Univerzitet u Novom Sadu Prirodno matematički fakultet Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine Udruženje za unapređenje zaštite životne sredine Novi Sad Fondacija "Docent dr Milena Dalmacija" "Racionalizacija potrošnje vode u prehrambenoj industriji" Novi Sad 21 23. septembar, 2016. dr Nenad Grba
Zašto prehrambena industrija? 1. U prehrambenoj industriji otpadne vode najvažnija i najveća emisija iz pogona Ogansko opterećenje!!! otpadni gasovi mali problem uglavnom prirodni gas, ponegde mazut ili ugalj šećerane) čvrsti otpad stočna hrana, dodatak zemljištu Tečni otpad kao konfiskat I kategorije hrana za kućne ljubimce 2. Prehrambena industrija jedan od najvažnijih i najvitalnijih sektora industrije naše zemlje
EVROPSKA ISKUSTVA
SPECIFIČNA POTORŠNJA VODE PO SEKTORIMA INDUSTRIJA MESA I ŽIVINSKA IND. INDUSTRIJA PRERADE RIBE INDUSTRIJA PRERADE VOĆA I POVRĆA INDUSTRIJA SKROBA INDUSTRIJA MLEKA I MLEČNIH PROIZVODA INDUSTRIJA PIVA INDUSTRIJA ŠEĆERA
Gubici u cevi: LAMINARNO I TURBULENTNO STRUJANJE Pucanje/korozija cevi NEPLANSKO OTICANJE VODE Nulto stanje jedne fabrike u Nemačkoj pokazalo je porošnju vode 10%!!?
OPŠTE PREPORUKE
Analiza ukupne količine vode koja ulazi u proces (input) i izlazne vode (output): Na ovom nivou specificira se input i output vode u celom postrojenju. Upotreba i produkcija vode se uzimaju u obzir, uključujući ponovnu upotrebu vode i vodu ugrađenu đ u proizvod (pića, voće ć i povrće ć u konzervama) ili vodu koja je isparila. Osnovna razlika se najčešće pravi između ukupne i sveže vode koja se koristi. Ulazni i izlazni tokovi vode određuju se za svaki deo, pri čemu se definiše funkcija vode u datim delovima (npr. transportna voda, voda za pranje, rashladna voda, itd.). Često ova vrsta podataka nije dostupna. Primer pregleda ulazne i izlazne vode iz postrojenja 7
Inventar ulazne vode (input) i otpadne vode (output) po procesnoj fazi ili aktivnosti Namensko merenje potrošnje vode Primenom namenskog merenja, potrošnja vode se može pratiti na nivou radnih jedinica umesto samo na nivou kompletne fabrike. Tako se mogu identifikovati povećane potrošnje vode iz tehničkih i operativnih razloga, pa se mogu preduzeti mere da se optimizira potrošnja. Sugeriše se često očitavanje sa merača protoka vode na radnim jedinicama i njihovo beleženje svakih 10 minuta. Korisnost ovako čestih merenja zavisi iiod složenosti procesa i date radne jedinice i veličine i učestalosti promena u potrošnji vode (BREF, 2006). U jednom analiziranom pogonu, poređenje stvarne potrošnje vode sa preporučenim vrednostima dovelo je do smanjenja potrošnje od 13%. Zapremina otpadne vode, koja bi inače trebalo da se prečišćava, je takođe smanjena (BREF, 2006).
Primer tehnološke sheme industrija prerade mesa Cevovod za ispiranje peščanih filtera Kotlarnica Glavni pogon Bojler i kondenzatori Sterilizacija itd. PREPORUKA: Postaviti vodomere npr. DN80 mm na ključnim mestima sa opremom za daljinsko očitavanje.
USLOV SVIH USLOVA MERENJE PROTOKA VODE PO RADNIM JEDINICAMA!!! PREPORUKA ON LINE MERENJA SA OČITAVANJIMA NA 10 min. IDENTIFIKACIJA POSTOJEĆEG STANJA UPRAVLJANJE I KONTROLA POTROŠNJE VODE PREPORUKE KRATKOROČNE INVESTICIJE STRATEŠKE INVESTICIJE VISINAINVESTICIJE INVESTICIJE (EUR) MOGUĆNOSTUŠTEDE UŠTEDE (%) Većina industrija NE VRŠE MERENJA potrošnje vode po radnim jedinicama NPR. cca. 7.000 EUR a UGRADNJA VODOMERA NA NIVOU RADNIH JEDINICA / za jednu klaničnu industriju Implementacije sistema kontrole. Računaće se specifična potrošnja vode po jedinici proizvoda Potrošnje vode NE SAGLEDAVA U SKLADU SA BAT om (Best Available Techniques najbolje dostupne tehnike) preporukama. USPOSTAVLJANJE OBAVEZA, ODGOVORNOSTI I KONTROLE PO PROIZVODNIM CELINAMA / Potencijalna obuka osoblja od strane spoljnih saradnika/eksperata Uspostavljanje kontrole nad potrošnjom. Izrada i primena procedura!!! (ISO 9 000, 14 000, HACCP...)
Plavim slovima i crvenim isprekidanim linijama su označeni procesi sa najvećom potrošnjom vode Slika 1. Primer dijagrama toka primarne proizvodnje svinjskog mesa
POSTOJEĆE STANJE PREPORUKE KRATKOROČNE INVESTICIJE UŠTEDA POTROŠNJE VODE NA NIVOU NE PROCESNIH JEDINICA BAT preporuke. STRATEŠKE INVESTICIJE Uklanjanje creva sa tekućom vodom i popravka slavina i toaleta koji / cure redovno održavanje. VISINA INVESTICIJE (EUR) MOGUĆNOST UŠTEDE (%) Primeri: Slavina koja curi 30 kapi u 10 TROŠKOVI sekundi =18,4 m 3 /god REDOVNOG Crevo koje teče stalno sa ¾ inča ODRŽAVANJA (250 dana, 8 sati na dan) = 10 000 m 3 /god Toalet koji curi primetno = 195 m 3 /god Obilaskom je moguće utvrditi da se pranje pojedinih delova pogona vrši crevom sa otvorenim mlazom. Ugradnja pištolja pod pritiskom tj. nastavci za ručno puštanje vode tamo gde to nije već izvedeno. Opremanje creva za pranje sa manuelno pokretanom mlaznicom MOGUĆNOST IZVODA POSEBNOG VODA ZA PRANJE POD PRITISKOM Bez automatskog sistema cca 10 EUR. Automatski sistem cca. 90 EUR. cca. 25%
U fabričkom krugu postoje izvodi iz hidranta koji nisu projektovani u skladu sa protivpožarnom zaštitom i nezadovoljavaju j osnovne kriterijume efikasnosti potrošnje vode. KRATKOROČNE INVESTICIJE: Izgradnja pravilnog izvoda iz hidranta. Sa aspekta zaštite od požara razdvojena signalna instalacija mora da ima sistem za automatsko isključivanje (regulacioni ventil) tako da se za informaciju u slučaju požara prekida dotok vode. Pritisak vode u instalacijama mora biti uvek na nivou koji propisuju mere zaštite od požara.
SPECIFIČNE BAT PREPORUKE
PREPORUKE VISINA POSTOJEĆE KRATKOROČNE STRATEŠKE INVESTICIJE STANJE INVESTICIJE INVESTICIJE (EUR) SUVO ČIŠĆENJE OPREME I INSTALACIJA - Industrijski vakuum- usisivaci Mnogi zaostali (rezidualni) materijali se delimično odstranjuju iz posuda, sa opreme ili instalacija. Veći deo ovako odstranjenog materijala spira se sa vodom ka odvodu za kanalizaciju. Lopate, gumeni strugači i usisavanje vakuumom mogu da se koriste za suvo čišćenje pre mokrog. Čišćenje sa penom ili gelom / Industrijski vakuum- usisivaci cca. 1 200 EUR-a (www.greenandwhite. co.uk/numatic-ntd- 2003-p/836617.htm) MOGUĆNOST UŠTEDE (%) do 30% Pretežno za industriju mesa ali i druge sektore. Sanitacija pogona
POSTAVLJANJE INDUKTIVNIH SENZORA NA MESTIMA GDE IMAMO KONTINUALNI PROCES DOK POTROŠNJA VODE NA LINIJI NE TREBA DA BUDE KONTINUALNA
PREPORUKE POSTOJEĆE STANJE KRATKOROČNE INVESTICIJE STRATEŠKE INVESTICIJE VISINA INVESTICIJE (EUR) MOGUĆNOST UŠTEDE (%) PROCES HLAĐENJA PROIZVODA NAKON TERMIČKE OBRADE TUŠIRANJEM SA VODOM U procesima sa velikom potrošnjom vode koja može da recirkuliše. Široko primenjeno u prehramenoj industriji. / RECIRKULACIJA VODE KOJA SE KORISTI ZA HLAĐENJE PROIZVODA U TOPLOJ PRERADI PROIZVODA -PRIMER INDUSTRIJA MESA : -Implemetirati sistem recirkulacije vode (sa reversnom osmozom (RO)). -Voda recirkuliše nazad, prođe kroz izmenjivač toplote t da opet tbude hladna i ponovo se koristi za hlađenje proizvoda. (BREF 2006.) Visina investicije: cca 300000 EUR-a potrošnja antiskalanta do 70% SISTEM REVERZNE OSMOZE
PREPORUKE VISINA INVESTICIJE MOGUĆNOST KRATKOROČNE POSTOJEĆE STANJE STRATEŠKE INVESTICIJE (EUR) UŠTEDE (%) INVESTICIJE UŠTEDA POTROŠNJE VODE NA NIVOU POSTROJENJA SISTEMOM RECIRKULACIJE NE POSTOJI SISTEM ZA RECIRKULACIJU VODE ILI NE RADI PUNIM KAPACITETOM / Voda iz drugih procesa, npr. iz HLAĐENJA i KONDENZOVANA PARA, mogu da se koriste za primarno pranje, pranje prostorija, faričkog kruga... NA OSNOVU ZAHTEVA PROJEKTA /
Recirkulacija vode PRIMER PIVARE AEROBNI/ANAEROBNI KOMBINOVANI PROCESI MEMBRANSKI BIO-REAKTORI (MBR) Primenom sistema prerade otpadnih voda koji se sastoji od anaerobnog i aerobnog postrojenja postižu se odlični rezultati. Nisko opterećenje sa napojnim tokom postrojenja može postići higijenizaciju i do 99% ulazne vode. Nakon prerade procesne vode od strane ovog sistema, filtrirana voda se može ponovo koristiti sa veoma malom količinom ili čak u potpunosti bez dezinfekcionih hemikalija, u zavisnosti od namene procesa recikliranja. Smanjenje nivoa BPK/HPK - ponovna upotreba vode
INDUSTRIJA ŠEĆERA Primena sistema upravljanja energijom: Za sistem proizvodnje pare (maksimalan povraćaj kondenzata; izbegavanje gubitaka pare iz povraćajać kondenzata, popravljanje mesta gde dolazi do izlaska pare) BENEFITI: - Manja potrošnja energije po jedinici gotovog proizvoda - Efikasniji i pouzdaniji rad sistema za proizvodnju pare - Manja emisija vodene pare RECIKLIRANJE TRANSPORTNE VODE Voda iz kanala može se ponovo koristiti otprilike 20 puta pre nego što se konačno ispusti. U modernim šećeranama, potrošnja pitke vode je danas oko 0.25 0.4 m 3 /t tretirane šećerne repe. Za nova postrojenja, može se postići i do 0.1 m 3 /t pitke vode po obrađenoj repi. - Zatvoreni krug vode - jezero kondezata. - RECIKULACIONI KRUG VODE SA ISTOVARA i HIDROTRANSPORTA, PLAVLJENJA I PRANJA REPE.
KRATKOROČNE POSTOJEĆE STANJE INVESTICIJE UŠTEDA POTROŠNJE VODE TOPLOTNE PUMPE PREPORUKE STRATEŠKE INVESTICIJE VISINA INVESTICIJE (EUR) MOGUĆNOST UŠTEDE (%) Većina instalacija u preh. industriji koristi svežu vodu za dobijanje pare u kotlarnici kojom se vrši zagrevanje / Razmotriti uvođenje toplotnih pumpi. TOPLOTNE PUMPE koriste PODZEMNU VODU oduzmajući joj temperaturu (par stepeni), to koriste za grejanje vode, a nastalu hladnu vodu vraćaju u zemlju. NA OSNOVU ZAHTEVA PROJEKTA Značajno se smanjuje se upotreba vode koja ide u kotlarnicu. sanitarne vode. Hladnu vodu TREBA VRATITI U SISTEM, a ne u zemlju i tako iskoristiti postojeći resurs.