Рисунок 1. Схема виробництва пастеризованого молока

1 - Відцентровий насос, 2 - Пастеризаційно-охолоджувальна установка, 3 - терморегулятор; 4 - Автоматичний клапан поворотний; 5 - Сепаратор-нормалізатор-очищувач, 6 - Гомогенізатор; 7 - Резервуар для пастеризованого молока, 8 - Машина для розливу та упакування молока ; В - Витримувач пластинчастої установки; П - пастеризації секція; IP - Перша секція регенерації; ІР - Друга секція регенерації; ВО - Секція водяного охолодження; РВ - Секція розсільного охолодження

Підігрів. Молоко підігрівають до температури 40-45 0С в секції регенерації автоматизованої пастеризаційно-охолоджувальної установки і здійснюється для ефективної нормалізації сировини та її очищення.

Очищення. Очищення нормалізованого молока від механічних забруднень проводять або на сепараторах-молокоочисних, або на сепараторах-нормалізаторах, поєднуючи її з нормалізацією.

Нормалізація. Для всіх видів пастеризованого молока сировину нормалізують по масовій частці жиру з таким розрахунком, аби вміст жиру в молоці нормалізованому дорівнював змістом жиру в готовому продукті, Жнм = Жгпр.Однак, при виробленні топленого молока необхідно враховувати випарювання вологи при пряжене й, отже, збільшення вмісту сухих речовин в продукті, тому Жнм = Жгпр - 0,15.

При виробленні білкового молока нормалізацію проводять за двома показниками: по масовій частці жиру і по сухих речовин. Процес ведуть у сепараторах-нормалізаторах (нормалізація в потоці) або шляхом змішування сировини в резервуарах (нормалізація змішанням).

Гомогенізація. Призначена для дроблення і рівномірного розподілу жирових кульок в молоці і рідких молочних продуктах. Гомогенізатори представляють собою плунжерні насоси високого тиску з гомогенізований голівкою.

Гомогенізатори складаються з наступних основних вузлів: кривошипно-шатунного механізму з системою змащення й охолодження, плунжерного блоку з гомогенізований (однією або двома ступенями) і манометричним головками і запобіжним клапаном, станини з приводом. Привід здійснюється від електродвигуна за допомогою передачі.

Гомогенізація здійснюється шляхом проходу продукту під високим тиском, з великою швидкістю через гомогенізуючу голівку, що представляє собою дві (одну) ступені щілини між притертими клапаном і сідлом, з'єднані між собою каналом.

Тиск у гомогенізатори регулюється обертанням гвинтів (від 0 до 200 атм.), які змінюють розмір щілини між клапаном і сідлом.

У гомогенізаторах застосовується примусова система змащення найбільш навантажених, тертьових пар у поєднанні з розбризкуванням масла усередині корпусу.Всі деталі, що контактують з продуктом виконані з харчової нержавіючої сталі.

Молоко нагрівають до 60-65 0С у другій секції регенерації пастеризаційно-охолоджувальної установки і проводять гомогенізацію при тиску 12,5 ± 2,5 МПа. Така механічна обробка призводить до поліпшення консистенції продукту і смаку. Операція обов'язкове для пастеризованого молока з високою часткою жиру (3,2% і більше), а також, якщо в складі продукту використовували сухі компоненти.

1.2 Пастеризація, охолодження

Рисунок 2. Пастеризаційно-охолоджувальна установка для питного молока

1 - зрівняльний бак 2 - поплавковий рівня регулятор, 3 - відцентровий насос для молока, 4 - ротаметричний регулятор, 5 - пластинчастий апарат; 6 - сепаратор молокоочисний; 7 - витримувач; 8,12 - датчики температури; 9,10,13,14 , 20,22,23 - показує манометри; 11 - вентиль для регулювання подачі розсолу, 15 - поворотний клапан; 16 - відцентровий насос для подачі гарячої води, 17 - бачок акумулятор; 18,19 - регулюючі клапани подачі води.

У технологічних інструкціях режими пастеризації знаходяться в інтервалі температур 74-76 0С, з витримкою 15-20 сек. Режим пастеризації повинен забезпечити безпеку споживаного продукту. Залишкова мікрофлора при однаковому режимі обробки залежить від початкової обсіменіння молока. У зв'язку з цим для сирого молока II сорту необхідний більш жорсткий режим пастеризації. У результаті нагрівання сирого молока відбувається формування органолептичних властивостей продукту. Як нагрівання, так і охолодження молока проводяться в секції пастеризації, водяного і розсільного охолодження пастеризаційно-охолоджувальної установки. Охолоджене молоко на кінцевому етапі має температуру 4-6 0С.

Розлив, пакування, маркування. Здійснюється в полімерну, скляну або паперову тару місткістю 0,25, 0,5 і 1,0 л, а також у фляги, цистерни, контейнери різної місткості. Найбільшого поширення набули одноразові і полімерні види тари, що значно зменшує транспортні витрати, знижує площі складських приміщень. Особливо збільшена частка паперових пакетів типу «Тетра-брик» і «Пюр-пак», що мають розміри відповідають міжнародним стандартам для транспортних піддонів . Пакувальні матеріали мають ряд характеристик, що забезпечують герметичність і гарантовану якість протягом, як мінімум, 36 годин при температурі від 0 до 6 0С.

На будь-який вид упаковки наноситься маркування: найменування продукту, назва підприємства, його товарний знак, обсяг, умови зберігання, число кінцевого терміну реалізації, позначення стандарту, харчова цінність продукту.

Зберігання. Здійснюється при температурі від 0 до 6 0С не більше 36 годин, в тому числі не більше 18 годин на підприємстві-виробнику. Нові види продуктів мають збільшені терміни до 3-5суток. Зберігання пастеризованого молока довше встановлених термінів, може призвести до появи вад запаху і смаку мікробного походження, зміни фізичних показників.

Розділ 2. Кількісна та якісна характеристика скидів забруднюючих речовин

Стічні води молокопереробних заводів містять високі концентрації органічних забруднень (жир, білок, лактоза), забруднені також неорганічними сполуками, і синтетичними поверхнево активними речовинами (миючі речовини). Склад і концентрація забруднення стічних вод залежать від профілю та продуктивності підприємств. Що стосується загальних характеристик стоків молочних виробництв, то вони мають у своєму складі:

- невелику кількість зважених речовин, в концентрації 350 мг/г для молокозаводів і підприємств з виготовленні сухого молока, і 600 мг/л для масло-сироробного виробництва;

- жири в стоках всіх цих виробництв знаходяться в невеликій кількості і складають до 100 мг/л для всіх цехів переробки, крім тих, що випускають морожену продукцію, де їх концентрація становить 200-400 мг/л;

- вміст загального фосфору коливається від 7-8 до 16 мг/л у стоках маслоробних виробництв;

- аналогічна картина і для загального азоту, що становить 50 мг/л для консервованих продуктів. 60 мг/л для підприємств молоко переробки та 90 мг/л для виробництва масла і сиру;

- вміст хлоридів складає від 150 до 200 мг/л, що не виходить за межі норми;

- по БСКповн лідирують стоки сиро-малоробних підприємств, де цей показник становить 2400 мг/л при ХСК рівному 3000мг/л. Далі йдуть молокопереробні заводи з БСКповн 1200 мг/л при 1400 мг/л. За ними слідують виробництва сухого молока з БСКповн 1000 мг/л при ХСК рівному 1200 мг/л;

- помітно. що співвідношення БСКповн до ХСК для цих виробництв складає близько 0,8-0,85, що говорить про високий і переважний вміт в них легкоокиснюючих органічних речовин, високу мутність і кольоровість, а також схильність до бродіння .

Якісні та кількісні характеристики стічних вод залежать від потужності молокопереробного підприємства та асортименту продукції, при цьому витрата свіжої води становить у середньому 3-12 м3/т молока .Проблема очищення стічних вод, що утворюються в технологічному процесі молочного виробництва - це, перш за все, проблема знезараження.

Кількість бактерій у стічних водах традиційно характеризується таким інтегральним показником як біологічне споживання кисню (БCК). В стічних водах молокозаводів БCК доходить до значень 1800 - 2000 мг / л. Традиційні біохімічні методи очищення дозволяють очистити воду, починаючи з 600мг/л.

В санітарних нормах СН 245-71, для молочних підприємств (молочних заводів) встановлено санітарно - захисну зону в розмірі 150 м від очисного комплексу до будівлі основного виробництва молокозаводу, де відбувається сам технологічний процес переробки молока з виробленням продуктів.

Хімічний склад стічних вод Первомайського молокозаводу наведено в табл.1

З наведених у таблиці даних видно, що високе значення такого показника як БCК характеризує значну біологічну зарядженість стічної води молокозаводу .Величина pH стічних вод в значній мірі визначається технологією виробництва, асортиментом продукції, що випускається. Для виробництв, не пов'язаних з процесами молочнокислого бродіння, pH стоку близький до нейтрального (6,8-7,4 для молочноконсервних комбінатів, маслоробних заводів.

Коливання pH стоку часто викликається також скидом в каналізацію кислотовмісних і лужних реагентів, застосовуваних при митті обладнання. Різке короткочасне підвищення pH загального стоку до 10 - 10,5 може бути пояснено залповим скиданням лужних миючих розчинів, які в основному застосовують на молочних заводах.

Тривале перебування стічних вод в анаеробних умовах (в каналізаційній мережі, відстійниках) обумовлює закисання рідини в результаті молочно-кислого бродіння і призводить до зниження pH.

Зважені речовини стічних вод заводу представлені частинками твердих продуктів переробки молока (шматочки сиру, молочними плівками) та іншими домішками (грунт, пісок), що потрапляють у каналізацію при митті технологічного обладнання, тари, приміщень.

Основна частина суспензій (до 90 %) є органічними речовинами, як правило, білкового походження. Концентрація зважених речовин коливається в широких межах залежно від технологічного циклу виробництва. Коливання концентрації зважених речовин у стічних водах молочного заводу спостерігаються і по годинам доби; найбільша кількість суспензії надходить в початковий період мийки обладнання.

Значення ХСК і БСК стічних вод Первомайського заводу також коливаються в широких межах.Слід мати на увазі, що між БСК5 і БСКповн, а також між БСК5 і ХСК відсутній чіткий взаємозв'язок, отже, значення БСК5 для стічних вод не є об'єктивним показником забруднення стічних вод.

Стічні води цільномолочного виробництва містять жири в тому ж вигляді, що і натуральне молоко, оскільки втрати молока є основним забрудненням цих стоків. Жири молока являють собою дрібні кульки, оточені гідратованою білковою оболонкою, які вкрай повільно спливають при відстоюванні стічних вод.

При виробництві високожирної продукції (вершків, сметани, масла) з молока витягуються великі кульки жиру, відбувається їх злипання і укрупнення, а також руйнування білкової оболонки. Тому жирові домішки, що містяться в стічних водах таких виробництв, істотно відрізняються за видом і концентрацією від подібних забруднень стічних вод інших молочних заводів. Виділення жирових домішок з стічних вод від виробництва високожирної продукції, наприклад шляхом відстоювання рідини, відбувається значно швидше і ефективніше, ніж із стічних вод інших виробництв.

При санітарному аналізі стічних вод визначали вміст жирів і жироподібних речовин, екстрагуючим ефіром або хлороформом. Концентрація екстрагуючих речовин у стічних водах у Первомайському заводі,який спеціалізується на випуску високожирної продукції, становить 200-400 мг/л.

У стічних водах азот міститься в основному у вигляді аміногруп білкових сполук. У невеликих кількостях в стік потрапляє також азот амонійних солей з аміачних компресорів.Вміст загального азоту в стічних водах молочноконсервного комбінату становить 50-60 мг / л, або 4,2-6 % від БСКповн; Концентрація фосфору дорівнює 0,6-0,7% від БСКповн. Концентрації солей азоту та фосфору є достатньою для нормального протікання процесу біологічної очистки стічних вод підприємств молочної промисловості і розмноження бактерій, що беруть участь в окисленні забруднень цих стоків.

При біологічному очищенні стічних вод сироварних заводів процеси нітрифікації йдуть менш інтенсивно, ніж при очищенні стоків інших підприємств молочної промисловості, через менший по відношенню до БСК вміст солей азоту.

Наявність хлоридів у стічних водах заводу обумовлено застосуванням у виробництві кухонної солі, потраплянням в каналізацію охолоджуючих розсолів, присутністю хлоридів у свіжій воді, молоці, миючих розчинах. Концентрація хлоридів у стічних водах заводу досягає 800-1000 мг / л і становить у середньому 150-200 мг / л.

Розділ 3. Гідрологічні характеристики та параметри

Основним механізмом зниження концентрації забруднюючих при скидах стічних вод у водні об'єкти є розбавлення стічних вод - процес зниження концентрації забруднюючих речовин у водотоках та водоймах ,що здійснюється шляхом перемішування стічних вод з оточуючим водним середовищем. Інтенсивністю процесу розбавлення кількісно характеризується загальною кратністю розбавлення ,дорівнює відношенню суми витрат стічних вод і водного середовища . До витрати стічних вод , або відношенню концентрацій забруднень у місці випуску до концентрації у розглядованому створі.

Турбулентна дифузія приводить до перемішування забруднених струменів рідини із суміжними, більш чистими. Результатом цього процесу є розведення стічних вод основним потоком. Розведення діє однаково як на консервативні, так і на неконсервативні речовини. Інтенсивність і характер перемішування стічних вод з водою водних об'єктів залежить від гідравлічних характеристик водного об'єкта, кількості і способу надходження стічних вод. Спосіб надходження стічних вод визначається типом випуску.

Поширення домішок відбувається у напрямку переважаючих течій , і в цьому ж напрямку кратність розбавлення моє тенденцію до збільшення. Так у початковому перерізі кратність розбавлення дорівнює одиниці, а потім по мірі збільшення витрат води, концентрація знижується ,а кратність розбавлення зростає. У місці ,де в процесі перемішування задіяні всі можливі для даного водного об'єкту витрати води ,відбувається повне перемішування.

Ділянку водойми від місця випуску стічних вод до місця її повного перемішування умовно поділяють на три зони. Перша зона початкове розбавлення . Тут процес розбавлення відбувається внаслідок захоплення води водного об'єкта турбулентним стременним потоком, що утворюється при витіканні стічних вод. Друга зона - основне розбавлення . Течія у водотоках і водоймах має турбулентний характер ,а ступінь перемішування у другій зоні визначається інтенсивністю турбулентного обміну. За створом повного перемішування знаходиться третя зона, зниження концентрації забруднень у якій визначається процесами самоочищення.

Розбавлення стічних вод у водотоках визначається комплексним впливом наступних трьох процесів:

1.Розподіл стічних вод у початковому перерізі водойми,що залежать від конструкції випускної споруди (кількість, форма, розміри випускних отворів ,вихід і відносна швидкість випуску стічних вод,санітарні показники стічних вод);

2.Початковим розбавлення стічних вод, що відбувається під дією турбулентних струменів;

3.Основним розбавленням стічних вод, під впливом гідродинамічних процесів водойм(характер руху водних мас у формі течій; причини що викликають ці рухи: сток , вітер ,склад і властивості водного середовища ).

Опис гідрологічних умов Південного Бугу

Коефіцієнт турбулентної дифузії D=0,073м3/c .

Розділ 4. Визначення максимальної концентрації забруднюючої речовини у водотоці

У роботі розглянуто Первомайський молочний завод,як джерело скиду забруднюючих речовин у річку Південний Буг. Скидаються такі речовини : фосфор загальний, азот загальний ,жири ,зважені речовини, свинець ,хром .

З них найбільш шкідливі та ті які найбільш перевищують ГДК,а саме фосфор загальний , жири , зважені речовини .

Для цих трьох речовин ми розглянемо два випадки скиду : береговий та скид на певній відстані від берега.

4.1 Поширення забруднюючих речовин у випадку берегового скиду

За схемою плоского завдання визначаємо їх максимальну концентрацію на відстані 420 метрів.

Вихідні дані: вихід стічних вод qст = 60,9 мі /с.

Водотік характеризується наступними показниками:

- середня швидкість течії vсер = 2,45 м/с;

- середня глибина водотока Нсер = 3,5 м;

- ширина водотока В = 25,5 м.

Коефіцієнт турбулентної дифузії D = 0,073 м 2 /с.

Для спрощення розрахунків приймаємо, що фонове забруднення водотоку відсутнє, тобто Сф = 0, а концентрація забруднюючої речовини,а саме жиру у стічній воді С = 100 г/м 3 , фосфору загального С=50 г/м3 ,зважені речовин С=300г/м3.

Розрахунки

Визначаємо початковий переріз струменя:

д = qст / vсер = 24,8 м.

Ширину забрудненої частини водотоку визначаємо:

b = qст / Нсер* vсер =7,1м.

Ширину розрахункового прямокутника визначаємо:

?у= qст / Нсер* vсер=7,1

Оскільки ширина розрахункового елемента дуже велика і не виконується умова ?у ?1/10 ,тоді приймаємо ?у = 1,2м.

Визначаємо кількість прямокутників по ширині водотоку, зайнятих забрудненою водою в результаті випуску стічних вод :

n = b/?у =6

Загальна кількість прямокутників по ширині водотоку:

nзаг =B/?у =22

За формулою визначаємо відстань між розрахунковими перерізами по довжині водотоку:

?х= vсер*?уІ/2*D =21м.

Будуємо переріз.

Результати поширення забруднюючих речовин представлені в додатках 1,2,3(1-поширення жиру у водотоці,2-поширення фосфору загального,3-поширення зважених речовин).

4.2 Поширення забруднюючих речовин на певній відстані від берега

Якщо припустити ,що скид забруднюючих річок відбувається на певній відстані від берега ,а сам на відстані 11 м від берега . Знаходимо кратність розбавлення на відстані 210 метрів.

Вихідні дані: вихід стічних вод qст = 60,9 м 3 /с.

Водотік характеризується наступними показниками:

- середня швидкість течії vсер = 2,45 м/с;

- середня глибина водотока Нсер = 3,5 м;

- ширина водотока В = 25,5 м.

Коефіцієнт турбулентної дифузії D = 0,073 м 2 /с.

Для спрощення розрахунків приймаємо, що фонове забруднення водотоку відсутнє, тобто Сф = 0, а концентрація забруднюючої речовини,а саме жиру у стічній воді С = 100 г/мі , фосфору загального С=50 г/мі ,зважених речовин С=300г/мі.

Розрахунки

Визначаємо поперечний розмір початкового прямокутника для руслового випуску стічних вод:

?у = qст / Нсер* vсер =3,5.

Оскільки ширина розрахункового елемента дуже велика і не виконується умова ?у ?1/10 ,тоді приймаємо ?у = 1,11м.

Визначаємо відстань між розрахунковими перерізами по довжині водотоку:

?х = vсер*?уІ/2*D = 20м.

Згідно прийнятого кроку ?у, випуск буде розміщено у 10-ому і 11-ому прямокутнику, оскільки 11/1,11?10.

Будуємо переріз.

За даними у розрахунковому створі знаходимо максимальне значення концентрації забруднюючої речовини Сжиру=27,5 мг/л, що дає можливість розрахувати основне розбавлення :

n =3,63 , яке буде і загальним розбавленням(для жиру).

Знаходимо максимальне значення концентрації забруднюючої речовини Сфосфору=15 мг/л, що дає можливість розрахувати основне розбавлення :

n =3,3 , яке буде і загальним розбавленням(для фосфору).

У розрахунковому створі знаходимо максимальне значення концентрації забруднюючої речовини Сзваж.речов.=67,2 мг/л, що дає можливість розрахувати основне розбавлення :

n =4,4 , яке буде і загальним розбавленням(для зважених речовин).

Результати розрахунків представлені у додатках 4,5,6(1-для поширення жиру,2-для поширення фосфору ,3-для поширення завислих речовин).

Висновок

В цій курсовій роботі я визначала ступінь стічних вод на річку Південний Буг. Для цього я розрахувала поширення забруднюючих речовин у водотоці у двох випадках(береговий скид,скид по певній відстані від берега).

Розрахувавши максимальну концентрацію для берегового скиду на 420 метрів ,для трьох найбільш шкідливих речовин (жири,фосфор загальний,зважені речовини) ,спостерігала що Сжиру=83 г/мі ,Сфосфору=37 г/мі,С=250 г/мі. Ці данні перевищують ГДК в 830,185,100 разів відповідно. Отже,ця зона не придатна для купання та використання в побутових цілях,так як не відповідає нормам придатності.

В другому випадку я розраховувала для цих речовин максимальну концентрацію на певній відстані від берега,а саме 10 метрів . Концентрація через 210 метрів виявилась такою:Сжиру=24,7 г/мі,Сфосфору=15 г/мі,Сзваж.речов.=67,2 г/мі. Ці дані , перевищують ГДК в 247,75,27 разів відповідно. Порівняно з першим випадком ,тут менше перевищення ГДК. Так як концентрація все рівно дуже велика ,ця зона являється непридатною для використання в побутових цілях та для купання.

Несприятливий вплив стічних вод на загальний санітарний режим водойм пов'язано з надмірно високою концентрацією у воді водоймищ порівняно легко окислюються органічних речовин побутових і виробничих стічних вод, чим спричиняється порушення кисневого режиму водоймами виникнення гнильних процесів, а також з бактерицидними властивостями багатьох інгредієнтів промислових стічних вод, внаслідок чого виникає гальмування нормального ходу біохімічних процесів самоочищення води водойми від органічного забруднення побутових стічних вод. У результаті зона забруднення отримує велике поширення і тривало зберігається.

Поліпшення якості стічних вод на молочному заводі може відбуватися за рахунок скорочення втрат переробленого молока, яке здійснюється в результаті застосування більш досконалого обладнання та інших внутрішньозаводських заходів. Тим самим одночасно досягається і зменшення концентрації забруднюючих речовин стічних вод . Втрати молока утворюються за рахунок випадкових розливів, недостатньої кількості обладнання для стікання молока з порожніх бідонів. Уникнути втрат - значить зменшити концентрацію речовин у стічних водах, причому зниження концентрацій в окремих випадках може бути рівносильним 90% -ному очищенню стічних вод.

Концентрацію забруднюючих речовин у стічних вода на молочному підприємстві можна зменшити за рахунок використання жолобів для стоку сироватки з мішків з сиром . Зменшення концентрації також сприяє встановлення ванн з сиром на майданчиках з піднятими краями і передбачення відведенням стоку в бак з сивороткою. Успіх такого заходу заснований на припущенні, що сироватка буде витрачена у виробництві або повернена постачальникам молока. В зв'язку з цим необхідно передбачити використання нерозбірних трубопроводів. Завдяки таким заходам значно знижуються витрати на обробку стічних вод.

Список використаної літератури

1. СНиП 2.04.03 - 85 "Канализация. Наружные сети и сооружения".

2. Мацнєв А.І., Проценко С.Б., Саблій Л.А. «Практикум з моніторингу та інженерних методів охорони довкілля.- Рівне: ВАТ Рівненська друкарня, 2002.-460 с.: іл..»

3.Шифрин С.М., Иванов Г.В., Мишуков Б.Г., Феофанов Ю.А. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981-272с.

4. Гвоздев В.Д. Очистка производственных сточных вод и утилизация. М.: Химия, 1988 - 112 с.

5.Дрозд Г.Я., Зотов Н.И., Маслак В.Н. Технико-экологические записки по проблеме утилизации осадков городских и промышленных сточных вод. - Донецк. ИЭП НАН Украины, 2001. - 340 с. 2.Зотов Н.И. Проблемы утилизации осадков сточных вод и пути их решения // Водопостачання та водовідведення. - 2009. - №1. - С.28-34. 3.Зотов Н.И., Чернышева О.А. Агроэкологические аспекты применения осадков сточных вод для удобрения сельскохозяйственных культур // Вісник ДонНАБА. Вип.2(50). - Макіївка, 2005. - С.130-139. 4.Зотов Н.И., Чернышева О.А. Концептуальная модель потоков тяжёлых металлов в агросфере при использовании осадков сточных вод // Вісник ДонНАБА. Вип.6(54). - Макіївка, 2005. - С.170.

6.http://latifundist.com/kompanii/383-pervomajskij-mkk

7.http://chem21.info/info/1820363

Размещено на Allbest.ru