se rychle zahubí, ale spory hub a plísní jsou na záĜení jen mírnČ citlivé. Pro sterilaci potravin a jiných kompaktních materiálĤ se používá ionizaþní záĜení (RTG záĜení a gama záĜení). Lze používat i chemické prostĜedky. Pro sterilaci potravin, plastĤ, sklenČného nádobí a dalších zaĜízení se používá ethylenoxid >87, Ullmann, 2001@. OšetĜení technologií UHT znamená velmi krátký ohĜev na teplotu 135 – 150°C), trvající jen nČkolik sekund. Tím se získá sterilovaný produkt jen s minimálním tepelným poškozením vlastností produktu. OšetĜení UHT je možné jen v prĤtokovém zaĜízení. Produkt je tedy sterilován dĜíve, než je pĜeveden do pĜedem sterilovaných nádob ve sterilní atmosféĜe. To vyžaduje aseptické zpracování. Pro ošetĜení UHT se používá nepĜímý ohĜev v deskových nebo trubkových tepelných výmČnících. MĤže se však uplatnit i pĜímé vstĜikování páry nebo infuze páry.
2.1.6
Koncentrování teplem (F.)
2.1.6.1
OdpaĜování (kapaliny na kapalinu) (F.1)
2.1.6.1.1
Cíl
OdpaĜování je þásteþné odstranČní vody z kapalné potraviny varem. Kapalné produkty je napĜíklad možné zahustit z obsahu 5 % sušiny na 72 % i více, podle viskozity koncentrátĤ. OdpaĜování se používá pro pĜedbČžné koncentrování potravin, zvyšování obsahu pevných látek v potravinách, zmČnu barvy potravin, nebo témČĜ úplné odstranČní obsahu vody z kapalného produktu napĜ. pĜi sušení jedlých olejĤ. 44
Kapitola 2 2.1.6.1.2
Oblast používání
OdpaĜování se používá v mnoha odvČtvích sektoru FDM. Používá se napĜíklad pro zpracování mléka, derivátĤ škrobu, kávy, ovocných šĢáv, zeleninových past a koncentrátĤ, chuĢových pĜísad, omáþek a pĜi zpracování cukru a jedlých olejĤ. 2.1.6.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Jako topné medium se obvykle používají pára, páry nebo výfukové plyny z jiných operací (sušení). Skupenské kondenzaþní teplo pĜestupuje do kapalné potraviny a zvyšuje její teplotu až k bodu varu, aby došlo k odpaĜování vody. Pára se pak z hladiny vroucí kapaliny odvádí. Protože potraviny jsou citlivé na ohĜev, je þasto nezbytné pracovat pĜi nižších teplotách. To se provádí varem kapalné složky za sníženého tlaku. OdpaĜování probíhá normálnČ v rozmezí od 50°C do 100°C, aþkoliv v cukrovarnickém prĤmyslu mĤže být teplota odpaĜování až 130°C. V nejjednodušší formČ se odpaĜování provádí vyvaĜováním vody do atmosféry pĜi ohĜevu ponoĜeným elektrickým topným tČlesem. NejbČžnČji používaným zaĜízením jsou však vícestupĖové trubkové odparky nebo deskové odparky. Trubkové odparky mohou mít pĜirozenou nebo nucenou cirkulaci, se stoupajícím nebo klesajícím filmem. Odparky Centritherm, odparky se stíraným filmem (WFE), tenkovrstvé („filmové“) odparky a vakuové pánve jsou speciálnČ konstruovány pro odpaĜování velmi viskózních kapalin. Typické hodnoty celkové koncentrace pevných látek (sušiny) pro rĤzné typy odparek jsou uvedeny v tabulce 2.3. Koncentrace celkových pevných látek ve výstupu závisí na složení produktu, který se zahušĢuje. Druh odparky Trubková, vícestupĖová Desková, vícestupĖová Vakuová pánev Centritherm, jednostupĖová WFE, jednostupĖová
Sušina na vstupu % 5 – 25 5 – 25 60 - 70 5 – 25 40 - 50
Sušina na výstupu % 40 - 75 40 – 75 80 – 85 40 – 60 70 - 90
Tabulka 2.3: Typické hodnoty celkové koncentrace pevných látek (sušiny) pro rĤzné typy odparek >1, CIAA, 2002@ Pro odpaĜování produktĤ, které vyžadují významné dodávky energie, napĜíklad pĜi zpracování cukrové Ĝepy, zpracování škrobu a odpaĜování mléka a syrovátky, se používají víceþlenné odparky (mnohoþleny). Ty používají þerstvou páru nebo výfukové plyny z jiných operací a tak regenerují þi opakovanČ využívají energie pro vyvaĜování vody v prvním þlenu. OdpaĜená voda má stále dostatek energie, aby mohla být zdrojem tepla pro další þlen, atd. V ĜadČ þlenĤ se pracuje ve vakuu, aby se voda odpaĜila. Zpracovávaná kapalina prochází z jednoho þlenu odparky do druhého a do ostatních tak, že je vystavena více stupĖĤm odpaĜování. V tomto systému mĤže jedna jednotka páry, uvedená do první odparky, odpaĜit z kapaliny tĜi až šest jednotek vody. Další energii lze ušetĜit rekompresí par využitím tepelné rekomprese par (TVR) nebo mechanické rekomprese par (MVR). To však mĤže vést ke zneþistČní páry, která je pak nevhodná pro vracení do kotlĤ a tak zvyšuje zatížení odpadních vod. V koncovém stupni mĤže být pára zkondenzována chladící vodou. Urþitá þást par z odparky mĤže být odebírána a použita jako zdroj tepla pro jiné potĜeby procesu. Kondenzát mĤže mít takovou jakost, že mĤže být dokonce dodáván do jiných procesĤ jako procesní voda.
45
Kapitola 2 BČhem zpracování se složky produktu postupnČ usazují na výmČnném povrchu a mohou zhoršit úþinnost výmČny tepla a pĤsobit v systému tepelné ztráty. Tyto usazeniny mohou být anorganické nebo organické, podle produktu. ZaĜízení proto musí být pravidelnČ þistČno, aby se zabránilo pĜíliš velkým tepelným ztrátám a následné ztrátČ jakosti produktu. 2.1.6.2 2.1.6.2.1
Sušení (kapaliny na pevnou látku) (F.2) Cíl
Sušení je definováno jako použití tepla za Ĝízených podmínek k odstranČní vody, pĜítomné v kapalných potravinách, odpaĜením tak, aby vnikl pevný produkt. Liší se od odpaĜování, kterým se získává koncentrovaný kapalný produkt. Hlavním úþelem sušení je prodloužení skladovatelnosti potravin snížením aktivity vody (aw). 2.1.6.2.2
Oblast používání
Mezi typické aplikace technologií sušení patĜí mléþné výrobky, napĜ. mléko, syrovátka, smetanové pĜípravky, káva, kávoviny, þaj, chuĢové pĜísady, sušené nápoje a potraviny na bázi zpracovaných obilnin. 2.1.6.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pro sušení lze využít dva rĤzné principy: sušení horkým vzduchem a povrchové sušení vedením tepla pomocí systému po pĜestup tepla. PĜi horkovzdušném sušení se ohĜev se provádí horkým vzduchem, který jako pĜenosové médium pĜichází do pĜímého nebo nepĜímého styku s kapalným produktem. Teplo, pĜestupující z horkého vzduchu do produktu, zpĤsobuje odpaĜování vody. PĜi povrchovém sušení vedením tepla pomocí systému pro pĜestup tepla není topné medium ve styku s mokrou potravinou, ale je od ní oddČleno teplo pĜenášejícím povrchem. Teplo se pĜenáší pĜes tento povrch vedením a proudČním z horkého povrchu na výrobek, takže dochází k odstraĖování vody z potraviny. Proti horkovzdušným sušárnám to má dvČ hlavní výhody: je potĜebný menší objem vzduchu a tepelná úþinnost je tedy vyšší, a proces mĤže být provádČn v nepĜítomnosti kyslíku. Používané sušárny jsou rozprašovací, válcové, vakuové pásové a vakuové policové (patrové) sušárny. PĜi rozprašovacím sušení je materiál, který má být sušen, rozptylován do vzduchu, tj. kapalina se mČní v jemnou mlhu („atomizuje“ se) a získává velkou plochu povrchu. Rozprášená kapalina je vystavena proudu horkého vzduchu v komoĜe sušárny. Vlhkost se odpaĜuje rychle a pevné látky se získávají ve formČ jemných dutých kulovitých þástic. Používají se vstupní teploty až 250°C i vyšší podle druhu produktu, ale díky odpaĜování teplota velmi rychle klesá na hodnotu kolem 95°C, což je výstupní teplota vzduchu. Teplota produktu je pĜitom asi o 20°C až 30°C nižší, než výstupní teplota vzduchu. OhĜev sušícího vzduchu lze realizovat parou nebo plynovými ohĜívaþi vzduchu s pĜímým spalováním, nebo nepĜímými topnými tČlesy vyhĜívanými plynnými, kapalnými þi pevnými palivy. Rozprašovací sušení se provádí ve velkém mČĜítku v mléþném prĤmyslu a pĜi sušení kávy. ObecnČ, jako nedílná souþást procesu, výfukový vzduch se vede pĜes cyklony a/nebo filtry, kde se zachycují þásticové materiály a prach, který je výfukovým vzduchem strháván. Regenerovaný materiál se vrací zpČt do produktu.
46
Kapitola 2 Principem procesu sušení na válcové sušárnČ je, že se na hladký povrch nepĜetržitČ se otáþejícího ocelového bubnu, vyhĜívaného parou, stále nanáší tenká vrstva materiálu. Vrstva usušeného materiálu se nepĜetržitČ seškrabuje pevným nožem, umístČným na opaþné stranČ, než na které se na buben nanáší tekutý materiál. Sušárna se mĤže skládat z jednoho bubnu nebo z páru bubnĤ, opatĜených (nebo neopatĜených) satelitními válci. Pára se do bubnĤ dodává pod tlakem 4 až 8 barĤ, což závisí na produktu. Na válcích se suší napĜíklad mléko, škrob a bramborové vloþky. KoneþnČ, ve vakuových pásových nebo lískových sušárnách se suspenze (kaše) se nastĜikuje nebo nastírá na ocelový pás, který pĜechází pĜes dva duté bubny ve vakuové komoĜe. Potravina se nejprve suší na parou vyhĜívaném bubnu a potom parou vyhĜívaných hadech nebo záĜiþích, umístČných nad pásem. Vysušená potravina se pak chladí na druhém vodou chlazeném válci a seškrabuje se nožem. Rychlé sušení a omezené poškození teplem þiní z této metody metodu vhodnou pro potraviny citlivé na teplo. 2.1.6.3 Dehydratace (pevné látky na pevnou látku) (F.3) 2.1.6.3.1
Cíl
Dehydratace je definována jako použití tepla za Ĝízených podmínek k odstranČní vody, pĜítomné v pevných potravinách nebo vedlejších produktech zpracování zemČdČlských surovin, odpaĜením. Hlavním úþelem dehydratace je prodloužení skladovatelnosti potravin snížením jejich aw. 2.1.6.3.2
Oblast používání
PĜíklady sušených potravin jsou sušené brambory, deriváty škrobu, cukr, Ĝepa, vyluhované Ĝepné Ĝízky, mouka, fazole, ovoce, oĜechy, obilniny, þajové lístky, zelenina a koĜení. Dehydratace mokrého obilí se používá pĜi výrobČ sladu (také pod názvem hvozdČní). Pokud jde o proces sladování, je krok sušení nezbytnČ nutný a je potĜebný pro získání žádoucí barvy a chuti. 2.1.6.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Dehydratace však: ovlivĖuje texturu a barvu potravin a zpĤsobuje ztrátu tČkavých slouþenin, což má škodlivý úþinek jak na kvalitu, tak na nutriþní hodnotu potravin. Konstrukce a provoz dehydrataþního zaĜízení se zamČĜují na omezení tČchto zmČn na minimum výbČrem vhodných podmínek sušení pro jednotlivé potraviny. Pro sušení lze využít dva principy, tj. sušení horkým vzduchem a povrchové sušení vedením tepla pomocí systému pro pĜestup tepla. Jsou podrobnČ vysvČtleny v odst. 2.1.6.2. Používají se rĤzné druhy sušáren , tj. fluidní, skĜíĖové neboli lískové, dopravníkové neboli pásové, pneumatické, mžikové a/nebo prstencové, rotaþní, tunelové, parní trubkové, parní, hvozdy a vakuové sušárny. Kovová patra s dČrovaným dnem þi dnem z drátČného pletiva obsahují lože þástic potravin o tloušĢce až 15 cm. Ložem se dmýchá horký vzduch, což zpĤsobí, že se potravina uvede do vznosu a intenzivnČ se míchá (fluidizuje).Vzduch tedy pĤsobí jako sušící a souþasnČ fluidizaþní medium. Sušárny mnohou být šaržové nebo kontinuální. Sušárny s fluidním ložem jsou kompaktní a mají dobrou kontrolu nad podmínkami sušení, pomČrnČ vysokou tepelnou úþinnost a vysoké rychlosti sušení. Sušárna má velmi vysoké rychlosti pĜestupu tepla a následnČ krátké doby sušení. Sušení mĤže probíhat pĜi teplotách pod 100°C, ale také až 170°C i vyšších, podle produktu a procesu. Sušení na fluidním loži se þasto používá jako poslední krok sušení po sušení rozprašováním (viz odst. 2.1.6.2) v mléþném prĤmyslu. 47
Kapitola 2
SkĜíĖové þi lískové sušárny se skládají z izolované skĜínČ, opatĜené mČlkými lískami s dČrovaným dnem þi dnem z drátČného pletiva, z nichž každá nese tenkou vrstvu potraviny. SkĜíní cirkuluje horký vzduch. Aby byla zajištČna rovnomČrná distribuce vzduchu, používá se systém kanálĤ a pĜepážek, které smČrují vzduch nad a/nebo skrz každou lísku. Lískové sušárny se používají pro výroby v malém mČĜítku. Mají nízké investiþní náklady a náklady na údržbu, ale pomČrnČ obtížnČ se regulují a vycházejí z nich produkty promČnlivé jakosti. Kontinuální dopravníkové sušárny bývají až 20 m dlouhé a 3 m široké. Potravina se suší na sítovém pásu. Proud vzduchu je nejprve veden smČrem vzhĤru pĜes lože potraviny a v pozdČjších stadiích smČrem dolĤ, aby nedocházelo k úletu suché potraviny z lože. V pneumatických sušárnách, rychlosušárnách a/nebo prstencových sušárnách se práškové nebo þásticové potraviny kontinuálnČ suší ve svislých nebo vodorovných kovových kanálech. K odstraĖování sušených produktĤ se používají cyklonové separátory nebo nohavicové filtry. Vlhká potravina se dávkuje do kanálového systému a rozptyluje do horkého vzduchu. Pneumatické sušárny mají pomČrnČ nízké investiþní náklady, vysoké rychlosti sušení a tepelnou úþinnost a podmínky sušení lze velmi pĜesnČ regulovat. Rotaþní sušárna je v podstatČ mírnČ sklonČný otáþivý kovový válec, uvnitĜ opatĜený žebry, která zpĤsobují, že potravina pĜi pohybu sušárnou v proudu horkého vzduchu postupnČ pĜepadává. Vzduch se mĤže pohybovat v souproudu nebo v protiproudu. Promíchávání potraviny a velká plocha potraviny vystavená vzduchu jsou pĜíþinou vysokých rychlostí sušení a stejnomČrného vysušení produktu. Tato metoda je zvláštČ vhodná pro potraviny, které mají sklon v pásových nebo lískových sušárnách plstnatČt nebo se slepovat. V cukrovarnictví se tyto sušárny používají ve velkém mČĜítku pro sušení cukru a vyluhovaných Ĝepných ĜízkĤ. V pĜípadČ ĜízkĤ se jako zdroj tepla používají spaliny ze spalovacího zaĜízení, což také snižuje spotĜebu paliva. NČkterá spalovací zaĜízení mohou produkovat spaliny s teplotou kolem 120 °C V tunelových sušárnách se vrstvy potravin se suší na lískách, které jsou narovnány na vozících, naprogramovaných na semikontinuální pohyb izolovaným tunelem, v nČmž cirkuluje horký vzduch. V parních trubkových sušárnách topné medium (pára) není ve styku s mokrým produktem; pro pĜenos tepla na povrch produktu pro sušení se používá výmČníkový povrch. Pára prochází sušárnou ve válcových trubkách nebo svazcích, které se otáþejí, aby nedocházelo k lokálnímu pĜehĜátí a zlepšila se rovnomČrnost sušení. Tato sušárna pracuje s menšími objemy vzduchu a tím jsou omezeny i emise do atmosféry. Parní sušárna je sušící zaĜízení speciální konstrukce, které používá pĜehĜátou páru, získávanou pomocí tepelného výmČníku. Sušárna se skládá z tlakové nádoby, v níž se produkt zbavuje vody, která se mČní v páru a použije k sušení dalšího produktu. Tento systém se v omezeném mČĜítku používá v cukrovarnictví pro sušení vyluhovaných ĜízkĤ. Jednou z výhod je nízká spotĜeba energie na sušení. Sušení na hvozdu se používá ve sladovnictví a je popsáno v odst. 2.2.1.5. Vakuové sušení se používá v pĜípadech produktĤ citlivých na teplotu. Aby nedocházelo k sušení za vyšší teploty, musí být snižován vnČjší tlak. Jedním z jednoduchých typĤ vakuové sušárny je vakuová válcová sušárna. PĜi tomto zpĤsobu je ve vakuové komoĜe umístČn jeden, pĜípadnČ dva válce. Vznikající pára se sráží na chladiþi, umístČném mezi vakuovou komorou a vývČvou. Produkt se vynáší šnekovým dopravníkem. 48
Kapitola 2 2.1.9
Zpracování odnímáním tepla (G.)
2.1.9.4
Ochlazování a chlazení, stabilizace chladem (G.1)
2.1.7.1.1
Cíl
Ochlazování se používá pro snížení teploty potravin z jedné procesní teploty na jinou, anebo na potĜebnou teplotu skladování. Chlazení je zpracovatelská technologie, kterou se teplota potraviny sníží a udržuje v rozmezí –1°C až +8°C. Cílem ochlazování a chlazení je snížit rychlost biochemických a mikrobiologických zmČn za úþelem prodloužení skladovatelnosti þerstvých a zpracovaných potravin, nebo udržet urþitou teplotu v potravináĜském procesu, jako napĜíklad pĜi kvašení/fermentaci a ošetĜování piva. Ochlazování se také používá pro podpoĜení zmČny stavu agregace, napĜíklad pro krystalizaci. Ve vinaĜství se ochlazování a chlazení používají pro vyþeĜení moštu pĜed kvašením. Cílem stabilizace chladem je dosáhnout vysrážení vínanĤ (ve vínech) nebo mastných kyselin (v destilátech) pĜed plnČním do láhví. 2.1.7.1.2
Oblast používání
Ochlazování, chlazení a stabilizace chladem jsou v sektoru FDM velmi rozšíĜené. Chlazení pro konzervaci potravin se hojnČ používá u dlouhé Ĝady potravin, snadno podléhajících zkáze. Stabilizace chladem se v potravináĜském prĤmyslu používá hlavnČ ve vinaĜství a výrobČ destilátĤ. Pivo se stabilizuje chladem, aby se vysrážely adukty polyfenolĤ na bílkoviny. Pivo se udržuje na teplotČ –2 až –3 °C po dobu nejménČ 12 hodin. 2.1.7.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Chlazení kapalných potravin se bČžnČ provádí vedením produktu pĜes tepelný výmČník (chladiþ) nebo chlazením nádoby. Chladícím mediem v chladiþi mĤže být spodní voda, voda cirkulující pĜes chladící vČž nebo voda, pĜípadnČ míchaná s prostĜedky, jako je glykol, která cirkuluje pĜes nČjaký mechanický chladící systém nebo systém ledové vody. PĜi kryogenním chlazení pĜichází potravina do pĜímého styku s chladivem, kterým mĤže být pevný nebo kapalný oxid uhliþitý nebo kapalný dusík. Chladivo se odpaĜuje nebo sublimuje a pĜitom odebírá teplo z potraviny, þímž ji rychle ochlazuje. ObČ chladiva, jak kapalný dusík, tak oxid uhliþitý jsou bezbarvá, bez zápachu a neteþná. Zásobování spotĜebitelĤ chlazenými potravinami vyžaduje dobĜe propracovaný distribuþní systém, obsahující chladírenské sklady, chladírenské dopravní prostĜedky a maloobchodní chlazené prosklené skĜínČ a pulty. Chlazené potraviny lze slouþit do tĜí kategorií podle skladovací teploty [225,Hendley B., 1985]. ýtvrtá kategorie se vztahuje na vinaĜství.
-1°C až +1°C (þerstvé ryby, masa, mČkké uzeniny a mletá masa, uzená masa a uzené ryby);
0°C až +5°C (pasteurované konzervované maso, mléko a mléþné výrobky, hotové saláty, pekaĜské zboží, tČstovinová tČsta, pizzy, neupeþené tČsto a cukráĜské zboží;
0°C až +8°C (zcela uvaĜená masa, peþivo plnČné rybím masem, vaĜené a nevaĜené sušené a fermentované masné výrobky, máslo, margarin, sýry a mČkké ovoce;
8°C až 12°C ve vinaĜství. Mošt se udržuje na této teplotČ po dobu 6 až 24 hodin.
49
ZaĜízení používaná ke zmrazování (viz odst. 2.1.7.2) lze pro ochlazování a chlazení také používat. Stabilizace chladem je technologie ochlazení vína pĜe plnČním do láhví, aby se vyvolalo srážení vínanových krystalĤ. U destilátĤ tato technologie spoþívá v uvedení destilátu na teplotu –1°C až –7°C podle výrobce, a možném provedení „stabulace“, tj. uložení za nízké teploty v tanku pĜi konstantní teplotČ na dobu 24 až 48 hodin. Filtrace za studena (za teploty kolem –1°C) umožĖuje zadržet estery mastných kyselin. Pro vína lze použít tĜi technologie stabilizaci po šaržích a stabulaci, kontinuální stabilizaci a stabilizaci naoþkováním krystalky za chladu. NejbČžnČji se používají obČ poslední technologie a existuje mnoho obmČn základního schématu. Stabilizace chladem a stabulace je nejstarší technologie a spoþívá v uvedení vína na teplotu pod nulou, do blízkosti jeho bodu mrznutí, který lze vypoþítat takto: teplota tuhnutí(°C) = { obsah alkoholu (% obj.)/2}+1 PĜi kontinuální stabilizaci chladem je stabulaþní nádrž nahrazena válcovČ-kuželovitým krystalizátorem s míchadlem, v nČmž se víno zdrží pouhých 30 až 90 minut. Stabilizace naoþkováním za chladu spoþívá ve vychlazení na teplotu –1°C až –2°C a naoþkování krystalky vínanu v množství asi 4 g/l, pĜi míchání po dobu asi 2 – 4 hodin a pozdČjším skladování v nádržích a následné dekantace po 12 až 48 hodinách. 2.1.9.5 2.1.7.2.1
Zmrazování (G.2) Cíl
Zmrazování je zpĤsob konzervace. PĜi zmrazování se teplota potraviny sníží pod bod mrznutí a urþitý podíl vody projde zmČnou stavu a utvoĜí ledové krystaly. PrĤmyslovou normou pro zmrazování potravin je snížení teploty asi na –18°C.2.1.7.2.1
Oblast používání
Zmrazovat lze nČkolik druhĤ potravin, napĜíklad ovoce, zeleninu, ryby, maso, pekaĜské zboží a hotové potraviny jako jsou zmrzlina, pizza apod. 2.1.7.2.1
Popis technologií, metod a zaĜízení
BČhem procesu zmrazování je nejprve odebráno teplo, aby teplota potraviny klesla k bodu mrazu. PatĜí sem teplo produkované respirací jako u þerstvých potravin. Potom se odebírá latentní teplo krystalizace, když se tvoĜí krystaly ledu. Tabulka 2.4 ukazuje typické body mrznutí rĤzných produktĤ FDM. Potravina Zelenina (napĜ. hrášek, kvČták, cibule, mrkev a rajþata Ovoce (napĜ. hrušky, švestky a meruĖky) Bobulové plody (napĜ. jahody a maliny) Mléko Pivo Maso, drĤbež a ryby Zmrzlina
Bod mrznutí -0,9 až –1,4°C -1,8 až –2,5°C -0,8 až –1,2°C -0,5°C -2,2°C -0,6 až –2,0°C -4,0 až –6,0°C
Tabulka 2.4: Typické teploty mrznutí rĤzných druhĤ potravin >37, Environmental Agency of England and Wales, 2000] Pro zmrazování potravin je k dispozici celá Ĝada metod a zaĜízení. NejbČžnČjší s nich jsou dmýchací a pásová zaĜízení, zaĜízení s fluidním ložem, chlazeným povrchem, ponoĜovací a kryogenická. také se používá kryoextrakce a koncentrace chladem.
50
Kapitola 2 V dmýchacích zmrazovaþích se pĜes potravinu vede studený vzduch o teplotČ –30 až – 40°C rychlostí 1,5 až 6 m/s. V šaržových zaĜízeních je potravina uložena na lískách v místnostech nebo skĜíních. V kontinuálním zaĜízení jsou lísky s potravinou narovnány do stohĤ na vozících nebo potravina prochází zmrazovacím tunelem na pásových dopravnících. NČkdy se používají vícefázové tunely s nČkolika pásy. Produkt padá z jednoho pásu na druhý, þímž se také rozbíjejí hrudky zmrzlé potraviny TloušĢka vrstvy potraviny na pásu se pohybuje od 25 mm do 125 mm. V dmýchacích zmrazovacích zaĜízeních se recyklují velké objemy vzduchu, což mĤže zpĤsobit omrzliny a oxidaþní zmČny na nebalených potravinách. Vlhkost z potravin se vzduchem transportuje na zmrazovací hady, což vyvolává nutnost þastého odmrazování. Používá se také nárazové mrazení a ochlazování až na teplotu –50°C pĜi rychlostech vzduchu až 45 m/s. Princip þinnosti protiproudého zmrazovacího zaĜízení, napĜ. pásového nebo spirálového zmrazovaþe, je stejný, jako u dmýchacích zaĜízení s tím rozdílem, že se zmrazovaná potravina dopravuje v protiproudu studeného vzduchu nebo kapalného dusíku. Tím se snižuje odpaĜování vody z potraviny. Ve zmrazovacím zaĜízení s fluidním ložem je potravina uvedena do vznosu vzduchem o teplotČ –25°až –40°C pĜivádČním vzduchu svisle odspodu perforovanou lískou nebo dopravníkovým pásem s vrstvou potraviny o tloušĢce 2 – 20 cm. Tvar a velikost kouskĤ potraviny urþuje tloušĢku lože a rychlost fluidizaþního vzduchu. Potravina se dostává do rozsáhlejšího styku se vzduchem, než v dmýchacích zmrazovacích zaĜízeních a tak jsou všechny povrchy zmrazovány souþasnČ a stejnČ. Tím se dosahuje rychlejšího zmrazování a nižší dehydratace, což má také za výsledek ménČ þasté odmrazování zaĜízení. Zmrazování ve fluidním loži se omezuje na potraviny s malými þásticemi, napĜ. hrášek, zrno sladké kukuĜice, krevety, jahody atd. Ve zmrazovacím zaĜízení s chlazeným povrchem jsou vertikální nebo horizontální duté desky chlazeny chladícím médiem o teplotČ asi –40°C. Potravina se na desky klade v tenkých vrstvách. NČkdy se desky lehce stlaþují k sobČ. To zlepšuje styk mezi potravinou a zmrazovacími deskami. Výhodou takovýchto mrazírenských zaĜízení je, že dochází jen malé dehydrataci potraviny, což snižuje frekvenci odmrazování. Zvláštní formou deskového zmrazovacího zaĜízení je zmrazovaþ se seškrabovaným povrchem. Skládá se ze zmrazovacího válce s otáþejícími se noži, které odstraĖují zmrazený materiál z povrchu válce. ZaĜízení tohoto druhu se používá napĜíklad pro výrobu zmrzliny. V ponoĜovacích zmrazovacích zaĜízeních se balená potravina se provádí lázní vychlazeného glykolu, solanky, glycerinu nebo roztoku chloridu vápenatého na ponoĜeném sítovém dopravníku. U této metody se dosahuje vysokých rychlostí zmrazování, Používá se napĜíklad pro zmrazování koncentrované pomeranþové šĢávy v plechových konzervách a pĜedmrazení ve folii zatavené drĤbeže pĜed zmrazováním dmýchaným vzduchem. PĜi kryogenním zmrazování pĜichází potravina do pĜímého styku s mrazícím médiem, což mĤže být pevný nebo kapalný oxid uhliþitý nebo kapalný dusík. Mrazící médium se odpaĜuje nebo sublimuje a odnímá teplo potravinČ, což zpĤsobí její rychlé zmrazení. ObČ mrazící média, kapalný dusík a oxid uhliþitý jsou bezbarvá, bez zápachu a neteþná.
51
Kapitola 2
Kryoextrakce je zpĤsob subtraktivního obohacování který spoþívá v odstraĖování vody z vinných hroznĤ za úþelem zvýšení obsahu cukru. Cílem kryoextrakce je odstranit þást vody, pĜítomné v surovinČ selektivním vymrazením. Hrozny se umístí do chladírny s teplotou, která je mezi teplotou mrznutí (na cukr) nejbohatších bobulí a teplotou mrznutí nejchudších bobulí. Doba ošetĜování skliznČ hroznĤ se pohybuje od 12 do 20 hodin pĜi teplotách –3°C až –6°C. Technologie se používá pouze pro ruþnČ sklízené hrozny v mČlkých dČrovaných pĜepravkách, aby se dosáhlo pomalého a stejnomČrného snižování teploty všech hroznĤ. Vylisování umožĖuje vybrat nejzralejší šĢávy, tj. ty, které vytékají první. Maximální lisovací tlak je 4 bary.KoneþnČ, zahušĢování chladem je technologie, která se používá pouze pro vína. Záleží v odstranČní þásti vody z vína, aby se v nČm zvýšila koncentrace alkoholu („síla“). Tato technologie je upravena zákonem. Víno se ochladí pod bod zmrznutí. V kapalinČ se objeví krystalky ledu, tvoĜené pouze z vody, zatímco alkohol za tČchto teplot netuhne a zĤstává v kapalné fázi. Stálým mícháním se krystalĤm brání, aby vytvoĜily gel. Když takto ztuhne dostateþné množství vody, kapalina se od krystalĤ oddČlí odstĜedČním nebo na tlakových extraktorech. 2.1.9.6 Sublimaþní sušení, lyofilizace (G.3) 2.1.7.3.1
Cíl
Lyofilizace neboli sublimaþní sušení je proces odstraĖování vody z produktu sublimací a desorpcí. Cílem procesu je uchovat citlivý materiál, který nelze sušit odpaĜováním. Pozor na riziko odbourání specifických složek za vyšší teploty, což by mohlo mít za následek ztrátu chuti nebo jiných aspektĤ jakosti. 2.1.7.3.2
Oblast používání
Tato technologie se používá pro sušení kávových výtažkĤ, koĜení, polévkové zeleniny, kvČtin, jídel k okamžité spotĜebČ, ryb a masa. 2.1.7.3.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Lyofilizaþní zaĜízení se skládá ze sušící komory s lískami s regulovanou teplotou. ZaĜízení mĤže být šaržové, v nČmž jsou lísky po dobu operace sušení upevnČny na topné desky, nebo semikontinuální, v nČmž se lísky pohybují do vakuové komoy v sušícím tunelu vakuovou propustí. ZaĜízení obsahuje také kondenzaþní chladiþ pro zachycení vody odstranČné z produktu v sušící komoĜe, chladící systém, který dodává chladivo do lísek a kondenzátoru a þerpacího systému (vývČvy), kterým se vytváĜí podtlak v sušící komoĜe. Je-li vstupujícím produktem kapalina, napĜ. kávový výtažek, zmrazuje se ve dvou stupních s rĤznými teplotami a dobami mrazení a mele. Potom je pevný materiál pĜivádČn manuálnČ nebo mechanicky na lísky v sušící komoĜe. Teplota v sušící komoĜe je o mnoho nižší, než 0°C. PĜesná teplota závisí na sušeném produktu. V komoĜe je udržován podtlak (vakuum), takže se led za tČchto podmínek odpaĜuje. Toto odpaĜování zpĤsobuje další pokles teploty produktu, který se vyrovnává ohĜevem pomocí topných desek produktu pĜes lísky s regulovanou teplotou. OdpaĜená voda se znovu zmrazuje na povrchu kondenzaþního chladiþe, jehož teplota je hluboko pod sublimaþní teplotou vody za podmínek v komoĜe. ýas od þasu se povrch chladiþe odmrazuje ohĜevem kondenzaþního povrchu. Voda roztaje a vypustí se. Snížený tlak se udržuje vývČvou. Výfuk vývČvy je vyveden do atmosféry. Aby se do vývČvy nedostávaly pevné látky a nedošlo k jejímu poškození, je pĜed vývČvu zpravidla zaĜazen filtr.
52
Kapitola 2 2.1.10
Operace po zpracování (H)
2.1.10.4Balení, plnČní (H.1) 2.1.8.1.1
Cíl
Cílem procesu balení je použít každý produkt, vyrobený z jakéhokoli materiálu jakékoli povahy pro uzavĜení, chránČní, manipulaci, dodávání a úpravu zboží pro trh. Obal mĤže být použit na surovinu a na zpracované zboží. PlnČní je proces vnášení produktu do obalu patĜiþným zpĤsobem. 2.1.8.1.2
Oblast používání
VČtšina potravináĜských výrobkĤ se pĜed vstupem do distribuþního ĜetČzce balí. V nČkterých pĜípadech je obal nedílnou souþástí výrobního procesu, což znamená, že zabalený produkt je dále zpracováván. PĜíkladem je plnČní potravin do plechovek nebo láhví a jejich následná konzervace teplem. 2.1.8.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
SmČrnice Evropského parlamentu a Rady 94/62/ES [213, EC, 1994] uvádí toto: ýlánek 3 Definice pro úþely této smČrnice: 2. „obalem“ se rozumČjí všechny produkty, vyrobené z jakýchkoli materiálĤ jakékoli povahy, které mají být použity pro uzavĜení, ochranu, manipulaci, dodávání a tržní úpravu zboží, od surovin ke zpracovanému zboží, od výrobce k uživateli nebo spotĜebiteli. „Nevratné položky“, používané pro stejné úþely musí být rovnČž považovány za tvoĜící obal.“ „Obal“se skládá pouze z: a) prodejního obalu neboli primárního obalu, tj. obalu koncipovaného tak, aby v místČ nákupu tvoĜil pro koncového uživatele nebo spotĜebitele prodejní jednotku; b) skupinového obalu neboli sekundárního obalu, tj. obalu koncipovaného tak, aby v místČ nákupu tvoĜil seskupení nebo urþitý poþet prodejních jednotek, bez ohledu na to, zda jsou prodejní jednotky prodávány koncovému uživateli nebo spotĜebiteli jako takové, nebo zda slouží v místČ prodeje jen jako prostĜedek k doplĖování polic; mĤže být z produktu odstranČn, aniž by to ovlivnilo jeho charakteristiky; c) pĜepravního obalu þi terciárního obalu, tj obalu koncipovaného tak, aby usnadĖoval manipulaci a dopravu nČkolika prodejních jednotek nebo skupinových balení, aby se zabránilo fyzické manipulaci a poškození pĜi dopravČ. Mezi pĜepravní obaly nepatĜí silniþní, železniþní, lodní ani letecké kontejnery; VČtšina produktĤ FDM prochází v procesu výroby a v distribuþním ĜetČzci procesy primárního, sekundárního i terciárního balení. Obaly, používanými v sektoru FDM, mohou být obaly textilní, dĜevČné, kovové, sklenČné, tuhé a polotuhé plasty, pĜizpĤsobivé (poddajné) plastové folie, papír a lepenka. Textilní materiály mají špatné bariérové vlastnosti. Látkové pytle se stále používají pro pĜepravu hromadných produktĤ vþetnČ obilí, mouky, cukru a soli. DĜevČné (pĜepravní) bedny se tradiþnČ používají pro Ĝadu potravin, jako jsou ovoce, zelenina, þaj, víno, lihoviny a pivo. Tyto dĜevČné bedny byly v nČkterých odvČtvích nahrazeny již dávno a nyní se všude stále více nahrazují plastovými sudy a pĜepravkami. 53
Kapitola 2 Hermeticky uzavĜené plechovky mají velmi dobré bariérové vlastnosti a mohou snášet zpracování za vysoké teploty i nízké teploty. Pro výrobu plechovek se používají ocel (cínovaná nebo necínovaná) a hliník. Mohou být pocínovány nebo povleþeny lakem, aby se zabránilo reakci kovu s potravinou. Plechové nádoby se používají ve velké míĜe pro nealkoholické nápoje a pivo. Používají se také pro konzervování sterilovaných potravin (ovoce, zeleniny, zahuštČného mléka þi masných výrobkĤ). Plechovky lze recyklovat. Pro balení nČkolika druhĤ potravin se také hojnČ používá hliníková folie. Sklo má velmi dobré bariérové vlastnosti, je neteþné a vhodné pro zpracování teplem a mikrovlnným ohĜevem. Má však dvČ nevýhody: hmotnost a riziko rozbití. SklenČné láhve a sklenice se hojnČ používají pro mléko, vína a lihoviny, konzervy, pasty a protlaky a také pro nČkteré potraviny a instantní nápoje. SklenČné láhve a sklenice jsou opakovanČ použitelné a recyklovatelné. Mezi tuhé a polotuhé plastové nádoby patĜí láhve, nádoby se širokým hrdlem, misky, lísky a vaniþky vyrábČné z jednoduchých nebo koextrudovaných polymerĤ. Hlavními vlastnostmi jsou nízká hmotnost, houževnatost a nerozbitnost, snadnost zatavení, pĜimČĜenČ vysoké bariérové vlastnosti a velká chemická odolnost. Pro výrobu tČchto nádob je k dispozici nČkolik technologií, jako jsou tvarování za tepla, foukání, vstĜikovací lisování, lisování protlaþováním a lisování vytahováním. Používanými materiály jsou PVC (polyvinylchlorid) PS (polystyren), PP (polypropylen), XPP (lehþený polypropylen) pro tepelné tvarování, polyethylen s vysokou hustotou (HDPE), polyethylentereftalát (PET) þi polykarbonát. Nádoby se þasto vyrábČjí na místČ. NČkteré z nich jsou opakovanČ použitelné, napĜ. polykarbonátové láhve na mléko. Tuhé a polotuhé plastové nádoby se používají pro mléko, nealkoholické nápoje, mléþné výrobky, margarin, sušené potraviny, zmrzliny apod. PĜizpĤsobivé folie se tvoĜí z jiných, než vláknitých plastových polymerĤ a jsou normálnČ tenþí, než 0,25 mm. Typickými materiály, používanými pro pĜizpĤsobivé folie jsou, polyethylen (PE), LDPE (polyethylen s nízkou hustotou), PP, PET, HDPE, PS a PVC. PĜizpĤsobivé folie jsou obecnČ pomČrnČ levné, lze je vyrábČt s Ĝadou bariérových vlastností, dají se svaĜovat, pĜidávají málo hmotnosti, lze je jako vrstvu nanášet na papír, hliník nebo jiné plasty a dobĜe se s nimi manipuluje. PĜizpĤsobivé folie se používají pro balení dlouhé Ĝady mokrých i suchých potravináĜských výrobkĤ. KoneþnČ, papír a lepenku je možné vyrábČt v ĜadČ rĤzných jakostí a forem. Jsou recyklovatelné a biologicky odbouratelné a lze je snadno spojovat s jinými materiály. Vrstvené lepenkové obaly se používají ve velkém mČĜítku pro balení mléka a ovocných šĢáv. Papír a lepenka se také hojnČ používají pro balení potravin, þasto jako druhotný obal. DĤležitým krokem procesu balení je uzavírání nádob nebo obalĤ. Udržení jakosti potraviny závisí pĜevážnČ na patĜiþném uzavĜení obalĤ. UzávČry jsou vČtšinou nejslabším þlánkem obalĤ a také utrpí pĜi výrobČ þastČji poškození nebo závadu, jako jsou potraviny zachycené do uzávČru, nesprávná teplota uzavírání nebo chybné seĜízení uzavíracího stroje na plechovky. Plechovky se uzavírají lemováním a láhve a sklenice se širokým hrdlem se uzavírají kovovými viþky, plastovými víþky, nebo se zátkují. Technologie „vytvaruj – naplĖ – zavĜi“ je nyní už dobĜe zavedená. V tomto procesu se nádoba vytvaruje (vylisuje, vyfoukne) a þásteþnČ uzavĜe. Pak se naplní a nakonec úplnČ tČsnČ uzavĜe.
54
Kapitola 2 Požadavky na plnČní jsou: pĜesnost pro zajištČní, že se zabalí požadované množství produktu a hygiena, tj. zajištČní hygienického plnČní pĜi správné teplotČ, aby byla zaruþena nejvyšší možná jakost a optimální skladovatelnost. VýbČr vhodné technologie plnČní závisí na povaze produktu a požadované rychlosti výroby. PlnČní mĤže být Ĝízeno podle hladiny, objemu nebo hmotnosti. PlnČní podle hladiny se nejþastČji používá v odvČtví nápojĤ, zvláštČ pro pivo. Objemové plnČní se uplatĖuje u kapalin, past a práškĤ. NejbČžnČjší je pístová plniþka. KoneþnČ, hmotnostní plnČní se používá pro materiály ve velkých þásticích (bonbóny, tablety atd.) se plní do nádob pomocí fotoelektrického zaĜízení pro poþítání jednotlivých kusĤ. Ve vývoji jsou také odvažovací zaĜízení s více hlavicemi, která mají být schopna odvážit souþasnČ více produktĤ pĜedtím, než je naplní do téže nádoby. Je potĜebné, aby nádoby byly plnČny pĜesnČ bez úniku produktu a kontaminace uzávČru. PlnČní kapalných potravin jako je mléko nebo ovocné a zeleninové šĢávy lze dČlit podle teploty potraviny v dobČ plnČní, napĜ. na plnČní horké kapaliny, kapaliny s teplotou okolí nebo plnČní þerstvé chlazené kapaliny, þi jako aseptické plnČní. Teplotní rozsahy používané v procesu plnČní lze nejlépe ilustrovat procesy plnČní za horka a plnČní þerstvé chlazené kapaliny. PlnČní kapaliny za horka se provádí za teploty až 95°C, aby byla mikrobiologicky nezávadná, kdežto mnoho nápojových výrobkĤ má receptury s takovými pĜísadami, že nemusí být tepelnČ zpracovány, aby byly mikrobiologicky nezávadné a proto se plní þerstvé vychlazené za teplot od 0°do 5°C. Pro aseptické plnČní jsou nutné pĜedem napĜ. peroxidem vodíku, sterilované nádoby, a plnČní je tĜeba provádČt ve sterilní zónČ. 2.1.10.5PlnČní plynem, skladování pod plynem (H.2) 2.1.8.2.1
Cíl
PlnČní/promývání plynem je proces, pĜi kterém jsou produkty skladovány v umČle vytvoĜené atmosféĜe, normálnČ v nČjaké plastové nádobČ, jako je hermeticky uzavĜená miska nebo vak. Proces se také nazývá MAP (Modified Atmosphere Packing) neboli balení v upravené atmosféĜe. Používá se pro podporu uchování barvy, napĜíklad þerstvého masa nebo konzervovaných mas jako jsou slanina a vaĜená šunka, zvláštČ ve formČ plátkĤ. Skladování pod inertním plynem se používá pro vína v tancích namísto oxidu siĜiþitého (SO2), aby se ve vínČ zachoval pĜimČĜený obsah CO2 a jeho organoleptické vlastnosti, bylo chránČno pĜed oxidací a zabránilo se zvrhnutí bakterií. Dovoluje také zabránit zmČnám tankĤ, které by byly vyprázdnČny, napĜíklad v pĜípadČ hromadného prodeje soukromníkĤm. KoneþnČ dovoluje uchovávání sterilních ovocných šĢáv. 2.1.8.2.2
Oblast používání
PlnČní plynem se používá hlavnČ pro maso a masné výrobky, ale také i pro jiné produkty, jako jsou pekaĜské výrobky.PĜedevším se však skladování pod inertním plynem používá pro bílá vína, vína rosé a první þervená vína
55
Kapitola 2 2.1.8.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
PĜi uchovávání pod plynem se používané plynové smČsi liší podle toho, zda má být maso, které je tĜeba chránit, þerstvé nebo konzervované (solením). Žádoucí jasnČ þervená barva þerstvého masa mĤže být uchována déle skladováním v atmosféĜe bohaté na kyslík, kdežto rudoþervená barva nevaĜeného (napĜ. uzením, sušením) konzervovaného masa a rĤžová barva vaĜeného konzervovaného masa se lépe uchovají v atmosféĜe zcela zbavené kyslíku. U všech druhĤ masa a masných výrobkĤ se používají také smČsi plynĤ, které obsahují také oxid uhliþitý (CO2). Ten potlaþuje rĤst bakterií na mase a ponČkud (málo) prodlužuje skladovatelnost. NormálnČ vzduch obsahuje 78 % dusíku, 21 % kyslíku a ménČ než 1 % CO2. Pro porovnání, typické smČsi plynĤ pro použití pro maso a masné výrobky jsou uvedeny v tabulce 2.5. ýerstvé maso Konzervovaná masa
Dusík 20 % 80 %
Kyslík 60 % 0%
Oxid uhliþitý 20 % 20 %
Tabulka 2.5: Typické složení smČsi plynĤ pro plnČní plynem [1, CIAA, 2002] Pevný CO2, obvykle ve formČ pelet, se mĤže pĜidávat k masu bČhem mČlnČní. ZpĤsobí rychlý pokles teploty masné smČsi a vytvoĜí nad povrchem masa „pokrývku“ neteþného plynu, což podpoĜí zachování barvy. OpČt dojde k doþasnému zvýšení obsahu oxidu uhliþitého v atmosféĜe kolem zaĜízení, rychle se však rozptýlí. Pevný þi kapalný oxid uhliþitý nebo kapalný dusík se nČkdy používají k pĜedbČžnému zmrazení masa pĜed krájením na plátky. Spoþívá v tom, že se kusy masa, urþené ke krájení dopravují tunelem, v nČmž jsou postĜikovány zkapalnČným plynem, aby se jejich teplota snížila asi na –8°C. V takovýchto pĜípadech jsou odsávací ventilátory umístČny blízko þel tunelu, aby rozptylovaly pĜebytky plynu do atmosféry. Žádné nepĜíznivé úþinky nebyly pozorovány. Skladování pod plynem spoþívá v uvedení plynu – což mĤže být buć dusík (potravináĜské jakosti) nebo smČs dusík/CO2 – do tanku pod velmi mírným pĜetlakem (0,1 – 0,2 baru). Dusík se dodává ve stlaþeném stavu v ocelových láhvích. Oxid uhliþitý je zkapalnČný pod tlakem. 2.1.11
VeĜejné služby (U)
2.1.11.4ýistČní a desinfekce (U.1) 2.1.9.1.1
Cíl
V prĤmyslu potravin a nápojĤ se výrobní zaĜízení a výrobní objekty periodicky þistí a desinfikují, ve shodČ s požadavky hygienických právních pĜedpisĤ. ýetnost provádČní se mĤže znaþnČ lišit podle produktĤ a procesĤ. Cílem þistČní a asanace je odstranit zbytky produktĤ, ostatní neþistoty a mikroorganismy. 2.1.9.1.2
Oblast používání
Celý potravináĜský prĤmysl.
56
Kapitola 2 2.1.9.1.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
PĜed zahájením procesu þistČní se zaĜízení co možná úplnČ vyprázdní. ýistČní a desinfekce mohou být provádČny rĤznými zpĤsoby. TradiþnČ se þistí ruþnČ. ýistČní bez demontáže (CIP – na místČ), mytí bez demontáže (WIP) a þistČní po demontáži mimo místo – to jsou výrazy, používané pro rĤzné režimy þistČní. ýistící prostĜedky se dodávají rĤzným zpĤsobem, napĜ. v pytlích, napĜ. práškové prostĜedky, v sudech nebo nČkdy hromadnČ v cisternách. Mnohé þistící prostĜedky jsou potenciálnČ nebezpeþné pro zdraví a bezpeþnost obsluhy a je tĜeba opatĜit systémy pro minimalizaci rizik pĜi skladování, manipulaci, používání a likvidaci. Metoda CIP se používá speciálnČ pro uzavĜená provozní zaĜízení a nádrže, aĢ jde o stacionární nebo mobilní malé provozní jednotky. ýistící roztok se þerpá zaĜízením a nČkdy se rozstĜikuje rozprašovaþi v nádobách, nádržích a reaktorech. Program þistČní je vČtšinou provádČn automaticky. Lze rozlišit tyto kroky: pĜedbČžný oplach vodou, cirkulaci þistícího roztoku, vložený oplach, desinfekci a závČreþný oplach vodou. V automatických systémech CIP se voda použitá pro závČreþný oplach þasto znovu použije jako pĜedbČžný oplach, nebo mĤže být v procesu recyklována þi znovu použita. V CIP se používají vysoké teploty (až 90°C) spoleþnČ s koncentrovanými (drsnými) þistícími prostĜedky. Systémy CIP, používané pro otevĜené soustavy, jako jsou zmrazovací zaĜízení, jsou témČĜ automatické kromČ urþitého þistČní nasucho a otvírání poklopĤ. Teploty ve stĜedotlakých systémech jsou normálnČ nižší, než 50 °C a tlak se pohybuje od 10 do 15 barĤ. Metoda þistČní mimo místo se používá, když je potĜebné demontovat nČkolik komponent stroje, obvykle pĜed zahájením ruþního nebo automatického þistČní stroje. Demontované komponenty se pak vyþistí samostatnČ mimo stroj. Formovací stroj je jedním z pĜíkladĤ. Dopravní šneky, písty, ventily, formovací desky a tČsnČní formovacích desek, to vše musí být demontováno pĜed þistČním tČchto komponent a zbytku stroje. Vysokotlaké þistČní tryskami pomocí gelĤ a pČn lze provádČt celé ruþnČ nebo automaticky. PatĜiþný zpĤsob þistČní je vhodnou kombinací takových faktorĤ, jako jsou voda, teplota þistícího roztoku, þistící prostĜedky, tj. chemikálie, a mechanické síly. Pro manuální þistČní je tĜeba používat jen mírné podmínky, pokud jde o teplotu a volbu þistících prostĜedkĤ. Vysokotlaké þistČní a þistČní pČnou se obecnČ používají pro otevĜená zaĜízení, stČny a podlahy. Voda stĜíká na þistČný povrch pod tlakem 40 až 65 barĤ. Do vody se vstĜikují þistící prostĜedky pĜi mírné teplotČ do 60°C. DĤležitou úlohu v procesu þistČní hrají mechanické síly. PĜi þistČní pČnou se pČnivý þistící roztok nastĜikuje na þistČný povrch. PČna ulpívá na povrchu. Ponechá se na povrchu pĤsobit asi 10 až 20 minut a pak se spláchne vodou. ýistČní pČnou lze provádČt jak ruþnČ, tak automaticky. ýistČní gelem je podobné þistČní pČnou. V nČkterých pĜípadech se þistČní provádí pouze horkou vodou, ale v prĤmyslu potravin, nápojĤ a mléka se normálnČ používají þistící prostĜedky. ýistící prostĜedky používané v prĤmyslu potravin a nápojĤ jsou obvykle alkalická þinidla, tj. hydroxidy sodný a draselný, metakĜemiþitan, uhliþitan sodný, kyseliny, tj. kyselina dusiþná, kyselina fosforeþná, kyselina citronová, kyselina glukonová, kombinované þistící prostĜedky s obsahem komplexotvorných þinidel, tj. EDTA, NTA, fosforeþnanĤ, polyfosforeþnanĤ; fosfonany, povrchovČ aktivní látky. a/nebo enzymy. 57
Kapitola 2 Pro desinfekci lze používat rĤzná desinfekþní þinidla, jako jsou chlornany, látky uvolĖující jód, peroxid vodíku, kyselina peroctová a kvartérní amoniové slouþeniny (QAC). 2.1.9.2 2.1.9.2.1
Výroba a spotĜeba energie (U.2) Cíl
Výroba FDM potĜebuje elektrickou a tepelnou energii v každém kroku procesu. ElektĜina je potĜebná pro osvČtlení, Ĝízení provozních procesĤ, ohĜev, chlazení a pro pohon strojního zaĜízení. Obvykle ji vyrábČjí a dodávají elektrárenské spoleþnosti. Jestliže se pára a elektĜina vyrábČjí na místČ, mĤže být koeficient úþinnosti znaþnČ vyšší. 2.1.9.2.2
Oblast používání
PotĜebná pro všechny procesy. 2.1.9.2.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Tepelná energie je potĜebná pro ohĜev výrobních linek a vytápČní budov. Teplo, získávané spalováním fosilních paliv se dopravuje ke spotĜebiþĤm pomocí teplonosných médií, jimiž jsou podle potĜeby pára, horká voda, vzduch nebo výmČníkový olej. Základní konstrukcí kotle/generátoru je obecnČ spalovací komora, v níž se spaluje palivo. Teplo se pĜenáší v poþátku sáláním a pak je zaĜazen trubkový tepelný výmČník pro výmČnu tepla vedením. Horké spaliny a výmČníková média jsou vzájemnČ oddČleny speciálnČ Ĝešeným systémem tepelného výmČníku. Tepelná úþinnost generátorĤ tepla velmi závisí na aplikaci a na druhu paliva. Úþinnosti vypoþtené na základČ nejnižší výhĜevnosti, se pohybují v mezích 75 až 90 %. NČkteré produkty se ohĜívají pĜímým sáláním otevĜeným plamene nebo proudČním pomocí pĜímo ohĜívaného vzduchu. V tomto zvláštním pĜípadČ se spaluje zemní plyn nebo zvláštČ lehký topný olej. Vnitropodniková kombinovaná výroba tepla a elektĜiny (CHP, kogenerace) je cennou alternativou pro ty potravináĜské výrobní procesy, u nichž jsou odbČry tepla a elektĜiny vyvážené. V závodech FDM se používají tyto koncepce kogenerace: vysokotlaké parní kotle s parní turbinou a generátorem; generátorové jednotky s plynovou turbinou, nebo plynovým þi vznČtovým motorem s regenerací odpadního tepla pro výrobu páry nebo horké vody. Celkový koeficient využití paliva v systémech CHP pĜesahuje 70 % a obvykle se pohybuje kolem 85 %. Energetická úþinnost mĤže být až 90-95 %, jsou-li výfukové plyny ze systému regenerace odpadního tepla, jako je parní kotel, použity pro jiné úþely sušení. Úþinnost pĜemČny paliva znaþnČ pĜekraþuje úþinnost komerþní elektrárny jakékoli konstrukce, i nejnovČjší generace plynových turbin s kombinovaným cyklem, které mohou dosáhnout úþinnosti pĜemČny 55 %. NČkdy je možné prodávat pĜebyteþnou elektĜinu jiným uživatelĤm. NejvhodnČjšími palivy jsou zemní plyn a topný olej, nČkolik závodĤ však stále ještČ spaluje pevná paliva, jako je uhlí a provozní odpad. Využívání provozních odpadĤ mĤže být vhodným a konkurence schopným zdrojem energie a navíc pomĤže zbavit se odpadu.
58
Kapitola 2 2.1.9.3 2.1.9.3.1
SpotĜeba vody (U.3) Cíl
Velká þást sektoru FDM nemĤže fungovat bez znaþných množství vody dobré jakosti. Bez dostateþnČ kvalitní vody není možné vyrábČt vysokojakostní produkty. V sektoru FDM musí být dodržovány normy hygieny a bezpeþnosti (nezávadnosti) potravin. Systematický pĜístup k Ĝízení užívání vody a snižování spotĜeby a zneþisĢování vody je všeobecnČ úþinný. Každé použití vody vyžaduje její vlastní specifickou kvalitu. V sektoru FDM zaleží na tom, zda je nebo není možný styk vody s potravináĜským produktem. Voda pĜicházející do styku s produktem musí mít, s nČkolika výjimkami, pĜinejmenším standard pitné vody. DĤležité jsou stejnČ aspekty chemické i mikrobiologické kvality. Doporuþuje se provádČt pravidelnou kontrolu mikrobiologických parametrĤ vody v nejkritiþtČjších místech, tj. v místČ použití. To je normálnČ zahrnuto v systému analýzy nebezpeþí v kritických kontrolních bodech (HACCP). Jakostní normy pitné vody jsou stanoveny ve smČrnici rady 98/83/ES [66, EC, 1998]. PĜedbČžná úprava, potĜebná pro dosažení nezávadnosti vody, závisí znaþnČ na zdroji a analýze vody. Neexistuje žádné obecné pravidlo. Koncepce minimální úpravy znamená filtraci, desinfekci a skladování vody, ale podle požadavkĤ na vodu sem také mĤže patĜit odstranČní železa, odstranČní kĜemíku a filtrace na aktivním uhlí. PĜedem upravená pitná voda se þerpá ze zásobní nádrže a rozvádí vnitrozávodní rozvodnou sítí k uživatelĤm. K dalším úpravám patĜí zmČkþování, dealkalizace, demineralizace nebo chlorace vody, které jsou potĜebné pro použití v urþitých konkrétních potravináĜských procesech nebo službách. Pro tento úþel jsou nejbČžnČjšími technologiemi výmČna iontĤ nebo membránové filtrace. Regulace zneþistČní vody mĤže být provádČna snižováním objemu a koncentrace produkované odpadní vody, technologií v procesu, jako je eliminace nebo snížení koncentrace urþitých zneþisĢujících látek, napĜ. nebezpeþných a prioritnČ ohrožujících látek, recyklace nebo opakované použití vody, nebo technologie „na konci potrubí“, tj. þistČní odpadních vod þi kombinace tČchto metod. V sektoru FDM se používají tyto zdroje vody: vodovodní voda, spodní voda, povrchová voda, voda pocházející ze surovin a procesní voda. Vodovodní vod je pĜivádČna vodovodní sítí. Dodavatel je obvykle odpovČdný za jakost dodávané vody a za pravidelnou kontrolu jakosti vody. Složení spodní vody je obecnČ pĜimČĜenČ konstantní a mikrobiologické hodnoty jsou vČtšinou nízké, zvláštČ v hlubokých vrtech. Ve vČtšinČ pĜípadĤ j tĜeba jen malé úpravy, než mĤže být spodní voda použita jako procesní nebo chladící voda. Ve vČtšinČ zemí je pro þerpání spodní vody potĜebné povolení. Jakost spodní vody sleduje uživatel. nČkdy úĜady vyžadují oznamování výsledkĤ pravidelných analýz na jakost vody. Povrchovou vodu nelze jako procesní vodu použít bez pĜedchozího þistČní. Je-li k dispozici, þasto se užívá jako chladící voda. Pro takovéto použití mĤže být požadováno povolení. Podle oblasti, mĤže být zdrojem vody dešĢová voda. To vyžaduje zásobní nádrž. Po patĜiþné úpravČ a kontrole mĤže být použita jako procesní voda, v otevĜených chladících systémech. 59
Kapitola 2 NČkteré suroviny, které se v sektoru FDM zpracovávají, obsahují znaþné podíly vody jako kapalnou fázi, kterou lze od tuhých složek oddČlit pro samostatné použití. Toto oddČlení lze provádČt napĜ. lisováním, odstĜećováním, odpaĜením nebo pomocí membránových technologií. K pĜíkladĤm patĜí ovocné šĢávy, cukrová šĢáva a mléko. Takovéto kapaliny mohou být vČtšinou použity, pokud se nepoužívají jako primární produkt. NČkdy je lze použít bez další úpravy, napĜ. kondenzát z prvních þlenĤ odparek pro napájecí vodu pro kotle, ale jinak je nutná vhodná úprava. Procesní vody mohou být použity napĜ. z vody chladiþĤ, vody z tČsnČní þerpadel, regenerovaného kondenzátu, posledních oplachových vod z þistČní. 2.1.9.3.2
Oblast používání
Upravená voda se používá v sektoru DM pro x x x x x x
zpracování potravin, kde voda buć pĜichází do styku s produktem, nebo se do nČho pĜidává; þistČní zaĜízení, úklid provozu, praní a mytí surovin, vodu, která nepĜichází do styku s produktem, napĜ. pro kotle, chladící okruhy, chlazení, chladící zaĜízení, klimatizaci a vytápČní, hašení požárĤ.
Voda, používaná v sektoru FDM mĤže být používána jako procesní voda, chladící voda nebo napájecí voda pro kotle. Popisují se v odst. 2.1.9.3.3, 2.1.9.3.4 a 2.1.9.3.5. 2.1.9.3.3
Procesní voda
Procesní voda se v potravináĜském prĤmyslu používá k pĜímé pĜípravČ produktĤ nebo jiných položek, které pĜicházejí do pĜímého styku s produktem, pro þistČní a desinfekci, regeneraci zaĜízení pro þistČní/úpravu vody a pro rĤzné technické úþely. Voda pĜicházející do styku s produkty musí mít, s nČkolika výjimkami, standardní jakost pitné vody. Pro produkci nealkoholických nápojĤ a piva se þasto požadují speciální jakostní charakteristiky, které nČkdy pĜesahují požadavky na jakost pitné vody. PĜi zpracování ovoce a zeleniny je opakované používání vody bČžnou praxí, nČkdy po urþité úpravČ, jako je filtrace, bČhem jednotkových operací pĜed blanšírováním. Mezi pĜíklady procesní vody používané pro pĜímou pĜípravu potravináĜských výrobkĤ nebo jiných položek, pĜicházejících do pĜímého styku s produktem patĜí: x voda používaná pro spouštČní kontinuálních výrobních linek, jako jsou pasteury, odparky atd. x voda používaná pro vyplachování produktu z výrobního zaĜízení na konci produkce x voda používaná pro praní surovin a produktĤ x voda používaná pro rozpouštČní pĜísad x voda používaná pro výrobu nápojĤ.
60
Kapitola 2 Voda promČnlivé jakosti mĤže být používána pro úþely úklidu, þistČní a desinfekce. Hlavními kroky v tČchto procesech jsou pĜedbČžný oplach vodou, þistČní þistícími prostĜedky, další oplach vodou a desinfekce. Voda je dále potĜebná pro mytí vnČjšku zaĜízení a mytí stČn a podlah. V tČchto pĜípadech je styk potravin s touto vodou dosti nepravdČpodobný, takže se jakost pitné vody nevyžaduje. ýasto se však pitná voda používá proto, aby se vylouþilo jakékoli riziko. K regeneraci zaĜízení pro odstraĖování železa a/nebo manganu, pro zmČkþování a/nebo demineralizaci produktu jsou þasto potĜebná velká množství vody. Je tĜeba, aby tato voda byla dobré mikrobiologické jakosti (nezávadná),, aby nedošlo k bakteriologickému zneþistČní materiálu filtru a nebylo potĜebné potom vodu (znovu) upravovat. Dále by mČla mít pĜedevším nízký obsah železa a nízkou tvrdost, aby se zabránilo rychlému vzniku nánosĤ a vodního kamene. KoneþnČ, procesní voda se používá také pro rĤzné technické úþely, napĜíklad se chladící voda používá jako chladící voda ucpávek þerpadel, tČsnící voda vývČv a voda v uzavĜených okruzích horkovodních systémĤ a systémĤ tepelných výmČníkĤ. Voda se také používá pro regulaci zvlhþování vzduchu v klimatizaþních systémech skladĤ a pro zpracování surovin. Existuje-li riziko, že v pĜípadČ poruchy zaĜízení mĤže dojít ke styku potraviny s vodou je tĜeba, aby tato voda splĖovala požadavky na pitnou vodu. 2.1.9.3.4
Chladící voda
Chladící voda je voda používaná pro odebírání tepla z procesních proudĤ a produktĤ. V prĤmyslu FDM se bČžnČ používají chladící systémy prĤtokové bez recirkulace chladící vody, chladící systémy s uzavĜenou cirkulací, chladící systémy s otevĜenou cirkulací þi chladící vČže, chlazení pĜímým stykem s chladící vodou. Chladící voda se používá i pro pĜímý styk s potravinami, napĜ. po blanšírování ovoce a zeleniny a k chlazení, napĜ. plechovek a láhví po sterilaci. V otevĜených chladících systémech, tj. chladících vČžích,se voda nejenom odpaĜuje, ale také se její malá þást rozstĜikuje. Mimo to, v chladících vČžích existují pĜíznivé podmínky pro rĤst bakterií druhu Legionella. To znamená, že postĜik chladících vČží, je-li kontaminován, mĤže být možným zdrojem „legionáĜské“ nemoci. Aby se zabránilo výskytu legionáĜské nemoci, spoleþnosti, které provozují takové systémy, musí dodržovat pĜedpisy, které od nich požadují, aby tyto systémy správnČ Ĝídily, udržovaly a ošetĜovaly [190, Health and Safety Executive, 2004]. Mimo jiné to znamená, že voda musí být upravována a systém pravidelnČ þistČn. Chlazení pĜímým stykem se v potravináĜském prĤmyslu vyskytuje v chladících autoklávech a vČžích pro sterilaci produktĤ ve sklenČných láhvích nebo plechových konzervách. V tČchto pĜípadech dochází k pĜímému styku vody s obalem. Rizikem tohoto zpĤsob chlazení je, že je voda nasáta do obalu nepatrnými otvory ve švech nebo uzávČrech. V této situaci je potĜebné, aby voda mČla jakost pitné vody. Tato voda velmi þasto cirkuluje. V takovém pĜípadČ se desinfikuje, aby se zaruþila její bakteriologická jakost (nezávadnost). Jakost vzduchu z chladících systémĤ spadá do pĤsobnosti BREFu o chlazení [67, EC, 2001]
61
Kapitola 2 2.1.9.3.5
Napájecí voda pro kotle
V sektoru FDM se pára generuje v kotlích s pracovními tlaky až 30 barĤ. Pro generaci elektĜiny pomocí parních turbin jsou potĜebné vyšší tlaky. Pára se užívá pro sterilaci nádrží a potrubí. Jinou aplikací je zpracování technologií UHT s pĜímým vstĜikem páry. NČkdy se injektáž páry používá pro ohĜev produktu, nebo úpravu obsahu vody v surovinČ. Ve všech tČchto pĜípadech je možný vČtší nebo menší pĜímý styk páry s potravináĜským produktem, takže se požaduje jakost pitné vody. Požadavky na jakost kotelní vody závisejí na tlaku a teplotČ kotle a vodivosti >68, European Confederation of Organisations for Testing, 1984@. ýím jsou tlak a teplota vyšší, tím vyšší jsou požadavky na jakost. To znamená, že je nutné dĤkladné þistČní/úprava vody, napĜ. odstranČní železa, zmČkþení a chemická úprava. Jakost kotelní vody se Ĝídí jakostí napájecí vody kotle. Jakost se ovládá také frekvencí odkalování kotelní vody. Je dĤležité, aby napájecí voda kotle nepĤsobila tvorbu kotelního kamene v kotli, nebo korozi parního systému. To znamená, že napájecí voda musí mít velmi nízkou tvrdost a být odvzdušnČná. Vratný kondenzát mĤže být také použit jako napájecí voda pro kotel, doplnČná vhodnČ upravenou pĜídavnou vodou. 2.1.9.4 2.1.9.4.1
Výroba sníženého tlaku (U.4) Cíl
Snížený tlak se používá pĜedevším pro snížení teplot, za nichž probíhají nČkteré operace a tedy omezení potenciálního zhoršení jakosti zpracovávaného materiálu, pĜípadnČ, ve zvláštních procesech napĜ. pĜi zpracování jedlých olejĤ, pro zabránČní nežádoucí oxidace produktu bČhem zpracování za vyšších teplot. 2.1.9.4.2
Oblast používání
Snížený tlak se používá v prĤmyslu FDM v mnoha jednotkových operacích, napĜ. pĜi sušení, odpaĜování, neutralizaci a filtraci. 2.1.9.4.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Pro vytváĜení podtlaku („výrobu vakua“) existují tĜi základní systémy. Jsou to parní ejektory, pístové vývČvy a rotaþní vývČvyParní ejektor, který mĤže vytváĜet absolutní tlaky kolem 1 až 2 mm Hg, se skládá z parní trysky, která pĜes sací komoru, pĜipojenou na vyþerpávaný prostor, vrhá vysokou rychlostí tenký proud páry. Plyn je parou strháván a uvádČn do difuzéru ve tvaru Venturiho trysky, kde se kinetická energie páry mČní v tlakovou energii. Pára a odpaĜený materiál z ejektoru kondenzují buć pĜímo ve vodní sprše napĜ. barometrickém kondenzátoru, nebo v povrchových chladiþích, nebo se speciálnČ kondenzuje za nízké teploty, napĜ. kondenzací v ledu pĜi –20°C. Chladící voda z barometrických kondenzátorĤ mĤže být používána buć jednorázovČ (v jednom prĤtoku), nebo recirkulována, napĜ. v uzavĜeném okruhu. V pĜípadČ vysokých hodnot pH pĜi zmýdelĖování volných mastných kyselin pĜi zpracování jedlých olejĤ se to provádí pomocí chladící vČže. U nepĜímých kondenzátorĤ mĤže být kondenzát získáván zpČt. Velikost kondenzátoru závisí na používané chladící teplotČ, která také Ĝídí potĜebné množství páry. Pro umožnČní operací za nízkých teplot mohou být použity chladící nebo vymrazovací systémy, které snižují spotĜebu páry, viz odst. 2.1.7.1 a 2.1.7.2. 62
Kapitola 2 Pístová vývČva (þi vývČva s vratným chodem), která mĤže dosahovat absolutních tlakĤ kolem 10 mm Hg (1333 Pa) je objemové þerpadlo. Vzduch se nasává do komory þerpadla, kde se pístem stlaþí a pak vypudí ven. Pístové vývČvy mohou být jednostupĖové nebo vícestupĖové. Poþet stupĖĤ je dán kompresním pomČrem. Kompresní pomČr na jednom stupni je obecnČ omezen na þtyĜi. Rotaþní vývČvy, které mohou dosahovat absolutních tlakĤ kolem 0,01 mm Hg (1,33 Pa), jsou také objemová þerpadla, mající v podstatČ konstantní objem a promČnný výtlaþný tlak. Výtlaþný tlak se mČní s odporem na výtlaþné stranČ systému. HojnČ používaná vodokružná vývČva má sací i výtlaþné hrdlo umístČné na hlavČ obČžného kola. Jak se obČžné kolo s lopatkami otáþí, odstĜedivá síla tlaþí tČsnící kapalinu na stČny eliptické skĜínČ a zpĤsobuje, že je vzduch postupnČ nasáván do dutin mezi lopatkami a vytlaþován pod výtlaþným tlakem. 2.1.9.5 2.1.9.5.1
Chlazení (U.5) Cíl
Cílem ochlazení je konzervovat produkt. Chladící zaĜízení je v potravináĜském závodČ potĜebné pro chlazení, ochlazování a zmrazování. 2.1.9.5.2
Oblast používání
V mnoha potravináĜských výrobních procesech je chlazení dĤležitým procesním krokem, ýasto se používá strojní chlazení pomocí chladícího zaĜízení. KromČ toho, mnohé potravináĜské výrobky se skladují a distribuují buć chlazené nebo zmrazené. 2.1.9.5.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Hlavními souþástmi strojovny chlazení jsou výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní komora. Chladivo obíhá tČmito þtyĜmi þástmi chladícího zaĜízení a mČní pĜitom skupenství z kapalného na plynné a zpČt na kapalné. Výparník odebírá teplo okolí. To zpĤsobuje, že se odpaĜí þást chladiva. Používá-li se jako chladivo amoniak, jsou bČžné výparné teploty v rozmezí –20°C až –25°C, což odpovídá tlaku 100 až 200 kPa. Páry chladiva odcházejí z výparníku do kompresoru, kde se tlak zvyšuje asi na 1000 kPa, což odpovídá teplotČ asi 25°C. Stlaþené páry pak pĜicházejí do kondenzátoru, kde zkondenzují. Teplo absorbované chladivem ve výparníku se v kondenzátoru uvolĖuje. Kondenzátor je chlazen vodou nebo vzduchem. Kapalné chladivo pak pĜichází do expanzní komory, kde se jeho tlak a teplota snižují a chladící cyklus tím zaþíná znovu. BČžnými chladivy jsou amoniak (NH3) a halogenovaná chladiva, tj. chlorfluoruhlovodíky (CFC, freony), a þásteþnČ halogenované CFC (HCFC). Amoniak má vynikající vlastnosti pro pĜenos tepla a je nemísitelný s olejem, ale je toxický a hoĜlavý. Halogenovaná chladiva jsou netoxická, nehoĜlavá a mají dobré vlastnosti pro pĜenos tepla. Reakce halogenovaných chladiv s atmosférickým ozonem vedly k postupnému zákazu ozon poškozujících látek a výrobkĤ a zaĜízení, které tyto látky obsahují >202, EC, 2000@ V souþasnosti existuje návrh naĜízení Evropského parlamentu a Rady o nČkterých fluorovaných skleníkových plynech >246, EC, 2003@. Kondenzátory (chladiþe) chladících zaĜízení lze dČlit na tĜi druhy:
63
Kapitola 2 Ve vzduchem chlazených kondenzátorech chladivo prochází žebrovaným chladiþem, kolem nČhož proudí vzduch. Vodou chlazené kondenzátory pracují s vodou, obíhající v soustavČ trubek. Chladivo kondenzuje na vnČjším povrchu trubek. Kondenzátor je chlazen vodou bez recirkulace, voda však mĤže být také vracena do obČhu pĜes chladící vČž. NejbČžnČjším typem vodou chlazeného kondenzátoru je trubkový kondenzátor. KoneþnČ odpaĜovací kondenzátor je kombinací vzduchem chlazeného kondenzátoru a chladící vČže. Voda se odpaĜuje na povrchu kondenzátoru. 2.1.9.6 2.1.9.6.1
Výroba stlaþeného vzduchu (U.6) Cíl
Stlaþený vzduch se vyrábí pro pohon a provoz jednoduchých pneumatických nástrojĤ a zaĜízení, napĜ. pro pneumatickou dopravu, nebo pro složitČjší úlohy jako je provoz pneumatického ovládání. 2.1.9.6.2
Oblast používání
Použití v sektoru FDM je velmi rozšíĜené, napĜ. na výrobních a balících linkách. 2.1.9.6.3
Popis technologií, metod a zaĜízení
Podmínkou pro sektor FDM je, aby stlaþený vzduch byl zbaven oleje. Používaný vzduch musí mít potravináĜskou jakost, které se dosahuje provádČním pĜes nČkolik filtrĤ, zaĜazených na výtlaþné stranČ kompresoru.
64
