Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta potravinářské a biochemické technologie Ústav konzervace potravin
Využití a likvidace odpadů zemědělskopotravinářského komplexu (N324009) Ing. Iveta Horsáková, Ph.D. Ústav konzervace potravin místnost 270B
e-mail:
[email protected] tel.: 220 443 004 1
Téma 4 Odpady z potravinářských výrob (zpracování ovoce a zeleniny, tabákový průmysl, výroba kávy a čaje, kakaa a čokolády)
Lekce 1 Zpracování ovoce a zeleniny • Způsoby uskladnění, dozrávání, minimální opracování, konzervační postupy Zpracování • Praní, třídění, oddělení nepoživatelných částí, dělení, lisování, pasírování, blanšírování Způsoby konzervace • Osmoanabiosa • Konzervace chladem • Chemoanabiosa • Cenoanabiosa
Odpady z loupání • Výhodné je pneumatické loupání zejména cibulovin • Silice z cibulovin usmrcují mikroflóru v aktivačních nádržích čistíren odpadních vod. • Při použití chemického loupání (broskve, meruňky) vzniká silně alkalický nebo zasolený pevný odpad, který se obtížně likviduje. • Oloupané slupky ze suchého nebo mokrého (ne chemického) loupání slouží obvykle jako hodnotné krmivo pro hospodářská zvířata nebo se kompostují
Slupky šípku • do čajových směsí • přísada do krmiv pro domácí mazlíčky Pohankové slupky • výplň matrací a polštářů • výroba čajových a nálevových směsí. Jádra pecek • extrakce olejů používané pro kosmetický průmysl, farmaceutické účely • Jádra meruňkových pecek jsou využívána k výrobě tzv. persika,
Kůra citrusů • Výroba pektinu • biosyntéza přírodních chemikálií (jako jsou fural, xylitol, alkohol, organické kyseliny, polysacharidy) • léčiv (hycogenin, antibiotika a vitaminy) • ve výrobě potravin (fermentovaných potravin, nápojů, olejů, bílkovin) • pro vývoj biopolymerů pro vypracování biologicky odbouratelných obalových a stavebních materiálů • v průběhu výroby šťáv se extrahují citrusové silice
Výlisky po lisování ovocných šťáv • Největší objem činí jablečné výlisky. • Zkrmování, silážování • Výroba jablečného pektinu • Vlákninové dietetické preparáty Stopky, listy, shnilé plody • Kompostování, bioplynové stanice Zamořené plody • Brambory a rajčata zamořené, nebo podezřelé ze zamoření původci bakteriální kroužkovitosti nebo hnědé hniloby brambor • Likvidace tepelným zpracováním (75 °C 10min)
Odpadní vody Vody z mokrého čištění • Odstranění hrubých nečistot – sedimentace, odstřeďování • Jemné částice – filtrace Vody z blanšírování • blanšírovací voda, kondenzát z páry nebo oplachové chladící vody se znovu využívají v technologii Voda z chlazení plechovek a sklenic • Znovu použita pro praní surovin, pro praní oloupaného ovoce a zeleniny, pro ohřev studené vody pro použití při blanšírování nebo jako voda pro čistění.
Odpadní vody Odpadní procesní vody • voda z procesů sterilizace může být použita pro předpírání surovin • Po biologickém čistění, reverzní osmóze a desinfekci UV zářením může být voda použita pro použití, vyžadující jakost pitné vody, například se voda používá pro praní salátů Odpadní vody při zpracování zamořených hlíz brambor a rostlin rajčete • před vypuštěním zahřát na teplotu 60°C po dobu 30 minut • nebo jinak zneškodnit způsobem předem schváleným rostlinolékařskou správou
Lekce 2
Tabákový průmysl
Tabákový průmysl je jedním z odvětví, ve kterých vzniká minimum skutečných odpadů. „Odpady“ vznikající při výrobě nejlepšího zboží – doutníků- se většinově vrací zpět do výroby dalších tabákových produktů, popřípadě se využívají k dalším výrobám v chemickém průmyslu.
Tabákové květy • surovinou pro získání vonných látek pro kosmetický průmysl Tabákové semeno • Lisují se a vylisovaný olej je výchozí surovinou laků a fermeží, část se využívá k výrobě mýdel • Vylisované zbytky semen slouží jako krmivo pro dobytek. Stvol • pro výrobu celulózy, hnojivo, topivo. • Po rozemletí a další úpravě se využívá pro výrobu prostředků odpuzujících hmyz • Z tabáku se vyrábí nikotin, kyselina jablečná, kyselina citrónová a chlorofyl. Anabasin a nornikotin se používají jako insekticidy v zemědělství. • V sedmdesátých letech byla v Japonsku vyvinuta a posléze spuštěna průmyslová metoda výroby koenzymu Q10 z odpadních produktů tabákového průmyslu.
Odpady z vyžilování (odřapíkování) • Strips (laminy) jsou velkoplošné části listů velikosti zpravidla 12,7 mm a větší • By-products (vedlejší produkty) jsou úlomky, zlomky až prach, které propadnou sítem o velikosti 12,7 mm • Frakce částic velikosti od 6,35 mm do 12,7 mm se vrací do lamin k výrobě doutníků a cigarillos.
Žíly (stem) • provlhčení aby změkly • následuje proces expandování, při kterém je směs pořezaných žil prudce zahřata • důležitým komponentem pořezané tabákové náplně Úlomky (scraps) • Frakce částic velikosti od 1,59 mm - 6,35 mm • Dýmkové směsi Zlomky (fines) • Frakce částic velikosti od 0,8 mm - 1,59 mm • k výrobě tabákové folie Tabákový prach (dust) • Frakce částic velikosti menších jak 0,8 mm • Lisování do fólii Tabákový odpad - zbytek (offal) • Většinou se vrací zpět na pole jako hnojivo.
Lekce 3
Výroba kávy a čaje Výroba kávy
• Dva hlavní druhy kávy – Coffea arabica a Coffea canephora (robusta). • Sklizeň • Loupání • Selekce • Pražení • Chlazení • Balení
Odpady z výroby kávy Slupka a dužina • Slupky jsou prvním odpadem při zpracování kávy • zapracovávají přímo zpět do půdy, nebo se kompostují • peletizace a následné energetické využití • Z dužniny se dá získat kofein • Sušené slupky se využívají v potravinářství k výrobě nápoje nazývaného cascara, nebo také kávový čaj. • V Kolumbii mísí kávové slupky a další kávový odpad s práškovým PVC a ze vzniklé hmoty (WPC) lisují desky k výrobě jednoduchých domů.
Nezralé nebo nekvalitní plody • Zpracovávají se obdobně jako slupkyzapracovávají se do půdy, kompostují se, nebo spalují. Odpad z pražení kávy • Stříbrná blanka - obsahuje některé monosacharidy, především glukózu, manózu, arabinózu, xylózu a galaktózu • vadná černá či nedopražená světlá zrna ("lišky" ) odpad z pražení se obvykle kompostuje, nebo používá přímo jako hnojivo
• Kávová sedlina – odpad při výrobě rozpustné kávy. Kompostuje se, používá se jako krmná surovina pro skot, jako substrát pro pěstování hub (žampiony). Může se z ní v bioplynových stanicích připravovat bioplyn. • Kofein - odpadá při výrobě bezkofeinové kávy. Využívá se ve farmaceutickém průmyslu • Rozpouštědla - používají se opakovaně • Prach - při výrobě instantní kávy – recykluje se
Výroba čaje • Sklizeň čaje Velice důležité je sklízet v době, kdy se mladé lístky začínají rozvíjet Samotný sběr je pak rozlišován buď na kvalitu, nebo kvantitu. • Výroba čaje Většina továren na zpracování čaje stojí uprostřed plantáží Zavadání – pomocí horkého vzduchu Svinování - aby popraskaly stěny listu a uvolnila se tak buněčná šťáva Fermentace - proces oxidace a kvašení uvolněné buněčné šťávy Sušení, pražení či uzení Balení
Lekce 4
Výroba kakaa a čokolády • • • • • • • • •
Čištění Pražení Drcení Mletí Lisování Válcování Konšování Temperování Tvarování
• Čajová drť a prach – výroba nálevových sáčků • Pach - plyny z pražení kávy se recirkulují, plyny vypouštěné se musí před konečným vypuštěním dále upravovat. Jednou z možností je zařízení zajišťující tepelněoxidační rozklad páchnoucích složek. • Kakaové slupky - lze využít jako hnojivo, krmivo, mulčovací materiál nebo surovina k výrobě aromat.
Děkuji za pozornost Vytvoření tohoto odborného tématu č. 4 bylo podpořeno pedagogickým projektem FPBT VŠCHT Praha (C_VSCHT_2015_048;iFIS číslo projektu: 324 17 5641), a to v rámci inovace předmětu „Využití a likvidace odpadů zemědělsko-potravinářského komplexu (N324009), řešeného během roku 2015. 28
