UNIVERSITATEA “VASILE ALECSANDRI” DIN BACĂU

FACULTATEA DE INGINERIE

SPECIALIZAREA INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

PROIECT LA DISCIPLINA

DEPOLUAREA EFLUENŢILOR ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ ŞI

BIOTEHNOLOGII

.

STUDENT:

2012

Tema proiectului

Minimizarea deşeuriloinr prin valorificarea deşeurilor şi

subdeşeurilor din industria zahărului.

2

Contents1. Introducere..................................................................................................................................................................4

2. Materii prime pentru fabricarea zahărului..................................................................................................................5

2.1 Sfecla de zahăr......................................................................................................................................................5

2.2 Structura morfologică a sfeclei de zahăr..............................................................................................................5

2.3 Compoziţia chimică a sfeclei...............................................................................................................................6

2.4 Factorii care influenţează calitatea sfeclei............................................................................................................7

3. Prezentarea generala a deşeurilor.............................................................................................................................12

3.1 Frunzele de sfecla...............................................................................................................................................12

3.2 Coletele de sfeclă................................................................................................................................................12

3.3 Codiţele si sfărmăturile de sfeclă.......................................................................................................................13

3.4 Sedimentul..........................................................................................................................................................13

3.5 Rezidul de la defecare........................................................................................................................................13

4. Subproduse din zahăr................................................................................................................................................14

4.1 Borhotul.............................................................................................................................................................14

4.2 Melasa...............................................................................................................................................................14

4.2.1 Modul de colectare a melasei.....................................................................................................................15

4.2.3 Modul de depozitare a melase....................................................................................................................15

4.2.4 Vagoane pentru transportarea melasei.......................................................................................................15

4.2.5 Pierderile de zahăr în melasă....................................................................................................................15

4. 3 Valorificarea melasei.........................................................................................................................................17

5. Apele uzate de la fabricarea zahărului din sfecla de zahăr.......................................................................................20

5.1 Procesul tehnologic şi formarea apelor uzate...................................................................................................20

5.2 Apele uzate rezultate din circuitul de transport şi spălare a sfeclei..................................................................20

5.4 Apele uzate rezultate de la operaţiile de regenerare şi curăţire a masei filtrante a filtrelor cu cationiţi...........21

5.5 Scurgerile de pe platformele de depozitare a borhotului...................................................................................21

5.6 Scurgerile de ape uzate rezultate de la diverse spălări(pardoseli,utilaje) de la laboratorul agricol şi de la

grupurile sanitare.....................................................................................................................................................22

6. Valorificarea apelor uzate din industria zahărului....................................................................................................23

7. Concluzii...................................................................................................................................................................24

Bibliografie...................................................................................................................................................................25

3

1. Introducere

Zahărul este un aliment necesar si mult apreciat, datorită calităţilor sale şi anume: gust

dulce, valoare energetică şi putere bacteriostatică. Zahărul este asimilat complet şi repede de

organismul omenesc şi produce căldură şi energie musculară. Zahărul constituie materia primă

de bază la fabricarea produselor zaharoase; se foloseşte de asemenea la fabricarea produselor de

patiserie, la fabricarea unor sortimente de conserve (dulceaţă, gem, compot, marmeladă). Zahărul

este o substanţă aproape chimic pură care conţine:

zaharoză 99,6-99,8%

substanţe minerale 0,2-0,3%

umiditate 0,1-0,15%

Sfecla de zahăr împreună cu trestia de zahăr sunt cele două plante care produc astăzi toată

cantitatea necesară de zahăr pe glob. Trestia de zahăr creşte în ţinuturi cu clima caldă, în timp ce

sfecla de zahăr este cultivată aproape în toate ţările cu climă temperată. Zahărul din trestie se

obţine în condiţii mai avantajoase decât zahărul din sfeclă, atât în ceea ce priveşte cultura, cât şi

fabricarea.

Sfecla de zahăr este cultivată în Europa de 160 de ani şi acoperă cerinţele de zahăr ale

ţărilor care o conduc. Acest succes se explică prin foloasele culturii sfeclei de zahăr pentru

agricultură şi industrie şi anume:

sfecla se adaptează uşor la diferite condiţii de climă şi sol;

sfecla prezintă importanţă deosebită în asolament; ca plantă premergătoare, ea ridică

recolta plantelor ce urmează a fi semănate;

sfecla de zahăr este planta de cultură care, cu excepţia trestiei de zahăr, asigură cel

mai mare număr de calorii şi extrage din sol cele mai multe substanţe nutritive de pe

unitatea de suprafaţă;

în urma culturii sfeclei de zahăr, o parte din substanţele extrase din sol se întorc în

gospodării sub formă de capete cu frunze şi borhot. Aceste nutreţuri constituie o

hrană deosebit de bună pentru animale;

nămolul şi spuma de var care rezultă din fabricaţie se folosesc ca îngrăşământ şi

amendament pentru solurile acide;

din borhot se fabrică clei pectinic, iar melasa serveşte ca materie primă pentru diferite

industrii fermentative, de exemplu: fabricarea alcoolului etilic, a glicerinei, a drojdiei

de panificaţie;

4

2. Materii prime pentru fabricarea zahărului

2.1 Sfecla de zahăr

Sfecla de zahăr (Beta Vulgaris saccharifera) este o plantă ierbacee aparţinând familiei

Chenopodiaceae. Se utilizează sfecla din primul an de vegetaţie când se formează rădăcina şi

frunzele. (în al doilea an de vegetaţie are loc fecundarea şi formarea seminţei, planta devenind

„semincer” adică producătoare de sămânţ

2.2 Structura morfologică a sfeclei de zahăr

Rădăcina sfeclei de zahăr este formată din:

cap sau epicotil – porţiune care poartă şi frunzele;

gât sau cotlet, respectiv hipocotil;

corpul rădăcinii sau rizocorp;

codiţă terminală cu rădăcinile derivate din aceasta.

Pe corpul sfeclei se află două şanţuri (pe o faţă şi alta) din care ies rădăcini laterale care se întind

până la vârful codiţei (fig. 1.1).

Fig. 1.1. Schema simplificată a sfeclei.

5

Rădăcina propriu zisă este formată din următoarele straturi:

piderma care formează startul exterior al rizocorpului şi care se compune din mai multe

straturi de celule cu pereţi îngroşaţi (1);

ţesutul fibros (2) care, împreună cu fasciculul de vase liberiene (3) dă rizocorpului rezistenţă

lemnoasă;

parenchimul în ale cărui celule se găseşte sucul celular ce conţine zahărul (zaharoza).[1]

2.3 Compoziţia chimică a sfeclei

Sfecla de zahăr, matură, sănătoasă, cu o masă de 300...1000 g şi chiar mai mult, conţine

apă, zaharoză, substanţe pectice (protopectină), celuloză şi hemiceluloză, subatanţe proteice,

substanţe neproteice cu azot şi fără azot şi cenuşă (substanţe minerale). Dacă raportările se fac la

100 kg sfeclă repartizarea componentelor chimice este următoarea (fig. 1.4).

Fig. 1.4. Repartizarea componentelor chimice în suc şi pulpă.

2.4 Factorii care influenţează calitatea sfeclei

Aceşti factori sunt reprezentaţi de:6

a) Factorii genetici care determină forma şi dimensiunea corpului rădăcinii, gradul de

ramificare a rădăcinii, masa corpului rădăcinii. În categoria factorilor genetici intră calitatea

seminţei, caracteristicile soiului sau hibridului de sfeclă cultivată.

b) Factorii pedoclimatici care sunt determinaţi de caracteristicile soiului şi

particularităţile climei din aria de cultivare. Aceşti factori determină producţia de sfeclă şi starea

ei de sănătate.

c) Factorii fitotehnici, respectiv tehnologia de cultivare şi întreţinere a culturii. Aceşti

factori determină, deasemenea, producţia de sfeclă şi starea de sănătate a acesteia.

d) Factorii care se referă la modul de recoltare ce determină:

gradul de rănire mecanică a sfeclei;

conţinutul de impurităţi de pe sfeclă care la rândul său este dependent de starea vremii

de recoltare şi modul de recoltare.

e) Condiţiile de depozitare ce influenţează:

starea de vestejire a sfeclei;

gradul de alterare, sub acţiunea microorganismelor sau a altor factori cum ar fi

îngheţul/desgheţul;

gradul de degradare ca o consecinţă a unei depozitări îndelungate.

Durata de depozitare a sfeclei va fi influenţată de modul cum a fost recoltată sfecla şi cantitatea

de impurităţi din sfeclă.

Din punct de vedere tehnologic principalele caracteristici sunt:

Conţinutul de zahăr exprimat în procente din greutatea sfeclei, conţinut dependent de:

perioada în care se face recoltarea;

regimul de fertilizare aplicat soiului;

agrotehnica aplicată la semănarea, întreţinerea, recoltarea, condiţiile de manipulare şi

depozitare de la recoltare până la prelucrare.

Puritatea sucului intracelular exprimat în procente de zahăr raportat la substanţa uscată

a sucului. Coeficientul de puritate al sucului este influenţat de aceiaşi factori care determină

conţinutul de zahăr, determinant fiind însă soiul de sfeclă. Coeficientul de puritate este de:

86 - 88% pentru sfecla de bună calitate;

83 – 85% pewntru sfecla de calitate mijlocie;

81 – 83% pentru sfecla de calitate mediocră.

Conţinutul de marc (pulpă al sfeclei).

7

Rezistenţa la tăiere a sfeclei.

Elasticitatea tăieţeilor de sfeclă.

Compoziţia cantitativă şi calitativă a nezahărului din sucul de sfeclă, ce va fi influenţat

de:

soiul de sfeclă;

condiţiile pedoclimatice în care creşte sfecla;

modul de fertilizare a solului;

perioada de recoltare. [2]

Schema tehnologică de obţoinere a zahărului tos

8

9

Sfecla de zahăr

Spălare

Tăiere tăiţei

Difuziune

Defecare

Carbonatare

Filtrare

Sulfitare

Obţinerea zemei subţiri

Fierbere

Obţinerea zemei groase

Concentrare

Malaxare

Centrifugare

Obţinerea zahărului tos

Uscare

Ambalare

Depozitare BorhotNămol

SO2 CO2 Var stins

Ca (OH)2

10

SFECLĂ TRANSPORT

DESCĂRCARE

BORHOT

PĂMÂNT, PIETRE,

FRUNZE, etc.

TĂIERE

EXCES DE LAPTE DE

VAR PRIN SATURARE

CU CO

TĂIŢEI

DEZHIDRATAŢI

DIFUZIA

SFECLĂ

SPĂLAREAPĂ

APĂ FIERBINTE

PĂMÂNT, PIETRE,

FRUNZE, APE

UZATE,etc.

SFECLA

ZEAMĂ DE DIFUZIE CANTITATI DE

NEZAHAR

LAPTE DE VAR DEFECARE

APĂ CARE

CONŢINE

SUBSTANŢE

INSOLUBILEZEAMA REZULTATĂ DE LA

DEFECARE FILTRARE

PRECIPITAT,

NĂMOL DE

SEPARARE

PURIFICAREA

CALCO-

CARBONICA A

ZEMII DE DIFUZIE

ZEAMA REZULTATA DE

LA FILTRARE

SUBSTANTE

STRAINE

ZAHĂRULUI

Fig. 3. Schema tehnologica a deşeurilor rezultat din procesul de fabricare a

zahărului din sfecla.[3]

11

CENTRIFUGARE

EVAPORARE

FIERBERE CONDENS

CONDENS

MELASĂ

ZEAMA CLARA NAMOL

DE CARBONATARE

ZEAMA GROASĂ

MASA GROASĂ

USCARE

AMBALARE

LIVRARE

AMBALAJE

DETERIORATEZAHĂR, AMBALAJE

APĂZAHĂR

ZAHĂRUL CARE NU

CORESPUNDE

CALITATIV CONDIŢILOR

OPTIME DE DEPOZITARE,

EMISII DE GAZE

SACI, COMBUSTIBIL

3. Prezentarea generala a deşeurilor

În procesul complex de fabricare a zahărului din sfeclă rezultă, pe parcurs, o serie de

subproduse sau deşeuri, a căror valorificare raţională contribuie la sporirea rentabilităţii în

industria zahărului şi in acelaşi timp, permite sa se obţină o serie de produse cu aplicabilitate

largă în diversele domenii ale practicii.

3.1 Frunzele de sfecla

Frunzele sunt caracterizate ca având un conţinut de vitamine de aceea ele pot fi folosite

cu bune rezultate ca furaj fie în stare proaspătă, fie sub formă de conservă. Frunzele de sfeclă se

conservă fie prin însilozare, preferabil în amestec cu alte furaje fibroase(porumb-siloz, lucernă,

pleavă) fie prin uscare.

Impurităţile cunoscute ca deşeuri sau reziduuri tehnologice antrenate de rădăcinile de

sfecla de zahăr fac parte din următoarele grupe:

-rădăcini de sfeclă de zahăr cu masa sub 0,1 kg;

rădăcini lignificate sau puternic deteriorate;

rădăcini de sfecla furajera;

rădăcini de sfecla roşie sau sfecla sălbatică;

rădăcini necolectate;

runze verzi sau uscate;

ciuperci, paie, tulpini, buruieni

3.2 Coletele de sfeclă

Coletele şi codiţele reprezintă 15-20% din greutatea totală a sfecle şi cuprind 7-12%

zaharuri. Sunt recomandate in nutriţia animală în amestec cu frunzele de sfeclă proaspete sau

conservate.

12

3.3 Codiţele si sfărmăturile de sfeclă

În funcţie de o serie de factori, ca: modul de recoltare manuală sau mecanizată a sfeclei,

modul de transport sau încărcare etc., codiţele si sfărmăturile variază între 0,5 şi 1,5% din

greutatea sfeclei prelucrate putând ajunge chiar până la 2%

3.4 Sedimentul

(Nămolul) reprezintă până la ¾ din masă carbonat de calciu (CaCO3) şi restul substanţe

organice azotate şi compuşi ai fosforului. Se utilizează ca îngrăşăminte minerale pentru solurile

acide. În ultimii ani se lucrează asupra elaborării unor tehnologii de regenerare a CaO din

sedimentul de la filtrare, ce ar da posibilitatea de a economisi până la 30% din varul folosit la

operaţia de defecare a zemei de difuzie.

3.5 Rezidul de la defecare

Din procesul de defecare – carbonatare rezultă, prin filtrare o masă de culoare galben –

crem cu o umiditate de circa 50%si cu o greutate volumică de 750-950 kg/mc.

În compoziţia deşeului respectiv, liber de apă intră următoarele substanţe: 2%zaharuri,

9,5% substanţe organice neazotate, 1,7% substanţe pectrice, 5,9% substanţe organice azotate,

74% carbonat de calciu, 2,8% oxid de calciu sub formă de săruri ai diverşilor acizi (exemplu acid

fosforic etc.) şi 3,9% alte substanţe minerale.

13

4. Subproduse din zahăr

4.1 Borhotul

Reprezintă un nutreţ foarte valoros pentru animale. Substanţele uscate ale borhotului

conţin ~ 45% substanţe pectice, 40% celuloză, 15% de proteine, săruri minerale şi zahăr.

După valoarea nutritivă borhotul se situează între fân şi ovăz.

Pe parcursul păstrării timp de 5 luni a borhotului umed (cu umiditatea 94-93%) se pierd

până la 40% din substanţele uscate ale borhotului.

De aceea borhotul se presează şi se usucă până la umiditatea 12%.

Obţinerea borhotului implică realizarea următoarelor etape tehnologice:

presarea:

uscarea

depozitarea

4.2 Melasa

Melasa este subprodusul care rezultă din procesul tehnologic de obţinerea zahărului din

sfeclă.

Melasa, lichid vâscos, de culoare brună, rezultat la centrifugarea masei groase de produs final. În

melasă pe lângă o anumită cantitate de zahăr, se mai găseşte concentrat tot nezahărul solubil care

nu s-a eliminat în procesul de purificare.

Melasa este o soluţie de zahăr din care se poate separa zahărul prin cristalizare datorită prezenţei

nezahărului reoprezentat prin : pectine melanoide,melamine,,

Compoziţia chimică generală a melasei:

substanţă uscată 82 - 85%;

apă 15 - 18%;

zahăr 47 - 50%

puritatea melasei este de 50-60% .

Compoziţia chimică a substanţei uscate depinde de următorii factori: soiul de sfeclă, condiţiile

de cultură, condiţii de depozitare, procesul tehnologic aplicat pentru obţinerea zahărului, etc.

14

4.2.1 Modul de colectare a melasei

Datorită concentrării, zaharoza din sirop ajunge la suprasaturaţie, ceea ce determină

apariţia fenomenului de cristalizare spontană si formarea de ”masa groasă ”.

Masa groasă se trece în aparate de centrifugare, unde se separă cristalele de zahăr de sirop.

Cristalele de zahăr sunt supuse unei ultime operaţii de purificare prin spălare în centrifugă cu apă

fierbinte şi cu vapori. Această operaţie se numeşte ”clersaj”.

Zahărul cristale, este umed şi se usucă cu aer cald într - un uscător tunel.Tot aici, el este

şi răcit cu aer, apoi trimis la sortare, ambalare, depozitare şi livrare.

Prin etape suplimentare de fierbere (concentrare) şi cristalizare, se permite recuperarea avansată

a zaharozei cristalizabile şi formarea ”melasei”.

4.2.3 Modul de depozitare a melase

O parte din zahărul cristale este stocat temporar în silozuri, urmând să se realizeze

ambalarea şi livrarea acestuia.

4.2.4 Vagoane pentru transportarea melasei

Melasa se depozitează temporar în rezervoarele de sirop şi se livrează la producătorii de

medicamente, drojdie şi băuturi alcoolice.

4.2.5 Pierderile de zahăr în melasă

Conţinutul de zahăr al melasei este destul de ridicat, circa 50%, cantitatea de zahăr care

se pierde în melasa se poate raporta şi la cantitatea de sfeclă care se prelucrează.

Cantitatea de zahăr care se pierde pentru 100kg de sfecla prelucrata depinde de doi

factori:

cantitatea de nezahăr rămasă in zeama după purificare (Nz);

coeficientul de melasigen al melasei (m).

Cu cât puritatea zemii sau a siropului concentrat este mai mare, cu atât pierderile de zahăr în

melasă sunt mai mici.

15

Melasă

1 tonă în stare brută

Procedeu de fermentaţie în : Medii aerobe

15 kg substanţă uscată 250 kg substanţă uscată

Drojdie furajeră, Alcool drojdie de panificaţie

Etanol 3301 Borhot de la distilarea alcoolică

Melasă

1 tonă stare brută

Etanol 3301 Drojdie de panificaţie, Drojdie furajeră, Zahăr,225 kg

250 kg substanţă uscată 150 kg substanţă uscată

Betaină,acid citric,acid glutamic≈200 kg

Schema 1.4 Soluţii pentru valorificare [ 4]

16

4. 3 Valorificarea melasei

Melasa poate fi valorificată prin recuperarea zaharului sub formă de sirop prin

demineralizare,folosind răşini schimbătoare de ioni.Zahărul din melasă poate fi recuperat şi pe

cale chimică prin transformarea acestuia în zaharaţi insolubili de calciu .

Dezaharificarea melasei are scopul creşterii randamentului în zahăr.

Procesul chimic se bazează pe proprietatea zaharozei de a forma zaharaţi greu solubili în apă.În

acest scop se pot utiliza compusii de Ba, Sr, Ca sub formă de :barită,hidroxid de stronţiu sau var.

Procedeul cu var cunoscut ,, separaţia Steffer” are următoarele avantaje:

Varul este relativ ieftin;

Nu se cunosc creşterii pentru consumul de var explicate prin utilizarea zahărului format

în procesul de defecare ca înlocuitor al laptelui de var.

Melasa conţine substanţe toxice,limitând utilizarea în proporţie mai mare de 5%;în caz contrar se

ajunge la întârzierea creşterii animalelor,la tulburări digestive şi chiar la moarte.

Melasa conţine şi substanţe inhibitoare cu acţiune toxică pentru creşterea

microorganismelor,fapt ce determină utilizarea sa ca mediu de cultură să fie limitată,,Audines şi

Sanchez,1974.

Pentru valorificarea melasei este necesară o îndepărtare a substanţelor nemelasigene sau toxice.

Detoxificarea se face prin electrodializă,a cărei eficienţă se măsoară prin testul cu

Penicillium cyclopium,ai cărui spori sunt distruşi într-o proporţie mai mare sau mai mică,în

funcţie de gradul de purificare,după câteva ore ,de o soluţie de melasă cu concentraţie de 2 %,la

pH = 2,3.

Datorită substanţelor valoroase pe care le conţine, melasa si-a găsit, in decursul timpului,

o gamă variată de utilizări.

a) Utilizarea melasei în nutriţia animală

Datorita componentelor sale valoroase, melasa este folosită in cantităţi importante in hrana

animalelor, îndeosebi în amestec cu borhot de sfecla, fân, paie tocate, etc.

17

b) Fabricarea alcoolului etilic

Valorificarea melasei cu formare de alcool etilic are la baza procesul de fermentare al

componentelor glucidice.

Procesul de fermentare anaerob, prin care glucidele cu caracter fermentescibil sunt

metabolizate prin reacţii de oxido-reducere, catalizare enzimatic prin intermediul drojdiei, cu

transformare in produşi chimici principali: alcool etilic şi dioxid de carbon.

În proces se mai produc şi produşi secundari: alcooli superiori, acizi şi aldehide.

Agenţii specifici procesului de fermentaţie alcoolică sunt constituiţi din drojdie, rezultatul

fiind alcoolul etilic cu concentraţie mai mare de 8 grade.

c) Fabricarea drojdiei de panificaţie

Pentru fabricarea drojdiei de panificaţie, produs tip biomasă, se utilizează materie prima de

bază, melasa, subprodus valorificabil din tehnologia zahărului din sfeclă de zahăr.

Pregătirea melasei in vederea multiplicării drojdiei

În vederea transformării melasei intr-un mediu favorabil pentru multiplicarea drojdiei

sunt necesare aceleaşi operaţii pregătitoare de la fabricarea alcoolului din melasa si anume:

diluarea melasei;

acidularea;

limpezirea şi sterilizarea.

Melasa introdusă in fabricaţie este mai întâi cântărită în vederea stabilirii consumurilor

specifice şi a randamentelor în drojdie, după care se efectuează operaţia de diluare.

Diluarea melasei la fabricarea drojdiei se realizează in două etape:

diluare iniţială, în scopul creşterii fluidităţii, care să permită curgerea liberă a melasei

prin conducte şi să favorizeze sedimentarea impurităţilor mecanice aflate în suspensie în

cursul operaţiei de limpezire.

diluarea finală până la concentraţia corespunzătoare fazei respective de multiplicare a

drojdiei.

18

După diluarea melasei se realizează acidularea de regulă cu acid sulfuric până la un pH final

de 4,5-5. Acidul sulfuric adăugat în contribuie la limpezirea melasei şi în acelaşi timp pune în

libertate acizii organici din sărurile lor.

Prin acidularea pe care o creează în plămezi acidul sulfuric protejează drojdia în cursul

multiplicării fata de contaminările cu microorganisme străine, astfel încât nu este necesar să se

lucreze în condiţii absolut pure, absolut sterile.

Operaţia de limpezire a melasei este absolut necesară pentru îndepărtarea suspensiilor şi

substanţelor coloidale care sunt dăunătoare pentru dezvoltarea drojdiei şi conduc la închiderea

culorii drojdiei în stadiu de produs final.

d) Fabricarea acidului citric

Produsul obţinut prin valorificarea melasei prin fermentaţie microbiologica, în culturi de

suprafaţă sau submerse.

Procesul de fermentaţie citrică este un proces oxidativ aerob prin care substratul glucidic din

melasă este metabolizat cu forme de compuşi intermediari care pot acumula în mediu de reacţie

acidul citric ca produs principal.

e) Fabricarea acidului glutamic

Separarea acidului glutamic din soluţia de melasă se bazează pe comportarea acestuia

funcţie de temperatură şi pH, pH-ul de 3,2 corespunzător punctului izoelectric este suficient

pentru separarea de forma sa de clorhidrat

Obţinerea acidului glutamic din melasă se realizează respectând următoarele etape

tehnologice:

demineralizarea melasei;

valorificarea zahărului după demineralizarea;

separarea acidului glutamic din efluentul de regenerare a amidonului. [4]

19

5. Apele uzate de la fabricarea zahărului din sfecla de zahăr

5.1 Procesul tehnologic şi formarea apelor uzate

În procesul de producţie a zahărului intră ca materie primă sfecla de zahăr şi ca agenţi

ajutători ai procesului apa,sub diverse forme ( apă proaspătă,condens şi abur ),varul,clorul şi

reactivii de regenerare a filtrelor cu cationiţi.

Ca produs rezultă zahărul,iar ca subproduse valorificabile direct rezultă melasa şi

borhotul.

Rezidurile rezultate din procesul de fabricaţie,care neprelucrate sau depozitate

necorespunzătoare pot produce degradarea mediului înconjurător,sunt: nămolurile de fabricaţie,

nămolurile din circuitul de transport şi spălarea sfeclei,borhotul şi apele uzate.

Acestea însă, prelucrate şi reintegrate corespunzător în mediul înconjurător (sol sau ape),

pot deveni în cea mai mare parte valorificabile.

Principalele operaţii care intervin la fabricarea zahărului din sfeclă sunt: transportul şi

spălarea sfeclei,difuzia,prelucrarea zemurilor (purificarea şi evaporarea) şi rafinarea zahărului.

5.2 Apele uzate rezultate din circuitul de transport şi spălare a sfeclei.

Pentru operaţia de transport a sfeclei de la locul de descărcare până la instalaţia de

spălare,este necesară o cantitate de apă de 700 – 900 % faţă de cantitatea de sfeclă prelucrată.

Pentru operaţia de spălare este necesară,suplimentar,o cantitate de apă care reprezintă circa 150%

faţă de cantitatea de sfeclă prelucrată.

Apele din circuitul de transport şi spălare a sfeclei se încarcă cu pământ în proporţie de 5

- 40%. Faţă de greutatea sfeclei prelucrate,la proiectare admiţându-se o medie de 15 %.

În afară de pământ,apele respective mai conţin frunze şi bucăţi de sfeclă desprinse datorită

manipulărilor şi putrezirii parţiale,mai ales spre sfârşitul campaniei de fabricaţie.

După deznisipare,decantare,tratare cu var de clor,operaţii ce se efectuează în cadrul

circuitului de transport şi spălare a sfeclei ,aceste ape conţin ca substanţe dizolvate:30 – 500 mg/l

zahăr;500 – 700 mg/l substanţe organice exprimate prin CBO5 şi substanţe saponificante.

Scurgerile accidentale de la instalaţiile de difuzie cu funcţionare continuă au un conţinut

de 0.15 – 0.3% zahăr,fiind prezente şi substanţe proteice ,acid oxalic,pectină şi alte substanţe.

20

5.3 Nămolul de fabricaţie

Este rezultat de la secţia de purificare a zemurilor.Acesta,aşa cum rezultă de la filtrele cu

vacuumm sau centrifuge,are o umiditate de 45 – 55% şi poate fi evacuat cu diverse mijloace de

transport,sau pneumatic.

Nămolul de fabricaţie este alcătuit din: 1.786 părţi carbonat de calciu;0,5 – 1 părţi

nezaharuri;0,1 părţi zahăr.Rezultă că la o umiditate medie a nămolului reţinut de filtre,de

50%,cantitatea evacuată este de :2(1.786*2.5+1)=10.9≈11 kg nămol la 100 kg sfeclă

prelucrată,considerând 2,5% oxid de calciu adăugat în zemurile provenite de la difuzie.

Ca material uscat rezultă circa 4,6 kg substanţă uscată /100 kg sfeclă prelucrată,din care

70 - 90% sunt substanţe anorganice,iar 30 – 10 % substanţe organice.

Apele drenate de pe câmpurile de de depozitare a nămolului de fabricaţie,după I.C.A.,au

următoarele caracteristici: pH=9,5;

KMnO4=50000 mg/l; CBO5=16000 – 20000 mg/l;suspensii=400 mg substanţă uscată/l.

Din operaţiile de spălare a filtrelor cu vacuum rezultă ape uzate ce reprezintă circa 10 -

15% din cantitatea de sfeclă prelucrată.

5.4 Apele uzate rezultate de la operaţiile de regenerare şi curăţire a masei filtrante a

filtrelor cu cationiţi.

Aceste ape reprezintă circa 7% din cantitatea de sfeclă prelucrată şi sunt încărcate cu

substanţe organice şi cu cloruri.

Condensul este rezultat de la sectiile de evaporare şi rafinare,acesta se foloseşte în procesul

tehnologic,după o prealabilă trecere prin schimbătoare de căldură.

5.5 Scurgerile de pe platformele de depozitare a borhotului

Aceste ape apar ca urmare a apelor meteorice.

Ele pot ajunge pînă la circa 8% din totalul apelor uzate care se evacuează de la o fabrică

de zahăr şi conţin zahăr şi borhot în cantităţi variabile în funcţie de intensitatea ploilor şi timpul

de depozitare a borhotului au următoarele caracteristici:pH=5-7;CBO5=10000mg/l;

KMnO4=50000 mg/l

21

5.6 Scurgerile de ape uzate rezultate de la diverse spălări(pardoseli,utilaje) de la

laboratorul agricol şi de la grupurile sanitare.

Aceste ape ai în general,un grad de impurificare relativ redus,respoectiv un CBO5 de

200–600 mg/l şi au un conţinut de suspensii de 100-500 mg s.u./l

În afara campaniei de fabricaţie ,de la fabrica de zahăr se mai evacuează şi următoarele categorii

de ape uzate:

într-o perioadă de 40 zile (Remontul I),în care are loc curăţirea instalaţiilor de

producţie,se evacuează ape uzate cu un debit de circa 1/5-1/6 din debitul evacuat în

timpul campaniei şi cu încărcări în substanţe poluante de circa 1/3 din încărcarea acestuia

în campanie;

în restul timpului,de circa 200 zile.pînă la începerea campaniei următoare,nu mai au

loc,în mod practic,evacuările de ape uzate industriale.Rămân numai evacuările de ape

uzate de la grupurile sanitare şi de la unele lucrări de întreţinere de mică importanţă.

Datorită conţinutului mare în substanţe organice uşor biodegradabile,apele uzate

neepurate sau epurate necorespunzător provoacă în zonele de descărcare în cursurile de apă

fenomene de fermentaţie acidă şi deficite de oxigen.

Saponinele conţinute de apele uzate evacuate au un efect toxic direct asupra

peştilor,dozele mai mari de 2 mg/l fiind letale.

Descărcarea în cursurile de apă a nămolului de fabricaţie sau a nămolului provenit din circuitul

de transport şi spălare a sfeclei provoacă colmatarea rapidă a albiilor în zonele aval de punctele

de descărcare.

22

6. Valorificarea apelor uzate din industria zahărului

În prezent,prin introducerea difuziei continue a recirculării apelor la operaţiile de

transport şi spălare a sfeclei,a refolosirii apelor rezultate de la diverse instalaţii şi operaţii directe

sau auxiliare ale procesului de producţie (răcire pompe,spălare gaze,condens) precum şi a apelor

drenate de la depozitarea nămolurilor,cantităţile de ape uzate care se evacuează de la fabricile

de zahăr reprezintă 1.2-1.9m3/t de sfeclă prelucrată ,faţă de 18-30m3/t de sfeclă prelucrată,cât se

evacua de la unităţi de acelaşî profil ce funcţionau în circuit deschis.În aceeaşi măsură sunt

reduse şi cantităţile de substanţe organice,acestea coborând până la 3,2 kg CBO5/t de sfclă

prelucrată.

Principalele procedee mecanice şi chimice folosite pentru epurarea apelor uzate

recirculate sau refolosite în procesele de producţie şi auxiliare a;e fabricilor de zahăr.

23

7. Concluzii

Zahărul este un produs alimentar uşor asimilabil şi înalt caloric. Valoarea energetică a

100 g de zahăr constituie circa 375 kcal.

Zahărul ridică capacitatea de muncă a omului, întăreşte sistemul nervos central, micşorează

oboseala, e folosit de organismul uman la sinteza glicogenului şi a grăsimilor.

În acelaşi timp, zahărul sporeşte conţinutul de colesterol în sânge, ceea ce duce la apariţia

aterosclerozei. De asemenea, surplusul de zahăr în alimentaţie favorizează apariţia diabetului

zaharat, obezităţii, tensiunii arteriale, cariei dentare .

24

Bibliografie

1. Culache, D., Platon, V., 1984 - Tehnologia zahărului, Ed. Tehnică, Bucureşti

2. Stroia, A., Aved, Er., Angelescu, M., 1994 -Biochimia şi calitatea tehnologică a

sfeclei de zahăr, Ed. Tehnică, Bucureşti

3. Cojocaru C. , 1986 – Valorificarea deşeurilor din industria alimentară , Editura

Tehnică, Bucureşti

4. Ciobanu D., 2005 – Minimizarea scăzămintelor tehnologice în industria alimentară

prin valorificarea subproduselor şi deşeurilor, vol . I , Editura Ecozone, Iaşi.

25