Модернизация блока физико-химической очистки сточных вод на предприятии молочного производства

Аннотация
Выпускная квалификационная работа на тему «Модернизация блока физико-химической очистки сточных вод на предприятии молочного производства».
ВКР состоит из 61 страниц, работа содержит 29 источников, 9 иллюстраций, 9 таблиц и 7 формул.
Цель работы - совершенствование технологической схемы локальной очистки сточных вод молокоперерабатывающего предприятия.
Исходя из поставленной цели в выпускной квалификационной работе изучена нормативно-правовая база и техническая литература по теме работы, рассмотрены основные проблемы очистных сооружений ООО «Низан» и предложены варианты модернизации очистных сооружений. Для выбранного варианта модернизации проведен расчет технологических параметров мембранного фильтра и его эколого-экономическая эффективность.















ВВЕДЕНИЕ
Предприятия молочной промышленности являются одними из крупных потребителей пресной воды и источниками образования значительных объемов сточных вод. Удельный расход сточных вод молочных заводов составляет в среднем 5-7 м3 на 1 тонну перерабатываемого молока, но зачастую, особенно на заводах с устаревшей технологией, этот показатель значительно выше. Общий объем образующихся сточных вод на молочных заводах России составляет более 70 млн. м3 в год. Большая часть молочных заводов расположена в городах и сбрасывает сточные воды в городскую канализацию.
Сточные воды молокоперерабатывающих заводов содержат высокие концентрации органических загрязнений (жир, белок, лактоза), загрязнены также неорганическими соединениями, и синтетическими поверхностно - активными веществами (моющие вещества). Состав и концентрация загрязненности сточных вод зависят от профиля и производительности предприятий [5].
Загрязненность сточных вод молочных производств значительно превышает требования, предъявляемые к приему сточных вод в системы канализации населенных пунктов. Высокая концентрация сточных вод, а также неравномерность их поступления приводит к перегрузке многих городских очистных сооружений и их неудовлетворительной работе. Серьезные проблемы имеют место и непосредственно на очистных сооружениях предприятий молочной промышленности, осуществляющих как сброс очищенных сточных вод в водоемы, так и предварительную очистку стоков со сбросом в систему канализации.
Для обработки стоков молочных заводов применяются различные методы, выбор которых зависит от количества и характеристики загрязнений сточных вод, а также условий их сброса, устанавливаемых природоохранными органами и коммунальными организациями водопроводно-канализационного хозяйства. В соответствии с существующими требованиями стоки
молокоперерабатывающих предприятий перед их сбросом в городскую канализацию или на собственные сооружения биологической очистки должны проходить локальную очистку. Локальные очистные сооружения предприятий должны быть компактны, просты и надежны в работе, обеспечивая требуемую степень очистки сточных вод [11].
Целью выпускной квалификационной работы является совершенствование технологической схемы локальной очистки сточных вод молокоперерабатывающего предприятия.
Для достижения указанной цели в ходе работы были поставлены следующие задачи:
* изучить проблему на очистных сооружениях молокоперерабатывающего предприятия;
* провести расчет технологических параметров мембранного фильтра;
* провести расчет платы за сброс загрязняющих веществ в централизованную систему водоотведения;
* провести экономический расчет целесообразности предлагаемой конструкции.
















1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Особенности технологического процесса молочного производства
Молоко — биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами. Оно представляет собой сложную полидисперсную систему, состоящую из дисперсионной среды (воды — 83-89%) и распределенных в ней сухих веществ (жир, белок, молочный сахар, минеральные соли, а также ферменты, витамины, газы и др.), называемых дисперсной фазой (11-17%).
К молоку как сырью для производства высококачественных молочных продуктов предъявляют требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям. Молоко должно быть натуральным, получено от здоровых коров; иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков; консистенция однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м3 [25].
Рассмотрим технологии производства молочных продуктов.
1) Технология производства сыра.
Общая технология производства твёрдого сыра в целом едина, однако при изготовлении каждого его вида процесс изготовления несколько отличается (рисунок 1).
1) Приёмка молока и определения его пригодности, с которой начинается технологический цикл приготовления сыра. Пригодное молоко должно быстро свёртываться при добавлении сычужного фермента и сгусток должен хорошо отделяться от сыворотки.
2) Очистка молока. С помощью молокоочистительных фильтров молоко проходит процесс очистки для предотвращения порчи от воздействия микрофлоры.
3) Охлаждение молока. Молоко охлаждается до температуры 6°С с помощью пластинчатого охладителя.
4) Созревание молока. Молоко выдерживается в течение 12 часов при температуре 10-120С для нарастания кислотности. Следующий этап нормализация молока по требуемым характеристикам по жирности и белку. Для этого применяется сепаратор-сливкоотделитель.
5) Пастеризация. Далее начинается процесс пастеризации при температуре 74°С продолжительностью 25 секунд.
6) Охлаждение. Пастеризованное молоко охлаждают до температуры свёртывания (32–34°С).
7) Заквашивание. В сыродельной ванне в молоко вносится бактериальная закваска, сычужный фермент и раствор хлорида кальция (хлорид кальция
добавляется для лучшего образования сгустка). Начинается процесс, свёртывания молока под воздействием сычужных или других внесённых ферментов, который длится 25-30 минут при температуре 32-34°С. В результате свёртывания молока получается сгустки творога и сыворотка [26].
8) Обработка сгустка. Полученный сгусток обрабатывается, разрезается лирами, измельчается до получения сырного зерна 7 мм, и вымешивается в течение 15 минут, затем часть сыворотки (30%) удаляется.
9) Второе нагревание. Измельчённый сгусток подогревается до температуры 38-41°С на протяжении 25-30 минут. После чего смесь обратно измельчается до сырного зерна 4 мм.
10) Формование и прессование. Смесь отделяют от остатков сыворотки и засыпают в сырные формы в зависимости от технологии — насыпью, наливом или из пласта, и оставляют в формах на 30 минут, чтобы смесь прессовалась под собственным весом. Затем сырные головки ставят на 4 часа под пресс для окончательного обезвоживания сыра.
11) Маркировка. На каждую сырную головку наносится маркировка – дата и номер выработки.
12) Посолка. Сырные головки замачивают в 20% солевом рассоле при температуре 8-10°С на 3-5 суток, затем извлекают обсушивают 3 суток и отправляют на созревание.
13) Созревание. В помещении для созревания при определённой температуре и влажности, сырные головки укладывают на полки для дальнейшего созревания на 60-90 суток. В этот период в сыре в результате жизнедеятельности микроорганизмов происходят преобразования, формируется вкус и аромат сыра. Созревший сыр моют, сушат, дополнительно маркируют, упаковывают в парафин или в полимерную плёнку и отправляют на реализацию [25].























2) Технология приготовления йогурта
Производство йогурта осуществляется двумя способами: термостатным и резервуарным. Эти два способа имеют ряд общих технологических операций.
1) Подготовка сырья. Для производства используется молоко 1 сорта по редуктазной пробе – не ниже 1-го класса и по механической загрязненности – не ниже первой группы. Может быть использовано частично или полностью восстановленное молоко из цельного молока распылительной сушки высокой растворимости.
2) Нормализация молока по жиру. Для большинства йогуртов содержание жира должно быть не менее 6%. Расчет потребного для нормализации обезжиренного молока или сливок ведут по формулам материального баланса, если нормализация осуществляется путем смешивания цельного молока с обезжиренным или со сливками.
3) Тепловая обработка. Пастеризацию молока проводят при температуре 85-870С с выдержкой в течение 5-10 мин или при 90-920С с выдержкой 2-3 минут.
4) Гомогенизация молока. Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. Гомогенизация при температуре не ниже 550С и давлении 17,5 МПа улучшает консистенцию и предупреждает отделение сыворотки. При производстве резервуарным способом гомогенизацию следует считать обязательной технологической операцией. Охлаждение молока. Пастеризованное и гомогенизированное молоко немедленно охлаждают в регенеративной секции пастеризационной установки до температуры заквашивания его чистыми культурами молочнокислых бактерий: при использовании термофильных культур – до 50-550С [26].
5) Заквашивание молока. В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду вырабатываемого продукта. Закваску перед внесением в молоко тщательно перемешивают до получения жидкой однородной консистенции, затем вливают в молоко при постоянном перемешивании. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод, в смесителе она хорошо смешивается с молоком.
6) Сквашивание молока. Сквашивание молока производят при определенной температуре, в зависимости от вида закваски. При использовании заквасок, приготовленных на чистых культурах молочнокислого стрептококка термофильных рас – 2,5-3 ч [25].
7) Охлаждение. По достижении требуемой кислотности и образовании сгустка йогурт немедленно охлаждают – при резервуарном способе производства в универсальных резервуарах или в пластинчатых охладителях до температуры не выше 80С, а затем разливаются в бутылки. При обычном способе производства сквашенное молоко в мелкой таре по достижении определенной кислотности перемещают в хладостаты, где оно охлаждается [26].
Как видно, технология производства кисломолочных продуктов достаточно сложна и применяется с использованием достаточного количества компонентов, образующих сопутствующие сточные воды (отходы производства).















1.2 Источники образования сточных вод молочного производства
Одним из самых распространенных источников загрязнения водоемов является пищевая промышленность, в том числе – предприятия по производству молочных (кисломолочных) продуктов. Сточные воды этой отрасли интенсивно загрязнены легкоразлагаемыми органическими веществами, способными нанести большой ущерб водоемам. Сточные воды молочной промышленности, при сбросе их в централизованную систему водоотведения, негативно влияют на работу очистных сооружений и канализационной системы [8].
На предприятиях молочной промышленности вода используется для помывки оборудования и трубопроводов, участвующих в технологическом процессе, а также тары (цистерн, фляг, бутылок и т.д.), мытья полов, панелей
производственных помещений, охлаждения молока и молочных продуктов, для работы технологических и паросиловых установок [26].
Помимо сточных вод, образующихся в результате технологических процессов, в канализацию сбрасываются и хозяйственно-бытовые сточные воды предприятий. Расход сточных вод, сбрасываемых предприятиями, составляет 80-85% от расхода потребляемой свежей воды.
В результате процессов переработки молока образуются технологические сточные воды, характеризующиеся высокой, более 1000 мг/л, загрязненностью биоразлагаемыми органическими веществами, прежде всего жирами, белками и углеводами. Загрязненность многократно возрастает в случае, если на предприятии не решена проблема утилизации отходов производства, прежде всего, сыворотки [7].
Общая масса загрязнений сточных вод современных молочных предприятий оценивается в 400 тысяч тонн ежегодно. Загрязненность данных сточных вод значительно превышает требования, предъявляемые к приему сточных вод в системы канализации населенных пунктов. Высокая концентрация сточных вод молочных производств, а также неравномерность их поступления приводят к перегрузке многих городских очистных сооружений и их неудовлетворительной работе.
Серьезные проблемы имеют место и непосредственно на очистных сооружениях предприятий молочной промышленности, осуществляющих как сброс очищенных вод в водоемы, так и предварительную очистку сточных вод со сбросом в канализацию. Оборотное использование воды на молокозаводах возможно только для использования холодильных установок, вакуум-аппаратов и другого оборудования, где вода не контактирует с продукцией.
Воды от охлаждения продукции в пастеризаторах, от последнего ополаскивания бутылок, конденсат вторичных паров от вакуум-аппаратов можно применять для уборки помещений, полива территории, обмыва автомашин и других целей. Поскольку расход стоков, пригодных для повторного использования, слишком высок и несоизмерим с вышеуказанными
нуждами, а также устройство такого повторного использования воды достаточно трудоемко и экономически затратно в исполнении, особенно в условиях уже существующих предприятий, как правило, вышеуказанный способ не используется в разработке проектов. Разработка эффективной технологии очистки сточных вод молокозаводов до концентраций, допустимых к сбросу в водоем, является в настоящее время весьма актуальной задачей.
При всем этом, величина рН сточных вод в значительной степени определяется технологией производства и ассортиментом выпускаемой продукции. Для производств, несвязанных с процессами молочнокислого брожения, показатель рН стока близок к нейтральному: для молочных комбинатов и маслодельных заводов рН=6,8-7,4.
На сыродельных заводах, городских молочных заводах и других предприятиях, вырабатывающих творог и кисломолочные продукты, в канализационную сеть сбрасывается определенное количество сыворотки, что обуславливает снижение рН сточных вод до 6,2. Колебания рН стока часто вызываются также сбросом в канализацию кислотосодержащих и щелочных реагентов, применяемых при мойке оборудования.
Резкое кратковременное повышение рН общего стока до 10–10,5 может быть объяснено залповым сбросом щелочных моющих растворов, которые в основном применяют на молочных заводах. Длительное пребывание сточных вод в анаэробных условиях: в канализационной сети или в отстойниках, обуславливает закисание жидкости в результате молочнокислого брожения и приводит к снижению рН [14].
Взвешенные вещества сточных вод молочных заводов представлены частичками твердых продуктов переработки молока: кусочки творога, молочные пленки, сырное зерно и пр. и другими примесями, такими как грунт и песок, попадающими в канализацию при мойке технологического оборудования, тары и помещений. Основная часть взвеси, до 90%, представлена органическими веществами, как правило, белкового происхождения. Концентрация взвешенных веществ колеблется в широких
пределах в зависимости от технологического цикла производства. Колебание концентраций внутри одного технологического цикла наблюдается и по часам суток; наибольшее количество взвеси поступает в начальный период мойки оборудования и может достигать 1300-1500 мг/л.
Загрязненность сточных вод органическими примесями характеризуется показателями химическое потребление кислорода (ХПК) и биологическое потребление кислорода (БПК). Значения ХПК и БПК сточных вод колеблются в широких пределах, особенно на предприятиях, выпускающих сырную продукцию, где ХПК может достигать 3500 мг/л.
Содержание жиров в сточных водах предприятий молочной промышленности определяется, в основном, ассортиментом выпускаемой продукции и технологией производства. В зависимости от этих факторов изменяется не только концентрация жиров в сточных водах, но и вид этих загрязнений. Сточные воды цельномолочного производства содержат жиры в том же виде, что и натуральное молоко, поскольку потери молока являются основным загрязнением этих стоков. Жиры молока представляют собой мельчайшие шарики, окруженные гидратированной белковой оболочкой, которые крайне медленно всплывают при отстаивании сточных вод.
При производстве высокожирной продукции, такой как сливки, сметана, масло, из молока извлекаются крупные шарики жира, происходит их слипание и укрупнение, а также разрушение белковой оболочки. Поэтому жировые примеси, содержащиеся в сточных водах таких производств, существенно отличаются по виду и концентрации от подобных загрязнений сточных вод других молочных заводов. Выделение жировых примесей из сточных вод от производства высокожирной продукции, происходит значительно быстрее и эффективнее, чем из сточных вод других производств. Жиры, присутствующие в стоках в виде частиц коллоидных растворов, представляют собой мельчайшие капельки жидкости, имеющей практически такую же плотность, как и водная среда. Их наличие существенно увеличивает значения ХПК и БПК. Концентрация жиров и жироподобных веществ в сточных водах заводов и
цехов, специализированных на выпуске высокожирной продукции, составляет 200-400 мг/л.
Азот в сточных водах молочных заводов содержится, в основном, в виде аминогрупп белковых соединений. В небольших количествах в сток попадает также азот аммонийных солей из аммиачных компрессоров. Общая концентрация соединений азота составляет 120-150 мг/л [27].


















1.3 Основные способы очистки сточных вод
молочного производства
В наиболее общем виде технологическая схема очистки сточных вод молочного производства, исходя из анализа методов очистки сточных вод, применяемых на молочных производствах, представлена на рисунке 2.
Рассмотрим этапы процессов очистки сточных вод молочных производств до их сброса в окружающую среду более подробно.
А) Очистка сточных вод от жира.
Процесс биологической очистки значительно осложняется наличием в сточных водах жиров. Это трудно окисляемые биологическим методом соединения; их высокие концентрации негативно влияют на работу активного ила, что ведет за собой уменьшение эффективности и увеличение времени
очистки. Высокая концентрация жиров способствует размножению вредных нитчатых бактерий, из-за которых ухудшаются осаждение активного ила во вторичных отстойниках, а также происходит образование вязкой пены на поверхности сооружения.
Все эти факторы ведут к увеличению затрат на стадию биологической очистки, именно поэтому необходима предварительная очистка сточных вод от жиросодержащей фазы с помощью отстаивания, флотации и коагуляции. При отстаивании сточных вод выделяются крупные частицы жира и другие взвешенные вещества. Флотация позволяет извлечь из стоков также тонкодисперсные примеси, обладающие гидрофобными свойствами, в том числе жир. При коагуляции сточных вод выделяются как тонко диспергированные взвешенные частицы, так и эмульгированные, коллоидные примеси [28].
1) Отстаивание. Для очистки сточных вод от жиров применяют отстойные жироловки горизонтального и вертикального типа. Чаще всего, их устанавливают на выпусках цехов, специализирующихся на производстве высокожирной продукции – масла, сливок, сметаны, с концентрацией жиров более 100-150 мг/л. Практика показывает, что использование горизонтальных жироловок малоэффективно. Концентрация жиров в результате их применения снижается лишь на 30-35%. Также к недостаткам стоит отнести трудоемкость сбора жиромассы и осадка и большие габаритные размеры.
Внешний вид отстойника на предприятии молочного производства представлен на рисунке 3.
2) Флотация и коагуляция. Нерастворенные жиры удаляются из сточной воды на стадии механической очистки. Что же касается коллоидной жировой фазы, то она может быть выделена из стоков только посредством физико-химической очистки методом флотации. При этом наиболее эффективно использование напорной флотации, при которой извлечение жиров производится с помощью мельчайших пузырьков воздуха, имеющих размеры до 30 микрон. Образуются они в результате снижения давления после насыщения воздухом водной среды и распределяются, вследствие этого, по всему объему обрабатываемой сточной воды. При этом становится возможным удаление мелкодисперсных жировых частиц. Еще одним плюсом в извлечении жировых эмульгированных частиц с помощью напорной флотации, является их высокая несмачиваемость. Это также способствует более активному их соединению с пузырьками воздуха и, соответственно, интенсивности удаления эмульгированного жира из водной среды. В процессе подачи микропузырьков воздуха идет образование агрегатов «частица жира - пузырек», которые при подъеме постепенно объединяются между собой, и всплывают вместе с так же увеличивающимся газовым пузырьком на поверхность, откуда и удаляются.
Для более тщательной очистки сточных вод от жировых компонентов применяется реагентная флотация. При этом в качестве коагулянтов
используются, как правило, сульфат и хлорид железа, или сульфат, а также хлорид и оксихлорид алюминия [9].
Б) Очистка сточных вод от органических веществ.
При ХПК производственных сточных вод молокозаводов до 3500 мг/л для сброса в городскую канализацию достаточно физико-химической очистки, например, реагентной напорной флотации (рисунок 4). При сбросе в водоем рыбохозяйственного назначения снижение величин ХПК до 30 мг/л и БПК5 до 3 мг/л требует проведения после реагентной флотации глубокой биологической очистки. Биологическая очистка может осуществляться как в аэробных условиях, так и в анаэробных.
Выбор метода зависит от технико-экономических показателей и от сложности обслуживания и наладки технологического процесса очистки.
1) Поля фильтрации. При очистке сточных вод предприятий молочной промышленности на полях фильтрации следует не допускать их перегрузки загрязнениями. Перегрузка полей фильтрации может привести к неполному окислению загрязнений и развитию анаэробных процессов молочнокислого
брожения, вызывающих закисание почвы. Восстановить поля после их временной перегрузки можно путем известкования почвы или снятия поверхностного слоя грунта. Тем не менее, это является очень сложным и дорогим мероприятием. Поля фильтрации как сооружения для биохимической очистки сточных вод молокозаводов не нашли широкого применения.
2) Биофильтры. На существующих предприятиях молочной отрасли получили распространение биофильтры с объемной загрузкой из щебня прочных горных пород, гальки, шлака и керамзита, а также из полимерных материалов. Биофильтры оснащаются водораспределительным устройством, которое обеспечивает равномерность орошения сточными водами поверхности загрузки биологического фильтра. Также сооружение комплектуется воздухораспределительным устройством, которое обеспечивает бесперебойное попадание в систему биофильтра потоков воздуха, с участием которого происходит окислительный процесс.
На поверхности загрузочного материала развиваются колонии микроорганизмов – биопленка. Также в толще загрузки происходит сорбция загрязнений сточных вод. При подаче воздуха происходит интенсивное окисление сорбированных загрязнений кислородом воздуха. При подаче последующей порции воды отмершая часть биопленки выносится с поверхности загрузки вместе с очищенной водой. Существенным недостатком такого способа биологической очистки является заиливание загрузочного материала [27].
3) Аэротенки. В аэротенках при периоде аэрации более 24 часов происходит не только снижение показателей БПК и ХПК, но и удаление азота и фосфора из сточных вод. Извлечение органических соединений и нитрификация происходит в аэробной зоне сооружения (рисунок 5)
Нитрификация – это биохимическое окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов. Восстановление полученных нитритов и нитратов до свободного азота, или денитрификация, – это анаэробный биохимический процесс. Концентрации солей азота и фосфора являются достаточными для нормального протекания процесса биологической очистки сточных вод предприятий молочной промышленности и размножения бактерий, участвующих в окислении загрязнений этих стоков. При биологической очистке сточных вод сыродельных заводов процессы нитрификации идут менее интенсивно, чем при очистке стоков других предприятий молочной промышленности, ввиду меньшего по отношению к БПК содержанию солей азота [8].
4) Метантенки. Целесообразность применения анаэробных процессов очистки к концентрированным стокам промышленных предприятий обусловлена способностью сообществ анаэробных микроорганизмов продуцировать энергетическое сырье – биогаз, и снижать концентрацию субстратов до уровня, приемлемого для последующего применения аэробной очистки.
Для задержки биомассы в реакторе используются различные носители с развитой поверхностью, на которой иммобилизуются микроорганизмы. В
качестве носителей биопленки исследованы, например, трубчатые керамические элементы, гравий, полихлорвиниловые трубки. Особенно эффективны метантенки с псевдожиженным слоем носителя иммобилизованной микрофлоры. В качестве таких носителей используют гранулы активного угля и пластических масс, песок. Переработка молочной сыворотки в метантенках с кипящим слоем, заполненных дробленым углем и песком с частицами диаметром ~ 0,2 мм, позволила достичь снижения ХПК до 95 % в течение времени пребывания 0,4-0,5 суток.
Главным недостатком устройства метантенков является экономическая составляющая. Высокие показатели эффективности очистки данные сооружения дают при дополнительном подогреве сточных вод до 55-60°С, особенно в зимний период при отрицательных температурах атмосферного воздуха. Метановое сбраживание наиболее целесообразно предусматривать при высоких показателях ХПК и БПК – более 10 тыс. мг/л.
В) Технология проведения мойки и дезинфекции.
Мойку и дезинфекцию оборудования для молочного производства следует проводить всегда раздельно, так как высокое содержание белков в молочных остатках на стенках недостаточно отмытой посуды и инвентаря не даст возможность провести эффективную дезинфекцию. Поэтому дезинфекции должна предшествовать предварительная мойка. Посредством промывки водой большая часть остатков молока удаляется с поверхности молочной аппаратуры и трубопроводов.
Мойку следует проводить сразу после использования доильной аппаратуры, чтобы предотвратить высыхание молочных остатков. Чтобы не образовался осадок на оборудовании, для мойки применяют теплую воду. Мыть оборудование следует по возможности с применением щеток.
Демонтаж длинных трубопроводов и системы шлангов довольно трудоемок, поэтому их моют и дезинфицируют циркуляционным методом. Этот способ применяют для мойки доильных установок с молокопроводом и оборудования молочных заводов, причем для циркуляционной мой
подключают и промежуточные аппараты, входящие в систему трубопровода (очиститель молока, теплообменник, пластинчатый пастеризатор, охладитель молока). Для более эффективной мойки циркуляционным способом важно обеспечить высокую циркуляцию моющего раствора с тем, чтобы механическое воздействие способствовало лучшей химической очистке. В трубопроводах механическую очистку выполняют также с помощью продувания резиновых шаров-зондов (спутник) или щеток-торпед.
Дезинфекцию молочного оборудования следует производить сразу после его мойки. Отдельные детали и небольшую аппаратуру помещают на 30-60 мин в дезинфицирующий раствор и затем споласкивают чистой водой. Чистая высушенная аппаратура хранится до следующего использования. Дезинфекция трубопроводов, как и их мойка, осуществляется струей дезинфицирующих растворов, нагретых до температуры 60-70°С.
Для мойки и дезинфекции доильной аппаратуры на молочных фермах рекомендуется следующий технологический процесс: доение - предварительное ополаскивание теплой водой - мойка - дезинфекция - последующее ополаскивание - хранение в высушенном виде - промывка - доение. На доильных установках с молокопроводом мойку и дезинфекцию проводят многократно циркуляционным способом, причем дезинфицирующие растворы в течение процесса промывания следует постоянно подогревать. Применять пар на животноводческих фермах довольно дорого, хотя имеющиеся в продаже устройства для стерилизации доильных аппаратов паром исключительно эффективны. Каждую неделю необходимо проводить дополнительную промывку кислотными моющими средствами или необходимо аппаратуру полностью разбирать (демонтировать) для генеральной промывки.
На молочных заводах мойку и дезинфекцию проводят или циркуляционным способом (без демонтажа), или струей воды. Промывка систем трубопроводов (без демонтажа) выполняется, как правило, по следующей программе:
а) предварительное споласкивание водой;
б ) предварительное споласкивание кислотным раствором (t=50-70°С);
в) промежуточное споласкивание водой;
г) мойка щелочным раствором (t = 60-70°С);
д) споласкивание водой;
е) стерилизация;
ж) ополаскивание водой, по качеству соответствующей питьевой воде [26, 27].
На молочных заводах эффективность мойки и дезинфекции контролируется бактериологическими исследованиями, проводимыми через определенные интервалы. При этом целесообразно делать отбор проб-смывов не сразу после дезинфекции, а перед очередным использованием оборудования.
Если берут пробу путем смыва водой, то полученную пробу смешивают со стерильным обратом, чтобы учесть сублетально поврежденные микроорганизмы. Если необходимо установить источник загрязнения, то следует до промывки делать смывы стерилизованным обратом.
Современные молочные комбинаты или заводы осуществляют комплексную переработку сырья, выпускают широкий ассортимент продукции, оснащены механизированными и автоматизированными линиями по розливу продукции в различные виды тары, пастеризаторами и охладителями, сепараторами, выпарными установками, сыроизготовителями, автоматами по расфасовке продукции. Всё большую популярность среди представителей малого и среднего бизнеса приобретают мини-заводы по производству молока и кисломолочных продуктов, которые можно разместить на территории небольшого поселения или фермы [28].
Таким образом, технология производства молочных и кисломолочных продуктов достаточно сложна и применяется с использованием достаточного количества компонентов, образующих сопутствующие сточные воды производства. Сбросы сточных вод как в водный объект, так и в централизованную систему водоотведения должны соответствовать нормативным требованиям и проходить предварительную очистку.
В настоящее время очистка сточных вод на молочных производствах заключается преимущественно в:
- очистке сточных вод от жира с помощью отстаивания, флотации и коагуляции;
- очистке сточных вод от органических веществ на полях фильтрации, в биофильтрах, аэротенках (для снижения уровней БПК и ХПК и нитрификации); метантенках;
- особенностях технологии проведения мойки и дезинфекции на молочных производствах.














2. ПРОЕКТНЫЙ РАЗДЕЛ
2.1 Характеристика предприятия по производству молочной продукции
Предприятие ООО «Низан» осуществляет приемку молока, выпуск цельномолочной продукции (молоко пастеризованное, кисломолочная продукция, сметана 20 % жирности), а также масло сливочное, адыгейский и твердые сыры
На площадке осуществляется основной технологический процесс приемки и выпуска готовой продукции (выпуск цельномолочной и кисломолочной продукции, изготовление сыров).
В 2017 году на основной производственной площадке было принято около 200,0 тысяч тонн молока.
В течение 2017 года было произведено:
- сыров мягких 2,0 тысячи тонн,
- сыров полутвердых 1,5 тысячи тонн,
- масла сливочного 5,0 тысяч тонн,
- молока пастеризованного 500,0 тонн,
- цельномолочной продукции 1,5 тысячи тонн.
На территории предприятия размещены:
- производственное здание по выпуску цельномолочной продукции;
- цех по выпуску масла;
-цех твердых и мягких сыров;
- административные здания.
Из молочных хозяйств сырое молоко поступает в автоцистернах, которые взвешиваются при въезде на предприятие, а затем проходят процедуру контроля качества и температуры. В процессе выгрузки сырое молоко проходит деаратор и грубый фильтр, а затем поступает в емкость для сырого молока. Емкости для сырого молока оборудуются охлаждаемыми рубашками
поддерживающими температуру молока ниже 4,5 C, и мешалками для предотвращения отделения сливок. Молоко при приеме сортируется (по сортам) и скачивается в пятидесяти тонные емкости.
Далее молоко проходит механическую очистку и тепловую обработку. Из очищенного и бактофугированного молока производят молоко пастеризованное, кисломолочную продукцию (сметану, кефир, йогурт, творог, ряженка и сливки). Принятое молочное сырье перерабатывается в цельномолочном цехе. Часть поступающего молока разделяется на сливки и обезжиренное молоко. Сливки охлаждаются и перекачиваются в маслоцех на производства масла. Обезжиренное молоко перекачивается в сырный цех для производства мягких сыров. В нем производятся: сыры с чеддаризацией путем термомеханической обработки сырной массы (фермерский сыр) и мягкий сыр (адыгейский сыр). Производство сыров происходит путем сворачивания обезжиренного или нормализованного молока под действием закваски. Сычужного фермента или горячей сыворотки (в зависимости от вида сыра). Сыры остаются в холодильной камере и упаковываются в вакуумные пакеты.
Сливки, поступающие в цех по производству масла, пастеризуются и сепарируются. Пастеризация представляет собой процесс термической обработки продукта, уничтожающий патогенные бактерии и снижающий ферментную активность. Цель этого процесса – сделать продукт безопасным для потребления и увеличить срок его хранения. Пастеризация в первую очередь применяется для обеспечения безопасности продуктов питания, увеличения срока хранения и сокращения порчи продукта. Однако процесс пастеризации можно использовать для изменения свойств конечного продукта. Например, в процессе пастеризации молока для производства йогурта происходит денатурация белков, что приводит к росту йогуртовой культуры и делает продукт более вязким и стабильным.
В процессе сепарирования получаются высокожирные сливки и пахта. Высокожирные сливки преобразуются в масло. Масло фасуется в короба или в фольгированный брикеты и замораживается в морозильных камерах.
Нормализованное молоко поступает в цех производства голландских сыров на производство полутвердых сыров — голландский. Производство сыра основано на коагуляции молока под действием закваски и молоко свертывающего фермента. Сырные головки прессуются, солятся в солильном бассейне, упаковываются в вакуумные пакеты и помещаются в камеру созревания на 30 дней.
Производственные мощности цехов ООО «Низан»:
- цех по производству мягких сыров – 7,0 т/сут;
- цех по производству масла – 13 т/сут;
- цех производства голландских сыров – 5,0 т/сут;
- цельномолочный цех – 80 т/сут;
2.1.1 Характеристика очистных сооружений молокоперерабатывающего предприятия
Для очистных сооружений ООО «Низан» отведена площадка размером 24 м на 18 м. Вода на предприятии используется на хозяйственно-бытовые и производственные нужды (выпуск продукции, мойка оборудования).
Очистка сточных вод осуществляется на очистные со.......................