Knjiga/Book 2Održive tehnologije u prehrambenoj

industrijiSustainable technologies in

Food industry

Urednici/Editors

Radoslav Grujić Midhat JašićUniverzitet u Istočnom Sarajevu Univerzitet u TuzliTehnološki fakultet Zvornik Tehnološki fakultet TuzlaBosna i Hercegovina Bosna i HercegovinaUniversity of East Sarajevo University of TuzlaFaculty of Technology Zvornik Faculty of Technology TuzlaBosnia and Herzegovina Bosnia and Herzegovina

Autori su odgovorni za sadržaj napisanog teksta.

Sadržaj

7.0 Sažetak 5

7.1 Održive tehnologije u prehrambenoj industriji (Grujić R., Andrejaš F) 7

7.1.1 Uvod 77.1.2 Održivost u sektoru proizvodnje hrane 87.1.3 Prerada hrane i nastajanje otpada 127.1.4 Upravljanje otpadom 197.1.5 Korištenje energije u prehrambenoj industriji 217.1.6 Opšti pristup u upravljanju pitanjima vezanim za životnu

sredinu, zdravlje i bezbjednost (EHS) tokom projektovanja objekata prehrambene industrije 23

7.1.7 Problemi u prehrambenoj industriji koje je potrebno riješiti primjenom održive tehnologije 26

7.1.8 Ocjenjivanje životnog ciklusa proizvoda 277.1.9 Poljoprivreda i adaptacija na promjene klime u budućnosti 287.1.10 Prepreke za prihvatanje prakse održivosti (sustainable

practices) u prehrambenoj industriji 297.1.11 Trenutni i očekivani nosioci promjena 307.1.12 Postojeće inicijative 317.1.13 Strateške aktivnosti za budućnost 377.1.14 Monitoring životne sredine 397.1.15 Zaključak 39

7.2 Sistem nulte emisija u prehrambenoj industriji (Aleksić V., Mićić V., Petrović Z.) 43

7.2.1 Princip nulte emisije 437.2.2 Model nulte emisije – primer fabrika prehrambene industrije 46

7.3 Štetne materije u hrani porijeklom iz okoliša (Jašić M., Grujić S., Marić S.) 51

7.3.1 Uvod 517.3.2 Vrste hazardnih materija iz okoliša 527.3.3 Rezidue 547.3.4 Kontaminanti koji nastaju obradom hrane 627.3.5 Ostaci sredstava za pranje, dezinfekciju i fumigaciju 657.3.6 Interakcija hrane i ambalaže 687.3.7 Teški metali kao ostaci-rezidue 727.3.8 Genetski modificirana hrana 757.3.9 Mjere smanjenja hazardnih materija u hrani porijeklom

iz okoliša 77

7.3.10 Organska proizvodnja 787.3.11 Zaključak 80

7.4 Zagađenja koja nastaju u prehrambenoj industriji (Grujić R., Odobašić A., Grujić S.) 82

7.4.1 Uvod 827.4.2 Izvori otpada u lancu snabdjevanja hranom 847.4.3 Otpad iz poljoprivredne proizvodnje 857.4.4 Otpad iz industrijske prerade hrane 887.4.5 Zaključak 117

7.5 Prečiščavanje otpadnih voda (Selimbašić V., Stuhli V.) 1217.5.1 Uvod 1217.5.2 Vrste i karakteristike otpadnih voda 1217.5.3 Svojstva otpadnih voda 1227.5.4 Svojstva prijemnika 1257.5.5 Uslovi za ispuštanje otpadnih voda 1267.5.6 Procesi obrade otpadnih voda 1277.5.7 Prethodna obrada 1277.5.8 Primarno prečišćavanje 1327.5.9 Sekundarno prečišćavanje 1327.5.10 Tercijarno prečišćavanje 1437.5.11 Dezinfekcija 1467.5.12 Obrada i odlaganje mulja 146

7.6 Studije slučaja 1537.6.1 Proizvodnja i prerada mesa goveda, svinja i drugih vrsta

crvenog mesa (Grujić R., Bašić M.) 1537.6.2 Otpadne vode u mljekarskoj industriji (Vilušić M.) 1797.6.3 Stanje i mogućnosti rješavanja otpada u preradi voća i povrća

na primjeru „Fana“ d.o.o., Srebrenik (Jašić M., Cvrk R., Džafić A.) 1917.6.4 Održivost u proizvodnji kruha (Miličević D., Mastilović J.) 2137.6.5 Proizvodnja pekarskog kvasca i koncept nulte emisije

(Grahovac J.) 2237.6.6 Potrošnja toplotne energije u procesu proizvodnja šećera

(Ikonič B.) 230

7.0 Sažetak Summary

U ovoj knjizi je razmatran održivi razvoj u prehrambenoj industriji. U jed-nom broju razvijenih zemalja su razrađene i usvojene strategije održivog raz­voja i u okviru toga održivog razvoja prehrambene industrije, kao segmenta ukupnog razvoja društva. Pored toga, data su određena rješenja za jačanje održivih tehnologija u proizvodnji i preradi hrane. Navedene strategije sadrže konkretne prijedloge sa rokovima unutar kojih se predložena rješenja trebaju ostvariti u praksi. Autori su predložili elemente koji mogu poslužiti kao osnova za jačanje održive prehrambene industrije u zemljama Zapadnog Balkana.

U nastavku su obrađene neke od štetnih materije koje u hranu mogu do-spjeti iz okoline. Osim prirodnih sastojaka (nutrijenti) u hrani se mogu naći i nepoželjne komponente porijeklom iz okoline ili komponente koje čovjek kori sti u procesima primarne poljoprivredne proizvodnje, prerade, pakovanja, skladi-štenja i distribucije. U pojedinim segmentima proizvodnje hrana može biti kon­taminirana biološkim, hemijskim i fizičkim agensima. Ove činjenice ukazuju na potrebu da se savremena proizvodnja hrane treba osloniti na neprekidni mo-nitoring i kontrolu svih faza u proizvodnji.

Sljedeća tema unutar ovoga Poglavlja se bavi zagađenjima koji potiču iz pre­hrambene industrije. Kontaminirajuće materije iz hrane (opasnosti) su agensi hemijskog, mikrobiološkog ili fizičkog porijekla, koje ukoliko se u organizam unesu tokom konzumacije hrane mogu izazvati zdravstvene probleme. One predstavljaju rizik po bezbjednost potrošača prehrambenih proizvoda.

Na kraju je dat primjer korištenja koncepta Nulte emisije u prehrambenoj industriji sa dodatkom više studija slučaja na temu održive prehrambene in-dustrije.

In this Guidlinnes, the sustainable development related to food industry is discussed. A number of developed countries have developed and adopted a strategy of sustainable development in food industry as well as solutions for strengthening sustainable technologies in food production and processing. These strategies give concrete measures with an appropriate timetable in or-der that the proposed solution should be achieved in practice. The authors

5

6

offered elements that can serve as a basis for developing sustainability in the food industry of the Western Balkans countries.

In the following part of the Chapter the issue Hazardous substances from environment in food is discussed. Apart from natural ingredients (nutrients) in food can be found undesirable components originating from the environment or components which are used in the processes of primary agricultural pro-duction, processing, packaging, warehousing and distribution.

In the technology process, food can be contaminated with biological, chemi-cal and physical agents. These facts indicate that modern food production needs continuous monitoring and control of all production stages.

The next part of the Chpater deals with pollution from food industry. Con-taminants in food (hazards) are agents of chemical, microbial or physical ori-gin. The contanminants, If enter the body can cause health problems.

Finally there is an example of Zero emission concept as well as a number of case studies related to sustainabilty food industry.

7

7.1 Održive tehnologije u prehrambenoj industriji Sustainable Technologies in Food Industry

Grujić Radoslav Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik Bosna i HercegovinaFranc Andrejaš Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla Bosna i Hercegovina

7.1.1 Uvod Introduction

U ovom poglavlju autori će prikazati analizu prirode i značaja pojma „odr-živost“ (sustainability) i pokušati ukazati na aktivnosti koje je potrebno predu-zeti u proizvodnji hrane. Akcenat analize će biti na opisu veze prehrambene industrije i održivog razvoja. Da bi se promijenio pristup ovom problemu i na-čin rada u prehrambenoj industriji, potrebno je identifikovati potencijale za promjene ili tzv. komercijalne pokretače/nosioce. U jednom broju razvijenih zemalja su razrađene i usvojene strategije održivog razvoja, a u sklopu toga i održivog razvoja prehrambene industrije i data su rješenja za jačanje održivih tehnologija u proizvodnji i preradi hrane. Navedene strategije sadrže konkret-ne prijedloge sa rokovima unutar kojih se predložena rješenja trebaju ostvari-ti u praksi. U drugim zemljama ovo pitanje je još uvijek tema o kojoj razgova-raju vlasti i potrošači, sa jedne, i industrija sa druge strane. U tekstu će biti ponuđeni neki elementi koji mogu poslužiti kao osnova za diskusiju o održivo-sti unutar sektora prehrambene industrije u zemljama zapadnog Balkana. Ovi prijedlozi su nastali na osnovu informacija o iskustvu industrijski najrazvijeni-jih država u ovoj oblasti. Da bi aktivnosti na uvođenju održivih tehnologija bile efikasnije potrebno je označiti neka od ključnih pitanja održivosti i identifiko-vati nosioce promjena za prehrambenu industriju u cjelini.

Održivost (sustainability) je pojam koji ima veoma široko značenje. Da bi se to svatilo na adekvatan način, potrebno je razmotriti mnoga pitanja, koja su relevantna za životnu sredinu, proizvodnju/prodaju hrane i lanac ishrane. Po-što je ovo poglavlje dio šireg prikaza održivog razvoja, zaštite životne sredine i nulte emisije, koji se analiziraju u okviru projekta Tempus 158989­Tempus­1­2009­1­BE­Tempus­JPHES “Creation of university-enterprise cooperation net-works for education on sustainable technologies”, u njemu je dat samo prikaz polazišta za proces tokom kojeg je potrebno prikupiti mnogo informacija i dati mnogo konkretnih prijedloga. Po svojoj prirodi, Tempus projekat je više pa-žnje usmjerio na pitanja i oblasti o kojima učesnici projekta i budući studenti prvo trebaju učiti, da bi u drugoj fazi mogli dati konkretna rješenja za industri-ju u zemljama zapadnog Balkana. Konsultacije u industriji, koje će se kasnije

8

obaviti, treba da posluže kao dodatni element projekta što zahtijeva diskusiju sa poslodavcima ili predstavnicima njihovih organizacija.

Definicija održivosti (sustainability) je donekle dvosmislena i povremeno opterećena političkim stavovima. Definicija održivosti, koju su 1987. godine dale Unijedinjene nacije u Bruntland Commission Report on ‘Our Common Fu-ture’ i u ‘Declaration of the World Business Council for Sustainability’(WBCSD, 2002), naglašava značaj životne sredine i potrebu da se poboljšaju odnosi iz-među čovjeka, životne sredine i globalnog tržišta. U početku ove priče, preduze-ća su na predočene zahtjeve reagovala tako što su nastojala da strogo ispoštuju standarde za zaštitnu sredine i standarde za upravljanje životnom sredinom (ISO 14001). Održivi razvoj je tumačen kao potreba da se poboljšaju ekološke performanse i smanji negativni uticaj poslovanja na prirodne resurse i sisteme. Pored toga, preduzeća su bila angažovana na ispunjenju zahtjeva i standarda, koje su propisale vlade pojedinih zemalja.

U savremenim razmišljanjima ideja o održivosti je proširena do zahtjeva za osiguranje održive budućnosti. Diskusija se proširuje na više faktora koji se odnose na životnu sredinu. Savremeni koncept o održivom razvoju uključuje rav­notežu između ljudskih aktivnosti i socijalnih, ekonomskih i ekoloških faktora. Preduzeća imaju trostruku ulogu: moraju voditi računa o svom uticaju na ži-votnu sredinu, moraju se brinuti o ispunjenju socijalnih zahtjeva i na kraju se moraju pridržavati pravila ekonomskog poslovanja i ispunjenja odgovornosti prema poslodavcu i zaposlenima.

7.1.2. Održivostusektoruproizvodnjehrane Sustainabilityinthefoodsector

Lanac snadbjevanja hranom utiče na ishranu svake individue na planeti Ze-mlji. Zbog toga je, održivi razvoj lanca snadbjevanja hranom imperativ u sada­šnjem i budućem vremenu. U tom duhu održivi razvoj (slika 7.1.1) je definisan kao „zadovoljenje sadašnjih potreba, bez ugrožavanja mogućnosti da i buduće generacije mogu zadovoljiti svoje potrebe“ (WBCSD, 2002). Lanac snabdjeva-nja hranom se ponekad izjednačava sa pojmovima „prehrambena industrija“ ili „prehrambeni sistem“. U tom kontekstu, lanac snabdjevanja hranom uklju-čuje različite aspekte proizvodnje, prerade, distribucije, kupovine od strane kupaca, korištenje od strane potrošača i na kraju kraj životnog vijeka proizvo-da (Baldwin, 2009).

Proizvodnja hrane je proces koji značajno utiče na promjenu klime. U lite-raturi (Bellarby i sar., 2008; Hendrickson, 1996) se navodi podatak da je poljo-privredna proizvodnja odgovorna za nastajanje 17­32% od ukupne emisije ga-sova staklene bašte (greenhouse gases). U tome prednjači sektor stočarstva, pa time i proizvodnja mesa i mlijeka i izrada proizvoda od mesa i mlijeka. Ra-zvoj održive poljoprivrede i prehrambene industrije su esencijalni elementi dugoročnog ekonomskog plana i plana zaštite životne sredine svake države.

9

Broj stanovnika na Zemlji se stalno povećava. Povećanje broja stanovnika u svijetu znači povećanje potrošnje hrane, goriva i drugih proizvoda što, dalje znači veću zavisnost od neobnovljivih prirodnih resursa. Tokom većine od faza u lancu za snabdjevanje troše se velike količine vode (25% ukupne potrošnje vode u svijetu i 50­80% potrošnje vode u industrijski razvijenim zemljama) i energije (16% od ukupne potrošnje energije u USA otpada na lanac snabdje-vanja hranom). Najvažniji problemi vezani za održivost koji nastaju u lancu snabdjevanja hranom su: korištenje energije, nastajanje otpada, zagađenje vode i gasa, promjena klime, uticaj na biodiversitet, uticaj na kvalitet, bezbjednost, kvantitet i cijenu hrane, zapošljavanje i prava zaposlenih (Kramer i Meeusen, 2003). Prerada hrane, u ovom smislu, znači konzervisanje i mogućnost odgova-rajuće distribucije i skladištenja prehrambenih proizvoda, ali i smanjenje ukupne količine otpadaka tokom upotrebe proizvoda.

Većina zemalja u svijetu nastoji da tokom lanca snabdjevanja hranom pri-mijeni principe održivog razvoja, o čemu će biti riječi u nastavku. Poljoprivred-na proizvodnja treba da se usmjeri u pravcu proizvodnje nutritivno vrijednih proizvoda sa što manjim intenzitetom korištenja prirodnih resursa. Prerađi-

Slika 7.1.1. Nastajanje otpada tokom lanaca snabdjevanja hranom (Grujić, 2011) Figure 7.1.1. Generation of waste in the food supply chain (Grujić, 2011)

10

vačka industrija u svoj rad treba da uključi aktivnosti koje utiču na održivost (smanjenje otpada, prerada otpada, kompostiranje­pretvaranje u đubrivo, re-ciklaža i prerada uz minimalno korištenje vode i energije). Distribucija hrane, takođe mora biti efikasnija. Korist od održive prakse imaju, i u budućnosti će imati, društvo i životna sredina u globalnim razmjerama. Interes potrošača za održivu proizvodnju hrane je u porastu. Ovaj interes se ogleda, prije svega, u želji za unapređenjem ličnog zdravlja i zdravlja porodice. World Business Council for Sustainable Development (WBCSD, 2002) je u svoje kriterijume za finansi-ranje uveo ocjenu održivih praksi (incorporate sustainable practices) koje fa-brike trebaju da ispune još u fazi projektovanja.

Prehrambena industrija je grana koja u svijetu zapošljava najveći broj rad-nika i značajno doprinosi budžetu mnogih zemalja. U zemljama zapadnog Balka­na (Srbija, Bosna i Hercegovina i Makedonija), koje su uključene u realizaciju ovog Tempus projekta, proizvodnja i prerada hrane je strateški faktor razvoja. Zemlje ovog regiona svoju šansu vide u razvoju proizvodnje hrane i prodaji pre­hrambenih proizvoda na svjetskom tržištu, prije svega tržištu Evropske unije. U sistem proizvodnje hrane i gotovih prehrambenih proizvoda uključeni su pri­marni proizvođači u sektorima stočarstva, biljne proizvodnje i ribarstva i pre-rađivački sektor (prehrambena industrija). Težište analize u ovom poglavlju biće najvećim dijelom usmjeren na prerađivački sektor. Kako se ovaj problem može riješiti biće prikazano na primjeru Australije, koja prednjači u svijetu u izradi propisa. U Strategiji razvoja prehrambene industrije Australije je naglašeno da prehrambena industrija u državi zauzima značajno mjesto u globalnom sistemu proizvodnje prehrambenih proizvoda, pri čemu se ističe uloga održivih teh­nologija u ostvarenju profita preduzeća (The Allen Consulting Group Pty Ltd., 2004). Tako, 45% roba prodatih u maloprodaji odpada na hranu. Kroz izvoz hra­ne Australija godišnje zaradi oko 22 milijarde dolara. Kao ključna u postizanju ciljeva strategije navode se sljedeća četiri područja djelovanja:

o razvoj nauke i tehnologije, što ima uticaj na prehrambenu industriju,o razvoj strategije međunarodnog tržišta hranom,o obezbjeđenje boljeg poslovnog okruženja io održivost životne sredine.

Naravno da su navedene teme međusobno povezane. Teško je definisati pojam održivosti tako da sve strane budu zadovoljne i saglasane sa tim. Kori-sno je naglasiti više pitanja, koja ukazuju na zabrinutost u vezi sa rješavanjem sadašnje prakse, koja u budućnosti, ako se ne preduzmu ozbiljni koraci, naj-vjerovatnije neće biti održiva. Traže se odgovori na sljedeća pitanja: kako obe­zbijediti održivost biodiverziteta u uslovima sve veće poljoprivredne proizvodne (uzgoj domaćih životinja, biljna proizvodnja, ribarstvo), kako sačuvati vodne resurse i spriječiti zagađenje vode, šta raditi sa sve većom količinom različitih vrsta otpada, koje su mogućnosti prerade i reciklaže otpadaka iz prehrambe-ne industrije i primarne poljoprivredne proizvodnje, kako povećati efikasnost

11

korištenja energije (racionalno korištenje postojećih resursa, povećanje kori-štenja obnovljivih izvora energije i uticaj proizvodnje i korištenja energije na kli­matske promjene i promjene vezane sa tim (iscrpljivanje neobnovljivih resur-sa, zagađenja vazduha, pojava smoga u gradovima i efekat staklene bašte itd), salinitet, racionalno korištenje zemljišta i degradacija rijeka i na kraju treba ana­lizirati uticaj hemikalija na zagađenje okoline. To je preliminarna lista pitanja na koja treba dobiti odgovore u što kraćem roku.

Mnoga od ovih pitanja održivosti i zaštite životne sredine sve više se pre-pliću sa pitanjima koja se odnose na bezbjednost hrane, dobrobit životinja i uslove rada. Iako ovi faktori nisu tako čvrsto povezani sa održivosti kao pret-hodno navedeni, oni su pažnju potrošača skrenuli na industriju i njenu praksu. Sustainable Agri-Food Production i Consumption Forum of the United Nations Environment Program su utvrdili da se zagađenje i iscrpljivanje prirodnih resur-sa javlja u cijelom lancu proizvodnje hrane. Ovo je ilustrovano u tabeli 7.1.1.

Tabela 7.1.1. Promjene koje za posljedicu imaju brigu u vezi sa rješavanjem održivog razvoja Table 7.1.1. Changes and concerns relating to the settlement of sustainable development

• biodiverzitet – biljna proizvodnja, ribolov, ispaša, kao i mnoge druge čovjekove aktiv nosti, koriste resurse iz ekoloških sistema, koji se ponekad predstavljaju kao mjesto i sistem sa velikim rizikom.

• voda i zagađenje vode – odgovorni su priznali da su vodni resursi u svijetu nedo-voljni.

• otpad i reciklaža – zbog zagađenja koja potiču iz proizvodnje i pakovanja hrane, po trošači više godina javno postavljaju pitanja u vezi sa tim. Inicijative za reciklažu i korišćenje recikliranih materijala, dobija zamah, naročito u Evropi.

• energija, klimatske promjene i pitanja vezana sa tim – korišćenje energije je jako vezano za zabrinutost zbog iscrpljivanja neobnovljivih resursa, zagađenja vazdu-ha, pojave smoga u gradovima i efekta staklene bašte. Evropska iskustva sa kise-lim kišama, staklenom baštom i sve veća zabrinutost, naglašavaju ovaj pokazatelj održivosti.

• degradacije rijeka i zemljišta, te porast saliniteta morske vode – u mnogim zemljama postavljaju se pitanja vezana za ovu oblast, uključujući korišćenje đubriva, sječu šume, degradaciju zemljišta (što dovodi do značajne erozije i nastajanja urbane prašine).

• hemikalije i zagađenje – raste briga kod potrošača u vezi sa „prirodnim porijeklom“ prehrambenih proizvoda. Zapaža se rast potražnje organskih proizvoda i otpor ka korišćenju vještačkih đubriva, pesticida i podvrgavanje hrane drugim tretmanima tokom transporta, skladištenja i pripreme svježih proizvoda za prodaju). Povre-meni događaji koji su u vezi sa aktivnostima u poljoprivredi, na primjer, cvjetanje algi, jačaju ove zahtjeve.

12

7.1.3. Preradahraneinastajanjeotpada Foodprocessingandgenerationofwaste

Prerada hrane je velika privredna grana, koji se brzo razvija i ima veoma važnu ulogu u ekonomskom razvoju cijelog svijeta. Postoji više razloga koji daju važnost prehrambenoj industriji. Prvo, prehrambena industrija prerađuje sirovine proizvedene u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji (žitarice, voće i povrće, šećerna repa, kafa, kukuruz, soja, meso, mlijeko, jaja, riba) u nove pro­izvode neophodne u ishrani ljudi. Drugo, prehrambena industrija predstavlja granu privrede koja obezbjeđuje radna mjesta i zapošljava veliki broj ljudi. Treće, prije korištenja hrane od strane krajnjih potrošača, vrijednost poljopri-vrednih proizvoda se tokom obrade u prehrambenoj industriji povećava, što doprinosi ukupnom ekonomskom razvoju.

U svim fazama rada procesi prehrambene industrije (od sirovina koje se eksploatišu i prerađuju u gotove proizvode do korištenja gotovih proizvoda od strane potrošača) na različite načine utiču na životnu sredinu. U skladu sa pri-rodom procesa, uticaj prerade hrane na prirodu se ogleda u stvaranju otpadnih materija, korištenju vode i upotrebi energije. Najveći dio otpadnih materija na­staje u toku primarne proizvodnje (oko 21% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja), dok u toku prerade nastaje značajno manja količina otpadnih materija (7% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja). U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada (tabela 7.1.2), zagađivača vode i zagađivača vazduha (prašina, isparljive organske materije i mirisne materije).

Tabela 7.1.2. Nastanak otpada u proizvodnji i preradi mesa Table 7.1.2. The creation of waste in meat production and processing

Izlazi Jedinica opterećenja Industrijski uticaj

Čvrsti organski otpad kg/glavi goveda 58Nus proizvodi za spaljivanje kg/glavi goveda 110Čvrsti organski otpad kg/glavi svinja 2,2Nus proizvodi za spaljivanje kg/glavi svinja 20,8Sakupljena krv L/glavi goveda 10­20Sakupljena krv L/glavi svinja 2­4

Tokom različitih postupaka u prehrambenoj industriji nastaju otpadne ma-terije (wastes) i/ili sporedni – nusproizvodi (by-products). Određene vrste na-stalih materija se mogu tretirati i kao otpadne materije i kao nusproizvodi. Na primjer, surutka nastaje u industriji prerade mlijeka tokom proizvodnje sira. Neki proizvođači sakupljaju nastalu surutku, a kasnije je ispuštaju u okruženje, dok drugi surutku koriste kao nusproizvod i iz nje daljnom preradom dobijaju cijeli niz veoma vrijednih prehrambenih proizvoda. Unutar sektora prehram-

13

bene industrije najveći proizvođači otpadnih materija su mljekare, konditor-ska industrija (kakao i proizvodi od šećera), procesi vrenja/destilacija i prerada mesa (Dieu, 2009).

Ispuštanje otpadaka svih vrsta, uključujući i industrijski otpad sa visokim sadržajem toksičnih materija i opasnih kontaminenata, u okolinu predstavlja opasanu aktivnost, koja može imati velike posljedice po životnu sredinu. Na svu sreću, prehrambena industrija, po ovom kriterijumu spada u blage zagađi-vače, jer je sadržaj otrovnih materija u otpadnim vodama i emisiji gasova mali u poređenju sa hemijskom i drugim granama industrije.

Poznato je da otpadne materije koje su nastale u prehrambenoj industriji mogu da sadrže vrijedne sastojke, ali oni se ne koriste iz više razloga:

o u preduzećima nedostaje znanje o metodama izdvajanja vrijednih sa-stojaka iz otpadnih materija,

o ekonomska dobit od ponovnog izdvajanje tih sastojaka je veoma mala,o ne postoje osobe/institucije, koje žele kupiti nove proizvode,o nedostaju propisi i inicijative za ponovno izdvajanje i reciklažu proiz­

voda,o mali troškovi i kazne za odlaganje otpada za preuzeća, koja stvaraju

otpad.Kao što je rečeno, agregatno stanje otpadnih materija koje nastaju u toku

prerade hrane može biti različito: tečne otpadne vode, čvrsti otpad i zagađeni vazduh. Otpadne vode sadrže biološke materijale i rastvorene materije (organ­skog i neorganskog porijekla); čvrsti otpad sadrži dijelove hrane i ambalažnih materijala; a emisija u vazduhu uključuje prašinu, lako isparljive komponente i mirisne komponente. U tabeli 7.1.3 je navedeno nekoliko primjera iz prehram-bene industrije u kojima nastaju velike količine otpadnih materija.

Tabela 7.1.3. Primjeri otpadnih materija u prehrambenoj industriji Table 7.1.3. Examples of waste materials in the food industry

Otpadak ili nus­proizvod Količina

Surutka iz proizvodnje sira 15 miliona t/godišnje u svijetuOtpadne vode iz proizvodnje kvasca 150 m3 vode/t proizvodaOtpadne vode iz proizvodnje piva 3­5 m3/t pivaOtpadne vode iz destilacije alkohola 113 m3 vode/t alkoholaOtpadne vode iz industrije prerade mesa (sadrže krv, komadiće mesa, masnog tkiva, ekstrakt mesa, sadržaj crijeva i želuca, slama – posteljica, đubre, dlake, prašina, kontaminirana voda iz faza šurenja i salamurenja, sastojci alamure, konzervansi, alkalni deterdženti itd)

2,5­40 m3/t goveda

14

7.1.3.1. Otpadne vode Wastewater

U sljedećim tabelama (tabela 7.1.4, 7.1.5 i 7.1.6) prikazana je količina vode koja se troši tokom različitih operacija u fabrici za preradu mesa.

Tabela 7.1.4. Primjeri upotrebe vode u fabrici za preradu mesa (RAC/CP, 2006) Table 7.1.4. Examples of the use of water in the meat processing plant (RAC/CP, 2006)

Proces % potrošnje vode

Proces % potrošnje vode

Držanje u oboru 25 Pranje i čišćenje površina 10Klanje i evisceracija 10 Pranje ruku, obuće, kecelja 7

Pranje polutki 20 Čišćenje fabrike 22Držanje nusproizvoda

(masti, proteini itd)2

Servisi u fabrici (hlađenje, topla voda itd)

4

Industrija prerade mlijeka zahtijeva velike količine higijenski ispravne vode (tabela 7.1.7). Ukupna količina vode koja se troši tokom različitih procesa pre-rade mlijeka višestruko prelazi količinu mlijeka koja se prerađuje. Obično ona se kreće između 1,3 i 3,3 l vode/kg zapremljenog mlijeka, ali u nekim slučaje-vima može dostići i 10 l vode/kg zapremljenog mlijeka.

Tabela 7.1.5. Količine vode koje se koriste u industrijskim klanicama (RAC/CP, 2006) Table 7.1.5 Amount of water used in industrial slaughterhouses (RAC/CP, 2006)

Prosječna potrošnja vode (L/životinji)

Goveče 500­1000Svinja 250-550Perad 8

Tabela 7.1.6. Potrošnja energije u klanicama goveda (RAC/CP, 2006) Table 7.1.6. Energy consumption in cattle slaughterhouses (RAC/CP, 2006)

Aktivnost Udio korištenja (%)

Sistem za grijanje 13Grijanje vode, ukupno 80Voda 40oC 5Voda 60oC 54Voda 82oC 21Gubici energije 7

15

Tabela 7.1.7. Potrošnja vode u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.1.7. Water consumption in milk processing factories (RAC/CP, 2006)

Vrsta proizvodnog procesa

Nivo potrošnje

Tehnološke operacije sa najvećom potrošnjom

Zapažanja

Proizvodnja sira NizakToplotna obrada

PakovanjeProizvodnja pavlake i maslaca

NizakPasterizacija pavlake

BućkanjeIspiranje mlaćenice

prije bućkanja

Proizvodnja jogurta Nizak -Najveća potrošnja

tokom sekundarnih operacija

Proizvodnja sira Srednji Soljenje Upotreba salamure

Sekundarne operacije

VisokČišćenje i dezinfekcija

Proizvodnja pareHlađenje

Najveća potrošnja vode tokom ovih

operacija

Otpadne vode nastaju u različitim procesima i međusobno se razlikuju u za­visnosti od vrste procesa. Kako navode WHO (1993) u procesima proizvodnje kvasca nastaje najveća količina otpadnih voda: oko 150 m3 otpadnih voda/t proizvoda, zatim u procesima destilacije alkohola (113 m3 otpadnih voda/t al-kohola) i prerade karfiola (90 m3 otpadnih voda/t sirovine). Količina nastalih otpadnih voda u drugim procesima prehrambene industrije u prosjeku je slje-deća: prerada grepfruita 73 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada višnje u soku 20 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada masline 38,1 m3 otpadnih voda/t si-rovine, prerada šljive 5 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada jagode 13 m3 ot-padnih voda/t sirovine, prerada asparagusa 68,8 m3 otpadnih voda/t sirovine, prerada mrkve 12,1 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja smrznutog ku-kuruza 13,3 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja konzervisanog kukuruza 4,5 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja sušenog povrće 22,1 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja sušenog luka 19,9 m3 otpadnih voda/t sirovine, konzervisanje luka 23,0 m3 otpadnih voda/t sirovine, sušenje gljiva 22,4 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja krompira 10 m3 otpadnih voda/t sirovi-ne, proizvodnja smrznutih proizvoda od krompira 11,3 m3 otpadnih voda/t si-rovine, proizvodnja osušenih proizvoda od krompira 8,8 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja konzervisanog špinata 37,6 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja smrznutog špinata 29,2 m3 otpadnih voda/t sirovine, proizvodnja jestivih rafinisanih ulja 6,8 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja masli-novog ulja 57,5 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja brašna – nema, proizvodnja hljeba 0,11 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja gotovih jela 12 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja specijaliteta od mesa 10 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sosa od povrća 8,5 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja skroba 33 m3 otpadnih voda/t proizvoda, destilacija fer­

16

mentisane melase 63 otpadnih voda/t alkohola, destilerije vina 36 otpadnih voda/t alkohola, proizvodnja soft pića 12,8 m3 otpadnih voda/t proizvoda, kla-nice 5,3 m3 otpadnih voda/t žive vage, prerada mesa i pakovanje 12,5 m3 ot-padnih voda/t žive vage, prerada peradi 37,5 m3 otpadnih voda/1000 ptica, proizvodnja maslaca 2,6 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sira 7,7 m3 otpadnih voda/t proizvoda, proizvodnja sladoleda 3,0 m3 otpadnih voda/t pro­izvoda.

Otpadne vode u klanicama i fabrikama za preradu mesa potiču iz više tehno­loških operacija: obori za držanje stoke, klaonice, rasijecanje, prerada mesa, prerada sekundarnih proizvoda (nus­proizvoda) i čišćenje opreme i prostorija. Kontaminenti iz obora za držanje stoke se nalaze u đubrivu i urinu, stočnoj hra­ni, prašini i sredstvima za pranje i dezinfekciju. Krv predstavlja najozbiljniji za-gađivač koji nastaje u klaonici. Tokom prerade mesa do zagađenja vode može doći u više faza: salamurenje, fermentacija, dimljenje, kuvanje i konzervisanje. Nastale otpadne materije iz krvi, tkiva i masti putem cjevovoda se odvode do postrojenja za čišćenje.

Otpadne materije iz industrija prerade mlijeka predstavljaju vodeni rastvor mlijeka i proizvoda od mlijeka u kojem se nalaze rastvorene druge materije (de­terdženti, sredstva za dezinfekciju, lubrikanti, hemijske materije koje su dodate tokom tretmana voda, pranja tankova itd).

Najveći dio otpadnih voda u industriji prerade voća i povrća potiče iz ope-racija pranja, sječenja, ljuštenja, vaganja, pranja konzervi, kuvanja i čišćenja po­strojenja. Otpadne vode iz fabrika za proizvodnju biljnih ulja, koje nastaju tokom pranja i neutralizacije ulja, sadrže veliku količinu organskih materija, suspen-dovanih čestica, azota, ulja i masti i manju količinu rezidua pesticida. Najveći kvalitet imaju otpadne vode iz procesa proizvodnje piva. Zagađivači u ovim vodama su u principu samo organske materije koje su nastale tokom procesa prerade.

Uticaj otpadnih voda iz prehrambene industrije na okolinu najbolje se može pratiti preko nivoa biološke potrošnje kiseonika, koji zavisi od intenziteta rasta prisutih mikroorganizama (tabela 7.1.8).

7.1.3.2. Čvrsti otpad Solid Waste

Čvrsti otpad iz različitih grana prehrambene industrije je prikazan u tabeli 7.1.9 (WHO, 1993). Veoma teško je utvrditi količinu čvrstog otpada koji nasta-je u toku prerade hrane i odrediti metode za njegovo zbrinjavanje. U literaturi se najčešće navodi da se čvrsti otpad iz prehrambene industrije može koristiti u izradi stočne hrane. Cybulska (2000) navodi različite vrste čvrstog otpada na­stalog tokom rada u prehrambenoj industriji sa prijedlozima za njegovo zbri-njavanje.

17

Tabela 7.1.8. Parametri kvaliteta otpadnih voda iz industrije prerade mesa (Ukita i sar., 2006) Table 7.1.8. The parameters of waste water from the meat processing industry (Ukita i sar., 2006)

Polutant Jedinica Granične vrijednosti

pH pH 6­9BOD5 mg/L 600COD mg/L 500Ukupni azot mg/L 50Ukupni fosfor mg/L 15Ukupne suspendovane materije mg/L 300Ulje i masti mg/L 50Povećanje temperatura oC <3bUkupne koliformne bakterije MPNa/100 ml 400Antibiotici Određivanje u specifičnim slučajevimaaMPN – najveći mogući brojb povećanje temperature između korištene vode i potencijalnih receptora vode

Tabela 7.1.9. Čvrsti otpad iz procesa prerade u prehrambenoj industriji (WHO, 1993) Table 7.1.9. Solid waste from the process in the food processing industry (WHO, 1993)

ProcesJedinica mjere

(JM)

Količina čvr­stog otpada

(kg/JM)Sastav otpada

Klaonice krupne stoke tona žive vage 35 Krv, nejestive iznutrice, dlakeKlanice peradi 1000 ptica 35 Perje, nejestivi dijeloviPakeraj tona proizvoda 300 Kosti, nejestivi dijelovi mesaPrerada ribe tona proizvoda 280 Nejestivi dijelovi ribeKonzervisanje jabuka tona proizvoda 280 Sjemena loža, sjemenke, ljuskaKonzervisanje kukuruza

tona proizvoda 660Gluten, nejestivi dijelovi

sjemena, klica

Konzervisanje masline

tona proizvoda 140Grančice, pogače, filter, zemlja za filtraciju, voda,

ambalaža

Konzervisanje kruške tona proizvoda 290Otpaci od biljke, sjemene lože

i dijelovi mesa ploda, voda

Konzervisani krompir

tona proizvoda 330Ljuka od krompira, voda za pranje, korišteno ulje, čvrsti

otpad neispravnih krtaloKonzervisani paradajz tona proizvoda 80 Kora, sjeme, vodaSkob tona proizvoda N/A Komadići kukuruzaAlkoholna destilacija tona proizvoda 300 Kom, oprema, konzerve

18

Korištenjem naprednih metoda, moguće je izdvojiti određene sastojke čvr-stog otpada i tako stvoriti pretpostavku za njihovo ponovno korištenje:

o jonskom izmjenom mogu se izdvojiti aminokiseline, kalijum, organske kiseline, fosfati i proteini,

o ultrafiltracijom se mogu izdvojiti molekule velike mase, na primjer pro­teini iz surutke,

o flokulacojom/precipitacijom mogu se vratiti u prvobitno stanje velike molekule proteina, na primjer u preradi mesa,

o reverznom osmozom se mogu dobiti citrus proizvodi,o spray sušenjem tečnih proizvoda može se dobiti prah za ponovnu upo­

trebu (na primjer, prah proteina krvi).

7.1.3.3. Zagađenje vazduha Air pollution

Prema podacima WHO (1993), kao primarni zagađivači vazduha iz prehram­bene industrije se navode: suspendovane čestice (SČ), produkti sagorijevanja i isparljive organske materije (IČ). U produkte sagorijevanja se ubrajaju azotni oksidi (NOx), ugljen monoksid (CO), ugljendioksid (CO2) i oksidi sumpora (SOx). U tabeli 7.1.10 je prikazana količina i vrsta gasova, koji se iz različitih procesa prerade hrane, emituju u vazduh: dimljenje proizvoda od mesa, prženje mesa ribe i proizvodnja vina.

Čestice prašine najčešće potiču iz fabrika za preradu voća, povrća, uljarica i žitarica. Prašina nastaje u različitim fazama proizvodnje, kao što su pranje, lju­štenje, drobljenje, provjetravanje, mljevenje itd.

Ukoliko u mlinu za mljevenje pšenice ne postoje sistemi za prečišćavanje, količina ukupnih suspendovanih čestica može dostići vrijednost od 38 kg/t pše­nice, 11,73 kg/t soje i 6,25 kg/t kukuruza (WHO, 1993). Drugi potencijalni zaga­đivači vazduha mogu biti proizvodnja skroba (4,0 kg/t), procesi sušenja (5,0 kg/t), te procesi čišćenja ciklona (2,6 kg/t).

Tabela 7.1.10. Parametri zagađenje vazduha iz procesa prehrambene industrije Table 7.1.10 The parameters of air pollution from the process food industry

Proces Jedinica mjere (JM)

SČ (kg/JM

CO (kg/JM)

IČ (kg/JM)

NOx (kg/JM)

H2S (kg/JM)

Dimljenje mesa t 0,15 0,30 0,18 58Elektrostatsko dimljenje mesa

t 0,15 0,0 0,075 - -

Prženje mesa ribe tokom procesa konzervisanja

t 2,50 - - - 0,05

Proizvodnja vina m3 - - - - 0,35

19

U nekim slučajevima prehrambena industrija može biti izvor buke i mirisa. Dimljenje mesa može biti problematično, dok se neprijatni mirisi najčešće emi­tu ju iz procesa prerade ribe ili iz procesa spaljivanja u kafilerijama. U nekim slu­čajevima mirisi koji se emituju iz fabrike (pržionice kafe, proizvodnja konditor-skih proizvoda itd) mogu biti prijatni po okolinu.

7.1.4. Upravljanjeotpadom Wastemanagement

Pravilno upravljavljanje otpadom iz prehrambene industrije, koji je pret-hodno opisan, potrebno je provoditi iz sljedećih razloga: a) smanjenje količine otpada, b) obnova resursa i njihovo ponovno korištenje i c) tretiranja i uklanja­nja otpada. Pravilno upravljanje otpadom daje korist, koja se mnogo šira od one koja je usmjerena prema životnoj sredini. Ova korist obuhvata dodatnu uštedu nastalu zbog smanjenja troškova i obnove resursa. Smanjenju otpad-nih materija doprinose domaćinsko poslovanje i pravilna upotreba opreme, te pravovremeno planiranje unapređenja u cilju povećanja efikasnosti. Domaćin­sko poslovanje u praksi znači marljivost tokom ispunjenja zakonskih propisa koji se odnose na zaštitu životne sredine od strane rukovodstva i zaposlenih u preduzeću. Unapređenje sistema upravljanja sirovinama i zalihama proizvoda, smanjenje gubitaka sirovina i proizvoda, te obrazovanje zaposlenih mogu pred­stavljati efikasne mjere domaćinskog poslovanja. Kao domaćinsko poslovanje može se navesti sljedeći primjer postupanja tokom odmrzavanja mesa. Poznato je da tokom odmrzavanja mesa iz njega izlazi određena količina tečnosti (me-snog soka) u kojoj dominira krv. Krv koja curi iz mesa, pada na pod i prlja ga. To zahtijeva intenzivno pranje poda i upotrebu velike količine vode, sredstava za pranje i dezinfekciju. Sve to utiče na povećanje količine otpadnih voda, koje je u sljedećim fazama rada potrebno prečistiti i iz njih ukloniti prisutne konta-minente (krv i druge materije). Upotrebom posude za prikupljanje krvi, koja se stavlja ispod mesa koje se odmrzava, preduzeće za preradu mesa može spri je­čiti ulazak značajne količine kontaminenta (krvi) u vodu, odnosno obezbijediti da se na kraju procesa značajno manja količina otpadne vode treba podvrći tretmanu prečišćavanja. Samo zbog pravilnog upravlja opremom i primjenom inovacija u procesu rada, koje utiču na smanjenje otpada, preduzeće može sma­njiti troškove za 20­30%. Statistički podaci pokazuju da neka preduzeća zbog neefikasnosti na liniji pakovanja proizvoda od mesa gube do 4% vrijednosti proizvoda, ili zbog neefikasnog sistema kontrole procesa rada do 5% vrijedno-sti proizvoda.

U metode za smanjenje količine nastalog otpada ubrajaju se: reciklaža, do-rada (oporavak) proizvoda i ponovna upotreba. Dieu (2009) navodi više pri-mjera u prehrambenoj industriji, tokom kojih se proizvodi mogu ponovo upo-trijebiti na neki od navedenih načina i time se troškovi zbrinjavnja otpada i ukupni troškovi poslovanja preduzeća mogu značajno smanjiti. Melasa je nus­

20

proizvod u procesu proizvodnje šećera, ali se ona može upotrijebiti na više načina. Korištenje melase u proizvodnji stočne hrane je poznato više decenija. Specijalisti ishrane domaćih životinja tvrde da se na ovaj način poboljšava nu-tritivna vrijednost stočne hrane, što se veoma pozitivno odražava na stanje krava i na proizvodnju mlijeka.

Otpadne materije iz procesa prerade voća i povrća su biorazgradive. Zbog toga se koriste kao sirovine za kompostiranje ili proizvodnju biogasa. Više istra­živača se bavilo mogućnošću iskorištenja otpada iz procesa proizvodnje kafe. Date su sljedeće preporuke: korištenje ostataka kafe kao goriva, kao đubriva, kao sastojka stočne hrane, kao nosača insekticida i herbicida, kao podloge za uzgoj gljiva itd. Iskustvo proizvođača u nekim zemljama govori da je ostatke kafe, ipak, najbolje koristiti u proizvodnji goriva. Na ovaj način se dobija gorivo koje ima veću energetsku vrijednost od drugih vrsta biogoriva. Direknom sa-gorijevanju se mogu podvrći čestice kafe vlažnosti oko 50%, mada se najčešće čestice kafe prvo suše (na 30% vlage) i nakon toga spaljuju.

Dorada i ponovna upotreba otpadnih materija podrazumijeva da se u pro-ces trebaju uvesti nove tehnološke operacije: separacija, koncentrisanje (cen-trifugiranje ili filtracija), konverzija (biološka ili hemijska) i biodegradacija. Do-datni koraci u procesu proizvodnje mogu značiti povećanje troškova i nove potrebe za energijom i drugim inputima. To zahtijeva poređenje ukupnih tro­škova za doradu otpadnih materija sa koristi koja se može dobiti tokom po­nov nog korištenja obrađenih materija.

Celulozni materijali ostaju kao otpad u različitim granama prehrambene in-dustrije. Ovi materijali se mogu fermentacijom prevesti u šećere, a šećeri se mogu upotrijebiti u izradi različitih gotovih proizvoda (etanol, organske kiseli-ne, specijalne vrste ulja). Anaerobni fermentori se često koriste za smanjenje otpada u prehrambenoj industriji. Kao finalni proizvodi ovog procesa nastaju proizvodi koji se mogu upotrijebiti u različite svrhe (metan za proizvodnju ener­gije, specijalne hemikalije – esteri i sastojci hrane – organske kiseline). Metan proizveden na ovaj način predstavlja visokokvalitetno gorivo.

Prevođenje nus­proizvoda prehrambene industrije u gorivo ima višestruku korist. Otpadne materije se pretvaraju u korisne materije. Dobija se energija. Otpadne materije se prevode u biodizel, koji je generalno manji zagađivač od dizela dobijenog iz nafte. Biodizel je proizvod koji može zamijeniti dizel za po-kretanje motora. (Biodizel je proizvod koji se može dobiti iz drugih biomateri-jala, kao što su skrob i šećeri ili lipidi. U tom cilju se uzgajaju kukuruz i uljana repica, koji su prevashodno namjeni za proizvodnju bioetanola, ali se njihovom preradom može dobiti butanol, odnosno biogorivo).

50­60% otpadnih voda iz prehrambene industrije se može ponovo upotri-jebiti. Prije ponovne upotrebe voda se mora na odgovarajući način obraditi. Postoji više načina da se to postigne, o čemu postoji dovoljno informacija u spe­cijalizovanoj literaturi na našem i na engleskom jeziku.

21

7.1.5. Korištenjeenergijeuprehrambenojindustriji Energy use in food industry

Različite vrste energije se koriste u prehrambenoj industriji (tabele 7.1.11 i 7.1.12). Troškovi energije u prehrambenoj industriji su manji od troškova siro-vina (4,5% od ukupnog troška sirovina u preradi voća i povrća), ali povećanje cijene energije utiče na to da ona u ukupnim troškovima zauzima sve značajnije mjesto. Velike kompanije u svijetu intenzivno rade na smanjenju utroška ener­

Tabela 7.1.11. Oblici energije koji se najviše koriste u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.1.11 Forms of energy that is mainly used in milk processing factories (RAC/CP, 2002)

Vrsta energijeOperacija gdje se

najviše koristiOprema

Toplotna energijaProizvodnja pare i tople

vode, pranjePasterizatori/sterilizatori,

CIP sistemHlađenje, osvjetljenje, venti-

lacija, pokretanje opremeElektrični uređaji (pumpe,

mikseri), osvjetljenje

Tabela 7.1.12. Potrošnja energije u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.1.12. Energy consumption in milk processing factories (RAC/CP, 2002)

Vrsta proizvodnog procesa

Nivo potrošnje

Tehnološke operacije sa najvećom potrošnjom

Zapažanja

Mlijeko Visok

Filtracija/Čišćenje, Obiranje mliječne masti/

Standardizacija, Toplotna obrada, Homogenizacija

Pakovanje

Najveća potrošnja tokom toplotne obrade mlijeka

Pavlaka i maslac

SrednjiPasterizacija, Deodorizacija,Zrenje, Bućkanje, Pakovanje

Najveća potrošnja električne energije za

pokretanje mašina

Jogurt Nizak Inkubacija, PakovanjeElektrična energija za

pokretanje mašina i grijanje tokom inkubacije

Sir SrednjiKoagulacija, Sječenje,

Oblikovanje­presovanje, Sušenje, Zrenje

Sekundarne operacije

VisokČišćenje i dezinfekcija,

Hlađenje

Toplota se koristi tokom operacija čišćenja, a

električna energija najviše tokom hlađenja

22

gije, a time i troškova (na primjer, PepsiCo je tokom 1999. godine smanjila po-trošnju energije za 21%). Korištenje obnovljivih izvora u proizvodnji energije i korištenje sirovina koje ne stvaraju gasove staklene bašte, dodatno motivišu napore koje čine preduzeća u prehrambenoj industriji za unapređenje ener-getske efikasnosti i traženje novih izvora energije.

Najveći potrošači energije u prehrambenoj industriji su: mlinovi za mljevenje kukuruza, proizvodnja šećera iz šećerne repe, mlinovi u fabrikama za proizvo­dnju ulja iz soje, proizvodnja pića na bazi slada, fabrike za preradu i pakovanje mesa, konzervisanje voća i povrća, smrzavanje voća i povrća, proizvodnja hlje ba, keksa i srodnih proizvoda (ICF, 2007). Procesi zagrijavanja i sistemi za hlađenje troše velike količine energije. 75% energije u fabrikama za preradu hrane troše sistemi hlađenja i grijanja. Osim toga, energija (12%) u prehrambenoj industriji se troši na pokretanje različitih mašina (pumpe, konvejeri, mikseri, drobilice, ventilatori, sušilice, propeleri), te na ventilacione sisteme i osvjetljenje oko 8% (ICF, 2007).

Potrošnja energije tokom uobičajenih procesa prerade ribe varira od 15 do 2300 MJ/t sirovine zavisno od procesa. Izrada gotovih jela od mesa ribe zahti-jeva do 2300 MJ/t sirovine, a izrada ribljih filea samo 18 MJ/t sirovine.

Početno hlađenje, prerada i skladištenje u rashlađenom stanju svježeg voća i povrća zahtijevaju veliku količinu energije. Drugi postupci tokom prerade voća i povrća nisu toliko zahtjevni za energijom (tabela 7.1.13) i kreću se od 0,5 do 30 kWh/t smrznutog povrća. Ukupni uticaji na životnu sredinu od upo-trebe energije se mogu smanjiti, što je važno kada se poizvodnja analizira iz ugla održivosti. Na primjer, otpadne materije se mogu iskoristiti kao obnovljivi izvor energije. Prvi korak da se ovo poboljšanje uradi jeste da se procijeni potro­šnja energije. Ovo postaje važno kada su u pitanje bilo kakve promjene tokom provođenja operacija i osiguranje da je poređenje između troškova i koristi po­voljno/pozitivno.

Tabela 7.1.13. Izvori energije, vode i sredstava za pranje u prehrambenoj industriji Table 7.1.13. Sources of energy, water and detergents in the food industry

Ulaz po jedinici proizvoda Jedinica opterećenja Industrijski uticaj

Potrošnja energije (električna struja, mazut)

kWh/t goveđih trupova 90­1094

kWh/t svinjskih trupova 110­760

kWh/t sirovina400­650 (sirovi materijal)

570 (vlažni materijal)

Potrošnja vode po jedinici proizvoda

m3/t polutki1,62­9 (goveda)1,6­8,6 (svinje)

m3/t sirovine 0,5­1 (spaljivanje)

MaterijaliSadržaj deterdžentakg/t goveđih polutki

0,2

23

Autori programa za uštedu energije u prehrambenoj industriji u SAD (Ma-sanet, 2007) sugeriši da se energetska efikasnost u prehrambenoj industriji uradi na četiri nivoa:

1. na nivou komponenti i nivou opreme, energetska efikasnost može po-boljšati redovno preventivno održavanje, pravilan rad i zamjenu starih komponenti i opreme sa efikasnijim modelima (tj. efikasnijim motorima) ako je potrebno,

2. na nivou procesa, procesna kontrola i optimizacija trebaju biti sprovede­ne tako da se osigura da se proizvodne operacije provode uz maksimalnu efikasnost,

3. na nivou objekta/zgrade, osvjetljenje, grijanje i hlađenje prostora mogu biti unapređeni dok se ukupni inputi energije u objektu minimiziraju kroz procese integracije i kombinovanja sistema za hlađenje i sistema za zagrijavanje,

4. na nivou organizacije, implementacija sistema upravljanja energijom treba da obezbijedi jaku mrežu postojećeg monitoringa energije, ciljeva politike, uključenosti zaposlenih i konstantnih unapređenja.

Integrisani sistem ponovnog korištenja toplote može obezbijediti uštedu dru­gih sredstva radi povećanja energetske efikasnosti. McCain Foods, najveći pro­izvođač smrznutog pomfrit krompira u svijetu, je 1995. godine instalisao inte-grisani sistem korištenja energije. Obnovljenu toplotu u preduzeću koriste za zagrijavanje vazduha sa kojim suše čips i kao toplotu za blanširanje krompira.

7.1.6. Opštipristupuupravljanjupitanjimavezanimzaživotnusredinu,zdravljeibezbjednost(EHS)tokomprojektovanjaobjekatapre-hrambeneindustrije The general approach to managing EHS issues during the design of fa-cilities of food industry

World Bank group i International Finance Corporation su razvile Environ-mental, Health, and Safety (EHS) Guidelines (IFC, 2011), u cilju pružanja po-moći investitorima prilikom izrade projekta za gradnju novih i rekonstrukciju postojećih objekata, koji moraju da ispune zahtjeve vezane za životnu sredi-nu, radnu sredinu i bezbjednost proizvoda.

Smjernice za životnu sredinu, zdravlje i bezbjednost (EHS) su tehnički doku-menti koji se zasnivaju na opštim i specifičnim primjerima Dobre međunarodne prakse u industriji (GIIP)*. Primjena smjernica za EHS u postojećim objekatima

* Dobra međunarodna praksa u industriji (GIIP): GIIP se definiše kao ostvarivanje profesi-onalne vještine, savjesnosti, razboritosti i predviđanja koja se na globalnom nivou sa razlo-gom očekuju od kvalifikovanih i iskusnih profesionalaca angažovanih u istim preduzećima pod istim ili sličnim uslovima. Okolnosti koje mogu analizirati obučeni i iskusni profesionalaci, kada

24

obuhvata uspostavljanje specifičnih ciljeva na nekoj lokaciji uz određivanje vremena za njihovo postizanje. Primjenljivost EHS smjernica treba da bude pri­lagođena opasnostima i rizicima, koji se odnose na svaki projekat/objekat, do kojih se došlo na osnovu procjene zaštite životne sredine. Tokom procjene opa­snosti potrebno je u obzir uzeti zahtjeve zemlje domaćina, kapacitet životne sredine da prihvati otpadne materije koji će nastati tokom gradnje i eksploata­cije objekta, te niz drugih faktora.

Primjenljivost određenih tehničkih preporuka treba da se zasniva na struč-nom mišljenju kvalifikovanih i iskusnih profesionalaca. Kada se propisi neke ze mlje razlikuju od mjera predstavljenih u EHS smjernicama, očekuje se da pro­jektant primijeni strožije odredbe. Na taj način treba da se dokaže da su iza-brani parametri dovoljni da zaštite ljudsko zdravlje i životnu sredinu.

Opšte smjernice (EHS) sadrže četiri poglavlja: životna sredina, zaštita zdra­vlja i bezbjednost na radu, javno zdravlje i bezbjednost, izgradnja i prestanak rada industrijskog objekata. Peto poglavlje se odnosi na reference koje su kori­štene tokom izrade smjernica i listu dodatne literature. Tokom analize uticaja na životnu sredinu u prvom poglavlju je potrebno obuhvatiti analizu sljedećih faktora: zagađenje i kvalitet vazduha, uštedu energije, količinu i kvalitet otpad­nih voda, uštedu vode, upravljanje opasnim materijama, upravljanje otpadom, buku, kontaminaciju zemljišta itd. U okviru drugog poglavlja treba analizirati pitanja koja se odnose na: projektovanje fabrika i postrojenja, obrazovanje za-poslenih, biološke, hemijske, fizičke i radioaktivne hazarde, lična zaštitna sred­stva i monitoring. Kada je u pitanju javno zdravlje i bezbjednost, uticaj industrij­skih objekata se odnosi na: kvalitet vode za piće i njenu dostupnost, sigurnost infrastrukture, protivpožarnu zaštitu, bezbjednost u saobraćaju, prevoz opa-snih materija, sprečavanje pojave bolesti, hitnu službu i dostupnost. Tokom početka rada i prestanka sa radom industrijskog objekta potrebno je analizi-rati i naći rješenja na pitanja vezana za životnu sredinu, zaštitu na radu i javno zdravlje i bezbjednost.

Efikasno upravljanje životnom sredinom, zdravljem i bezbjednosti (EHS) po­drazumeva uključivanje EHS u analizu na nivou poslovnih procesa u organizaciji. On ima hijerarhijski pristup koji uključuje sljedeće korake:

o identifikovanja EHS hazarda* sa povezanim rizicima** što je ranije mogu­će tokom izrade projekta industrijskog objekta ili projektnog ciklusa, uključujući EHS razmatranje u procesu odabira lokacije, dizajna proiz­vodnog procesa, procesa planiranja kapitalnih zahtjeve, izrade radnih

procijenjuju obim preventivnih mjera i kontrole postrojenja koja vrše zagađenje, mogu da obu­hvatate, ali nije ograničeno samo na, različite nivoe ekološke degradacije i zaštite životne sre-dine, asimilativni kapacitet sredine, kao i nivoe finansijske i tehničke izvodljivosti.

* ”Prijetnje za ljude i ono što je njima vrijedno” ** ”Kvantitativna mjera posljedica neke opasnosti, obično izražena kao vjerovatnoće da se

doživi štete

25

naloga, promjene u objekatu ili rasporedu unutar objekta i tokom izmje­ne plana i rasporeda rada u samom procesu.

o uključivanje EHS eksperata, koji imaju iskustvo, stručnost i obuku neop-hodnu za procjenu i upravljanje EHS uticajima i rizicima, u realizuju upra­vljanja životnom sredinom, uključujući pripremu projekata ili pripremu specifičnih planova aktivnosti i procedura, koje sadrže tehničke prepo-ruke prikazane u ovom dokumentu, a koje su relevantne za projekat.

o razumijevanje vjerovatnoće pojavljivanja i intenziteta EHS rizika, zasni-va se na:• prirodi projektnih aktivnosti, kao što su pitanja a) da li će projekat

ge nerisati značajne količine emisije ili otpadnih voda ili b) da li su u projekat uključene opasne materije ili procesi;

• potencijalnim posljedicama za radnike, zajednicu, ili životnu sredinu, ako se sa opasnostima ne upravlja na adekvatan način, što može za­visiti od udaljenosti projektnih aktivnosti od ljudi ili resursa životne sredine.

o prioritetima strategije upravljanja rizicima u cilju smanjenja rizika po zdravlje ljudi i okolinu, fokusirajući se na sprečavanju nepovratnog i/ili značajnog uticaja.

o favorizovanju strategija, koje eliminišu uzroke nastajanja opasnosti (na primjer, izbor manje opasne materija ili procesa).

o kada nije moguće izbjeći pojavu nekog uticaja, angažovanje inženjera i menadžmenta treba da utiče na smanje i/ili minimiziranje mogućnosti i veličine neželjenih posljedica (na primjer, kontrolom zagađenja treba da se smanji uticaj emitovanog zagađivača na radnike ili okruženje).

o priprema radnika i lokalne zajednice da preduzmu odgovarajuće mje-re u slučaju bilo kakve nesreće u fabrici, uključujući pružanje tehničkih i finansijskih resursa za efikasno i bezbjedno upravljanje događajima i osiguranje bezbjednog stanja na radnom mjestu i zajednici.

o poboljšanje performansi kroz kontinuirano praćenje performansi ka-paciteta industrijskog postrojenja i efektivne odgovornosti.

Kada je u pitanju zagađenje vazduha, ove smjernice se odnose na industrij-ske objekte ili projekte koji generišu emisiju u vazduh u bilo kojoj fazi životnog ciklusa projekta. Smjernice pružaju informacije o uobičajenim tehnikama za upravljanje emisijom, koje se mogu primijeniti na niz industrijskih sektora. Ovo uputstvo obezbjeđuje pristup upravljanju značajnim izvorima emisije, uključu-jući i posebne smjernice za procjenu i praćenje uticaja. Ono, takođe, obezbjeđuje dodatne informacije o pristupima upravljanju emisijom u projektima, koji se nalaze u oblastima lošeg kvaliteta vazduha, gdje može biti neophodno da se uspostave specifični standardi emisije.

Do emisije zagađivača vazduha može doći tokom različitih aktivnosti u toku izgradnje, rada i završetka projekta. Ove aktivnosti se mogu kategorizovati na

26

osnovu prostornih karakteristika izvora, uključujući mjesto/izvor nastanka emi­sije i pokretne izvore emisije, te faze u procesu tokom kojih nastaje emisija (pro­cesi sagorijevanja, materijali za skladištenje ili drugi procesi unutar specifičnih sektora prehrambene industrije). Tamo gdje je moguće, kroz projekat je potre­bno izbjeći, smanjiti i kontrolisati negativni uticaj kontaminenata iz vazduha na zdravlje ljudi, bezbjednost i okolinu. Tamo gdje navedeno nije moguće rea-lizovati, kombinacijom više faktora (efikasno korišćenje energije, promjene u procesu, izbor goriva i drugih materijala koji će smanjiti emisiju kontaminenata u vazduh, primjena tehničkih postupaka za smanjenje emisije i dr) treba pre­duzeti efikasne mjere upravljanja koje se odnose na nastajanje i oslobađanje emisija bilo koje vrste. Izabrane preventivne i kontrolne tehnike u sebi mogu da sadrže jednu ili više metoda zavisno od zahtjeva datih u propisima, značajno­sti izvora, udaljenosti izvora koji emituje kontaminent od drugih izvora, položaj osjetljivih receptora, postojećeg kvaliteta vazduha, kao i potencijala za degra-daciju kontaminenta iz predloženog projekta, tehničke izvodljivosti i isplativost u odnosu na dostupne opcije za prevenciju, kontrolu i oslobađanje emisija.

Pored opštih, date su i specifične smjernice za određene procese ili odre-đene grane industrije. Tako, EHS smjernice za preradu mesa sadrže informaci-je relevantne za preradu mesa, sa fokusom na klanje goveda, svinja i preradu i to u svim fazama od prijema životinja do oblikovanja trupova koji su spremni za prodaju ili dalju obradu. Ovaj dokument se odnosi i na objekte koji pružaju jednostavne oblike prerade nus­proizvoda od mesa (IFC, 2011b). Ovaj dokument je organizovan kroz sljedeća poglavlja: specifični ulazi i upravljanje u odgova-rajućoj vrsti industrije, performanse indikatora i monitoring, reference i kratak opis aktivnosti u industriji.

7.1.7. Problemiuprehrambenojindustrijikojejepotrebnoriješiti primjenomodrživetehnologije Problems in food industry that need to be resolved by applying sustainable technologies

Poljoprivreda i proizvodnja hrane emituju 10­12% od ukupne količine ga-sova staklene bašte. Stočarstvo je odgovorano za četiri petine te emisije, koja uključuje emisiju metana (efekat staklene bašte jači od uticaja CO2), a emituju ga preživari. Promjena načina korišćenja zemljišta, uključujući krčenje šuma za stočarsku proizvodnju, dodatno utiče na povećanje emisije. Ekonomsko boga-ćenje i porast standarda stanovništva utiče na povećanje potrošnje mesa. Struč­njaci prognoziraju da će se u budućnosti stočarska proizvodnje dramatično po-većati kako bi se zadovolja sve veća potražnja potrošača za mesom i mlijekom.

U nastavku će biti prikazan primjer značaja održivog razvoja, koji je dat u vladinoj strategiji održivog razvoja Velike Britanije. U tom poslu treba da uče-stvuju prehrambena industrija i proizvodnja hrane u cjelini. Prema zvaničnim podacima, prehrambena industrija u Velikoj Britaniji učestvuje sa:

27

o 14% potrošnje energije i 7 miliona tona emisija ugljendioksida godišnje,o 10% nastanka industrijskog i komercijalnog otpada,o 10% ukupne potrošnje vode iz javnog snabdevanja za upotrebe indu strije,o 25% kilometara pređenih od strane svih HGV* u Velikoj Britaniji, o 12,5% zaposlenih u Velikoj Britaniji.

Prema studijama o uticaju proizvoda na životnu sredinu, koje su provede-ne u EU, proizvodnja i potrošnja hrane stvaraju 22­31% od ukupne količine gasova staklene bašte. To je poznato pod nazivom otisak ugljen­dioksida koji potiče od hrane (carbon footprint). Proizvodnja i prerada mesa i proizvoda od mesa su najveći izvor ugljen­dioksida, a iza njih zatim slijede prerada mlijeka, proizvodnja maslaca i sira. Procjenjuje se da su potrošnja mesa i mliječnih pro­izvoda odgovorni za 14% od ukupnih uticaja koji potiču iz Evrope na globalno zagrijevanje (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011a). Najmanji otisak ugljenika potiče iz namirnica biljnog porijekla, kao što su svje-že povrće, brašno, žitarice i hljeb.

Smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte u proizvodnji hrane i poljoprivrednom sektoru može da pomogne da se spreče klimatske promjene i smanji opterećenje i pojavu bolesti srca. Provedeno istraživanje (WHO, 2011) identifikuje nekoliko promjena koje se u cilju smanjenje semisije provode u poljoprivrednoj praksi: veća efikasnost u stočarstvu, sakupljanje veće količine ugljenika kroz promjene u načinu korišćenja zemljišta, bolje korištenje đubri-va i manja zavisnost od fosilnih goriva. Ove četiri aktivnosti su neophodne, ali vjerovatno neće biti dovoljne za zadovoljenje postavljenog cilja da se do 2030. eliminiše efekat staklene bašte. Studija pretpostavlja da će to smanjenje do-vesti do sličnog pada potrošnje mesa i mliječnih proizvoda.

7.1.8. Ocjenjivanježivotnogciklusaproizvoda The assessment of the product life cycle

„Otisak ugljenika“ (carbon footprint) koji potiče od hrane se određuje pro-cjenom životnog ciklusa proizvoda. Kroz određivanje carbon footprint određe-ne vrste hrane procjenjuje se njen uticaj na klimu u svim fazama proizvodnog lanca „od kolijevke pa do groba“. Procjena uključuje uticaje na klimu koji poti-ču iz primarne proizvodnje na farmi, svih ulaznih komponenti (na primjer, uve-zena hrane i đubriva) i izlaznih komponenti (na primjer, prodaja stajnjaka dru-goj farmi), transport, preradu (sječenje, grijanje, zamrzavanje, itd) i pakovanje.

Uticaj hrane na klimu se može smanjiti, ako se manje jede mesa, a više po-vrća. Veća količina gasova staklene bašte se emituju u proizvodnji hrane živo-tinjskog porijekla nego u proizvodnji namirnica biljnog porijekla. Meso ima najveći uticaj na klimu – posebno goveđe meso, koje ima 4­8 puta veći uticaj

* HGV je skraćenica koja označava vozila – kamione za prevoz roba na velika rastojanja, a čija je nosivost veća od 3,5 tona

28

na klimu od svinjskog ili pilećeg mesa. Od namirnica ivotinjskog porijekla mlije­ko ima najmanji uticaj na klimu. Uticaj mesa riba koje žive u divljim vodama na životnu sredinu u velikoj mjeri se može pripisati utrošku goriva tokom procesa intenzivnog ribolova. Međutim, uticaj na klimu jednog kg mesa divljeg bakala-ra je uvijek niža od uticaja koji ima jedan kg pilećeg mesa. Ostali faktori, kao što su zamrzavanje, znatno povećavaju uticaj na klimu. Gajenje povrća i krom-pira na otvorenom ima najmanji uticaj na klimu.

U više studija o uticaju proizvodnje hrane na klimu date su preporuke za pravilnu (zdravu) ishranu. Međutim, trenutni podaci o oslobađanju ugljenika nisu dovoljno detaljani da pruže autoritativnu osnovu za davanje savjeta za ishranu iz ugla klimatskih promjena. Jedan broj nutricionista­ekologa se zala-že za poštovanje krilatice „Climate-friendly food is healthy food“.

Prema podacima iz danske Agencije za zaštitu životne sredine, 89% od svih otpadaka hrane u Danskoj potiče iz domaćinstva (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011a). Domaćinstvo baca 10­20% od ukupne koli-čine kupljene hrane, pri čemu se najveći dio odnosi na meso i mliječne proiz­vode (18­20% ovih proizvoda završava u kanti za smeće). Agencija smatra da domaćinstva trebaju pomoć kod planiranja tokom kupovine i savjete koji će pomoći oko izrade menija i smanjenja rasipanja (bacanja) hrane. Boljem plani-ranju kod kupovine hrane sinergetsko djelovanje može imati smanjeno kori-štenje privatnog prevoza prilikom odlaska ukupovinu.

7.1.9. Poljoprivredaiadaptacijanapromjeneklimeubudućnosti Agriculture and adaptation to climate change in the future

Genetski inženjering je omogućio proizvodnju usjeva koji se bolje i lakše pri­lagođavaju promjeni klimatskih uslova, tj. usjeva koji mogu da izdrže više tempe­rature i sušu i više su otporni na rizik od napada štetočina i bolesti (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011b). Postoje prognoze prema kojima će kao rezultat globalnih klimatskih promjena, doći do promjene klime u sjevernoj Evropi, koja će u narednim decenijama biti toplija i vlažnija. Prvi znaci tih promjena su vidljivi u danska poljoprivredi:

o značajano je prošireno područja na kojem se proizvodi kukuruz, koja ranije nije bila karakteristična za ovo područje

o u Dansku je stigla bolesti stoke poznata kao plavi jezik, a od koje ranije nije obolijeva stoka i

o prošireno je područje na kojem raste biljka ambrozija, poznata kao biljka koja izaziva alergenske reakcije kod većine ljudi u umjerenom klimat-skom pojasu.

Danska poljoprivreda će vjerovatno do određenog stepena imati koristi od klimatskih promjena. Proračuni pokazuju da će toplija klima i povećan sadržaj CO2 u atmosferi do 2050. godine, zbog produžene sezone vegetacije, vjerovat-no uticati na povećanje prinosa mnogih usjeva za 10­15%. Nove mogućnosti

29

će pružiti osnovu za nastavak intenzivne poljoprivredne proizvodnje. Sa druge strane, porast prinosa u proizvodnji usjeva će vjerovatno povećati potrebe za azotom. Ovo podrazumijeva povećanje rizika od emisije štetnih gasova i hranlji­vih materija u vodenu sredinu. Toplija i vlažnija klima će, takođe, imati uticaj na zaštitu biljaka, kao i pojavu novih bolesti i oštećenja jer će tražiti upotrebu veće količine pesticida. Domaće životinje i ribe se mogu prilagoditi toplijoj kli-mi. Međutim, toplija klima će uticati na širenje novih bolesti životinja, od kojih trenutno obolijevaju životinje u južnijim dijelovima Evrope, i njihovo proširenje na sjeverni dio Evrope (Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries, 2011b). Štetočine mogu da predstavljaju povećani rizik. Ovo se, takođe, odno-si na bakterije (salmonele, Campilobacter) i druge bolesti koje inficiraju ljude i životinje. To će doprinijeti učestalosti infekcije salmonelom i Campilobacter-om kod životinja i ljudi u nordijskim zemljama, posebno tokom ljetnjih mjeseci. Do ovog može doći zbog nekoliko razloga:

o povećana učestalost infekcija u primarnoj proizvodnji,o češće narušavanje “hladnog lanca”, što može dovesti do povećanja

broja bakterija u hrani,o zbog toplijeg ljeta, duža sezona korištenje roštilja za pripremu jela,o toplija i vlažnija klima utiče na povećanje broja muva (i drugih inseka-

ta), koje prenose zarazne bolesti. U toplijoj klimi, veći broj mikro­orga-nizama je prisutan u hrani i ima bolje uslove za preživljavanje. To znači da su mikororganizmi u stanju da brže rastu i dostignu nivo koji pro­uzro kuje bolest kod ljudi. Međutim, virusi koji obično žive u hladnijim uslovima, kao što su rotavirusa, će teže opsti u novonastalim klimat-skim uslovima.

7.1.10.Preprekezaprihvatanjeprakseodrživosti(sustainablepractices) uprehrambenojindustriji Barriers to the acceptance of practices of sustainability in the food industry

Pokazalo se da mjerama, koje se preduzimaju u cilju jasnije primjene eko-loški održive prakse u prehrambenoj industriji, kako na domaćem, tako i na međunarodnom tržištu, na putu stoje određene prepreke koje treba prevazići (The Allen Consulting Group Pty Ltd., 2004). Kao prepreke za prihvatanje odr-žive prakse u prehrambenoj industriji navode se:

o nedovoljno znanje, vještine i nedostatak informacija o tome šta treba mijenjati kako bi se više koristile održive prakse (sustainable practices),

o visoki troškovi ulaganja u nove održive prakse,o teškoće u razvoju tržišta za proizvode koji su ekološki održivi (environ-

mentally sustainable) i nepostojanje zadovoljavajućeg načina da se ka-rakteristike ovih proizvoda prikažu na način koji će efikasnije ubijediti potrošače da više kupuju ovu vrstu proizvoda,

30

o teškoće u ostvarivanju zadovoljavajuće cijene za proizvode, o neizvjesnost oko povrata uloženog vremena i novca u održive prakse

posmatrano u srednjoročnom i dugoročnom planu,o teškoće u pronalaženju investitora za finansiranje održivih praksi, u kom­

binaciji sa teškoćama sa kojima se suočavaju investitori tokom provje-re tvrdnji izrečenih od strane proizvođača,

o složeni odnosi u lancu snabdjevanja hranom, koji mogu omesti ili uči-niti nejasnim protok informacija između proizvođača i drugih strana, to­kom isticanja dodatne vrijednost ove vrste prehrambenih proizvoda, sa jedne strane i aspiracije potrošača i želje zajednice za održivosti, sa druge strane.

Obim tih prepreka se vjerovatno nije isti u različitim granama prehrambe-ne industrije i u različitim fazama u lancu snabdjevanja. Proizvodi koji nisu po-znati široj javnosti i ne spadaju u kategoriju poznatih brendova, vjerovatno će imati više problema sa „neizvjesnošću kvaliteta“ i proizvođačima će biti skupo da dokažu svoj odnos prema životnoj sredini i da tržište to prihvati. Bez bren-diranja, korisnici teško mogu da razlikuju proizvode pojedinačnih firmi. Slično tome, atributi održivosti proizvoda, koji dolaze od „nepoznatih“ proizvođača, neće biti jasno identifikovani od strane potrošača.

7.1.11. Trenutniiočekivaninosiocipromjena Current and expected drivers of change

Pitanja vezana za održivost životne sredine su postala važna za prehram-benu industriju. Neki od potencijalnih nosilaca promjena, koji imaju komerci-jalne dimenzije, su navedeni u tabeli 7.1.14. To je preliminarna lista faktora, koji mogu djelovati u pravcu da promjene prerastu u a) komercijalne šanse za razvoj industrije ili b) prijetnje koje mogu spriječiti razvoj i uticati na prestanak rada preduzeća. Ova lista je samo spisak potencijalnih faktora, koje treba raz-motriti i analizirati. Njihov značaji se ne smije svatiti kao izjava o činjenicama ili predviđanjima.

Uticaj i značaj gore navedenih faktora/pokretača, a i drugih, se razlikuju iz-među domaćeg i stranog tržišta (izvoza). Na primjer, ekološki održiv razvoj i be zbjednost hrane su važniji za potrošače u EU, nego za potrošače u SAD i Aziji (naročito izvan Japana). S obzirom da prehrambena industrija balkanskih zemalja teži ka izvozu svojih proizvoda na inostranstrana tržišta, od vitalnog je značaja da se razumiju komercijalni pokretači na najznačajnijim stranim tržišti­ma. U tabeli 7.1.15 su prikazane neke od promjena koje su se na tržištu zemalja Evropske unije desile u posljednjih 5 godina. Ove promjene su nastale kao po-sljedica prilagođavanja svih učesnika u lancu snabdjevanja hranom u navede-nim državama, prema propisima unije i nacionalnim propisima, a u cilju unapre­đenja održivih tehnologija u proizvodnji i prometu hranom.

31

Faktori koji se razmatraju u ovom poglavlju predstavljaju početnu analizu potencijalnih komercijalnih pokretača održive prakse u prehrambenoj indu-striji. Jasno je da je važno da se identifikuje puni opseg faktora koji su u igri. Ta kođe je važno da se dobije osjećaj o tome koji faktori su važni, kao i da se procijeni koji od faktora stvaraju šanse, a koji predstavljaju pretnju preduzeću i proizvodu.

7.1.12.Postojećeinicijative The current (existing) initiatives

U Strategiji razvoja prehrambene industrije u Australiji navedeni su koraci, koji u cilju prilagođavanja nosiocima reformi u pravcu održivog razvoja uključu­ ju sljedeće aktivnosti: implementacija sistema upravljanja životnom sredinom (EMS), uvođenje čistih proizvodnji (Clean Production), istraživanje, uvođenje sistema trostrukog izvještavanje (Triple Bottom Line reporting), uvođenje in-dustrijskih standarda za održivost (Industry wide standards for sustainability), uvođenje sistema osiguranja kvaliteta i uvođenje novog načina označavanja/deklarisanja/etiketiranja proizvoda.

U obrazloženju pomenutih aktivnosti date su kratke informacije o suštini svakog od koraka. Sistem upravljanja životnom sredinom (Enveronmental ma-nagement system, EMS) je važan alat za poboljšanje upravljanja prirodnim re-sursima. Većina vlada u svijetu podržava EMS kroz finansiranje projekata imple­mentacije EMS. Industrija sve više primjenjuje praksu čiste proizvodnje (Clean Production) i praksu eko­efikasnosti. Australijska vlada je bila aktivna u pro-movisanju novih tehnologija i informisanju industrije o mogućnostima i znača-ju aplikacije. Provedeno je više istraživanja u oblasti novih tehnologija, koje će pomoći industriji tokom uvođenja održive prakse.

Navodi se više primjera povećanja promocije i prihvatanje Tripple Bottom Line računovodstvenih praksi, koje uzimaju u obzir ekonomske, socijalne i ekološke troškove i koristi za industriju.

Sektori u prehrambenoj industriji su promovisali standarde za praksu održi­vog razvoja, kao industrijske standarde za održivost (Industry wide standards for sustainability). Na primjer, takav je sporazum između industrije o pakova-nju hrane u cijelom lancu proizvodnje i vlasti, gdje je odgovornost podijeljena između učesnika. On se primjenjuju duž cijelog lanaca, od sirovine do prodava­ca na malo, i na kraju do odlaganje iskorištene ambalaže. Konsolidacija indu-strije i integracija lanca snabdevanja, doveli su do toga da veliki prodavci posta­vljaju zahtjeve u vezi sa primjenom sistema osiguranja kvaliteta, kao načina kontrole vlastitih postupaka rada i postupaka rada kod svojih dobavljača. In-dustrijska praksa održivosti se promoviše kroz označavanje (deklarisanje, eti-ketiranje) proizvoda. Organska proizvodnja je dobrovoljni proces certifikacije, a postoje i druge inicijative za deklarisanje reciklirane ambalaže i druge načine eko­označavanja.

32

Tabela 7.1.14. Unapređenja održivih tehnologija u proizvodnji i prometu hranom u zemalja Evropske unije Table 7.1.14. The improvement of sustainable technologies in the production and distribution of food in European union

Zabrinutost potrošača

Briga za bezbjednost hrane i želja za „održivom“ proizvodnom praksom, kod potrošača utiču na porast interesovanja za

holističkim karakteristikama proizvoda koje kupuju, uključujući zaštitu životne sredine i socijalni uticaj pojedinih aktivnosti duž cijelog proizvodnog lanca. Podrška vrijednostima zaštite životne

sredine među potrošačima može da utiče na povećanje ispitivanja i pojavu sumnje u „industrijski“ proizvodenu hranu.

Promjena prihvatljivosti od strane potrošača

Pojava organske proizvodnje je primjer promjene prihvatljivosti od strane potrošača. Potrošači biraju organske proizvode iz

razloga koji se odnose na kvalitet proizvoda, bezbjednost proizvoda i podršku za ekološki održivu praksu. Neki potrošači

su sve više zainteresovani za druge atribute proizvoda, a ne samo za cijenu.

Opasnost od nestanka prirodnih resursa

Prehrambena industrija se čvrsto oslanjaja na prirodne resurse. Na primjer, poljoprivreda je najveći potrošač vode, a veliki dio

vode se, takođe, troši u prehrambenoj industriji. Raste svijest o pitanjima kao što su održivost vode i degradacija zemljišta.

Nestanak ovih resursa, ili značajno povećanje troškova tokom korištenja resursa, zahtijevaju strukturne promjene u

prehrambenoj industriji.

Ugled i obaveze

Ugled preduzeća, često stvoren na osnovu poznavanja i uvida u njegov način rada, postaje sve važnija dimenzija kod ocjene

poslovnih vrijednosti i izbora od strane potrošača. Uz povećanje svijesti zajednice oko pitanja održivosti životne sredine, loš

načina rada u industriji postaje veći rizik.

Usmjeravanje pažnje na ekološke faktore

Vlada i zajednica prate i ocjenjuju korišćenje i pružaju zaštitu prirodnim resursima od nesavjesnog korištenja. To utiče na potencijalnu izloženost prehrambene industrije povećanju

ulaznih troškova, usvajanju novih propisa i većem regulisanju korištenja resursa u budućnosti, te izloženost „moralnom“ sudu od strane potrošača prilikom ocjene atributa proizvoda i izbora

kod kupovine.

Veći zahtjevi za transparentnost

I potrošači i regulatorna tijela od prehrambene industrije zahtijevaju veću transparentnost o načinu rada i provođenju

aktivnosti tokom procesa, i veću transparentnost o karakteristikama gotovih proizvoda. To utiče na povećanje

interesa potrošača i vlasti za deklarisanje/etiketiranje prehrambenih proizvoda, i uočavanje eventualnih propusta tokom rada u fabrikama prehrambene industrije (odnosno

tokom cijelog lanca snabdijevanja hranom).

33

Strukturne promjene u industriji

Nedavne strukturne promjene u industriji su se odrazile na kon-solidaciju jednog broja sektora u industriji, posebno u odnosu

kupac­prerađivač hrane. Ovaj trend je promijenio izgled u lancu snabdjevanja prehrambene industrije, sa povećanjem vertikalne i horizontalne integracije. Na primjer, veliki prodavci imaju veći

interes za soprstveno uključenje u način rada svojih dobavljača i kroz implementaciju sistema osiguranja kvaliteta obezbjeđuju

veće prisustvo u lanacu snabdjevanja

Tabela 7.1.15. Spremnost tržišta da prihvati prehrambene proizvode izrađene uz korištenje održive tehnologije Table 7.1.15. The willingness of the market to accept food produced using sustainable technologies (Ministry of Foreign Affairs and Trade, 2010)

Velika Britanija

Industrija za preradu mesa je od države dobi-la mapu puta, koje se treba pridržavati u cilju smanjenja emisije

EBLEX (udruženje prarađivača mesa goveda i ovaca u UK) nedavno je najavilo program u kojem se definiše način na koji industrija namjerava da smanji emisiju gasova

staklene bašte tokom naredne decenije. Industrija prerade mesa svinja radi na razvoju sličnog programa

Smanjenje potrošnje mesa

U posljednje vrijeme u UK je veća pažnja usmjerena na smanjene potrošnje mesa, kako zbog zdravstvene tako i ekološke koristi. Vlada Velike Britanije i veliki trgovci stalno naglašavaju značaj korištenja tehnologije koja

emituje malu količinu CO2 (low-carbon) i daju dovoljno informacija kako bi se korisnicima omogućio najbolji izbor.

Ulaganje u održive tehnologije

Uprkos recesiji, ulaganje u održive tehnologije je i dalje visoko. Istraživanja su pokazala da je 80% preduzeća iz

sektora prehrambene industrije u Velikoj Britaniji povećalo ulaganja u održive tehnologije ili su održivost

zadržali na postojećem nivou.

Danska

Klimatske promjene i hrana

Hrana doprinosi 22­31% od ukupne emisije gasova staklene bašte u EU, a primarna proizvodnja čini najveći

dio. Meso i mliječni proizvodi čine 14% od toga. U Danskoj, poljoprivreda stvara gasove staklene bašte u

iznosu od 14% ukupne emisije. Danska će vjerovatno da postavi ciljeve za smanjenje poljoprivrednog sektora. Vlada je takođe dala savjete o tome kako da potrošači

koriste hranu koja je „prijateljski naklonjena prema klimi“ (climate-friendly) i kroz savjete za ishranu u obliku kuvara

sugerisano je da se jede što manja količina mesa i proizvoda od mlijeka, a da se jede što više svih vrsta se-

zonskog i lokalno gajenog povrće, kao i da se smanji količina proizvedenog otpada

34

Organski proizvedena hrana

Organski proizvedena hrana generalno nije prijateljski naklonjenija očuvanju klime (climate-friendly) od

konvencionalno proizvedene hrane.

Smjernice za ishranu (kuvar)

Ove smjernice sadrže savjete za konzumiranje hrane koja najmanje utiče na klimu, klima­prijateljski naklonjene

hrana (climate-friendly food)

Njemačka

Klima nije odlučujući faktor prilikom kupovine hrane

Najnovija istraživanja udruženja potrošača ukazuju na to da njemački potrošači tokom donošenja odluke za

kupovinu ne uzimaju u obzir uticaj procesa proizvodnje hrane na klimu. Važniji su im drugi faktori „kupovina

lokalnih“ proizvoda, ali odbijaju da smanje potrošnju mesa. Ipak, rasprava o ulozi mesa u „ekološki­ prihvatljivoj“ dijeti se nastavlja, sa povećanjem prodaje živinskog mesa čija

je proizvodnja vezana sa relativno niskom količinom nastalog ugljen dioksida.

Porijeklo proizvoda u maloprodaji je određeno uticajem na održivost

Prodavci nastavljaju da na listu stavljaju nove proizvode (na primjer, mlijeko bez GM, GM-free milk) i poslije

razmatranja održivosti sa liste skidaju neke proizvode (na primjer, meso zečeva, necertifikovana riba). Vodeći

njemački prodavci su se takođe usaglasili da usklade i međusobno razmijene podatke u vezi sa reziduama

pesticida u voću i povrću.

Genetski modifikovani mikroorganizmi

U Njemačkoj se uzgaja GM-Amflora krompir, razvijen od strane velike industrije BASF (ne prehrambene aplikacije), nakon odobrenja od nadležne komisije Evropske unije. U isto vrijeme, Njemački ministar poljoprivrede traži od EU uvođenje GM­deklarisanja. Lobi u njemačkoj prehrambenoj industriji je generalno pro-GM, dok još uvek postoji zna-čajan otpor potrošača takvoj hrani (na primer, „GM-free“

mlijeko i beby mlijeko, koje potiče od krava hranjenih sa hranom koja je GM-free).

Ovo je veoma kratak spisak i ne odražava čitav spektar aktivnosti koje su već u toku. Želja autora je da pruži bolji uvid u čitav niz aktivnosti koje su u toku, njihovu koordinaciju i da da doprinos razvoju industrije.

Smjernice za ishranu sadrže savjete za konzumiranje klima­prijateljski naklonjene hrane (climate-friendly food), kao što su:• jesti manje mesa i mliječnih proizvoda i više sezonskog povrća (hlađenje i zamr-

zavanje značajno povećavaju emisiju),• smanjiti emisiju u vezi sa transportom, kako u pogledu udaljenosti sa koje se hra­

na dovozi („nije svejedno da li stek dolazi iz Argentine ili iz susjednog sela“), tako i u pogledu udaljenosti koju potrošači prelaze u cilju kupovine hrane (vožnja do supermarketa).

35

• napraviti plan kupovine hrane za neki period kako bi se smanjila količina nasta-log otpada. Danska domaćinstava bacaju 10­20% od ukupno kupljene hrane, u čemu meso i mliječni proizvodi dominiraju.

Da bi olakšali primjenu, odnosno ublažili troškove uvođenja održivih tehno­logija, proizvođači, prerađivači i distributeri hrane često prave svoja udruženja. Jedno od takvih udruženja je okupljeno oko The Food Industry Sustainability Strategy (FISS)u Velikoj Britaniji (FISS, 2006). FISS je, u stvari, dobrovoljna mre-ža prerađivača hrane, skladištera, distributera i isporučioca hrane u Velikoj Britaniji, koja je formirana u cilju prilagođavanja najboljim praksama i pomoći kod unapređenja održivog razvoja preduzeća. Ova mreža zapošljava više od 3,2 miliona radnika. Njen cilj je da se poboljša efekat održivosti sektora kroz niz dobrovoljnih mjera, na osnovu kriterijuma i takmičenja za rangiranje i iz-bor najboljih preduzeća u različitim granama industrije i ostvarivanje saradnje industrije sa Vladinim tijelima koja su zadužena za primjenu najboljih raspolo-živih tehnika (Best Available Techniques, BAT).

Nova vizija održivog razvoja, koju ima vlada Velike Britanije, data je u Stra-tegiji održivog razvoja „Securing the Future“ u kojoj se navodi sljedeće „Cilj održivog razvoja jeste da svim ljudima širom svijeta omogući zadovoljenje nji-hovih osnovnih potreba i stvaranje uslova za kvalitetan život, bez ugrožavanja kvaliteta života budućih generacija.“ Ovo će se postići kroz „održivu, inovativnu i produktivnu ekonomiju koja pruža visok nivo zaposlenosti i kroz društvo koje promoviše socijalnu inkluziju, održivu zajednicu i lično blagostanje. To će biti učinjeno na način koji štiti i unapređuje fizičko i prirodno okruženje, kao i kori-šćenja resursa i energije na najefikasniji mogući način“.

U navedenom dokumentu FISS­a se navodi kako svi koji su uključeni u pre-hrambenu industriju mogu, kroz detaljnu primjenu najboljih praksi, doprinijeti ostvarenju održivog razvoja. Traži se da se održivost pozabavi upravljanjem prioritetnim oblastima, identifikovanim od strane zainteresovanih strana FISS grupe i koje su potvrđene od strane javnosti. Mnoge oblasti prioriteta zahtije-vaju dalji rad kako bi se preciznije utvrdilo šta se može postići u tom pravcu i na koji način. U nastavku izlaganja navedene su inicijative, koje treba realizo-vati u narednim godinama.

Jedan od prioriteta FISS jeste smanjenje emisije ugljen dioksida. Konkret-no, traži se od prehrambene industrije u Velikoj Britaniji da smanji korišćenje energije za 20%. To znači da će industrija morati da smanji emisiju štetnih ga-sova za apsolutnih 1,6 miliona tona ugljenika. To je moguće postići na različite načine: na primjer, kroz povećanje energetske efikasnosti ili kroz trgovinu u Velikoj Britaniji i EU unutar šeme trgovine emisijom.

Što se tiče prioriteta rješavanja otpada, veliki napredak je učinjen u indu-striji na osnovu postojećih podsticaja, uključujući porez na deponije, preradu, reciklažu i pakovanje otpada i smanjenje pakovanja. FISS to prihvata i nastoji da

36

ga ostvari kroz povećanje trenutnog nivoa angažovanja prehrambene indu-strije na provođenju vladinih programa najbolje prakse. Obezbijeđena su uve-ćana sredstva za zadovoljenje potražnje industrije. To je izazov prerađivačkoj prehrambenoj industriji da svoj otpad smanji za 15­20%.

FISS podstiče prehrambenu industriju da smanji sadašnji nivo potražnje za vodom u svim fazama lanca snabdjevanja kroz unapređenje efikasnosti i kroz usvajanje najboljih praksi, ali bez ugrožavanja higijene hrane. Konkretno, to zahtijeva od prehrambene industrije da do 2020. smanji korišćenje vode za 10­15% i (20­25% u jugoistočnoj regiji UK). Na kraju kada se dostigne taj cilj, količina vode koju koristi prehrambena industrija u Velikoj Britaniji će se sma-njiti za 10% i uštedeti će se 43 000 m3 vode dnevno, odnosno 1% od ukupne količine vode koja se koristi u industriji.

Eksterni troškovi transporta hrane (ekološki, socijalni i ekonomski troškovi) u Velikoj Britaniji se procjenjuju na 9 milijardi £ godišnje. Od toga, 20% nasta-je u inostranstvu, 40% se može pripisati putovanjima potrošača i 40% na do-maće aktivnosti prehrambene industrije. To uključuje redovnu procjenu po-punjenosti vozila sa robom koja se prevozi, dužinu puta kroz „prazan hod“, vrijeme korišćenja prevoznih sredstava, odstupanje od rasporeda i potrošnju goriva. To je takođe izazov prehrambenoj industriji da smanji eksterne troško-ve u vezi sa prevozom do 2012 za 20%.

FISS podržava konzistentnost sa ciljevima vladine politike o ishrani i zdravlju izraženoj u Bijeloj knjizi javnog zdravlja. To ohrabruje prehrambenu industriju da radi u partnerstvu sa Vladom i drugim zainteresovanim stranama, kako bi pomo­gla oko dostizanja trajnog poboljšanja ishrane i zdravlja ljudi u Velikoj Britaniji.

FISS priznaje da su glavni prioriteti za industriju i Vladu Velike Britanije odr-žavanje i jačanje povjerenja javnosti u način rada prehrambene industrije i po­vjerenje u bezbjednost prehrambenih proizvoda. To je izazov industriji da igra punu ulogu u ostvarivanju postojećih ciljeva Food Standard Agency u smanje-nju trovanja hranom i smanjenju bolesti prenosivih hranom za 20%. FISS dalje traži od prehrambene industrije da dodatno poboljša svoju evidenciju o zdra­vlju i bezbjednosti. FISS podstiče industriju da sa postojećim ciljevima smanji broj smrtnih slučajeva i ozbiljnih povreda radnika u sektoru za 10%.

FISS ima za cilj da osigura da se inovacije, koje su zasnovane na nauci, po-drže odgovarajućim načinom finansiranja, te da se stvori jaka mreža između industrije i nauke kako bi se uspostavila osnova za saradnju radi širenja inova-cija i najbolje prakse, uključujući MSP u oblasti proizvodnje hrane i pića.

Sljedeći FISS izazov se odnosi na obezbjeđenje promocije radnika u prehram­benoj industriji, rješavanje problema unutar preduzeća kroz dodatnu obuku radnika. Posebno, oni podstiču preduzeća u oblasti maloprodaje hrane i pro iz­vodnje hrane da za najmanje 40% smanje broj odraslih radnika u maloprodaji i proizvodnom sektoru koji nemaju odgovarajuću kvalifikaciju, što je u skladu sa opštim ciljevima postavljenim u Strategiji Bijela knjiga (White Paper).

37

Firma Tesco je postavila ciljeve za emisiju ugljen dioksida do 2050 godine, što uključuje sljedeće:• obavezu da se do 2050. godine količina nastalog ugljenika smanji na nulu• otvaranje svoje prve prodavnice sa nula ugljenika u 2010 • obavezu da 30% smanjenja ugljenika uticaj proizvoda i procesa u lancu snabde-

vanja do 2020, radi „sve što je potrebno“ da radi sa dobavljačima kako bi se to dogodilo

• upotrebu zelene Club kartice nagraditi nižom cijenom• podsticanje konkurencije među prodavnicama da prodaju više proizvoda sa ni-

skom emisijom ugljenika• uvođenje „Kupi jedan, dobi jedan slobodan ... kasnije“ čime kupci treba da obe-

shrabre proizvodnju otpada i jačaju održivu potrošnju.

7.1.13.Strateškeaktivnostizabudućnost Strategic actions for the future

U cilju rješavanja i izrade strategije potrebno je na državnom nivou predlo-žiti strateški okvir za analizu stanja u prehrambenoj industriji i predložiti od-govarajuće mjere, koje se nametnu na osnovu te analize. Među aktivnostima koje je potrebno riješiti u cilju uvođenja održivih tehnologija, između ostalog, potrebno je učiniti sljedeće (The Allen Consulting Group Pty Ltd., 2004):

1. Otkloniti uočene nedostatke u znanju. Ovo je oblast koja je usmjerena ka trenutnim inicijativama, posebno ka idejama koje su fokusirane na istraživanje novih tehnologija i procesa i aktivnosti koje su usmjerena na obrazovanje zaposlenih u preduzećima i podizanje sposobnosti učesnika u prehrambenoj industriji o metodama koje će im pomoći da svoj način rada učine održivom.

2. Obezbijediti finansijska sredstva za ulaganje u novi održivi način rada. Neke nauke, istraživanja i razvojne aktivnosti utiču na pronalaženja jefti-nijih postupaka tokom rada u prehrambenoj industriji. Kroz usmjerava-nje pažnje na eko­efikasnost, država i industrija treba da pokažu da troškovi koji se sada ulažu predstavljaju ulaganje u budućnost, odnosno da su oni oblik štednje za budućnost.

3. Potrošačima predstaviti održive proizvode. Uticati na njih da preusmje­re sklonosti sa održivosti i rada, ka tome kako da održivost i dostignu.

4. Otkloniti teškoće u postizanju najbolje cijene proizvoda, zbog razlika u mišljenju proizvođača i potrošača o atributima novih proizvoda. Ključne inicijative uključuju šeme deklarisanja proizvoda, koje potrošačima pru-žaju prepoznatljiv simbol, kojem oni mogu da vjeruju.

5. Prevazići teškoće u pronalaženju investitora za finansiranje održivog načina rada. Postoje nove i više etične investicije i društveno odgovorni investicioni fondovi, koji traže mogućnost investiranja u oblastima koje se odnose na povećanje održivosti. Sa druge strane, postoji mnogo ino-

38

vativnih preduzeća u prehrambenoj industriji, koja sve više razvijaju prin­cip održivosti i traže investitore. Izgleda da nedostaju mehanizmi da se izvori sredstava i korisnici investicionih fondova nađu zajedno i da se efi­kasno dogovore o zajedničkom nastupu.

6. Pojednostaviti odnose u lancu snabdjevanja hranom, koji ometaju pro­tok informacija između proizvođača i potrošača da prihvate dodatnu vrijed­nost hrane i težnju potrošača i zajednice za održivosti. Jedna od aktivnosti, koja utiče na poboljšanje komunikacija između učesnika u lancu snabdje­vanja, jeste sistem osiguranja kvaliteta.

Na početku aktivnosti rješavanja problema odnosa između industrije, okoli­ne i društva, treba identifikovati oblasti koje su važne za rješavanje ovog pitanja. U stvari, to je odgovor na pitanje: koje oblasti u industriji generišu najveću količinu povrata (otpada) i koje oblasti djelovanja najviše smanjuju rizik od oštećenja.

Iako je ključna pažnja usmjerena na jačanje proizvodnje i tržišta, jasno je da određenu ulogu u usvajanju održive prakse i aktivnostima uvođenja održi-vih tehnologija ima država/vlast. Aktivnosti države u vezi sa održivosti životne sredine u različitim aspektima prehrambene industrije obuhvataju sljedeće:

o usvajanje uredbe o upotrebi hemikalija,o propisivanje načina korišćenja zemljišta i voda,o usvajanje propisa o zaštiti zdravlja i bezbjednosti prehrambenih proi-

zvoda,o usvajanje zakona u vezi sa poslovanjem i zaštitom potrošača,o propisivanje radnji, zabrana i standarda u vezi sa procesima u industriji

(fokusirajući se uglavnom na kontrolu zagađenja),o pružanje dobrovoljne certifikacije proizvoda, koja treba potrošačima da

obezbijedi informacije o proizvodima (na primer, Organic certifikacija),o finansiranje nauke, istraživanja i razvojnih aktivnosti,o edukacija zaposlenih u industriji u oblasti održive prakse, što povezuje

industriju sa najnovijom tehnologijom,o pomoć u vezi održive poljoprivrede i usvajanje tehnika održive proi-

zvodnje hrane,o kontrola uvoza (tj. zahtjevi za carinskim karantinom) u cilju zaštite in-

tegriteta domaće proizvodnje io kontrola izvoza (na primjer, izdavanje dozvola za izvoz ribe kao mjere

za zaštitu životne sredine i očuvanje biodiverziteta).Pored toga, treba navesti ulogu vlasti u uspostavljanju pravila za trgovinu i

investicione tokove. Vlade na međunarodnoj sceni stvaraju uslove za poveća-nje globalizacije u nekim oblastima, dok u drugima vlade traže zaštitu za svoju zajednicu ili osjetljive interese industrije od pritisaka i izazova koje je pokrenula globalizacija. U tom smislu, postoji veliki broj međunarodnih konvencija koje su uspostavile standarde za bezbjednost hrane. Organizacija koja je zadužena

39

za međunarodne standarde u oblasti proizvodnje hrane je Codex Alimentarius, formiran 1963. od strane UN FAO i WHO u cilju razvoja standarda o hrani, smjernica u vezi sa propisima i praksi u proizvodnji i preradi namirnica. Kodeks standardi obuhvataju pitanja deklarisanja hrane, pitanja korištenja prehram-benih aditiva, kontaminanata, pitanja higijene prehrambenih proizvoda i rezidua u hrani (uključujući pesticide i veterinarske lijekove).

7.1.14. Monitoring životne sredine Environmental monitoring

Program Monitoringa životne sredine u ovom sektoru treba da prati sve aktivnosti u toku normalnog poslovanja i odobrenih uslova, koje su identifiko-vane kao faktori sa značajnim uticajem na životnu sredinu. Aktivnosti tokom monitoringa životne sredine treba da se zasnivaju na praćenju direktanih ili indirektnih pokazatelja emisija, otpadnih voda i korišćenja resursa koji važe za određeni projekat.

Frekvencija monitoringa bi trebalo da bude dovoljna da obezbijedi repre-zentativne podatke za parametare koji se prate. Monitoring treba da se spro-vodi od strane obučenih pojedinaca za praćenje i vođenje evidencije postupaka, kao i korišćenje ispravno kalibrisane i održavane opreme. Praćenje podataka treba analizirati i preispitivati u određenim vremenskim razmacima i uporediti ih sa operativnim standardima, te na osnovu toga preduzeti neophodne ko-rektivne mjere.

7.1.15. Zaključak Conclusion

Uticaj prehrambene industrije na životnu sredinu se ogleda u stvaranju ot-pada, korištenju vode i korištenju energije. Upravljanje otpadom podrazumi-jeva sprečavanje nastanka i minimiziranje izvora („bez otpada“ ne znači i bez zagađivača, već samo bez troškova uključenih u upravljanje otpadom). Spre-čavanje nastanka otpada i minimiziranje izvora u svim procesima ne donose dobre rezultate. U nekom drugom proizvodnom sistemu potrebno je nastale otpadne materije prevesti u sekundarne sirovine za proizvodnju novih materi-jala. Čak i kada se oba prilaza primijene, još uvijek postoji određena količina preostalog otpada koji treba baciti. Ova količina otpada može da predstavlja rizik po okolinu, da stvara probleme sa štetočinama i ugrozi zdravlje i bezbjed-nost ljudi. Ponekad se u razvijenim zemljama kombinuju oba prilaza u rješava-nju problema otpada i korištenja energije u prehrambenoj industriji. U praksi to daje najbolje rezultate. Rezultat zajedničkog razmatranja oba prilaza doveo je do razvoja modela industrijskog ekosistema sa otpadom jednakim nula (zero waste industrial ecosystem). U ovom modelu, između nekoliko preduzeća u obla­sti poljoprivrede i industrijske prerade egzistenciju tokovi energije i materijala.

40

Na taj način, prehrambena industrija i poljoprivreda mogu da sarađuju i da se obadvoje razvijaju u ekološkom pravcu, tj. da zajedno rješavaju ekološke pro-bleme.

LITERATURA

Academy of Medical Science/WHO. 2011. The health benefits of tackling climate change,

http://download.thelancet.com/flatcontentassets/series/health­and­climate­change.pdf

Baldwin J.C. 2009. Sustainability in the Food Industry, Editor Baldwin JC., Wiley­Black-well, IFT Pres, Iowa, USA

Bellarby J., Foereid B, Hastings A., Smith P. 2008. Cool Farming: Climate Impacts of Agriculture and Mitigation Potential, Amsterdam, the Nethwrland: Greeenpeace

Cybulska G. 2000. Waste management in the food industry – An overview, Key Topics in Food Science and Technology, CCFRA, Chipping Campden, Gloucestershire, UK

Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries. 2011. Food’s carbon footprinthttp://www.fvm.dk/foods_carbon_footprint.aspx?ID=42268Denmark’s Ministry of food, Agriculture and Fisheries. 2011. Agriculture and adapta-

tion to the climate of the future, http://www.fvm.dk/agriculture_and_adaptation_to_the_climate_of_the_future.as-

px?ID=42267Dieu MTT. 2009. Food Processing and Food Waste, In: Sustainability in the Food In-

dustry, Editor Baldwin JC., Wiley­Blackwell, IFT Pres, Iowa, USA, strana 23­60Grujić R. 2011. Održive tehnologije u prehrambenoj industriji, Savjetovanje Ekonom-

skog fakulteta u Brčkom, Zbornik radovaHendrikson J. 1996. Use in the US Food System: A Summary of Existing Research and

Analzsis, Madison, WI University if WisconsinFISS. 2006. The Food Industry Sustainability Strategy, http://archive.defra.gov.uk/foodfarm/policy/foodindustry/documents/fiss­ria.pdfICF. 2007. Energy Trends in Selected Manufacturing Sectors: Opportunities and Chal-

lenges for Environmentally Preferable Energy Outcomes, http://www.epa.gov/sectors/pdf/energy/report.pdfIFC. 2011a. http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelinesIFC, 2011b. http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/AttachmentsByTitle/gui_EHSGuide-

lines2007_MeatProcessing/$FILE/Final+­+Meat+Processing.pdfISO, Internacional standard ISO 14001 – Environmental management systemKramer K., Meeusen M. 2003. „Sustainability in agrofood sector“, In: Life cycle As-

sessment in the Agri­food Sector: Proceeding from 4th International Conference, October 6­8 2003, Bygholm, Denmark

Masanet E., Worrell E., Graus W. Galitskt C. 2007. Energy Efficiency improvement and Cost Saving Opportunities for the Fruit and Vegetavle Processing Industry, http://industrial­energy.lbl.gov/drupal.files/industrial­energy/Fruit­Vegetables.pdf

Moon N.J., Woodroof J.G. 1986. Plant sanitation and waste disposal, p613­646, In: Com-mercial Fruit Processing, Editors: Woodroof and Luh, AVI Publising Connecticut

41

RAC/CP. 2006. Pollution prevention in the Meat Processing industry in Mediterranean region, UNICEP/ MAP/ Regional activity centre for cleaning production/Ministry of the Enveronment Spain/ Gaverment of Catalonia

The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004. Environmental sustainability in the Food Industry: An Issues Paper, Melbourne, www.allenconsult.com.au

Ukita M., Imai T., Hung YT. 2006. Food Waste Treatment, In Waste treatment in the food processing industry, Taylor and Francis group, 291­318

WHO 1993. Assessment of Sources of Air, Water and Land Pollutation, Part one: Rapid Inventory Techniques in Environmental Pollution,

http://whqlibdoc.who.int/hq/1993/WHO_PEP_GETNET_93.1­B.pdfWBCSD. 2002. The business Case for Sustainable Development, http://www.wbcsd.

org/DocRoot/pqdWO9Vla54Y71qdgnf0/business­case.pdfxxxx 2010. Ministry of Foreign Affairs and Trade, Novi Zeland, Sustainability maktet

intelligence,http://www.nzte.govt.nz/explore­export­markets/market­re-search­by­industry/Food­and­beverage/Documents/FB%20Sustainability%20UK%20Jan%202010.pdf

PITANJA I ODGOVORI

1. Definišite pojam održivi razvoj!2. Na koji način proizvodnja hrane utiče na promjenu klime? Proizvodnja hrane je proces koji značajno utiče na promjenu klime. U li-

teraturi se navodi podatak da je poljoprivredna proizvodnja odgovorna za nastajanje 17­32% od ukupne emisije gasova staklene bašte (greenhouse gases). U tome prednjači stočarstvo, a samim tim i proizvodnja mesa i mlijeka i izrada proizvoda od mesa i mlijeka.

3. Navedite faze u procesu proizvodnje hrane u kojima se generiše otpad! U svim fazama rada procesi prehrambene industrije (od sirovina koje se

eksploatišu i prerađuju u gotove proizvode do korištenja gotovih proi-zvoda od strane potrošača) na različite načine utiču na životnu sredinu. U skladu sa prirodom procesa, uticaj prerade hrane na prirodu se ogleda u stvaranju otpadnih materija, korištenju vode i upotrebi energije. Najveći dio otpadnih materija nastaje u toku primarne proizvodnje (oko 21% u od nosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja), dok u toku prerade na-staje značajno manja količina otpadnih materija (7% u odnosu na ukupni otpad u lancu snabdjevanja). U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada, zagađivača vode i zagađivača vazduha (prašina, isparljive organske materije i mirisne materije).

4. Navedite grane prehrambene industrije u kojoj nastaju značajne količi-ne otpadnih voda!

5. Nabrojte najčešće zagađivače vazduha iz prehrambene industrije!6. Koji su razlozi za upravljanje otpadom nastalim u proizvodnji hrane? Otpadom iz prehrambene industrije, koji je prethodno opisan, treba

upravljati zbog sljedećih razloga a) smanjenje količine otpada, b) obnove

42

resursa i njihovog ponovnog korištenje i c) tretiranja i uklanjanja otpada. Pravilno upravljanje otpadom obezbjeđuje korist koja je mnogo šira od onoga što na ovaj način dobija životna sredina. Korist obuhvata dodatnu uštedu koja nastaje zbog smanjenja troškova i obnove resursa.

7. Navedite neki primjer domaćinskog poslovanja u fabrikama prehrambe-ne industrije!

Kao primjer domaćinskog poslovanja može se navesti proces odmrzava-nja mesa. Poznato je da prilikom odmrzavanja iz mesa curi tečnost u kojoj se nalazi krv. Krv koja curi, pada na pod i prlja ga, što kasnije zahtijeva inten zivno pranje i upotrebu velike količine vode, sredstava za pranje i dezinfekciju. Na ovaj način se povećava količina otpadnih voda koje je u kasnijim fazama rada potrebno prečistiti i iz njih ukloniti prisutne konta-minente (krv i druge materije). Jednostavnom upotrebom posuda za pri­kupljanje krvi, koje se stavljaju ispod mesa koje se odmrzava, preduzeće za preradu mesa, može spriječiti ulazak značajne količine kontaminenta (krvi) u vodu, odnosno obezbijediti da se značajno manja količina otpadnih voda treba na kraju procesa podvrći tretmanu prečišćavanja. Samo zbog pravilnog upravlja opremom i primjenom inovacija u procesu rada, koje utiču na smanjenje otpada, preduzeće može smanjiti troškove za 20­30%.

8. Koji su ciljevi uštede energije u prehrambenoj industriji?9. Šta predstavljaju Smjernice za životnu sredinu, zdravlje i bezbjednost (EHS),

ko ih izrađuje, a ko i kada i primjenjuje?10. Šta znači „Promjena prihvatljivosti od strane potrošača“ za proizvođače

hrane? Pojava organske proizvodnje je primjer promjene prihvatljivosti od strane

potrošača. Potrošači biraju organske proizvode iz razloga koji se odnose na kvalitet proizvoda, bezbjednost proizvoda i podršku za ekološki održi­vu praksu. Neki potrošači su sve više zainteresovani za druge atribute pro izvoda, a ne samo za cijenu.

43

7.2. Sistem nulte emisija u prehrambenoj industriji Zero emission in food industry

Vojislav AleksićVladan MićićZoran Petrović Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet Zvornik Bosna i Hercegovina

7.2.1. Principnulteemisije Zero emission principle

Pošto koncepti koji su bili usmereni ka minimiziranju, ponovnom korišćenju i recikliranju otpada nisu rešili negativan uticaj na okruženje i ljudsku populaciju, pojavio se koncept nulte emisije. On propisuje optimizaciju kroz integrisani si-stem procesa i zahteva od industrije da redizajnira proizvođačke procese radi efikasnijeg korišćenja sirovina unutar procesa i otpada. Ceo koncept teži ka ostvarenju jednog cilja, a to je održivost. To znači da se korišćenje otpada može vratiti na održive nivoe u zatvorenom procesu podržavajući fenomen indu strij­skog metabolizma (Baas, 2007; Dieu, 2006).

Sledeći ovo opšte pravilo, model nulte emisije poljoprivredno­industrijskog sistema za prehrambenu industriju razmatra korišćenje svih otpadaka hrane kao inputa (ulaza) u anaerobni proces razgradnje. Model dopušta identifikaciju smanjenja uticaja procesa na okruženje i kretanje sistema u pravcu održivosti i koncepta nulte emisije. Kod ovog modela treba postaviti energetski i materi-jalni bilans za izračunavanje ekonomske izvodljivosti pocesa. Istraživanje će se odnositi na moguće alternative korišćenju fosilnih goriva, hemijskih đubriva, nul te emisije i redukcije gasova koji izazivaju efekat staklene bašte (Gravitis, 2007).

Prehrambena industrija predstavlja važnu industrijsku aktivnost koja je ima­la značajan ekonomski uticaj u mnogim zemljama. Prehrambena industrija se deli na dva sektora koji uključuju proizvodnju i usluge i četiri aktivnosti: proiz­vodnju, pakovanje, skladištenje i upravljanje. Najveća količina prehrambenih proizvoda u kasnijim fazama mora biti transportovana, skladištena i prodata. Zbog toga se njihov uticaj oseća u drugim sektorima, kao što je osiguranje transporta, prodaja na veliko i malo (Greyson, 2007).

Prehrambena industrija zahteva redovno snabdevanje dovoljnom količinom poljoprivrednih sirovina, koje se dobijaju pretežno iz žitarica, povrća i svežeg voća, kao inputa u proizvodni proces. Izlazi iz procese prerade su prehrambe-ni proizvodi i velike količine otpada (čvrstog, tečanog).

Ako se nepoštuju sanitarni i ekološki propisima, nastala količina organskog čvrstog otpada i otpadnih voda mogu ozbiljno zagaditi životnu sredinu.

Kao primer navode se sledeći slučajevi: količina čvrstog otpada poreklom iz hrane u Kini je 7500 t na dan plus 80000 t na dan tečnog otpada (Baas, 2007); u Japanu dnevno se proizvede 2000 t na dan čvrstog otpada i 110000 t na dan

44

tečnog otpada poreklom iz hrane (Dieu, 2006); u Vijetnamu dnevno nastane 3000 t čvrstog otpada (Greyson, 2007). Ako se ne primeni upravljanje otpadom i adekvatan tretman otpada, negativni uticaji otpaadnih materija na okruženje i stanovništvo će biti ozbiljni, posebno negativni uticaji će se pokazati kao ne-prijatan miris i širenje patogenih mikroorganizama. Navedene količine otpada imaju veliki potencijal za proizvodnju energije. Otpadne maaterije mogu poslu­žiti kao ulazni materijal za fermentaciju u anaerobnoj digestiji. Sa ekološkog gledišta eliminacija otpada predstavlja krajnje rešenje za probleme zagađenja koji prete ekosistemima na globalnom, regionalnom i lokalnom nivou. Posebno treba naglasiti da korišćenje sirovina kao obnovljivih izvora energije, pruža mo­gućnost da iskorišćenjem otpada on može biti vraćen na održivi nivo i to u pro­cesima koji su zatvoreni (kružne procese sistema sa nultim emisijama) (Qifei Huang et al, 2006).

Prehrambena industrija je deo industrijskog sektora. Igra važnu ulogu u eko­nomskom razvoju svake zemlje. Ipak intenzivan rast prehrambene industrije povećava probleme vezane za upravljanjem otpadom, kao i zagađenje koje utiče na okruženje. Prehrambena industrija zahteva poljoprivredne sirovine dobijene žetvom na poljima, ili voćnjaka. Te sirovine predstavljaju ulaze u pro-ces prerade. Izlaz iz procesa prerade, uz proizvode, predstavljaju određene ko­ličine otpada (čvrst, tečan, gasovit). Na nesreću količina otpada koja se izdvaja može ozbiljno zagaditi okruženje.

Ako metode za preradu otpada i njegovo upravljanje nisu u potpunosti pri-menjene, negativni uticaj na okruženje i zdravlje će biti veliki i ozbiljan, a po-sebno negativan uticaj će biti usmeren prema čulima mirisa. Pri ovome će se javiti širenje patogenih mikroorganizama usled odlaganja otpada na površini zemlje. Ovaj otpad se pak može iskoristiti za dobijanje energije i on predstavlja veliki energetski potencijal. Kao što smo ranije nagovestili otpad se može kori-stiti i kao ulaz (input) za fermentaciju pri anaerobnoj digestiji. Primena koncep ta nulte emisije u fermentacionoj tehnologiji nije teška za provođenje jer se to već ostvaruje donekle primenom digestora. To znači da će primena tehnologije sa nultom emisijom u prehrambenoj industriji biti moguća. Ovaj koncept je put koji pruža mogućnost za prilagođavanje ekološkim principima kroz alternative korišćenju (upotrebi) fosilnih goriva, korišćenju hemijskih đubriva, redukciji ga­sova koji izazivaju efekat staklene bašte, minimiziranju otpada (Suzuki, 2004).

Trenutno prehrambena industrija koristi maksimalno 10% biomase. Ukupna konverzija zasada na plantažama i poljoprivrednih otpadaka u vrednosti slične šećerima, vitaminima, kiselinama, furfuralu, lipidima, voskovima, ksilitolu, me­nicalu i mnogim drugim produktima označava primenu strategije zamene pro-izvoda sa proizvodima iz biomase i to bi trebalo da predstavlja indirektnu zaštitu bioraznovrsnosti. Pokazano je da zamena naftnih rafinerija sa biorafinerijama menja tzv. 3R pristup (redukcija, ponovno korišćenje, recikliranje) u 4R pristup (zamena, redukcija, ponovno korišćenje, recikliranje). Biorafinerije izdvajaju

45

biomasu iz biljke i ona se naziva lignoceluloza. Izgrađena je od fenola i šećera. Biorafinerijskim tehnologijama proizvode se produkti sa dodatom vrednošću i to može ići od osnovnih sastojaka hrane do kompleksnih farmaceutskih produ­kata i od jednostavno građenih materijala do industrijski kompleksnih kompo-zita. Strategije zamene naftnih produkata sa produktima iz biomase traže inte­graciju industrija u klastere sa nultim emisijama. Pored ekoloških prednosti javljaju se i ekonomske prednosti usled korišćenja biorafinerija. Biorafinerije stvaraju tzv. „lignoceluloznu ekonomiju“ slično petrohemijskoj ekonomiji. Na-predak novih i konvencionalnih biorafinerijskih tehnologija i biotehnologija kao što je prasak pare, ekstruzija čvrstog stanja, piroliza su dosta prikazane u novi joj literaturi. Primenom tehnologija sa nultim emisijama u prehrambenoj indu-striji mogu se eliminisati troškovi tretiranja otpada, odlaganja otpada, troškovi sirovina. Neke od ovih koristi se razmatraju kao glavne prednosti sistema nulte emisije uključujući efikasnije korišćenje ljudskih i fizičkih resursa i povećavanje obnovljivosti i recirkulacije materijala. Druge prednosti u poređenju sa različi-tim metodama upravljanja otpadom u pogledu ekološke zaštite će biti:

o korišćenje produkata kao inputa za nove procese,o obezbeđenje đubriva za poljoprivredu,o obezbeđenje vode za navodnjavanje u poljoprivredi,o proizvodnja biogasa kao obnovljive energije,o redukovanje negativnih uticaja na okruženje i ljude,o redukovanje uticaja staklene bašte.

Količina produkata iz prehrambene industrije nije mala, ako otpad može biti upotrebljen i korišćen input materijal, koji na ulau ulazi u proces, što može ponuditi poboljšanje ekološke i ekonomske efikasnosti. Time se ne redukuju troškovi za samo tretman otpada već i negativni uticaji čime se štiti okruženje. Principijelno tehnologije nultih emisija mogu se upotrebiti za mala, srednja i velika preduzeća, ali u praksi ima nekoliko ključnih razlika kako tehnološka reše­nja variraju u različitom kapacitetu proizvodnje. Male firme ili male kompanije imaju veoma ograničene finansijske i ljudske resurse raspoložive za unapređe-nje okruženja. Državne institucije nedovoljno kontrolišu ponašanje malih firmi prema okruženju i njihova pažnja je više usmerena prema velikom preduzeći-ma. Zbog ovoga, dovođenje sektora prehrambene industrije u veće industrijske zone (koncentrisanje prehrambenog sektora) će biti od obostrane koristi. Od toga bi korist imale i kompanije a i sama zajednica u kojoj su te firme smeštene. Kao prvo može se sakupiti više produkata za ponovno korišćenje i recikliranje u ekološki prihvatljivijim novim proizvodnim procesima. Drugo,upravljanje ot-padom će biti na jednom mjestu, troškovi upravljanja otpadom i usluge će se smanjiti (Schnitzer et al, 2007).

Strategije nulte emisije utiče na pomeranje tradicionalnog industrijskog modela prema integrisanim sistemima u kojima će se sav otpad ponovo kori-sti, reciklirati ili obnoviti. Suština koncepta nulte emisije je da se svi industrijski

46

izlazi iz jednog procesa počnu koristiti kao ulazi u isti proces ili da se konvertu-ju u dodatnu vrijednost inputa za druge procese. Ovim modelom smanjuje se potrošnja resursa i povećava ekonomska i ekološka efikasnost. Na ovaj način pro­ces proizvodnje se menja u spojeni klaster. Takođe, na ovaj način otpad i pro-dukti se potpuno prilagođavaju zahtevima za inpute u bilo koji drugi proces.

Perfektno integrisanim vođenjem procesa ne proizvodi se otpad. Ova teh-nika definitivno zahteva analizu ulaza i izlaza poznatu kao materijalni i ener-getski bilans (ulaz­izlaz) u svim procesima proizvodnje.

Koncept nultih emisija povoljno deluje na razvoj zdravog okruženja i ekolo­ški prihvatljivih produkata i proizvodnih sistema. To može biti inovativni sistem održivog razvoja industrije gde se zadržavaju redukcija, minimizacija i iskorište­nje otpada. Sistem nulte emisije nudi most između specifičnih inovativnih de-šavanja u čistijoj proizvodnji i dostizanja zadovoljenja ljudskih potreba unutar globalnog i lokalnog kapaciteta. Zbog ovakvog pristupa tehnike nulte emisije su se počele upotrebljavati u nekim procesnim industrijama. Ograničenje pri-mene sistema nulte emisije je u tome što se nulta emisija definiše tako da iz procesa, osim za jednog željenog proizvoda, nema drugih izlaza, što nije mo-guće saglasno zakonima prirode.

Hemijske reakcije, na primer, ne daju prinosa tačno od 100%. Određeni ot-pad kroz toplotnu emisije je neizbježan (Xue et al, 2007). Drugi ograničavajući aspect se odnosi na količinu proizvoda. Naime, ako je proces proizvodnje hra-ne malog kapaciteta, količina stvorenog otpada nije velika da obezbedi sistem nulte emisije, koji će biti ekonomski isplativ.

7.2.2. Modelnulteemisije–primerfabrikaprehrambeneindustrije Model of zero-emission in the case of agricultural industrial system

MetodMetodologija, koja ide prema modelu nulte emisije industrijskog ekosiste-

ma, je uspostavljena u tri osnovna koraka. Ona polazi sa analiziranjem materi-jalnog i energetskog protoka za industrijski sistem i delimično za otpad. Sledeći korak je analiziranje različitih mogućnosti za sprečavanje stvaranja otpada. Treći korak se odnosi na identifikovanje, analiziranje i projektovanje mogućnosti za ponovno korištenje otpada izvan mesta na kojem se provodi glavni proces i na traženje opcija za ponovno korištenje. Ovaj korak nalaže i identifikaciju zao-stalog otpada (COFIDEC Company, 2003; ZERI, 2011).

Dalje se kao primer koncepta nulte emisije u prehrambenoj industriji navo­di mogući proces prerade plodova biljke ananas.

Prerada ananasaU procesu prerade ananasa postoji više operacija. Te operacije se principi-

jelno dele u pet koraka. Za proces proizvodnje 4300 tona prerađenog ananasa godišnje je potrebna upotreba velike količine fosilnih goriva. Kao jedna od

47

mogućnosti za smanjenje upotrebe fosilnih goriva, proučavana je mogućnost korištenja poljoprivredih ostataka za proizvodnju biogasa. Dati model (AIZES model) polazi od analize količine otpadnog ananasa stvorenog za vreme proiz­vodnje. Organski otpad se sakuplja i koristi kao input za digestiju u anaerobnoj digestiji. Produkt digestije je otpad, koji može biti korišćen kao đubrivo u po-ljoprivredi. Biogas, koji je takođe produkt anaerobne digestije, može biti upo-tebljen za osvetljenje i grejanje u fabrikama (Anon., 2011).

Prema AIZES modelu, otpad od ananasa nastaje u proizvodnji, nakon čega se sakuplja i unosi u digestor anaerobne digestije u kojem se proizvodi biogas. Di­gestor se puni otpacima iz procesa prerade ananasa i otpadom iz postrojenja za tretman otpadne vode. Iz 1 tone svežeg ananasa dobije se 520 kg otpada.

Potrošnja vode u procesu za jednu tonu ananasa iznosi 22­25m3. Voda se koristi u svim procesima prerade ananasa. Voda iz proizvodnog procesa odlazi u sistem za tretman otpadne vode. Deo otpadne vode posle tretmana se kori-sti za mešanje supstrata u digestoru za proizvodnju biogasa. Otpadna voda teče kroz sistem za tretman otpadne vode gde se koristi kombinacija fizičkih, bioloških i hemiskih metoda za uklanjanje suspendovanih čestica, organske materije i bakterija (FAO, 2011).

U prehrambenoj inustriji energija se koristi za preradu, bezbedno pakovanje i skladištenje. Tokom prerade hrane striktno se kontroliše temperatura. Skla-dištenje proizvoda, takođe, zavisi od upotrebe energije.

Materijalni bilansi su osnov za kontrolu procesa proizvodnje, naročito kon­trolu prinosa proizvoda. Postavlja se materijalni bilans koji glasi:

SIROVINE = PROIZVOD + OTPADI + SKLADIŠNI MATERIJAL + GUBICI

Energetski bilans nije jednostavan zato što energija može biti konvertovana iz jednog oblkika u drugi, na primer, mehanička energija u toplotu, ali ukupna količina energije mora biti u ravnoteži. Energija koja ulazi u proces prerade ananasa može biti pretvorena u električnu i toplotnu energiju.

Anaerobna fermentacija – digestor sistem Tokom procesa digestije, organske materije se raspadaju u prisutvu vazdu-

ha, u cilju dobijanja metana, ugljen­dioksida i drugih jedinjenja u tragovima. Po­strojenje za digestiju sadrži rezervoar za mješanje, rezervoar za otpad, motor i skladište za tečnost. Fermentacija traje od 28 do 40 dana. Biogas je obno vljivo gorivo koji se dobije u količini od 18 000 m3­ 24 000 m3/dan.

Koncept nulte emisije je podesan za upotrebu u prehrambenoj industriji gde nastaje velika količina otpadnih voda i čvrstog otpada. U ovom modelu kao sirovine za anaerobnu fermetaciju se koriste otpad iz fabrika prehrambene in-dustrije ili gotovi proizvodi.

Mulj (otpadni mulj) iz postrojenja za preradu otpadne vode može se kori-stiiti za anaerobnu fermentaciju. Upotrebom biogasa smanjuje se potrošnja

48

fosilnih goriva. Ovo će minimizirati gasove koji izazivaju efekat staklene bašte. Ovaj model bi mogao biti predmet raznih planera, političkih zahteva i ekologa u reformisanju postojećih industrijskih sistema i uspostavljanju novih sistema. Svakako da treba provesti preliminarna istraživanja cijene.

Nulti koncept je koncept za proizvodnju i potrošnju proizvoda i usluga sa-glasno održivosti i manjoj ugroženosti okruženja. Nulta emisija pozitivno defi-niše prednosti sa ekološke, društvene i ekonomske tačke. Tim konceptom otpad dobija status resursa u uspostavljanju koherentnog lanca procesa. Količina otpa­da iz hrane nije mala, ukoliko otpad može da se koristi kao ulazni materijal za proces, može se ostvariti ekološka i ekonomska efikasnost, time se neće samo redukovati troškovi za tretman otpada, već će se isto tako smanjiti negativni uticaji na okruženje.

Biogas tehnologija koja može biti upotrebljena u AIZES modelu nije teška za provođenje. Digestori su već široko rasprostranjeni. Primena nulte emisije u prehrambenoj inustriji biće moguća, to je obećavajući put da se postigne eko­loški prihvatljivo stanje kroz alternativno korištenje fosilnih goriva, korištenje hemijskih đubriva i redukciju gasova koji izazivaju efekat staklene bašte i mini-miziranje nastajanja otpada.

49

LITERATURA

Anon. 2011. Zero emission forum. 2011. http://www.unu.edu/zef/Baas L. 2007. To make zero emissions technologies and strategies become a reality,

the lessons learned of cleaner production dissemination have to be known, Jour-nal of Cleaner production,15, 1205 – 1216.

COFIDEC – Food and Vegetable frozen Company. 2003. Annual report of food and vegetable production processes of COFIDEC Company.

Dieu T. 2006. Greening food processing industries in Vietnam: opportunities and con-straints, Journal of Environment, Development and sustainability, 8, 229 – 224.

EC. 2006. European Commission Green Paper, A European Strategy for Sustainable, Competitive and Secure Energy.

FAO. 2011. http://www.fao.org/docrep/V5030E/V5030E0y.htmGreyson J. 2007. An economic instrument for zero waste, economic growth and sus-

tainability, Journal of Cleaner production, 15, 1382 – 1390Gravitis J. 2007. Zero techniques and systems – ZETS strength and weakness, Journal

of Cleaner Production, 15 (13­14) 1190­1197. Qifei Huang, Qi Wang, Lu Dong, Beidou Xi and Binyan Zhou. 2006. The current situa-

tion of solid waste management in China, Journal of material cycles and waste management

Suzuki M. 2004. Visualization of a sustainable industrialized society – zero emissions approach. Filho WL, Ubelis A. Integrative approaches towards sustainability in the Baltic Sea region, pp. 29 – 39.

Schnitzer H, Brunner C, Gwehenberger G. 2007. Minimizing greenhouse gas emis-sions through the application of solar thermal energy in industrial processes, Journal of Cleaner production, 15, 1271 – 1286.

ZERI. 2011. http://www.zeri.org/Xue H, Kumar V, Sutherland J.W. 2007. Materials flows and environmental impacts of

manufacturing systems via aggregated input–output models, Journal of Cleaner production, 15, 1349 – 1358.

PITANJA I ODGOVORI

1. Šta propisuje koncept nulte emisije i čemu on teži? Propisuje optimizaciju kroz integrisani sistem procesa i zahteva od indu-

strije da redizajnira proizvođačke procese radi efikasnijeg korišćenja siro-vina unutar procesa i otpada. Dati koncept teži ka ostvarenju svog cilja a to je održivost.

2. U čemu se ogleda koncept nulte emisije u prehrambenoj industriji? Kroz alternative korišćenju fosilnih goriva, hemijskih đubriva, redukciju

gasova koji izazivaju efekat staklene bašte, minimiziranje otpada.3. Koje se prednosti postižu primenom tehnologija sa nultom emisijom u

prehrambenoj industriji? Primenom tehnologija sa nultim emisijama u prehrambenoj industriji

mogu se eliminisati troškovi tretiranja otpada, odlaganja otpada, troškovi sirovina. Neke od ovih koristi se razmatraju kao glavne prednosti sistema

50

nulte emisije uključujući efikasnije korišćenje ljudskih i fizičkih resursa i povećavanje obnovljivosti i recirkulacije materijala.

4. Zbog čega je sa stanovišta nulte emisije bitno dovođenje malih preduze-ća prehrambene industrije u veće industrijske zone?

5. Zbog čega je važna analiza materijalnih i energetskih bilanasa u svim pro­cesima proizvodnje?

6. Koja su tri osnovna koraka kod modela nulte emisije industrijskog ekosi-stema?

51

7.3. Štetne materije u hrani porijeklom iz okoliša Hazardous substances from environment in food

Midhat JašićUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i HercegovinaSlavica GrujićUniverzitet u Banjoj Luci, Tehnološki fakultet Banja LukaBosna i HercegovinaSnježana MarićUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i Hercegovina

7.3.1. Uvod Introduction

Važnost hrane u našem svakodnevnom životu je krucijalna, pa je njena zdravstvena bezbijednost postala bezuslovan zahtjev, kako potrošača tako i domaćeg i međunarodnog zakonodavstva. Razvoj tehnologije i tehnički pro-gres doprinijeli su proizvodnji dovoljne količine hrane, ali kao posljedica toga pojavljuju se kontaminanti koji nisu prirodani sastojci hrane. Tako se osim pri-rodnih sastojaka (nutrijenta) u hrani mogu naći i nepoželjne komponente po-rijeklom iz okoliša ili komponente koje čovjek koristi u procesima primarne poljoprivredne proizvodnje, prerade, pakovanja, skladištenja i distribucije.

Hemijske rezidue i kontaminanti iz okoliša su veoma važne komponente i nezaobilazni faktori u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, preradi, pakova-nju i distribuciji hrane. Veliki broj hemikalija je prisutan u okolišu u formi one-čišćenja zraka, tla i vode. Ove materije se nekontrolirano, a često i nepredvid-ljivo mogu naći u sirovinama koje se upotrebljavaju u proizvodnji hrane i neke od njih se nemogu izbjeći.

Glavni izvori onečišćenja hrane u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji, a dijelom i u preradi, su zagađenost zraka, vode i tla, a njihovoj zagađenosti trajno doprinose hemijska sredstava kao što su pesticidi i umjetna gnojiva. Isto tako, hranu mogu zagaditi i određene vrste mikrobioloških kontaminanta, kao što su bakterijski enterotoksini, mikotoksini i sl. U svim fazama proizvod-nje hrane često u kontakt sa proizvodima mogu doći plinovi iz industrijskih postrojenja i vozila, nepravilno zbrinut otpad ili slično. Česti onečišćivači hra-ne iz okoliša su dioksini, poliklorirani bifenili, teški metali, kloropropanoli, ni-trati i nitriti.

U pojedinim segmentima proizvodnje, hrana može biti kontaminirana bio-loškim, hemijskim i fizičkim agensima, a uzroci konataminacije su raznoliki. Bi-ološkom opasnošću se smatra svaki živući organizam koji može kolonizirati namirnicu, te preživjeti i razmnožavati se u njoj ili onaj koji proizvodi toksične metabolite. Biološka opasnost može biti makrobiološka i mikrobiološka. Makro­

52

bilošku opasnost predstavljaju insekti i manji sisavci. Hemijske opasnosti u hra ni sa aspekta uzroka njihovog nastanka tokom proizvodnje i prerade mogu biti:

o prirodno prisutne opasnosti u hrani kao njen legalan sastojak,o kontaminanti u formi ostataka od tretiranja biljaka­pesticidi,o kontaminanti u formi ostataka od tretiranja životinja­ veterinarski lijekovi,o kontaminanti u formi toksičnih materije koja nastaju termičkom obra-

dom hrane,o prehrambeni aditivi u količinama većim od Privhvatljivog dnevnog unosa

(Dietary Food Additive Intake, ADI vrijednosti),o ostaci sredstva za higijenu i sanitaciju,o migrirajuće joni teških metala i grupe toksičnih jedinjenja iz ambalaže i

druge.Ove činjenice ukazuju na činjenicu da savremena proizvodnja hrane treba

biti uspostavlena na neprekidnom monitoringu i kontroli svih proizvodnih faza. Ovaj zahtjev otežava potreba za poznavanjem velikog broja hemikalija koje se mogu naći u hrani i često se postavlja pitanje snalaženja u obilju informacija.

7.3.2. Vrstehazardnihmaterijaizokoliša Environmental hazards in food

Primarni uzrok kontaminacije hrane može biti zagađenost zraka, vode i tla. Ovi izvori kontaminacije zbog globalnih utjecaja vrlo teško se kontroliraju. Glavni zagađivači zraka su otrovni plinovi iz industrijskih postrojenja i sagori-jevni gasovi iz motornih vozila. Glavni polutanati iz vazduha su: SO2, NOx, COx, lebdeće čestice, čađ i fotohemijski oksidi. Toksične čestice iz zraka se apsorbi-raju u primarne poljoprivredne proizvode, žitarice, voće, povrće i dalje preno-se putem lanca prerade i distribucije hrane do krajnjeg potrošača.

S druge strane, tekući industrijski otpad i otpad iz domaćinstava često za-vršavaju u vodotokovima, pri čemu se toksične kemikalije apsorbiraju u ekosi-stem i na taj način ulaze u lanac ishrane. Na zagađenost tla najviše uticaja ima upotreba pesticida i umjetnih gnojiva. Neke od ovih komponenti se mogu u tlu zadržati i po više godina. Najpoznatiji toksikanti koji zagađuju hranu porije-klom iz industrijskog otpada i prirodnog okoliša su: hlorirani ugljikovodici, po-liciklički aromatski ugljikovodici, teški metali, radioaktivni i ostali elementi. Če sto su prisutni dioksini – stabilni klorirani ugljikovodonici. Osim dioksina* u hranu mogu prispjeti iz okoliša i polihlorirani dibenzofurani. Ovi spojevi imaju slične osobine i sličnu hemijsku strukturu. Takođe imaju i slične biološke ka-rakteristike, uključujući i toksičnost. Nastaju kao nus­produkti procesa sago­rijevanja.

* Dioksin je naziv za vise od 200 različitih hloriranih ugljikovodika od kojih se neki ubrajaju među najotrovnije materije

53

7.3.2.1. Kontaminanti iz zemlje i vode Contaminents from soil and water

Tlo i voda je vrlo često ishodište štetnih tvari u lancu proizvodnje i prerade hrane. Otpadne vode iz industrije i otpad iz domaćinstava često završava u vodotocima, pri čemu se toksične hemikalije apsorbiraju u ekosistem i na taj način ulaze u lanac ishrane.

Na zagađenost tla veliki uticaj ima upotreba pesticida i umjetnih gnojiva. Neke od ovih komponenti se mogu u tlu zadržati i po više godina.

Najpoznatiji toksikanti koji zagađuju hranu porijeklom iz industrijskog otpa­da i prirodnog okoliša su: hlorirani ugljikovodici, policiklički aromatski ugljiko-vodici, teški metali, radioaktivni i ostali elementi. U hrani, kao kontaminanti iz okoliša, mogu biti prisutni i polihlorirani bifenili (PCB). Oni pokazuju sličnu tok­sičnost kao i dioksini. Izazivaju pad imuniteta, opadanje kose, smetnje u živča-nom sistemu. U hrani su prisutni u vrlo malim koncentracijama i to u mesu, ribi i mliječnim proizvodima. Unosom u organizam se akumuliraju u adipo-znom tkivu. Polihlorirani bifenili se široko koriste kao pesticidi, dodaci gumi i plastici, kao prijenosnici toplote u industriji ulja, boja i lakova.

Isto tako, visok nivo opasnosti predstavljanu pestcidi. Pesticidi* su selektiv-ne sintetske toksične materije namijenjene za uništavanje štetnih životinjskih i biljnih organizama. Primjenjuju se u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji radi zaštite biljaka kao i za uništavanje skladišnih štetočina. Značajniji pesticidi su insekticidi (sredstva za uništavanje insekata, parazita, muha, krpelja itd), ro denticidi (sredstva za uništavanje glodara), herbicidi (sredstva za zaštitu od korova), fungicidi i drugi. U hrani se pojavljuju u obliku rezidua**. Porijeklo osta­taka pesticida u hrani može biti neposredno od tretiranja ili posredno iz okoli-ša, mogu dospjeti putem vodotoka sa tretiranih usjeva u rijeke, ali i hranom kojom se hrane domaće životinje itd. Zbog toga se nastoji da upotreba pesti-cida bude pod kontrolom uz osiguranje integralne proizvodnje i monitoringa njihove pravilne primjene. Proizvođači poljoprivrednih proizvoda su dužni pri-državati se potrebnih karenci*** u cilju smanjenja sadržaja pesticida u hrani na najmanju moguću mjeru (MRL). Putem lanca ishrane pesticidi se prenose i na životinje koje čovjek koristi za dobijanje hrane. Zbog toga praćenje prisustva pesticida postaje obavezno kako u namirnicama biljnog tako i u namirnicama životinjskog porijekla.

Ukoliko je upotreba pesticida u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji bila nekontrolisana i ukoliko se proizvođači nisu pridržavali potrebnih karenci u namirnicama se mogu naći rezidue pesticida. Posljedice trovanja pesticidima mogu biti katastrofalne po zdravlje ljudi. Zbog toga je praćenje prisustva pe-

* Eng. pest – štetočina; lat. ceadere – ubiti** Rezidu – ostatak nakon tretiranja*** Maximum rezidual level, maksimalni nivo ostatka hemijske supstance nakon tretiranja

54

sticida obavezno kako u namirnicama biljnog porijekla tako i u namirnicama životinjskog porijekla.

7.3.2.2. Kontaminanti iz vazduha Contaminants from the air

Glavni zagađivači vazduha su otrovni plinovi iz industrijskih postrojenja i sago­rijevni gasovi iz motornih vozila te produkti sagorijevanja fosilnih goriva u naselji­ma i industriji. Glavni polutanati iz vazduha su: SO2, NOx, COx, lebdeće čestice, čađ i fotohemijski oksidi, ali i različite forme elektromagnetnih talasa i radio-aktivne čestice. Toksične čestice iz zraka se apsorbiraju u žitarice, voće, povrće i dalje prenose putem lanca prerade i distribucije hrane do krajnjeg potrošača.

Posebno, u posljednje vrijeme su značajni dioksini, koji se primarno najče-šće nalaze u zraku, a preko zraka ulaze u tlo, vodu i biljke. Tako se mogu naći u različitim ciklusima lanca ishrane. Preko biljaka i životinja dospijevaju u meso i mlijeko pa na taj način ulaze u lanac ishrane čovjeka. U organizmu se postupno akumuliraju i vrlo sporo ili nikako razgraduju. uništavaju i vitalne funkcije ljud-skih i životinjskih reproduktivnih organa uzrokujući sterilitet, oštećenja gena, hor­monske poremećaje, poremećaje rasta, imunog sustava, poremećaje mozga.

Najotrovniji dioksin je 2,3,7,8­tetrahloro­p­dioksin (TCDD). Djelotvorniji je 11 000 puta od smrtonosnog natrijum­cijanida. Osim što dioksini uzrokuju rak, oni uništavaju i vitalne funkcije ljudskih i životinjskih reproduktivnih organa uzrokujući sterilitet, oštećenja gena. Uzrokuje i hormonske poremećaje, pore-mećaje rasta, poremećaje imunog sustava, poremećaje mozga. Nakupljaju se u čovjekovom organizmu, jer ih organizam ne može razgraditi ili izlučiti na neki od prirodnih načina. Ženski organizam raspolaže jedinstvenim mehanizmom izlučivanja dioksina i to putem mlijeka­dojenjem. Tako dojena djeca piju maj-čino mlijeko maksimalno obogaćeno dioksinima.

Često spominjani kontaminanti, koji se mogu naći u hrani, su policiklički aro­matski ugljikovodici (PAH). To je skupina organskih spojeva koji sadrže dva ili više spojenih aromatskih prstenova. Nastaju za vrijemene potpunog sagorije-vanja ili pirolize organskih materija kod industrijskih procesa, ali i u domaćin-stvu. Imaju izražen kancerogeni i genotoksični potencijal. Policiklički aromatski ugljikovodici u hrani mogu nastatii tokom prerade.

7.3.3. Rezidue Residue

7.3.3.1. Ostaci tretiranja biljaka Residue of the plant treatment

Pesticidi* su sintetske toksične materije namijenjene za uništavanje štetnih životinjskih i biljnih organizama. Primjenjuju se u primarnoj poljoprivrednoj

* Eng. pest – štetočina; lat. ceadere – ubiti.

55

proizvodnji radi zaštite biljaka kao i za uništavanje skladišnih štetočina. Prema porijeklu mogu biti neorganske materije kao i materije iz biljaka, bakterija i gljiva. Mogu biti i organske sintetske materije kao što su: organohlorirani i or-ganofosforni spojevi, triazini, derivati fenoksi­ugljične kiseline, sintetički pire-troidi, itd. Najčešće sadrže toksične elemenate kao što je živa, arsen, fosfor i drugi. U hrani se pojavljuju u obliku ostataka­rezidua. Porijeklo ostataka pesti-cida u hrani može biti neposredno od tretiranja ili posredno iz okoliša. Tako posredno pesticidi mogu dospjeti putem vodotoka sa tretiranih usjeva u rijeke, ali i hranom kojom se hrane domaće životinje itd. Ukoliko je upotreba pestici-da u proizvodnji hrane nekontrolisana* posljedice mogu biti katastrofalne po zdravlje ljudi. Zbog toga se nastoji da upotreba pesticida bude pod kontrolom uz osiguranje integralne proizvodnje i monitoringa njihove pravilne primjene. Proizvođači poljoprivrednih proizvoda su dužni pridržavati se potrebnih ka-renci** u cilju smanjenja sadržaja pesticida u hrani na najmanju moguću mjeru (MRL). Putem lanca ishrane pesticidi se prenose i na životinje koje čovjek kori-sti za dobijanje hrane. Zbog toga praćenje prisustva pesticida postaje obave-zno kako u namirnicama biljnog tako i u namirnicama životinjskog porijekla.

Najveći dio pesticida otrovan je za domaće životinje, ribe, pčele i čovjeka, a neki među njima su i karcinogeni nakon dužeg konzumiranja. Pesticidi služe za kontrolu neželjenih učinaka ciljnih organizama, po kojima se mogu podijeliti u insekticide, herbicide i fungicide (ostale skupine, npr. rodenticidi, su od malog toksikološkog značaja). Zajedničko za sve ove vrste hemijskih sredstava je nji-hovo štetno djelovanje na ljudski organizam. Zbog toga treba njihovo korište-nje smanjiti na najmanju moguću mjeru.

Tzv. „zelena revolucija“, tj. enorman porast poljoprivredne proizvodnje po-sljednjih desetljeća, posljedica je korištenja pesticida radi kontrole korova i kukaca koji bi ograničavali urod.

Pesticidi se šire u okolišu uglavnom vodenim putem. Ispiranjem s poljopri-vrednih površina dospijevaju u površinske, ali i u podzemne vode. Najveći pro­blem predstavljaju pesticidi koji se ne razgrađuju brzo u okolišu, isparljivi su ili topljivi u masti, posljedica je njihova biološka koncentracija i translokacija. Npr. sada zabranjeni, DDT primijenjen u kontroli komaraca u tropskom po-dručju, može imati štetne posljedice na životinjske vrste u arktičkom području. Male količine DDT­a prisutne u blatu ili površinskim vodama upija plankton i drugi izvor hrane za biljojedne ribe, a ove ribe pojedu plankton koji sadrži insek­ticid i njegove metabolite u količini koja je nedovoljna da ih otruje, ali dovoljnoj za nakupljanje DDT­a u njihovom masnom tkivu. Biljojedne ribe će biti pojede-ne od strane mesojednih riba, pri čemu ponovno razina DDT­a ne uzrokuje

* Za kontrolu pesticida koriste s sistem integralne proizvodnje baziran na GAP – dobroj poljoprivrednoj praksi.

** Karenca – vrijeme resorpcije i svodjenje rezidua na nivo ispod MRL.

56

toksični učinak odmah, nego dovodi do nakupljanja u masnom tkivu u visokoj koncentraciji. Ove ribe mogu migrirati te biti hrana pticama na arktičkom po-dručju. Sada pak koncentracija DDT­a i metabolita može biti dovoljno visoka da može dovesti do smetnji u razmnožavanju ptica. Translokacija, također, is-paravanjem i nošenjem zračnim putem daleko od mjesta primjene (oborina-ma završava zračni put u zemlji ili vodama). Kod adsorpcije na čestice zemlje moguće je i premještanje u obliku prašine, i sl. Zadržavanje nekog pesticida u vodi ili zemlji ovisi o vrsti tla, količini vlage, temperaturi, pH, prisutnoj mikro-flori, razgradivosti pesticida i dr.

Utvrdjeno je da se koncentracija mnogih pesticida smanjuje nakon toplin-ske i drugih načina obrade hrane (npr. voće i povrće: većina ostataka na povr-šini, pa su se ljuštenje i guljenje pokazali vrlo učinkovitim, za razliku od pranja; kod masti i ulja rafinacija vodenom parom; kod mesa i ribe kuhanje i prženje uz istovremeno uklanjanje masnog tkiva može znatno smanjiti udio pesticida ovisno o vrsti, razini i temperaturi). U trgovačkim preparatima pesticida, ovi se često miješaju s tzv. inertnim sastojcima, koji su inertni samo po tome što nema ju pesticidnog djelovanja. Riječ je o otapalima, površinski aktivnim tvarima, nosa­čima, antioksidatima, i drugim, koji takodjer mogu imati toksično djelovanje.

Insekticidi. To je velika skupina hemijskih sredstava namijenjena za zaštitu usjeva od insekata. Njihova upotreba je promovirana korištenjem DDT­a tokom II Svjetskog rata. Poslije DDT­a dolazili su sve jači insekticidi (lindan, dieldrin, tepp, karbamati, piretroidi) tako da se postavlja pitanje tko se brže prilagođa-va otrovima – insekti ili ljudi. Insekticidi brzo prodiru u lanac prehrane (masti i ulja) i tamo se dugo zadržavaju. Prihvatljiv dnevni unos, tj. najveća količina koja ne izaziva toksične efekte, prema FAO/WHO za DDT je 700 µg. Kod izbora primjene insekticida u prehrambenoj industriji mora se voditi računa o toksič-nosti, karenci i stručnoj primjeni, kako nebi došlo do neželjenih trovanja ljudi kontaminiranim namirnicama koje su bile tretirane ili se nalaze u tretiranom objektu.

Organoklorni insekticidi su DDT – diklorodifeniltrikloretan, dieldrin, aldrin, klordan, lindan (gama izomer heksaklorcikloheksana), endosulfan, i dr. Zabra-njena je upotreba mnogih spojeva ove skupine (DDT, dieldrin, klordan) nakon što je ustanovljeno da su izuzetno stabilni i lipofilni te se nakupljaju u životinj-skom masnom tkivu. DDT je korišten otprilike 40 godina, u prvom redu za isko­rijenjivanje malarije (npr., Kuba: 1962. god. 3500 slučajeva, 1969. god. tri slu-čaja), što je rezultiralo općom raširenošću DDT­a i ostataka u okolišu. Uočeno je neurotoksično djelovanje organoklornih insekticida (remete funkciju natrijevih i kloridnih kanala), te remećenje endokrine ravnoteže (uglavnom estrogenskim djelovanjem; npr. ustanovljen je smanjen broj spermija kod pilota poljoprivre­dne avijacije koji su raspršivali DDT; s druge strane, glavni metabolit DDT­a, DDE (diklorodifenildikloreten) je snažan antagonist androgenskih receptora. Kod ži­votinja izaziva feminizaciju mužjaka ako je prisutan za vrijeme sazrijevanja. DDT

57

se veže i za receptore i transportne proteine tiroidnih hormona). Utvrđeno je i karcinogeno djelovanje nekih organoklornih insekticida (DDT, dieldrin, klor-dan). Od ove skupine se još često koriste oni koji su razgradljiviji u okolišu, te znatno manje toksični (npr., lindan i endosulfan).

Organofosfatni insekticidi su trenutno najraširenija skupina insekticida. Brzo se metaboliziraju i izlučuju iz organizma, bez nakupljanja. Npr., malation se brzo razgrađuje esterazama, te je slabo toksičan za sisavce. S druge strane, paration ima aromatsku fosfoestersku vezu koja je otpornija na enzimatsku hidrolizu. Biotransformacijom tj. desulfuracijom P=S skupina parationa se pre-vodi u P=O skupinu paraoksona što daje spoj znatno toksičniji za sisavce. Neuro­toksični za sisavce (inhibiraju acetilkolinesterazu (AChE) koja sudjeluje u prijenosu živčanih impulsa. Inhibicijom AChE spriječavaju razgradnju neurotransmitera acetilkolina. Uslijed njegova nakupljanja dolazi do produžene stimulacije para-simpatičkog živčanog sustava: usporavanje pulsa i ritma disanja, paraliza mišića, probavne smetnje i dr).

Karbamatni insekticidi su analozi biljnog toksičnog alkaloida fizostigmina: karbaril, aldikarb, karbofuran; neurotoksični (inhibiraju AChE poput organo­fosfata), a neki su i karcinogeni za pokusne životinje.

Piretrum i sintetski piretroidi su insekticidi vrlo niske toksičnosti za sisavce. Neurotoksični su u visokim dozama i remete funkciju natrijevih kanala.

Nikotin je snažan insekticid i neurotoksičan za sisavce. Veže se za nikotin-ske receptore acetilkolina i pojačava djelovanje parasimpatičkog živčanog su-stava.

Herbicidi. To su hemijska sredstva koja se koriste u zaštitu usjeva od korov­nih biljaka. Vrlo su toksična, a često i karcinogena. Herbicidi se koriste u pri-marnoj poljoprivrednoj proizvodnji, ali njihove rezidue (ostaci) ulaze u prehram­beni lanac i djeluju dugoročno – štetno. Na sreću, najveći njhov dio uništava se u toku pripreme hrane (kuhanjem, pečenjem i sl). Toksikološki značajni her-bicidi su: ariloksifenoksipropionati (neki su peroksisomni proliferatori, npr. ha loksifop), triazini (neki su karcinogeni – atrazin, cijanazin i teratogeni – cija-nazin za životinje), supstituirane uree (npr. karcinogeni diuron i linuron), dife-nil eteri (npr. karcinogeni laktofen), tiadiazoli (npr. karcinogeni flutiacet metil), triazoli (npr. karcinogeni amitrol), izoksazoli (npr. karcinogeni, neurotoksini i razvojno toksični izoksaflutol), itd.

Rodenticidi. To su hemijska sredstva koja se koriste za deratizaciju – uni-štavanje glodara. Pored toga što djeluju kao otrovi na glodare, to su i otrovi za sve toplokrvne životinje i čovjeka. Zbog toga primjena ovih sredstava mora biti kontrolirana, kako nebi došlo do trovanja hranom koja je kontaminirana rodenticidima.

Fungicidi. To su hemijska sredstva koja se koriste protiv razvijanja plijesni i gljivica na sirovinama i gotovim proizvodima da bi se spriječilo kvarenje. Kori-ste se u velikim količinama i predstavljaju problem jer su vrlo toksični, a neki

58

među njima su i karcinogeni. Primjer je etilentiourea ili skraćeno ETU, koji je vrlo efikasan, ali i karcinogen. Zbog toga je skinut sa liste dopuštenih pesticida. Naročito su opasni organo­živini spojevi koji sadrže metil – živu, a koristili su se u zaštiti sjemena.

Najznačajniji fungicidi, s obzirom na opseg korištenja i toksičnost, su: dikar­boksimidi endokrini disruptori, npr. antiandrogen vinklozolin), ditiokarbamati (endokrini disruptori, npr. ziram), etilenbisditiokarbamati (npr. karcinogeni ma­neb i zineb), organometalni fungicidi (npr. karcinogeni trifenilkositar ), ftalimidi (npr. karcinogeni kaptan), supstituirani benzeni (npr. karcinogeni klorotalonil), itd.

7.3.3.2. Ostaci tretiranja životinja Residue of the animals treatment

Danas je nezamisliva intenzivna proizvodnja u stočarstvu, peradarstvu i ri-barstvu bez upotrebe lijekova. Za zdravstvenu bezbijednost hrane životinjskog porijekla posebno je značajna upotreba veterinarskih lijekova koji se koriste za liječenje i kontrolu zdravlja životinja. Zbog toga ae u animalnim proizvodi-ma mogu pojaviti ostaci tretiranja životinja sredstvima kao što su veterinarski lijekovi i hormonski pripravci.

Ostaci od tretiranja životinja su najčešće: o antibiotici,o antiparazitni lijekovi, o hormonski pripravci, o antiseptici, o dezinficijensi i o sredstva za smirenje.

U veterinarskoj medicini koristi se oko 500 lijekova od kojih preko 80% pri-padaju grupama antimikrobnih i antiparazitskih sredstava. U praksi se lijekovi uglavnom koriste kraći vremenski period, 1 do 7 dana, dakle pri liječenju akutnih patoloških stanja. U kroničnim slučajevima lijek se koristi duže. Farmakokine-tika lijeka, odnosno njegova resorpcija, raspodjela u organizmu, metabolički procesi kojima podliježe i eliminacija su faktori koji značajno utiču na efika-snost lijeka i karencu.

Karenca lijeka je najvažniji kriterijum koji utiče na pojavu rezidua lijekova u namirnicama životinjskog porijekla. U pogledu zdravstvene bezbijednosti hra-ne životinjskog porijekla, ostaci veterinarskih lijekova u jestivim tkivima životi-nja, ukoliko se unose u dužem vremenskom periodu mogu izazvati toksične efekte i tako opasnosti u hrani.

Lijekovi se mogu, osim u terapijske svrhe koristiti i kao biostimulatori, ali i u reprodukciji za poboljšanje reproduktivnih osobina životinja, sinhronizaciji polnog ciklusa. Aplikacija lijeka putem hrane za životinje može imati, pored nutritivnog, preventivni i terapijski karakter. Međutim i pored činjenice da se

59

u nutritivne svrhe uglavnom koriste antibiotici, koji se slabo resorbuju u pro-bavnom traktu životinja, postoji mogućnost njihovog zaostajanja, odnosno pojave rezidua u jestivim tkivima, a otuda i u namirnicama životinjskog porije-kla (mesu, mlijeku, jajima, medu). Na taj način se otvorilo pitanje rezidua anti-biotika i drugih antimikrobnih materija u namirnicama. Ovaj problem je po-sljednjih decenija postao vrlo izražen i aktuelan, ali i danas svuda u svijetu predstavlja problem od prvorazrednog značaja za javno zdravstvo. Zapravo, od samog početka masovne upotrebe antibiotika u humanoj i veterinarskoj medicini razmišljalo se o mogućim reziduama i njihovim efektima.

Ostaci veterinarskih lijekova u jestivim tkivima životinja, ukoliko se unose u dužem vremenskom periodu mogu izazvati štetne efekte.

Antibiotici predstavljaju moćna terapijska sredstva koja imaju veliki značaj u liječenju domaćih životinja. Antibiotici u hranu mogu dospjeti na različite na­čine. Jedan od najčešćih načina dospijevanja u hranu je njihovo izlučivanje u mlijeko poslije upotrebe u liječenju životinja. Zbog toga se mlijeko životinja po­slije liječenja nesmije upotrijebiti za ljudsku ishranu sve dok se ne ispoštuje ka­renca lijeka. Drugi način zbog kojeg se antibiotici mogu naći u hrani je njihovo dodavanje sa ciljem sprečavanja razmnožavanja mikroorganizama u mlijeku i na taj način spriječe kvarenje mlijeka.

Posmatrano sa tehnološkog aspekta, antibiotici, koji se najčešće mogu naći u mlijeku (pored korisnog dejstva na patogene mikroorganizme u toku terapije), djeluju i na mikroorganizme koji ulaze u sastav čistih kultura inhibirajući njiho-vu aktivnost. Uz njihovo prisustvo izostaje kiselo mliječna fermentacija.

Realna su očekivanja pojave alergijskih efekata nakon konzumiranja namir-nica koje sadrže rezidue lijekova. Uneseni sa hranom, lijekovi se u organizmu ljudi mogu ponašati kao alergeni. Najčešće se spominju penicilinski preparati, vjerovatno zbog njihove velike i duge upotrebe u humanoj i veterinarskoj me-dicini. Mogućnost hipersenzibilizacije osoba koje su prethodno bile u medicin-skom tretmanu sa penicilinima iz namirnica nisu rijetke. U zavisnosti od količine unešenog penicilina, kod ovih osoba se može razviti klinička slika od blagog osipa do najdrastičnijih oblika anfilaktičkog šoka. Kako se u namirnicama ja­vljaju redovno niske koncentracije ovi osipi se najčešće registruju kao pojave nepoznate etiologije. U osoba osjetljivih na penicilin i male količine antibiotika u mlijeku mogu u nekim slučajevima izazvati jaku imunološku reakciju.

Za hormone je karakteristična karcinogenost (zabranjeni karcinogeni DES17 ß estradiol: genotoksični metaboliti). Toksični su za srce i pluća i zabranjen je klenbuterol. Neki su karakteristični za razvojna toksičnost (DES, 1980: femini-zacija dječaka i uranjen pubertet kod djevojčica).

Kod upotrebe sulfonamida alergijske pojave su vrlo rijetke. Zapaženo je da se alergijske reakcije javljaju kod peroralne terapije sulfonamidima, u 1 – 3%, a kod lokalne primjene čak u oko 10% slučajeva. Zabilježeni su slučajevi žesto-ke alergijske reakcija nakon intramuskularne aplikacije tetraciklina kod junadi

60

bolesne od bronhopneumonije (Tabaković i sar. 1985.). Senzibilizacija se obično dešava nakon ponovnog unošenja preparata koji sadrže velike molekule, naj-češće proteine (vakcine, serumi, proteinhormoni).

7.3.3.3. Ostaci djelovanja mikroorganizama The remains of microorganisms activities

Sve faze proizvodnje u prehrambenom lancu nose određene biološke (ma-krobiološke i mikrobiološke) opasnosti. Ishrana ljudi oduvijek je bila vezana sa opasnošću od unošenja u organizam mikroorganizama i njihovih produkata, koji mogu dovesti do nastanka bolesti. Neki od njih mogu se nalaziti u namirni­cama, dok je prisustvo ostalih posljedica kontaminacije porijeklom iz vanjske sredine, životinja ili čovjeka. Bakterije, kvasci, plijesni, protozoe i virusi pripa-daju različitim sistematskim kategorijama mikroorganizama. U principu razli-kuju se dvije vrste njihovog štetnog djelovanja na zdravlje ljudi, a to su: intoksi­kacije i infekcije (tabela 7.3.1).

Tabela 7.3.1. Mikrobiološki kontaminanati Table 7.3.1. Microbiological contaminants

BAKTERIJE VIRUSI KVASCI PLIJESNI PROTOZOE

Clostridium botulinum

Enterovirus Saccharomyces AspergillusToxoplasma

gondi

Salmonela, Escherichia coli

Virus hepatitis Rhohotorula PenicilliumGiardia

intestinalis

Staphylococcus aureus,

Bacillus cereusDeltavirus Pichia

Fusarium, Alternaria

Criptosporidium

Shigella Clostridium perfringens

Newcastle virus

Zygosaccharo­myces

Geotrichum Mucor,

Rhizopus

Kod intoksikacija životnim namirnicama trovanje ne izazivaju mikroorga-nizmi, nego toksini koji nastaju kao produkti njihovog metabolizma u namirni-cama. U slučaju infekcija životnim namirnicama nosioci trovanja se prenose prehrambenim artiklima. Kod infekcija životne namirnice su nakon uništenja mikroorganizama bezopasne, dok kod toksikacije stvoreni toksini mogu, pod određenim uslovima, djelovati i nakon uništenja mikroorganizama.

Mikroorganizmi, koji uzrokuju kvarenje hrane i oboljenja ljudi izazvanih kon­zumiranjem kontaminirane hrane, mogu se klasificirati u više grupa: virusi, bak­terije, plijesni, kvasci, protozoe itd.

61

MikotoksiniU proizvodnji prehrambenih proizvoda često opasnost predstavlja razvoj

različitih vrsta plijesni. Plijesni se mogu podijeliti na takozvane „plijesni polja“ (Fusarium) i na „plijesni skladišta“ (Penicillium, Aspergillus). Za svoj rast i razvoj plijesni sintetiziraju primarne metabolite, dok sekundarne metabolite koriste kao odbranu od drugih mikroorganizama. Sekundarni metaboliti mogu biti toksični i za ljude. Opasni su zbog visoke toksičnosti i u malim količinama zbog odsutnosti senzorskog upozorenja. Više vrsta, pa i rodova, plijesni može proizvoditi isti mi­kotoksin, ali isto tako jedna plijesan može proizvoditi više mikotoksina.

Glavni mikotoksini su: aflatoxins, ochratoxins, fumonisins, zearalenone, tri-chothecenes i patulin (tabela 7.3.2). Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza. Do razvoja mikotoksikoza do-lazi nakon unošenja mikotoksina hranom u probavni sistem. Jednokratno uzi-manje namirnica s visokom koncentracijom mikotoksina dovodi do akutnog otrovanja, dok konzumiranje hrane s niskim koncentracijama mikotoksina duži vremenski period dovodi do karcinogenih i drugih bolesti usljed kumulativnog djelovanja.

Tabela 7.3.2. Mikotoksinii i njihovo djelovanje na organizam Table 7.3.2. Mikotoksinii and its effect on the body

Vrsta mikotoksina Mikotoksini djelovanje na organizam

NefrotoksiniOhratoksin, Citrinin, Kvinoni,

Ksantomegnin, ViomelinIzazivaju insuficijenciju

bubrega

NeurotoksiniPatulin, Penitrem,

Citreoviridin, Fumonizin, Moniliformin

Izazivaju oštećenje nervnog apa-rata i izazivaju krvarenje u njemu

HepatotoksiniAflatoksini, Penicilinska kiselina, Sporidezmin,

Ciklohlorotin, Fumonizin

Oštećuju funkciju ćelija jetre i pospješuju razvoj karcinoma jetre

Estrogeni toksini Zearalenon, ZearalenolHiperestrogenizam u životinja i

degeneraciju ćelija polnih organa

CitotoksiniTrichoteceni, Puccinia

toksini

Oštećuju epitelne ćelije kože i sluznice probavnog trakta i

krvnih žila

Imunosupresivni toksini

Ohratoksin, TrihoteceniOštećuju imuni sistem i njegov

odgovor na infekciju u organizmu ljudi i životinja

Respiratorni toksini

Fumonizin, Trihoteceni, Stahibotriotoksin, Puccinia

toksin, AAL toksinOštećuju disajne puteve

62

Gotovo svi mikotoksini su citotoksični i uništavaju stanične strukture kao što su membrane, te interferiraju s vitalnim staničnim procesima kao što je sin­teza proteina, RNK i DNK. Simptomi mikotoksikoza ovise o nizu faktora: kon-centraciji i dužini izloženosti mikotoksinu, o vrsti i toksiko dinamičkim osobi-nama mikotoksina (apsorpciji, hidrofilnosti / lipofilnosti, distribuciji u tkivima i organima, metabolizmu i poluvremenu raspada, te eliminaciji).

Pokazalo se da stotine gljivičnih vrsta proizvode mikotoksine povezane sa bolestima koje se prirodno javljaju kod životinja i ljudi širom svijeta. Pojava mi kotoksina u poljoprivrednim artiklima zavisi od takvih faktora kao što su oblast, sezona i uslovi pod kojima se određen usjev uzgaja, bere i skladišti. Usjevi koji se uzgajaju u toplim i vlažnim vremenskim uslovima, u tropskim i suptrop-skim područjima su naročito više skloni zarazim toksinima, nego oni u zonama sa umjerenom temperaturom. Međutim, određene toksigenične gljivice kao što je vrsta Fusarium mogu se množiti pod niskim temperaturama i proizvoditi toksine.

Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza, a za neke se mikotoksine pretpostavlja ili je dokazano da su kar­cinogeni za ljude. Različite bolesti ili sindrome u ljudi uzrokuju alkaloidi ergota, aflatoksini, okratoksin A, 3 nitropropionska kiselina, trihoteceni, zearalenon i fumonizini. Međunarodne agencije za istraživanje karcinoma o karcinogenosti pojedinih mikotoksina vrši procjene opasnosti od mikotoksina. Postoje zakon-ski propisi o dopuštenim koncentracijama pojedinih mikotoksina u različitim namirnicama.

Mikotoksini su metaboliti plijesni. Glavni mikotoksini su: Aflatoxins (Aflatoksini), Trichothecenes (Trihoteceni), Fumonisins (Fumonizini),Ochratoxins (Ohratoksini), Zearalenone, (Zearelenon). Akutno i kronično oštećenje zdravlja zbog djelovanja mikotoksina naziva se mikotoksikoza.

7.3.4. Kontaminantikojinastajuobradomhrane Contaminants resulting from food processing

Toksikanti koji nastaju obradom hrane mogu se svrstati u sljedeće grupe: o produkti termičke obrade (furan, piren, benzopiren, fluoranten, hete-

rociklički aromatski amini, akrilamid),o produkti Maillardove reakcije (melanoidini pigmenti, heterociklički spo­

jevi),o produkti autooksidacije i obrade lipida (hidroperoksidi, alkoholi, alde-

hidi, ketoni, ciklične masne kiseline, polimeri, trans masne kiseline),o produkti tretiranja kiselinama i lužinama (aminokiselinski derivati, klo-

ropropanoli),o produkti fermentacije (etanol, metanol, etil karbamat, vazoaktivni amini)o produkti salamurenja (nitrozamini),

63

o produkti obrade ionizirajućim zračenjem io produkti obrade vode za piće (kompleksni organski spojevi sa klorom).

Produkti termičke obrade. Termička obrada nekih vrsta hrane pri visokim temperaturama nosi sa sobom i niz opasnosti zbog mogućeg stvaranja odre-đenih toksičnih materija. Osnovna svrha kuhanja hrane je postizanje mikrobio­loške bezbijednosti sa optimalnim nutritivnim i senzorskim svojstvima i minimal­nim sadržajem potencijalno štetnih materija. Toksikanti koji nastaju obradom mogu biti različiti produkti procesa. Tako toksične materije mogu nastati u procesima kao što su Maillardove reakcije, autooksidacija lipida, tretiranje hra­ne kiselinama i bazama, fermentacija, salamurenje, jonizirajuće zračenje i sl. Prikazati ćemo nekoliko karakterističnih primjera toksičnih materije koje na-staju tokom prerade hrane.

Toksična materija koja nastaje termičkom obradom nekih vrsta hrane pri visokim temperaturama je akrilamid. On može biti prisutan u širokom spektru pržene i pečene hrane. Akrilamid je IARC svrstao u grupa karcinogena. Rela-tivno visoke koncentracije akrilamida mogu da se nalaze u hrani bogatoj uglji-kohidratima kao što su čips, prženi i pečeni krompir i tostirani kruh. Nastanak akrilamida je u vezi sa stupnjem preprženosti hrane, gdje dolaze do izražaja Maillard­ove reakcije, a posebno aminokiseline asparagina. Kruh, odnosno kora kruha, žitarice i kafa sadrže određene koncentracije akrilamida. Takođe, hete-rociklični amidi (HCA) u pečenom mesu mogu biti povezani sa nastankom raka u stomaku i drugim organima. Heterociklični amid se formira kada aminokise-line i kreatin reaguju na visokim temperaturama. Četiri faktora utiču na formi-ranje hetrocikličnih amida: vrsta hrane, metod kuhanja, temperatura i vrijeme. Heterociklični amidi se mogu naći u kuhanom mišićnom mesu. Drugi izvori pro­teina kao što su mlijeko, jaja, tofu, jetra sadrže vrlo malo ili nikako HCA ako se kuhaju. Prženje, pečenje i roštilj proizvode najveće količine HCA.

Kao potencijalne toksične materije u hrani značajni su klorpropanoli i poli-ciklički aromatski ugljikovodici, koji također nastaju termičkom obradom hrane. Klorpropanoli su kontaminanti koji nastaju obradom različitih vrsta hrane ili sastojaka hrane. Najvažniji spojevi iz grupe klorpropanola se 3­monoklorpro-pandiol (3­MCPD) i 1,3­diklor­2­propanol. Prisutnost klorpropanola prvi put je dokazana kiselom hidrolizom biljnog proteina. Međutim, 3­MCPD je nađen i u obrađenoj hrani bez kisele hidrolize, kao što je prženi sir ili pržene žitarice. Značajne količine su nađene u ječmu za vrijeme proizvodnje slada, kao i to-stiranog kruha. 3­MCPD se može naći i u drugim vrstama hrane kao što su: umaci od soje i slični proizvodi, tostirani kruh ili biskvit, kuhana usoljena riba ili meso. Stvaranje klorpropanola u hrani nije u potpunosti razjašnjeno, pa po-stoji više predloženih mehanizama nastajanja 3­monoklorpropandiola u hrani kao i više potencijalnih prekursora klorpropanola. Grijanjem potaknuta reak-cija koja vodi do stvaranja klorpropanola uključuje reakciju kloroidne kiseline s glicerolom, lipidima i ugljikohidratima. Sve reakcije zahtijevaju temperaturu

64

iznad 100oC. Ključni korak u sintezi uključuje nukleofilnu supstituciju kloridnog aniona na acilnu skupinu na poziciji koja je aktivirana susjednom esterskom skupinom. Međuprodukt reakcije je klorpropandiol­diester koji pod hidrolitičkim uvjetima vodi do formiranja klorpropanola.

Međutim, ne zahtijevaju svi hemijski mehanizmi prisutnost triglicerida za formiranje klorpropanola, pa tako alternativni mehanizam koji uključuje alil alkohol (prop­2­en­1­ol) koji u prisutnosti hipoklorne kiseline (HOCl) može do-vesti do stvranja klorpropanola. Ova reakcija može biti važna u slučajevima „grijanja” luka i češnjaka u kojima je glavni prekursor stvaranja klorpropanola alil alkohol tj. aminokiselina cistein alin [(S)­alil­L­cistein sulfoksid]. Ispitivanjem prisutnosti klorpropanola u različitim vrstama namirnica, 3­MCPD je nađen u nekoliko fermentiranih namirnica, kao i u namirnicama koje nisu bile podvrgnu­te termičkoj obradi npr. šunka, salama, riba i fermentirani sir. Do sada ne oče-kivani izvori 3­MCPD­a u tragovima u mnogim vrstama hrane vode do toga da se ispita mogući utjecaj hidrolitičkih enzima u stvaranju klorpropanola. Ovaj mehanizam, potaknut enzimom lipazom, pri relativno niskim temperaturama u prisustvu ulja, vode i natrijevog klorida dovodi do stvaranja klorpropanola. Smatra se da hidroliza masnih kiselina nastalih iz triacilglicerola odvija djelo-vanjem lipaze u različitim katalitičkim stupnjevima, te da enzimski katalizirana sinteza 3­MCPD ovisi o aktivitetu i specifičnosti lipaze, pH­vrijednosti, koncen-traciji Cl­ iona, temperaturi i aktivnosti vode u hrani.

Produkti Maillardove reakcije. Iz glukoze i aminokiseline (Maillardova re-akcija i kuhanje kod 100°C) izolirana 3 mutagena iz: glukoza­fenilalanin, gluko-za­lizin i glukoza cistein.

Sa toksikološkog aspekta reakcije posmeđivanja izolirani su mutageni:o 5­hidroksi­metil­furfural (iz glukoza+fenilalanin),o (2­formil­5­/hidroksimetil/pirol­7­il) norleucin (iz glukoza+lizin),o 2­metil­tiazolidin (iz glukoza+cistein),o tiazolidin derivati (glukoza+cisteamin)

Izolirana je i serija mutagena u sardinama i junetini pripremljenoj na žaru. Nađeni su spojevi:

o IQ i MeIQ u sardinama i o MeIQX i IQ u pečenoj junetini i govedini

Kreatinin je važan prekusor nastajanja sva tri spoja. Meso pečeno ili prženo na žaru, iz konačnog produkta Maillardove reakcije­jednog heterocikličkog spo­ja, kreatinina i jedne aminokiseline nastaju pri temperaturama iznad 300oC najmutageniji spojevi imidazo­kinolinske i imidazo­kinoksalinske strukture.

Reakcije karamelizacije. Poslije topljenja saharoze započinje pjenušanje mase i dolazi do gubitka jedne molekule vode po molekuli saharoze što dovodi do formiranja izosakrozana. Daljim zagrijavanjem uz gubitak mase nastaje ka-ramelan (C24H36O18). Izolirani karamelan rastavara se u vodi i etil–alkoholu i ima gorak ukus. Treći stupanj se javlja poslije pjenušanja, dužim zagrijavanjem i

65

gradi se pigment karamelen. Njegova prosječna molekulska masa odgovara gubitku osam molekula vode iz tri molekula saharoze:

3C12H22O11 → C36H50O + 8H2 O

Dalje zagrijavanje saharoze dovodi do formiranja humina, odnosno karame­lina, tamne supstance visoke molekulske mase C125H188O80. Humini (šećer­ka-rameli) pored hidroksilnih grupa različite baznosti, karboksilne i enolne grupe vrlo često imaju prisutne fenolne hidroksilne grupe čime se može objasniti po­java da i oni nekih metala intenziviraju boju karamel­pigmenata.

Dimljenje hrane. Dimljenje hrane je takođe jako štetno. Glavni razlog di-mljenja je da se dobiju produkti sa specijalno ugodnim okusom. Najvažniji spo­jevi koji nastaju su: fenoli, karbonili, kiseline, furani, alkoholi, esteri, laktoni i PAH spojevi.

Produkti oksidacije lipida. Faktori koji utječu na procese oksidacije lipida su: toplina, kisik, svjetlo, metali, enzimi, antioksidansi. Tri su grupe spojeva oksi­dacije lipida:

o produkti autooksidacije lipida, • hidroperoksidi, • alkoholi, • aldehidi, • ketonio produkti termičke obrade lipida • ciklične masne kiseline, • polimerio produkti parcijalne hidrogenacije ulja. • trans masne kiseline

Uloga metalnih iona se može prikazati jednačinom

Cu+ + ROOH → RO. + OH– + Cu2

+

Cu2 + ROOH → ROO. + H+ + Cu+

Toksičnost nastalih spojeva može biti: karcinogenost, hepatotoksičnost, ate­rogenost, rak, kardio vaskularne bolesti, Parkinsonova bolest, Alzheimerova bolest.

Nitrati i nitriti su sastavni dio konzervisane hrane, ali i svježih namirnica osobito povrća. Nitriti se koriste za konzerviranje mesnih i ribljih proizvoda, a sprečavaju rast bakterija i stvaranje toksina, te održavaju prirodnu crvenu boju sježeg mesa.

66

Kalijumove i natrijeve soli nitrita i nitrata često se koriste u smjesama za salamurenje mesa u svrhu očuvanja i razvoja boje, inhibicije mikroorganizama i razvoja karakteristične arome. Nitriti imaju jače izražena svojstva od nitrata. U nekim vrstama salamurenog mesa a pomoću crijevne mikroflore nitriti su-djeluju u stvaranju malih količina toksičnih nitrozamina. Povrće je zbog pre-tvaranje nitrata u opasne nitrite potrebno pažljivo pripremati.

7.3.5. Ostacisredstavazapranje,dezinfekcijuifumigaciju Residues from cleaning and fumigation

Tokom prerade hrane koriste se različita sredstva za pranje, dezinfekciju, deratizaciju i fumigaciju koja mogu biti štetna po zdravlje. Izbor postupka či-šćenja i pranja, kao i vrsta sredstava za dezinfekciju je esencijalan zbog više razloga. Sredstva za čišćenje moraju odstraniti grube nečistoće, pranjem se odstranjuju „fine“, a dezinfekcijom uništavaju eventualno zaostali mikroorga-nizmi. Savjesnost i odgovornost je esencijalna za sve koji rade u proizvodnji i prometu hrane. Mnoge procedure se ne mogu neprekidno kontrolirati u pro­izvodnji, a neznanje i neodgovornost je najčešće uzrok grešaka koje se čine u pogledu kršenja proizvodnje i prometovanja.

Sapuni i deterdženti, koji se koriste za pranje, sadrže površinski aktivne materije sa različitim oblicima ispoljavanja toksičnog efekta.

Od sredstva za dezinfekciju najčešće se upotrebljavaju preparati na bazi klora, persirćetna kiselina, vodonikperoksid, alkohol kao i klorovodonična i

67

azotna kiselina (u stanicama za pranje, Cleaning In Place CIP) te od baza natrijev hidroksid.

Međutim, ostatak­rezidue sredstava za higijenu i dezinfekciju i njihov nak­nadni kontakt sa hranom nosi velike opasnosti pozdravlje konzumenata takve hrane. Nedovoljna efikasnost sredstva za dezinfekciju takođe nosi visok rizik, jer su uvjeti u proizvodnji hrane obično povoljni za razvoj preostalih mikroorga­nizama.

Sredstva za pranje mogu se klasificirati po različitim kriterijumima. Često ista sredstva se koriste i za za pranje i za dezinfekciju, pa se u tom smislu sa-vremena sredstva za pranje i dezinfekciju mogu svrstati u tri osnovne klase: tradicionalna: pjene, CIP sredstva, sredstva bez klora i sredstva sa smanjenom ograničenom tokisičnosti i korozivnosti. Postoje tipovi deterdženata koji su bezopasni, dok neki djeluju toksično, iritirajuće, korozivno itd.

Dezinfekciona sredstva su većinom protoplazmatični otrovi koji djeluju prema osjetljivosti mikroorganizama na razne djelove mikrobne stanice. Uopšte­no, dezinficiona sredstva djeluju: koagulacijom (alkohol, fenol, formaldehid, soli teških metala), oksidacijom (H2O2, KMnO4) i hidrolizom (kiseline, alkalije) (tabela 7.3.3).

Dezinficiona sredstva mogu biti kiseline koje djeluju H+ ionom, čija efika-snost ovisi od stepena disocijacije. Neorganske kiseline HCl i H2SO4 koriste se u koncentraciji od 1,5 do 5%. Od alkalija koriste se KOH, NaOH, i NH4OH. Naj-značajnija dezinfikciona sredstva su: klorni dezinficijensi, fenolni preparati, kvaternerni amonijevi spojevi, amfoterne materije i jodofori. Dezinfekcija se najčešće vrši preparatima na bazi klora i to trikloroizocijanuričnom kiselinom.

Fumigacija je postupak uništavanja insekata i drugih štetočina plinovitim jakim otrovima (T+). Najčešće korišten fumigant je fosforovodik (PH3) i to za fumigaciju žitarica: pšenice, kukuruze, ječma, zobi, raži, riže i dr. Fosforovodik se razvija iz aluminijevog ili magnezijevog fosfida djelovanjem vlage i tempe-rature iz zraka. Zbog niskog vrelišta može se koristiti i kod nižih temperatura, ali u tom slučaju se produžuje ekspozicija. Za fumigciju se koristi i plin metilbro­mid (CH3Br), koji takođe spada u vrlo jake otrove (T+).

Svaka vrsta proizvodnje zahtijeva studiozan i sistematičan pristup odabiru sredstava za higijenu i sanitaciju. Obzirom na nivo efikasnosti sredstava za pra­nje, čišćenje i dezinfekciju potrebno je pri uspostavljanju SSOP* odabrati naj­efikasnije doze i koncentracije kao i odrediti vrijeme izloženosti – ekspoziciju. Rezidue mikroorganizama kao i sredstava za higijenu i sanitaciju mogu biti opa­sne po zdravlje konzumenta zbog čega je neophodno uspostaviti njihov nepre­kidan monitoring.

* Sanitation Standard Operating Procedures

68

Tabela 7.3.3. Vrste dezinfekcionih sredstava Table 7.3.3. Types of disinfection item

Vrsta dezinficijensa Primjer sredstva za dezinfekciju / efikasna koncentracija

Kiseline borna kiselina, 1­2 % rastvorpersirćetna kis.,0.7­0.8 %

r astvor

Alkalijekaustična soda,

1­2 % rastvorživi negašeni kreč,

krečno mlijekoAlkoholi etanol, 70 % rastvor metanol, 70%

DeterdžentiNa­lauril­sulfat, 0.1­0.2 %

rastvorkvaterne amonijeve baze

(1:30 000)Fenoli krezol, 0.5 % rastvor heksahlorofen, 0.001­0.002 %

Halogenidi hlorni kreč, kaporit, jodoforiLuglov rastvor,

5 % joda + 10 % KJOsidansi vodonik­peroksid kalijev­hipermanganatSoli teških metala soli žive, 0.1 % HgCl2 rastvor soli srebra, AgNO3

Aldehidi formaldehid, 37 % rastvor glutaraldehid, 2 % rastvorBoje akridinske boje, 1:2 000 000 trifenilmetanske boje, 1:10 000Gasoviti dezinficijensi

etilenoksid, 400­800 mg/l B­propiolakton

7.3.6. Interakcijahraneiambalaže Interaction of food and packaging

Posljednjih je desetljeća uočen brzi prijelaz s relativno inertnih, zbijenih, krutih i nepropusnih ambalažnih materijala (staklena i metalna ambalaža) na pla­stične materijale. To je stvorilo nove izazove u pokušaju izbjegavanja interakcije namirnica i ambalaže. Postoji nekoliko tipova interakcije hrane i ambalaže:

o prijelaz sastojaka ambalaže u namirnicu,o propusnost plinova, vodenih para i hlapljivih organskih spojeva amba-

laže i namirnice,o prijelaz sastojaka namirnice u ambalažni materijal.

Migracijski sastojci mogu biti monomerni i polimerni aditivi, uključujući pro­dukte hemijske razgradnje tijekom procesa obrade, kao i ostaci polimernih otapala, katalizatori i sl. Ti onečišćivači, ukoliko je njihovo prisustvo u namirnici u količini većoj od dopuštene, u najgorem slučaju mogu biti toksični ili mogu na proizvod prenositi neprihvatljive mirise i okuse.

Interakcije, kao posljedica migracija, predstavljaju možda najveći razlog za zabrinutost. Glavna posljedica migracija jest difuzija permeata, a brzina same difuzije ovisi o koncentraciji spojeva i uvjetima okoline. Mehanizmi koji uzrokuju prijelaz sastojaka iz ambalaže u namirnicu mogu se svrstati u sljedeće tipove:

1. Migracija sastojaka iz ambalaže u proizvod, tamo gdje postoji izravni kon­takt između površine ambalaže i namirnice; to se događa, npr. u difuziji

69

spojeva kao što su stiren i vinil­klorid monomeri (često kod plastične am­balaže).

2. Mogućnost da sama namirnica “razmoči” mobilne sastojke ambalaže; u tom se slučaju tekući ili plinoviti dijelovi namirnice raspršuju u materijal, nadimaju ga i omogućuju mobilnim sastojcima prisutnima u ambalaži da se rasprše u namirnicu.

3. Sloj aditiva, prisutan na površini ambalaže kao kondenzat, prenosi se u namirnicu. To se, primjerice, može dogoditi u slučaju ambalaže suhe hra­ne gdje je prisutan mali međusobni kontakt i ne pojavljuje se direktna migracija, ali je površinski sloj ambalaže fizički prenesen na namirnicu.

4. Hemijski “napad” sastojaka namirnice na materijal ambalaže; događa se ukoliko neadekvatno lakirana limenka dođe u kontakt s kiselinama namir­nice, što rezultira korozijom limenke. Tada i sama namirnica može biti za­gađena metalnim ionima.

5. U praksi često nema oštrih distinkcija između navedenih individualnih mehanizama, već su oni uglavnom istovremeno prisutni u interakciji pro­izvoda i ambalaže u različitim omjerima. Ključ za prevenciju toga leži u upotrebi primjerenih metoda obrade koje omogućuju adekvatnu zaštitu.

6. U “food­contact” zakonodavstvu uspostavljena su dva tipa migracija: “spe­cifične” i “globalne”. “Specifične migracije” označavaju one migracije sa­stojaka koje predstavljaju opasnost za zdravlje potrošača, pa čak i kada su prisutne u malim količinama. U tom je slučaju potrebna rigorozna kontrola. Suprotno tome, koncept “globalnih migracija” usvojen je zbog regulacije ulaska sastojaka koji su, iako ne predstavljaju velik stupanj ri-zika, ipak nepoželjni.

7. Migracije su daleko izraženije kod pakovanja tekućih proizvoda, kao i proizvoda sa povišenim sadržajem masti i ulja. Proces u kojem dolazi do prijelaza tvari iz ambalažnog materijala u namirnicu i obratno naziva se migracija. Migracija je kombinacija dva procesa: difuzije i sorpcije. Koli-čina migracije proporcionalna je polaznoj koncentraciji u plastici te je u pravilu uglavnom određena svojim difuzionim koeficijentom u plastici: migrant iz ambalaže kreće se radi koncentracijskog gradijenta difuzijom prema namirnici. Dolaskom na površinu materijala, desorbira se, a na-mirnica ga apsorbira. Ponovno slijedi difuzija u unutrašnjost namirnice, uslijed koncentracijskog gradijenta. Prema važečoj zakonskoj regulativi u EU ukupni limit migracije tvari iz plastičnog materijala u namirnicu je 60 mg/kg ili 10 mg/dm2. Ova vrijednost ne upućuje na neku određenu tvar, već na ukupnu migraciju svih tvari. Bitna je pri odabiru ambalažnog materijala jer je nužan inertan karakter materijala. Specifični limit migra­cije se određuje za svaku tvar toksičnih svojstava (tabela 7.3.4).

70

Tabela 7.3.4. Potencijalno otrovne kemikalije izplastičn eambalaže Table 7.3.4. Potentially toxic chemicals in plastic containers

Vrste ambalažnog materijala Otrovne kemikalije koje se koriste u proizvodnji

1 Polietilen niske gustoće (LDPE)benzen, krom­oksida, cumenhidroperoxid,

tert­butilhidroperoxid

2Polietilen visoke gustoće (HDPE)

krom­oksid, benzoilperoksid, hexan, ciklohexan

3 Polipropilen (PP)metanol, 2,6­di­tert­butil­4­metil­fenol,

nikaldibutyldithiocarbamate

4 Polistiren (PS)Stirene, benzen, ugljiktetraklorid,

polivinilalkohol, antimonoksid, tert­butilhidroperoxide, benzokinon

5 Polietilen Terephthalate (PET) antimonoksid, diazomen, olovooksid

Različite vrste aditiva koje se koriste u proizvodnji plastične ambalaže (ta-bela 7.3.5) kao što su toksični:

o vinil klorid,o bisfenol (slika 7.3.1)o nonilfenol,o ftalati (slika 7.3.2),o semikarbazid itd.

Tabela 7.3.5. Aditivi u plastičnim masama, mogu biti migrirajuće hemijske grupe u prehrambeni proizvod Table 7.3.5. Additives in plastics, may be migrating chemical groups in the food product

Vrsta aditiva Funkcija­ namjena

Katalizatori i inicijatori

započinju proces polimerizacije između molekula monomera s ciljem izgradnje makromolekula (polimera).

Antioksidansi štite polimer od toplinske degradacijePlastifikatori smanjuju tvrdoću i čine materijal elastičnijim

UV – stabilizatoripovećavaju otpornost prema degradaciji uzrokovanoj

UV svjetlomAntiblokirajući agensi sprečavaju međusobno slijepljivanje plastikeAntistatici koriste se za uklanjanje statičkog elektriciteta u materijalu

Antikondenzatorsprečavaju stvaranje kondenziranih kapljica na

transparentnom filmu

Punilakoriste se u svrhu smanjenja troškova proizvodnje, a

povećavaju i barijerna svojstva materijala.

Pigmenti i bojedodaju se s ciljem postizanja željene boje, a takođe predstavljaju zaštitu prema UV i vidljivom svjetlu.

Pjenušavci i agensihemijske komponente koje se koriste u proizvodnji

ekspandirane plastike.

71

Slika 7.3.1. Vinil kloridbisfenol i anonilfenol Figure 7.3.1. Vinyl chloride bisphenol and anonilfenol

Bisfenol A i nonilfenol ksenoestrogen – reproduktivna i razvojna toksičnost Ksenoestrogeni – reproduktivna i razvojna toksičnost, ali isto tako antiandro-geni; toksičnost za muški reproduktivni sustav

Slika 7.3.2 Ftalati Figure 7.3.2. Phtalates

Semikarbazid je produkt brtvila u metalnim poklopcima staklene ambala-že, slabi karcinogen.

H2N­NH­CO­NH2Semikarbazid

Budući da sa jedne strane nije moguće izbjeći prisutnost određenih aditiva u plastičnom materijalu (npr., antioksidanata), a sa druge strane nije poželjna migracija tih sastojaka u namirnice, nastoji se razviti aditive sa velikom mole-kularnom masom i slijedom toga malim koeficijentom difuzije. Druga moguć-nost za smanjenje migracije je hemijsko spajanje aditiva na određene grupe atoma (umjetnog) plastičnog materijala.

Već iz praktičnih primjera može se primijetiti da su za optimalnu ambalažu u mnogim područjima primjene potrebne kombinacije različitih ambalažnih ma­terijala s raznim karakteristikama. Teoretski ispitivanje stope migracije znači iznalaženje rezultante jednog niza uzastopno poredanih vrsta transporta.

Složenost sastava komponenti koje migriraju iz plastičnih materijala pove-ćava prisutnost laminata, adheziva i tiskarskih boja. Ukoliko su te komponente nisko molekularni spojevi, postoji mogućnost njihove migracije iz plastičnog materijala u proizvod.

Drugi tip interakcija je značajan pod nazivom barijerni efekat. Barijernim efektom se izražava intenzitet mogućeg prijelaza tvari iz okoline (gasovi i vo-dena para) kroz plastični materijal u zapakiranu namirnicu.

72

Toksičnost plastičnih masa može potjecati i od boja. Da bi se toksičnost iz­bjegla, od boja se zahtjeva:

o da ne migriraju iz plastičnih masa,o da ne sadrže olovo, živu, arsen, kadmiji, berilij i selen iznad dopuštenih

granica,o da ne sadrže aromatske amine.

7.3.7. Teški metali kao ostaci-rezidue Heavy metals residues

Teški metali se zovu zbog toga što imaju gustinu veću od 5 g/cm3. U hrani se mogu naći u sastavu okolišnih kontaminanta. U toksične metale se ubrajaju metali koji nisu biogeni i djeluju isključivo toksično kao što su: olovo, živa, kad­mij, arsen, talijum i uranijum. Neki teški metali su neophodni za žive organizme (biogeni) kao što su: cink, željezo, molibden, mangan, kobalt i selen. Značajniji izvori zagađivanja teškim metalima su: saobraćajna sredstva, metalska indu-strija, rudnici, topionice metala, organska i mineralna đubriva i urbani otpad. Teške metale biljke prvenstveno usvajaju preko korjena iz zemljišnog rastvora, a manjim djelom i preko nadzemnih organa iz atmosfere. Usvajanje i nakupljanje elemenata u biljkama zavisi od brojnih endogenih i enzogenih činilaca. Najva­žnije hemijske grupe za koje se vezuju metali su: sulfhidrilna, fosforilna, amino i imino, karboksilna i fenolna.

Dozvoljene vrijednosti unosa Pb, Cd, Hg u čovjekov organizam prosječne težine od 70 kg je:

o 3 mg olova,o 0.5 mg kadmija,o 0.3 mg žive.

Dopuštene količine metala i nemetala u namirnicama moraju vetano za mak­simalno dopuštene količine metala i nemetala udovoljavati zahtjevima predvi­đenim propisima Europske unije, Svjetske zdravstvene organizacije i Organiza-cije za poljoprivredu i prehranu (Codex Alimentarius commission WHO/FAO).

Olovo, ako se unese u organizam se deponuje i akumulira u kostima i ma-njim djelom u jetri, bubrezima i mekim tkivima. Trovanje olovom utiče na funk­ciju mozga i nervnog sistema, smanjuje stepen inteligencije, moć zapažanja i memoriranja. Najteži oblici izazivaju smrt. Najčešći izvori olova su sagorijevni gasovi automobila, slikarske boje, hrana, voda, glineno suđe za kuhanje hra-ne, staklena ambalaža, konzerve, cigarete i drugi.

Živa (Hg) u hranu dolazi najčešće upotrebom pesticida, a koristi se i u koz-metici za smanjenje rasta bakterija. Nastaje i kao produkt sagorijevanja uglja. U hrani se najčešće nalazi u vodi i ribama. Živa je toksična i kao elementarna i u svim svojim spojevima. Simptomi trovanja javljaju se u organima za varenje, a zatim u nervnom sistemu. Unos pektina i aliginata može smanjiti resorpciju

73

žive. Toksični unos: (metalne pare, izlaganje čovjeka) = 44 mgm­3 (8 sati). Smrto­nosna doza: LDˇ50 (metalne pare, udisanjem, kunić) = 29 mgm­3 (30 sati).

Ako živa dospije u vodenu sredinu, mikroorganizmi je prerađuju tako da na­staje metaloorgansko jedinjenje koje se rastvara u mastima.

Već koncentracije žive od 30 mikrograma/litar krvi snažno utječu i mijenja-ju hormonsku produkciju odnosno funkciju posteljice, a teški metali prolaze placentarnu barijeru, tako da bez poteškoća mogu dospjeti u krvotok fetusa.

Ispitivanja pokazuju da u većini industrijski razvijenih zemalja koncentracija žive u krvi trudnica iznosi 3 do 10 mikrograma/litar, a u ekološki opterećenim regijama ili kod specifičnih zanimanja ove vrijednosti leže i u znatno višem po-dručju. Vrijednosti preporučene od strane svjetske zdravstvene organizacije (WHO) uzimaju za gornju granicu koncentraciju žive od 50 mikrograma/litar. Štetno djelovanje žive se ogleda prije svega u štetnom utjecaju na živčani su-stav fetusa u razvitku, a veće koncentracije (npr. nakon oštećenja pogona za proizvodnju i sl) mogu dovesti do spontanih pobačaja i malformacija nerođenog djeteta. I ako se može voditi rasprava o vrijednosti ovog invitro eksperimenta i funkciji organa izdvojenog iz funkcionalne jedinice, rezultati ovog pokusa za-brinjavaju, a znanstvenici s pravom postavljaju pitanje revizije dopuštenih kon­centracija žive i dozvoljenih granica za uvjete rada. Živa je veoma otrovni me-tal bilo u obliku pare ili sitnih kapljica. Živa za ljudski organizam nema nikakvo korisno djelovanje, te može biti štetna čak i u malim količinama. Trovanje živom zovemo merkurijalizam.

Kadmij (Cd) u hranu dolazi iz prirodnih izvora. Visoka doza kadmija u bubre­zima izaziva oštećenje tkiva bubrega, utiče na nastanak kamenca u bubrezima i povećanje pritiska. Kadmij utiče na strukturu kostiju dovodeći do njihove de-formacije. Čest je uzrok anemije, oštećenja srca i bubrega, a i kancerogen je.

Kadmij, hemijski spojevi i njegove otopine su vrlo otrovne. Zbog brze hla-pljivosti predstavlja potencijalnu opasnost od trovanja.

Arsen se akumulira u tijelu, posebno u kosi, koži i nekim unutrašnjim orga-nima. Trovanje arsenom izaziva opadanje kose, dermatitis i druge probleme organa za varenje, zatim premorenost, glavobolju, zbunjenost, psihološke pro­bleme i određene promjene na jetri i bubrezima. Arsen је jedan od najjačih poznatih otrova. U brojnim je spojevima raširen po cijeloj zemljinoj kori. Primje­njuje se u proizvodnji stakla, keramike, u slitinama olova i bakra, u proizvodnji mikročipova. Primjena arsenovih soli u impregnaciji drva u mnogim je zemlja-ma zabranjena. Ima ga u pitkoj vodi i mineralnoj vodi. Veže se s proteinima u membrani stanice, pa ga eritrociti raznose po cijelome tijelu, zahvaća pluća, jetru, bubrege, mozak, nervni sustav i bijela krvna zrnca. Pri dugotrajnom utje­caju izaziva opadanje kose, razgradnju koštane srži, bolove u zglobovima, uze-tost, plućni edem, pigmentaciju kože, zastoje srca i krvotoka. Simptomi variraju u svom intenzitetu pa se dugotrajno trovanje malim dozama ponekad pripisuje drugim uzrocima. Toksičnost anorganskog arsena poznata je još od antike. Velike

74

oralne doze mogu dovesti do smrti. Manje doze izazivaju iritaciju želuca i crije­va sa boli, mučninom, povračanjem i proljevom. Gutanje anorganskog arsena dovodi i do smanjene proizvodnje crvenih i bijelih krvnih zrnaca što izaziva umor, abnormalni srčani ritam, oštećenje krvnih žila i narušenu nervnu funk-ciju koja se očituje kroz trnce u ekstremitetima. Najočitiji znak oralnog unosa anorganskih formi arsena u tijelo su promjene na koži u obliku tamnih mrlja te pojava bradavica na dlanovima, stopalima i torzu. Ove promjene vezuju se uz degradaciju krvnih žila u koži. Manji broj bradavica može prijeći i u rak kože. Oralni unos arsena povećava i rizik oboljenja od raka jetre, mjehura, bubrega, prostate i pluća. Anorganski arsen karcenogen je za ljude. Udisanje većih koli-čina anorganskog arsena izaziva iritaciju grla i pluća, a potom i sve već navede­ne efekte kao kod oralne kontaminacije. Kontakt kožom može dovesti do irita­cije, crvenila i oticanja, bez značajnijih internih efekata. Količina anorganskih spojeva arsena potrebna da izazove ozbiljne reakcije iznosi iznad 100 µg arsena po m2 za kratkotrajno izlaganje. Dugotrajno izlaganje nižim koncentracijama izaziva reakcije na koži te poremećaje cirkulacije i nervne funkcije. Udisanje anorganskog arsena negativno utječe na normalni razvoj fetusa. Arsen može preći kroz posteljicu do fetusa, a u malim količinama nađen je i u mlijeku dojilja.

Bakar – unatoč tvrdnjama o neškodljivosti bakrenih cijevi za pitku vodu, istraživanja su potvrdila da jedna litra vode iz novih bakrenih instalacija sadrži čak 4,7 mg bakra (ako pH­vrijednost vode pokazuje laganu alkaličnost). U sta-rijim instalacijama unutrašnje se površine cijevi s vremenom prekrivaju slo-jem kamenca koji sprečava izravan dodir bakra i pitke vode. Stoga je važna preporuka da se prije pijenja vode iz nove instalacije nekoliko minuta ispušta voda koja je duže stajala u cijevima (njome možete zaliti cvijeće). U pravilu, preporučuje se izbjegavanje novih bakrenih cijevi, posuda i ostali bakrenih predmeta u izravnom dodiru s hranom ili pitkom vodom.

Mangan je u malim količinama važan za ljudski organizam i dnevno ga se ishranom mora unositi u količini 10­20 mg, a njegovo pomanjkanje usporava rast i skraćuje životni vijek jer sudjeluje u reprodukcijskim procesima. U tijelu ga nalazimo pohranjenog u kostima, jetri i bubrezima. Mangana ima u svakodnev­nim namirnicama poput žitarica i različitim sjemenkama, osobito u kavi i čaju. U većim količinama mangan je otrovan. Trovanja nastaju udisanjem para man­gana, prašine oksida (MnO2) ili nekog drugog spoja. Prvi vanjski znaci trovanja su umor, iscrpljenost, klonulost mišića. Nakon toga slijede napadaji smijeha i plača, a oboljela osoba sklona je i samoubojstvu. Osoba koja pati od trovanja manganom također ima problema sa kratkoročnim i dugoročnim pamćenjem. Uz prije navedene simptome može se javiti i manjak apetita. U kasnoj fazi javlja se drhtavica kao i simptomi Parkinsonove bolesti i skleroze nakon čega za obo­ljelog više nema lijeka. Dozvoljena koncentracija mangana u radnim prostorija­ma je do 5 mg u m3 zraka, a u vodi za piće 0,05 mg/l. Povećana koncentracija mangana u krvi pronađena je kod pacijenta oboljelih od ciroze i hepatitisa,

75

kao i kod onih koji su doživjeli srčani udar. Visoku razinu mangana u krvi tako-đer može izazvati i hranjenje bez sudjelovanja digestivnog sustava, primjerice intravenozno hranjenje.

Trovanje manganom najčešće dolazi kao posljedica boravka u okolišu zaga-đenom industrijom. Jako opasna može biti onečišćena voda koja sadržava količi­nu mangana koja je iznad dozvoljene. Visoka razina mangana u vodi, osim što je štetna sama po sebi, također može izazvati i povećanje broja bakterija. Trovanju manganom posebice su izloženi radnici koji sudjeluju u obradi manganove rude, a posljedice trovanja primijećene su i kod radnika u industriji ba terija i akumula-tora. Neke vrste tamnih boja za kosu mogu sadržavati mangan pa bi njihovo dugoročno korištenje moglo izazvati zdravstvene komplikacije i probleme.

7.3.8. Genetskimodificiranahrana Geneticallymodifiedfood

Genetska modifikacija podrazumijeva izdvajanje odabranih gena iz jednog organizma (životinje, biljke, insekta, bakterije, virusa) i umjetno prebacivanje u kompletno druge vrste. GMO* su rezultat biotehnologije, odnosno primje-ne genetskog inžinjerstva s namjerom mijenjanja određenih ciljnih karakteri-stika organizama. Geni su osnovna nasljedna jedinica, dio molekule DNK, koja se može umnožavati, rekombinirati i mutirati. Na taj način sam ili u interakciji s drugim genom ili genima i okolišem određuje neko svojstvo organizma. Genet­ska modifikacija može da ima za posljedicu promjenu pojedinih svojstava orga­nizma akceptora – primaoca gena. Sam proces genetske manipulacije nije pre­cizan, jer geni ne djeluju izolirano već u interakciji sa drugim genima. Strani geni mogu promijeniti molekule i izazvati neočekivana svojstva kao što su tok­sičnost za ljudski organizam ili alergijske reakcije. Postupak stavljanja huma-nog gena u životinje, ribljeg gena u rajčici, gena insekta u krompiru sa svrhom da bi oni bili veći, jači, otporniji na insekte i herbicide, da bi bili ljepši i dugo-trajniji, naziva se genetska manipulacija. Hrana porijeklom od GMO nije testi-rana kao što su to lijekovi, suplementi i aditivi. Za GM hranu nitko ne jamči si-gurnost. Najveći proizvođači i izvoznici GM hrane su SAD, Kanada i Argentina.

Lijekovi i medicina mogu imati koristi od biotehnologija baziranih na GM kao što je dobijanje insulina, cjepivo protiv hepatitisa, monoklonska antitijela u dijagnosticiranju bolesti, liječenje patuljastog rasta, proizvodnja antibiotika, liječenje srčanog i moždanog udara. S druge strane postoji oplemenjivanja i dobijanja organizama sa željenim svojstvima, povećanje prinosa i smanjenje troškova proizvodnje u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji (povrće, žitari-ce, uljarice.) Na poseban način, genetska inžinjerstva u agro­alimentarnom sektoru se manifestiraju uz znatno smanjenju upotreba pesticida koji zagađu-

* Genetski modificirani organizmi

76

ju okolinu, poboljšanju konzerviranja hrane u svježem stanju i povećanju pri-nosa u klimatski neadekvatnim predijelima. Široko nezadovoljstvo po pitanju genetski modificirane hrane prouzročilo je velike pritiske na velike prehrambe­ne tvrtke u Europi, te su neke od njih kao Carrefour, Sainsburi, Nestle i Unilever, javno odbacili upotrebu genetski modificiranog materijala u pripremanju pre-hrambenih proizvoda.

Zanimljiv podatak da je 1996. g. u svijetu pod GMO biljkama bilo zasijano 4,3 miliona jutara, 1997. g. 27.5 miliona jutara, a 1998. g. 69.5 miliona jutara (u ove podatke nisu uključene površine u Kini zasijane GMO biljkama). Najznačajnije oso­bine GMO biljaka su: visok prinos, otpornost na insekte i povećanje kvaliteta.

Problem genetskog modificiranja je što se on može dogoditi i između orga-nizama koji ne pripadaju istoj vrsti. To je umjetni proces i ne odvija se u prirodi. Prisutna je tendencija oplemenjivanja i dobijanja organizama sa željenim svoj-stvima, povećanje prinosa i smanjenje troškova proizvodnje u primarnoj po-ljoprivrednoj proizvodnji (povrće, žitarice, uljarice...). To nosi i određene rizike i posljedice koje bi mogle nastati, a ne mogu se dokazati u kratkom roku.

U Europskom udruženju potrošača (European Consumer’s Organisation) zahtijevaju da se GMO proizvodi jasno deklarišu, da se GMO proizvodi potpu-no odvajaju od ostalih proizvoda i da se na genetski modificiranim sirovinama i proizvodima nastave opširna istraživanja o njihovom utjecaju na okolinu i zdra­vlje ljudi. Uglavnom su prisutne genetske modifikacije kod žitarica, ali je aktu-elno i kod nekih vrsta voća i povrća (krompir, rajčica i sl).

Proizvodi od GM soje mogu da se nalaze se u sastavu: slatkiša, čipsa, čokola-de (lecitin), krekera, jogurta, sladoleda, margarina, tjestenine, keksa, vitamina E (kozmetika, šampon, pjena za kupanje), dječja hrana itd (tabela 7.3.6). Osim toga bjelančevine iz soje prenose se u mnoge proizvode na bazi mesa kao što su nadjevi za raviole i torteline, a deklariraju se kao “biljne bjelančevine”. Po-znato je i sojino mlijeko koje se ponekad koristi kao surogat majčinog mlijeka, odnosno kao mlijeko u prahu za djecu koja ga toleriraju. Sojino brašno se mije ša sa običnim brašnom radi poboljšanja hranjivosti. Soja u raznim oblicima se na­lazi u 90% keksa i pekarskih proizvoda radi povećanja prhkosti. Osim toga pro­izvodi od soje se koriste za proizvodnju sladoleda radi količinskog povećanja i elastičnosti. Lecitin iz soje ima ulogu emulgatora u čokoladi, snack proizvodima i pudinzima. Koristi se još za pripravljanje gotovih jela i suhomesnatih proizvoda. Kukuruz i proizvodi od kukuruza nalaze ogromnu primjenu u prehrambenoj industriji. Proizvodi od kukuruza nalaze se u sastavu: kruha, keksa, cerealija, praška za kuhanje, alkohola, slatkiša, kolača, sladoleda, vitamin C, margarin, čips, juha te mnogih lijekova.

EU legislativa vezana za GMO se postavila jasno i restriktivno uz mjere pre-dostrožnosti sa intencijama zaštite zdravlja potrošača i životne sredine. Jasno je definiran domen i legislative, odobravanje, etiketiranje i sljedljivost vezano za GMO. Prisutni su sporovi sa velikim svjetskim proizvođačima i izvoznicima hrane.

77

Tabela 7.3.6. GM biljni organizmi i njihova primjena u prehrambenoj industriji Table 7.3.6. GM plant organisms and its application in food industry

GM biljni organizmi

Proizvodi koji se dobivaju

Soja Ulje, sačma i pogače, kruh i brašno, mlijeko, umak, vegetarijanske kobasice i namazi, sojini odresci

Kukuruz Kukuruzno brašno i griz, škrob, ulje, kukuruzni sirupi i zaslađivačiPamuk Čips, krekeri, kolači, maslac od kikirikijaKrompir Čips, juhe, jela sa krumpirom, pite od povrća

Paradjaz Talijanska i meksička hrana, lazanje, pizza, umaci, juhe, salate od povrća

Papaja Pite od povrća, umaci, enzim papain

Novi prehrambeni proizvodi često se nazivaju “novel foods” ili nova hra-na, koja općenito podrazumijeva generički novu hranu. Novel food je hrana koja se prvi puta pojavljuje kao takva u svom izvornom obliku i koja do mo-menta odobravanja nije bila prisutna na tržištu. Postoje dvije osnovne grupe novel food: novel food baziran na GMO kao sirovinama u proizvodnji i novel food koji nije iz GMO.

Nove namirnice koje pripadaju tzv. Novel food iz GMO trebale bi biti istih generičnih osobina sa prirodnim uzorkom. S obzirom na pre oblikovanja genet­ske strukture takvi organizmi ne mogu biti apsolutno isti kao prirodni predlo-žak. Zbog toga se smatra da takve sirovine u proizvodnji hrane zahtijevaju oprez, odobrenje i provjeru. U prometu moraju biti označavane i upozoravati korisnike o kakvim je proizvodima riječ, na sličan način kao aditivi i drugi doda ci namirnicama. Proizvodi koji sadrže genetski modificirane sastojke predmet su posebne procedure kojom se procjenjuju opasnosti po okoliš. Savremena le-gislativa detaljno propisuje zahtjeve kod etiketiranja ovih proizvoda. Zemlje članice EU, u slučajevima opravdanih rizika po javno zdravlje ili okoliš, mogu kod Komisije zatražiti privremenu ili stalnu zabranu prometa određenim no-vim prehrambenim proizvodima na svojoj teritoriji.

7.3.9. Mjeresmanjenjahazardnihmaterijauhraniporijeklomizokoliša Measures for reduce hazardous materials in foods from environment origin

7.3.9.1. Integralno upravljanje pesticidima-IPM Integrated Pesticide Management-IPM

Primjena sistema integralne zaštite bilja dovodi do manje upotrebe pestici­da. Integralno upravljanje pesticidima ili upravljanje populacijom štetnih orga­nizama bazirano je na primjeni praćenja stanja uzgajanih biljaka i pojavi štetoči­na te svođenju korištenja pesticide na najmanju moguću mjeru. Sprovođenjem mjera integralne zaštite smanjuje se broj hemijskih tretiranja, čime se čuva i

78

omogućava veća aktivnost prirodnih neprijatelja (npr., predatora za insekte). Sistem integralne proizvodnje nastao je sedamdesetih godina zbog reakcije i opravdanog straha javnosti od primjene velikih količina mineralnih đubriva i sredstava za zaštitu bilja. Integralna biljna proizvodnja sadrži sve elemente konvencionalnih sistema biljne proizvodnje, ali hemijske mjere zaštite se pre-poručuju kad su iscrpljene druge mjere u borbi protiv biljnih bolesti, štetočina i korova. Najvažnije agrotehničke mjere u integralnoj biljnoj proizvodnji su: plodored, izbor sorti i hibrida, obrada zemljišta, prostorna izolacija, navodnja-vanje, sjetva, borba protiv korova, žetva, berba, vađenje i ubiranje proizvoda. Osim agrotehničkih mjera izuzetno su značajne i biološke mjere borbe, izve-štajno­prognozna služba, integralna zaštita bilja i dr. Ovaj sistem u nekim slu-čajevima može da smanji upotrebu pesticida i do 50%.

Integralna Proizvodnja (IP) je koncept održive poljoprivredne proizvodnje koji je razvijen 1976. od strane IOBC International Organisation for Biological Control (Međunarodna organizacija za biološku kontrolu) i koji je stekao me-đunarodno priznanje i primjenu. Koncept je zasnovan na korišćenju prirodnih resursa i regulatornih mehanizama kako bi se zamijenili potencijalni zagađujući – inputi i osigurala održiva proizvodnja. Agrotehničke mjere i biološke/fizičke/hemijske metode se pažljivo biraju i uravnotežuju, uzimajući u obzir zaštitu zdra­vlja kako proizvođača tako i potrošača i životne sredine. Naglasak je na:

o holističkom pristupu koji uključuje cijelu farmu kao osnovnu jedinicu,o centralnoj ulozi agro­ekosistema,o balansiranom ciklusu ishrane,o dobrobiti svih vrsta u stočarstvu.

Bitne komponente Integrale Proizvodnje su očuvanje i poboljšanje plodno-sti zemljišta, biodiverzitetu u životnoj sredini i poštovanju etičkih i socijalnih kri­terijuma. Sve biološke, tehničke i hemijske metode su pažljivo uravnotežene uzimajući u obzir zaštitu životne sredine, profitabilnost i socijalne zahteve.

Posljednje izdanje standarda za Integralnu Proizvodnju iz 2004. pokriva eko­loške, etičke i socijalne aspekte poljoprivredne proizvodnje kao i aspekte be-zbjednosti i kvaliteta hrane.

7.3.10.Organskaproizvodnja Organic production

Organska (ekološka) proizvodnja se zasniva na prirodnim procesima i upo-trebi prirodnih organskih materija u proizvodnji i preradi hrane. U organskoj proizvodnji je isključena primjena sredstava za zaštitu bilja (pesticida) i sred-stava za ishranu bilja (đubriva) sintetičko–hemijskog porijekla, regulatora ra-sta i aditiva. U organskoj proizvodnji se ne mogu koristiti genetski modificirani organizmi. Ekološka (organska) proizvodnja bazirana je na jedinstvu čovjeka i prirode. Dvije osnovne karakteristike ekološke poljoprivrede su: briga za osnov­ne funkcije prirode i ideja globalne solidarnosti. U ekološku proizvodnju spada:

79

biološka proizvodnja, biodinamička proizvodnja i organska proizvodnja. Sva tri naziva podrazumijevaju približno identične pojmove, koji su prihvaćeni različito u raznim zemljama. Osim u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji postoje nor­me prema kojima se vrši prerada, tako da finalni proizvod može imati deklara-ciju da je organski proizveden. Osnovni zahtjevi organske proizvodnje su: izbje­gavanje hemijske kontrole korova, štetočina i oboljenja, recikliranje hranljivih materija kroz kompost i upravljano đubrenje i održavanje zdravog zemljišta. Zamjena usjeva i recikliranje poljoprivrednih otpadaka su osnova napretka usje­va. Takve metode su korištene hiljadama godina sve do sredine 20. stoljeća. Da bi se neki prehrambeni proizvod mogao deklarisati kao organski, treba za do vo lja­vati postavljene krovne svjetske organizacije IFOAM* koja razvija interna cio­nalne standarde za organsku proizvodnju i kriterije za akreditaciju certifika cijskih programa. Certificiranje mogu obaviti i nacionalne akreditirane organizacije, a uvjeti organske proizvodnje i prerade se propisuju i nacionalnom legislativom. Nakon certifikacije proizvod dobija znak da je organski proizveden. Označava-nje “Organic food” u Europi i Americi nije isto. Također, pojedine asocijacije imaju svoje znakove (slika 7.3.3).

Europska Unija je zakonski regulirala uvjete organske proizvodnje hrane. Akti legislative koji reguliraju ovu materiju su Uredbe. U vezi sa uvjetima or-ganske proizvodnje propisuju se supstance koje se mogu koristiti u biljnoj pro-izvodnji. Uredbe predviđaju ažuriranje lista dozvoljenih sredstava. Od poljo-privrednih proizvođača se zahtijeva uredna evidencija o svim aktivnostima u proizvodnji, a predviđene su redovne i vanredne inspekcije.

Slika 7.3.3. Različite etikete organski proizvedene hrane Figure 7.3.3. Different labels organically produced food

Kod etiketiranja proizvoda obavezno je navođenje metode organske proi-zvodnje i samo proizvodi dobijeni u skladu sa propisima EU mogu nositi po-sebnu oznaku ove vrste. Odredbe EU odnose se i na uvezene proizvode dobi-jene prema principima organske poljoprivredne proizvodnje. U uredbama se navode: principi organske proizvodnje na farmama, lista dozvoljenih đubriva, dozvoljene mjere poboljšanja osobina zemljišta i borbe protiv bolesti i štetoči­na, minimalni inspekcijski nadzor i preventivne mjere, itd.

* International Federation of Organic Agriculture Movements

80

7.3.11.Zaključak Conclusion

Smanjenje izloženosti hrane onečišćivačima zahtijeva zajedničke i usklađene aktivnosti svih državnih tijela, znanstvenih institucija i privrede. Poticanjem javnih rasprava i aktivnosti o mogućnostima smanjenja utjecaja opasnih i štet­nih tvari koje iz okoliša mogu dospjeti u hranu podiže se svijest stanovništva o značaju utjecaja kontaminacije iz okoliša na hranu. U svim fazama prehrambe­nog lanca, kao i o mogućnostima smanjenja onečišćenja okoliša za koje je čo-vjek direktno odgovoran, a sve iz razloga dobivanja zdravstveno ispravne hrane.

81

LITERATURA

Altieri, M.A.: Agroecology: Biodiversity and in Management Agroecosistems. Haworth­Press, Inc., New York, 1994.

Altug T.: Introduction to Toxicology and Food, CRC Press, Washington, 2003. Belitz H.D., Grosch W.: Food Chemistry, Springer, Berlin, 2004. D’Mello J.P.F.: Food Safety Contaminants and Toxins, CABI Publishing, CAB Interna-

tional, Oxon, 2003. Dabrowski W.M., Sikorski Z.E.: Toxins in Food, CRC Press, Washington, 2005.Grujić R. i Miletić I.: Nauka o ishrani čovjeka, Univerzitetu Banjoj Luci, 2007.Grujić S., Spaho N. Potrebe potrošača i kvalitet prehrambenih proizvoda. Univerzitet

u Sarajevu, Poljoprivredno­prehrambeni fakultet, Sarajevo, 2010.Grujić S., Grujić R. Razvoj novih prehrambenih proizvoda. Univerzitet u Istočnom Sa-

rajevu, Tehnološki fakultet, Zvornik, 2011.Jasic M. i Begic L.: Biohemija hrane I, Printcom Tuzla 2007.Klapec T.: Osnove toksikologije s toksikologijom hrane, Interna skripta, PTF, Osijek, 2002.Knura, S., Gymnich, S., Rembialkowska, E., Petersen, B. (2006.): Agri­food production-

chain. U: Safety in the agri­food chain.Wageningen Academic Publishers. Plavšić Franjo, Žuntar Irena: Uvod u analitičku toksikologiju, Školska knjiga, Zagreb Schmidt, R.H., Turner, R., E. (2003.): Food hazards: biological. U: Food safety hand-

book, ured. L. Jackson, Wiley­interscience, New Jersey.Seward II, R.A. (2003.): Characterization of food hazards. U: Food safety handbook,

ured. J.Rose, Wiley interscience, New Jersey.Stanley O.: „Food and Nutritional Toxicology“, CRC Press, Washington, 2004.Šarić M., Peljto A.: Bezbjednost hrane; EU regulative o reziduama pesticide i veteri-

narskih lijekova u hrani, Banja Luka, mart, 2005.g. U.S. Food & Drug Administration, Center for Food Safety & Applied Nutrition: the

Bad Bug Book, FDA/CFSAN, Rockville, 2003.g.Watson D.: Natural Toxicants in Food, Sheffield Academic Press/CRC Press, London,

2000.WHO, FAO (2006.): Food safety risk analysis­ a guide for national food safety authori-

ties. FAO food and nutrition paper 87.http://www.fao.org/http://www.farmakologija.comhttp://www.codexalimentarius.net/gsfaonline/additives/details.html?id=21

PITANJA I ODGOVORI

1. Koji su značajniji zagađivači zemlje, koji vode a koji zraka?2. Koje toksične materije se mogu naći u hrani a porijeklom sui z prirodnog

okoliša?3. Koje su značajnije vrste pesticide, šta su po hemijskom sastavu i koji je

njihov stepen toksičnosti?4. Koji su najznačajniji veterinarski lijekovi čiji ostaci se mogu naći u hrani?5. Koji štetni produkti mogu da nastaju tokom prerade hrane?6. Koje vrste tehnologija (proizvodnje) se mogu primijeniti da se smanji ko­

ličina pesticida i drugih hemiskih sredstava u hrani?

82

7.4. Zagađenja koja nastaju u prehrambenoj industriji Pollution from food industry

Grujić RadoslavUniverzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet ZvornikBosna i HercegovinaOdobašić AmraUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i HercegovinaGrujić SlavicaUniverzitet u Banjoj Luci, Tehnološki fakultet Banja Luka Bosna i Hercegovina

7.4.1. Uvod Introduction

Osnovni zadataci poljoprivredne proizvodnje i prehrambene industrije odno­se se na proizvodnju dovoljne količine kvalitetne hrane i materija organskog porijekla, koji su neophodne za održavanje života ljudi. Prema prognozama FAO, očekuje se da će se broj stanovnika na Zemlji u sljedećih 50 godina povećati na 10 milijardi ljudi. To zahtijeva odgovarajuće povećanje proizvodnje, kako bi se obezbijedile dovoljne količine hrane za narastuću polulaciju (Ristić i sar., 2011). To povećanje će za posljedicu imati porast količine sporednih proizvoda (nus­proizvoda), otpadnih materija i drugih zagađenja (onečišćenja, pollutions), uko­liko oni dospiju u okruženje, u podzemne vode i u vazduh. Jedan dio materija, koji je nastao u prehrambenoj industriji ili je tamo dospio preko sirovina ili na neki drugi način, može se svrstati u grupu kontaminirajućih materija.

Kontaminirajuće materije iz hrane (opasnosti) su agensi hemijskog, mikro-biološkog ili fizičkog porijekla, koje ukoliko se u organizam unesu tokom kon-zumacije hrane izazivaju zdravstvene probleme kod ljudi i životinja, odnosno predstavljaju rizik za bezbjednost potrošača prehrambenih proizvoda. Ove ma­terije u hranu dospijevaju različitim putevima, uključujući i metabolite biljaka koji se preko hrane biljnog porijekla unose u lanac ishrane čovjeka. Neke od ovih materija svoje djelovanje na organizam ispoljavaju odmah, dok je za djelovanje drugih potrebno da prođe određeno vrijeme, nekada i više godina. Toksični efekat se javlja kada u organizmu dođe do akumulacije određene količine te supstance. Kontaminacija hrane je problem koji se može pojaviti u svim faza-ma manipulisanja sa hranom, tj. od „njive do trpeze“, kako u primarnoj poljo-privrednoj proizvodnji, tako i u preradi, pakovanju, distribuciji.

Kontaminacija hrane može biti slučajna, ali do kontaminacije može doći i zbog stvaranja toksičnih materija u samoj hrani ili u digestivnom traktu čovje-ka i životinje. Ove materije nastaju reakcijom između komponenti hrane ili aditiva (na primjer, nitrozoamini) na način koji je karakterističan za određeni oblik ili komponentu hrane. Kontaminacija prehrambenih proizvoda najčešće

83

potiče iz okoline, iz proizvodnih procesa u primarnoj proizvodnji i iz tehnoloških postupaka prerade i skladištenja proizvoda, o čemu je bilo više riječi u pret-hodnim poglavljima. Proizvodnja, prerada, distribucija i korištenje hrane ima dvostrano djelovanje sa okolinom. Kako nepoželjne materije (kontaminenti) iz okoline mogu dospjeti u hranu, na isto način i različite materije iz lanca snab-djevanja hranom mogu dospjeti u okolinu i tako ugroziti njen kvalitet. To znači da osobe koje su odgovorne za proizvodnju hrane moraju podjednako voditi računa o uticajima u oba smijera: okoline na hranu i proizvodnje hrane na okolinu. U ovom poglavlju akcenat će biti dat na drugi aspekt.

Svaka čovjekova aktivnost ima uticaj na životnu sredinu. Aktivnosti prehram­bene industrije nisu izuzetak u tok kontekstu. Pitanja vezana za životnu sredi-nu su od velikog interesa u prehrambenoj industriji; proizvođači su postali svjesni posljedica po okolinu koje su nastale kao rezultat njihovih aktivnosti. U tu poziciju su ih doveli i sve jasniji zahtjevi potrošača i važeći propisi. Kroz pro-pise (i standarde), čovječanstvo nastoji kontrolisati i smanjiti štetni uticaj aktiv­nosti preduzeća na okolinu u bilo kojoj fazi proizvodnog ciklusa „od njive do trpeze“ i ciklusa snabdjevanja hranom. Proizvodnja, prerada, distribucija i po-trošnja hrane značajno utiču na prirodu i životnu sredinu (okolinu, okoliš). Taj uticaj nije isti u svim fazama lanca snabdjevanja i zavisi od vrste aktivnosti.

Metode rada u primarnoj poljoprivrednoj proizvodnji i prehrambenoj in-dustriji su značajne za bezbjednost prehrambenih proizvoda i uticaja koje ona ima na okolinu. Bezbjedna hrana je važna za očuvanje (sprečavanje obolijeva-nja) i poboljšanje ljudskog zdravlja. Pored toga, prehrambeni proizvodi su od najveće važnosti za dobrobit društva, zapošljavanje radnika, održavanje i po-boljšanje standarda življenja itd. Međutim, izrada ovih proizvoda troši prirod-ne resurse i generiše čvrste i tečne ostatke ili otpad, koji mogu uticati na oko-linu. Briga o zagađenju okoline i rizici po ljudsko zdravlje koji mogu poticati od nastalog otpada, veoma su važni za razumijevanje načina smanjenja količine, načina odlaganja, ponovne upotrebe ili prerade otpada (Selimbašić i sar., 2004, Vukić, 2009).

Otpad iz prehrambene industrije se definiše kao svaka supstanca koja pred­stavlja ostatak ili nepotrebni višak materijala, a koji nastaje tokom provođenja procesa (Cybulska, 2000). Drugim riječima, otpad predstavlja materije ili pred-mete koji zahtijevaju da budu odloženi na odgovarajući način ili prerađeni na podesan način koji neće kontaminirati prirodu ili koji će vlasnik odbaciti ili naj-merava da ga odbaci ili ga mora odbaciti.

Neuklonjeni sporedni proizvodi iz prehrambene industrije i poljoprivrede predstavljaju opasnosti, koji kao zagađivači životne sredine, mogu da ugroze zdravlje ljudi i životinja. U čitavom svijetu raste interesovanje za iskorištavanje nejestivih sporednih proizvoda iz poljoprivrede i prehrambene industrije. Traže se mogućnosti za bezbjednu preradu sporednih proizvoda prehrambene in-dustrije i načini kako da se oni pretvore u sirovine, čijom bi se reciklažom u

84

nove proizvode smanjila količina otpada i uz to se dobili novi upotrebljivi proi-zvodi (Ristić i sar., 2008). Osim velikog broja različitih otpadaka za proizvodnju proteinskih hraniva za ishranu životinja i proizvodnju biodizela, biogasa i đu-briva, posebno su interesantni nejestivi sporedni proizvodi zaklanih životinja, sporedni proizvodi zaklanih riba i riblji korov i životinjski proizvodi iz stočarske proizvodnje. Ovo su specifične vrste otpadaka koje se trebaju razmatrati sa više aspekata: epizotiološkog­epidemiološkog aspekta, aspekta zaštite život-ne sredine i ekonomskog aspekta (Ristić i sar., 2011).

7.4.2. Izvoriotpadaulancusnabdjevanjahranom Sourcesofwasteinthefoodsupplychain

Otpad nastaje u svim procesima ili sistemima čovjekova rada. Njega stvara ju sva preduzeća, sve instutucije i svaki pojedinac. Ako otpad nastaje u domaćin-stvu, industriji ili distributivnom sektoru, onda se za njega može reći da je pod nadzorom (kontrolom). Zahtijevaju se specifične mjere za tretman i odlaganje ovog otpada. Otpad iz poljoprivrede nastaje u svim poljoprivrednim objekti-ma i ne može se svrstati u kontrolisani otpad. Svaki korak u procesu proizvod-nje, prerade i korištenja hrane generiše određenu vrstu sporednih proizvoda (nusproizvoda, nusprodukata), koji se mogu smatrati otpadom zato što u tom obliku nisu potrebni i što nemaju tržišnu vrijednost za proizvođače i prerađiva­če hrane (slama, pljeva, otpad generisan tokom muže krava ili klanja životinja) (Grujić, 2003; Liu, 2007). Ovi otpadi su skoro isključivo organskog porijekla. Suvišak ovih materijala, ako se sa njime ne upravlja na edekvatan način, može izazvati zagađenje okoline.

Velika količina otpada se generiše u različitim oblastima prehrambene in-dustrije i industrije proizvodnje pića. Često nedostaju potpune informacije o količini otpada koji nastaje u prehrambenoj industriji i o načinu odlaganja nasta­log otpada. Prema izvještaju Agencije za zaštitu životne sredine Velike Britani-je (Cybulska, 2000), tokom 1999. godine preduzeća iz oblasti prehrambene industrije, industrije pića i duvanske industrije su proizvela 8­11 miliona tona otpada od ukupnih 70­100 miliona tona industrijskog/komercijalnog otpada. Prema ovoj analizi 31% otpada se odnosi na komercijalni otpad (trgovine 39%, ekonomija 45%, hoteli 16%), a 69% otpada je proizvela industrija (od čega 16% proizvodnja hrane, pića i cigareta).

Kada se posmatra lanac snabdjevanja hranom, nastanak otpada je vezan za tri sektora: poljoprivreda, prerada/industrija hrane i distribucija/prodaja hrane (slika 7.4.1). Dobijanje hrane kroz lanac snabdjevanja hranom, obuhvata veliki broj koraka, međutim sa aspekta generisanja otpada, to se može pojednostaviti i mogu se odrediti tri ključna koraka: primarna poljoprivreda, prerada hrane (prehrambena industrija) i prodaja hrane. Svaki od navedenih sektora stvara otpatke. Neki otpaci su zajednički za sve korake (voda za pranje ili ostaci ma-

85

terijala za pakovanje), dok su drugi specifični samo za jednu vrstu industrije (voda za ispiranje kod ljuštenja voća, na primjer).

Slika 7.4.1. Promjeri nastanka otpada u različitim fazama procesa snabdjevanja (Cybulska, 2000)

Figure 7.4.1. Examples of waste in various stages of the supply (Cybulska, 2000)

7.4.3. Otpadizpoljoprivredneproizvodnje Wastesfromagriculturalproduction

Određene vrste otpadnih materija koje nastaju u poljoprivredi su veoma opasne i od farmera se zahtijeva da preduzmu mjere kontrole skladištenja i odlaganja ovih materija u cilju ispunjenja propisa o zaštiti životne sredine. Mnoge vlade u svijetu su objavile upustva o načinu skupljanja, čuvanja i odla-ganja poljoprivrednog otpada. Sa otpadom farmeri mogu da učine jednu od sljedećih stvari: da odlože otpad na svojoj zemlji tako što će ga zakopati, ra-sturiti ili spaliti. Zakopavanje otpada je dozvoljeno sve dok se preduzimaju određene mjere (obezbjeđenje minimalne udaljenosti od izvorišta vode, zapi-sivanje podataka o mjestu zakopavanja, obezbjeđivanje dovoljne dubine jame za zakopavanje). Specifičnosti koje treba uzeti u obzir kada se vrši rasturanje otpada na tlu obuhvataju: brzinu provođenja, nagib zemljišta, svojstva zemlji-šta (propustljivost vode, smrzavanje ili pokrivenost snijegom), odgovarajuće rastojanje od izvorišta vode, smanjenje uticaja na susjede (buka, miris i slič-no). Spaljivanje otpada je dozvoljeno samo ako se ne proizvodi crni dim – če-stice suspendovane u vazduhu, što je vidljivo kao oblak i ako ne postoje druge bezbjednije metode za uklanjanje otpada.

86

Prema agregatnom stanju otpad iz poljoprivredne proizvodnje može biti čvrst, tečan i gasovit. U nastavku će biti navedeno nekoliko primjera generisa-nja otpadnih materija u poljoprivredi.

Čvrsti otpad uključuje nusproizvode iz stočarske i biljne proizvodnje. Naj-veća količina čvrstog otpada u stočarskoj proizvodnji otpada na đubrivo. Jedna krava dnevno daje 35­57 l/dan, jedna odrasla ovca 4 l/dan, a 1000 koka nosilja 115 l/dan đubriva. Mjere za odlaganje đubriva uključuju areobnu i anaerobnu digestiju, rasprostiranje na zemljištu, spaljivanje.

Plastične materije se koriste u različite svrhe u poljoprivredi. Farmeri mogu odložiti otpadne plastične mase ili zakopavanjem ili spaljivanjem.

Trupovi uginulih životinja, bilo prirodnom smrću ili zbog bolesti se mogu odložiti na jedan od sljedećih načina: zakopavanje ili spaljivanje. Trupovi se mogu zakopavati samo ako ne postoji sumnja u bolest životinja i ako trupovi ne za-gađuju okolinu na drugi način. Da bi se spriječio pristup životinja i ptica gra-bljivica, grobnica životinja mora biti efikasno pokrivena (SEPA, 1997; Cybulska, 2000). Pored toga, grobnice se moraju pravilno održavati. U drugim slučajevi-ma trupovi/lešine se trebaju spaliti u kafilerijama. Tokom spaljivanja moraju se preduzeti mjere (visina temperature i drugo) da se trupovi u potpunosti spale u cilju sprečavanja širenja bolesti preko vazduha. Tokom 1996. godine u Velikoj Britaniji, zbog sumnje na BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy ili Mad Cow Disease – Bolest ludih krava), pojavila se potreba za uništenjem ve-likog broja grla (MAFF, 1999; Cybulska, 2000). Do kraja oktobra 1996. godine u Engleskoj je 2022360 grla je zaklano u klanicama, a 174687 grla je spaljeno.

Biljna proizvodnja, takođe generiše otpad u obliku biljnih ostataka, kao što su slama žitarica, ostaci uljane repice, pasulja i suvi ostaci tokom sušenja voća, drvni otpad u voćnjacima i drvo koje se koristi za održavanje i gradnju. Ove otpadne materije se najčešće uklanjaju bezbjednim spaljivanjem. Međutim, u posljednje vrijeme veći značaj se pridaje postupcima koji omogućavaju sma-njenje otpada ili postupcima ponovnog korištenja otpada.

Na kraju, treba pomenuti da čvrsti otpad u poljoprivrednoj proizvodnji, mogu činiti dijelovi kontejnera, mašina, guma i smeće. Ovaj otpad nije specifi-čan samo za poljoprivredu, ali pošto se generiše na poljoprivrednim imanjima, zahtijeva se korištenje odgovarajućih postupaka za njegovo odlaganje. Poželj-no je da se smanji količina nastalog otpada ili da se on reciklira. Reciklaža se može obaviti na samim farmama (na primjer, korištenje guma za pritiskanje plastičnih folija tokom proizvodnje silaže) ili se materijali mogu poslati u specija­lizovane objekte za recikliranje. U nekim slučajevima se zahtijeva obuka radnika za prikupljanje otpada (na primjer, ambalaža u kojoj su bila pakovana zaštitna sredstva).

Što se tiče tečnog otpada generisanog u poljoprivredi treba pomenuti: ostat-ke goriva i ulja za podmazivanje, efluent iz silaže, vodu nakon kupanja ovaca,

87

pesticide, osoku i otpadne vode. Više detalja o načinima smanjenja, ponovnog korištenja ili odlaganja otpada ovog tipa biće dato u narednim poglavljima.

Ključne vrste otpada u gasovitom stanju, koje se generišu u poljoprivredi, su miris, metan, amonijak, te lebdeće (suspendovane) čestice. Najveći broj žalbi u Velikoj Britaniji vezanih za uticaj poljoprivrede na životnu sredinu, vezan je za neprijatni miris koji dolazi sa svinjskih farmi i farmi za tov peradi (Cybulska, 2000). Pored toga, postoje žalbe zbog odlaganja đubriva na njivama, načina odlaganje efluenta iz proizvodnje silaže i tečnog đubriva. Emisija gasova se može kontrolisati na različite načine: aerobna ili anaerobna digestija osoke (čime će se smanjiti emisija neprijatnog mirisa), čišćenje objekata putem prečišćavanja vazduha, tretiranje izvora gasova sa oksidacionim sredstvima, dezodoransima, biološkim agensima, aditivima za stočnu hranu itd.

Amonijak nastaje tokom razgradnje uree iz đubriva. 40% od ukupnog amo-nijaka, koji se emituje u poljoprivredi, potiče od stoke, a 30% od razgradnje đu briva rasutog po njivama. Mjere za smanjenje emisije amonijaka uključuju: smanjenje količine proteina u stočnoj hrani, efikasno čišćenje objekata i ogra-ničenje širenja mirisa osoke u vazduhu.

Lebdeće čestice čvrstih materija koje se nalaze u vazduhu, uglavnom potiču od dijelova biljaka i nastaju tokom utovara i istovara istih.

Glavni izvor emisije gasova zelene bašte (CO2) jeste gorivo.

7.4.3.1. Uticaj poljoprivrede na okolinu The impact of agriculture on the environment

Poljoprivreda utiče na narušavanje ravnoteže u okolini. Različite vrste po-ljoprivrednih aktivnosti imaju različit uticaj na okolinu i ekosisteme. Razmatra-nje svih aspekata poljoprivrednih aktivnosti je jedini način da se ustanovi do koje mjere je poljoprivredna proizvodnja stvarno „održiva“. U tom kontekstu, uticaj pesticida se može posmatrati kao najkontraverzniji. Mnoge vrste pesti-cida su povučene iz prodaje, jer je ustanovljeno da imaju prateće, često štetno, djelovanje po ljude, životinje i okolinu. Organohlorna jedinjenja (DDT, Aldrin i dr) se deponuju u masnom tkivu životinja i mogu se kroz lanac ishrane preni-jeti dalje do samog vrha lanca – do čovjeka. Utvrđeno je da neki od pesticida uzrokuju pojavu kancera, genetske promjene i druge vrste oboljenja.

Zbog stalnog oranja polja, korištenja vještačkih đubriva, odlaganja animal-nog otpada iza štala, ispuštanje netretiranih otpadnih tokova u rijeke, velike ko­ličine nitrita mogu dospjeti u okolinu. Utvrđeno je da se polovina azotnih đu-briva ne iskoristi, već da ona ostaje u zemljištu ili isprana sa kišom i dospijeva u podzemne i otvorene vode (Selimbašić i sar., 2004).

Sagledavanje uzroka zagađenja i posljedica od zagađenja okoline iz poljo-privredne proizvodnje, trebaju da budu prevedene u određene mjere, koje obuhvataju ponašanje različitig subjekata:

88

o aktivnosti vlasti na donošenju politike i propisa u ovoj oblasti, finansi-ranja istraživanja i razvojnih programa, finansiranje programa za ospo­sobljavanje zaposljenih u poljoprivredi, pružanje odgovarajućih infor-macija, te pružanje drugih vidova podrške,

o aktivnosti poljoprivrednih preduzeća kroz dobrovoljno usvajanje no-vih standarda i osiguranje višeg kvaliteta proizvoda,

o aktivnosti farmera izražene kroz promjenu u njihovom ponašanju, pro­mjenu odnosa prema upotrebi hemijskih sredstava i primjenu dobre prakse u upravljanju farmom,

o aktivnosti potrošača izražene kroz promjenu načina kupovine i potrošnje.Efikasna primjena upravljanja zagađenjem u poljoprivrednoj proizvodnji može

se postići na dva načina: o otklanjanje problema djelovanjem na zagađivače, pollutante (na primjer,

tretman otpadnih voda) ilio otklanjanjem izvora problema eliminacijom uzroka zagađenja (na pri-

mjer, usvajanje altenativnih poljoprivrednih praksi koje manje zagađuju okolinu).

7.4.4. Otpadizindustrijskepreradehrane Waste from food processing

Prerada hrane je važna grana industrije i ljudskog djelovanja uopšte. Kao što je rečeno, postoji više razloga koji određuju važnost prehrambene industrije: prerada sirovina iz poljoprivredne proizvodnje, podizanje vrijednosti proizvoda kroz dodatnu vrijednost i zapošljavanje velikog broja ljudi. Međutim, procesi pre­hrambene industrije u svim fazama proizvodnje na različite načine utiču na ži-votnu sredinu. Glavni uticaj na prirodu/životnu sredinu se ogleda u stvaranju otpada, korištenju vode i upotrebi energije. U toku primarne proizvodnje u lan­cu snabdjevanja nastaje oko 21% od ukupnog otpada, a u toku prerade nastaje 7% od ukupnih otpadnih materija. U ovom procesu otpad najčešće nastaje u formi čvrstog otpada, zagađivača vode i zagađivača vazduha.

7.4.4.1. Zagađivači životinjskog porijekla Pollutants of animal origin

S obzirom na veliki broj različitih vrsta otpadnih materija koje nastaju tokom aktivnosti u poljoprivredi i prehrambenoj industriji, autori su se opredijelili da prvo ukažu na mjesta nastajanja i uticaj otpadnih materija i kontaminirajućih materija iz oblasti animalne proizvodnje i prerade proizvoda animanog porije-kla, a zatim iz procesa proizvodnje i prerade namirnica biljnog porijekla.

Sve otpadne materije u mesnoj industriji se mogu svrstati u jednu od sljede­ćih grupa: organski sporedni proizvodi (nus­proizvodi), opasne materije, ma-terije sa specifičnim rizikom i vode koje se tretiraju kao komunalni otpad.

89

Đubre koje nastaje nakon prijema životinja i tokom njihovog odmaranja u oborima, krv i vode koje su korištene za pranje cijelih trupova, dijelova trupova ili proizvoda animalnog porijekla, a koji se ne koriste za ishranu ljudi, spadaju u organski otpad nastao u klaonici. Pored toga, u ovu grupu otpadaka se svrsta­vaju otpaci i dijelovi sirovina koji nisu za ljudsku upotrebu a nastali su tokom rasijecanja i prerade mesa.

7.4.4.2. Zagađivači iz proizvodnje i prerade mesa Pollutants from the manufacture and processing of meat

Kada se sporedni proizvodi i otpad animalnog porijekla (nejestivi sporedni proizvodi zaklanih životinja, uginule životinje i drugi otpaci iz stočarske proizvo­dnje i prehrambene industrije) posmatraju sa epidemiološko­epizootiološkog aspekta, oni se moraju tretirati kao potencijalni izvori zaraznih oboljenje ljudi i životinja. Zbog toga se njihovom sanitarnom uklanjanju pridaje izuzetan zna-čaj (Ristić i sar., 2008). U svojoj monografiji Ristić i sar. (2011) su dali detaljan opis potencijalnih opasnosti koje, ako se sa otpacima životinjskog porijekla ne postupi na adekvatan način, mogu izazvati ozbiljne posljedice po ljude, životi-nje i životnu sredinu. Mnogi uzročnici trovanja i oboljenja se nalaze u tkivima ži votinja ili tamo dospijevaju iz crijeva nakon smrti životinja. Mnogi uzročnici bo lesti mogu ostati vitalni veoma dugo u otpadnim materijalima i kasnije mogu dospjeti u okolinu. Iz okoline infekcije se na životinje i ljude mogu prenijeti na različite načine: direktnim kontaktom sa sporednim proizvodima animalnog porijekla (neprerađenim ili neadekvatno prerađenim) ili putem zagađene hra-ne, vazduha, posredovanjem drugih vektora (insekata, glodara, pasa, divljih životinja, ptica) ili na neki drugi način. (U nekim slučajevima moguće je da se infekcije prenesu sa ljudi na životinje!) Kao najčešće zaraze ovog ipa (zoonoze) navode se: bjesnilo, sakagija, tulamerija, antraks, crveni vjetar, tuberkuloza, sal moneloza, bruceloza, slinavka i šap, Q groznica, trihineloza, atipična kuga peradi, ptičji grip (virus H5N1), listerioza, Newcastl­ova bolest, patogeni prion PRPBSE itd.

U ovom smislu, opasnosti od infekcija koje potiču od otpadaka stočarske proizvodnje, više su pitanja vezana za higijenu nego za tehnologiju. To su pita-nja zaštite od širenja zoonoza i neprijetnog mirisa i prašine, te pitanja ugroža-vanja površinskih i podzemnih voda toksičnim otpadnim vodama.

Uz proizvode namijenjene zadovoljenju potreba ljudi, savremena tehnička civilizacija stvara velike količine otpadnih materija koje negativno utiču na ži-votnu sredinu, degradirajući je do te mjere da ona postaje štetna po zdravlje ljudi (Okanović i sar., 2008). Uginule životinje i nejestivi sporedni proizvodi kla­nične industrije podliježu brzo procesima razgradnje i raspadanja. To je pro-ces koji je praćen nastajanjem velikog broja proizvoda, najčešće gasova (amo-nijak, vodoniksulfid, merkaptani), masne kiseline, aromatske kiseline i drugi. Ovi proizvodi smrdljivim i otrovnim gasovima zagađuju vazduh, vodu, hranu i

90

zemljište. Mnoge otpadne materije iz klanične industrije dospijevaju u kanali-zaciju i dalje u vodotoke, gdje služe kao hrana mnogim patogenim mikroorga-nizmima. Pored toga, procesi raspadanja organskog otpada značajno utiču na povećanje biološke potrošnje kiseonika, u nekim slučajevima praktično utiču na potpunu potrošnju kiseonika koji je bio rastvoren u vodi.

Zagađenje okoline (životne sredine) animalnim otpadom se manifestuje i kroz niz drugih negativnih pojava. Mjesta na kojima se odlažu otpaci predstavljaju idealne uslove za život muva, drugih insekata i glodara. Oni učestvuju u širenju infekcije i ugrožavaju estetsku prihvatljivost životne sredine.

Do zagađenja životne sredine (vode i vazduha, prije svega) može doći i to-kom neškodljivog uklanjanja uginulih životinja i nejestivih proizvoda zaklanih životinja i njihovom preradom u hranu za životinje i različite proizvode u hemij­skoj industriji. U ovom slučaju zagađivači životne sredine mogu biti: rasute ula­zne sirovine, otpadne vode, organska prašina i kontaminirane čvrste materije nepodesne za preradu, buka i vibracije iz pogona za proizvodnju (Ristić i sar., 2011). Pod uticajem mikroorganizama, tokom cijelog procesa prerade, ulazne sirovine se raspadaju uz nastajanje gasova neprijatnog mirisa (amonijak, vodo­niksulfid, sumpordioksid, merkaptani, ugljen dioksid, butanol, aldehidi, ketoni itd). Vrsta i količina nastalih gasova zavise od vrste sirovine, postupka kojim se djeluje na sirovine i primijenjenog tehnološkog procesa prerade. Sprečavanje za gađenja životne sredine nepoželjnim gasovima moguće je jedino njihovim pre­čišćavanjem i dezodorizacijom u posebnom dijelu postrojenja za spaljivanje.

Otpadne vode u fabrikama za preradu otpadaka animalnog porijekla nasta ju u prijemnom dijelu objekta i u stanici za pranje i dezinfekciju transportnih vo-zila. Nastale vode se moraju prikupiti i sterilisati toplotnim ili hemijskim putem i zajedno sa ostalim vodama, odvesti u poseban objekat za prečišćavanje otpad­nih voda.

Tokom projektovanja, redovnog održavanja i tokom nepoželjnih incidena-ta u objektima za preradu otpadaka animalnog porijekla moraju se sprovoditi propisane mjere zaštite životne sredine (neškodljivo uklanjanje zagađivača koji nastaju tokom rada). Nepoštovanje propisa o neškodljivom uklanjanju zagađi-vača se odražava na kvalitet zemljišta, vazduha, nadzemnih i podzemnih voda u okolini, odnosno na klimu, te na biljni i životinjski svijet i zdravlje ljudi i cjelo-kupni ekosistem, na kraju.

Ekonomski aspekti ovog problema podrazumijevaju sakupljanje i neškodlji-vo uklanjanje velikih količina životinjskih sporednih proizvoda na bezbjedan na­čin. Ukoliko se životinjski sporedni proizvodi ne prerade, oni predstavljaju iz-gubljenu sirovinu za izradu proteinsko­energetskih hraniva, tehničkih masti – sirovine za hemijsku industriju ili visokoenergetskog goriva (biodizel i biogas).

Prema propisima Evropske unije (EU Regulative 1774/2002; EU Regulative 1069/2009), preradom zdravstveno odgovarajućih sporednih proizvoda zakla-nih životinja (materijal kategorije 3) mogu da se dobiju: proteinska, protein-

91

sko­mineralna i energetska hraniva za ishranu životinja, tehničke masti, perje za tekstilnu industriju, koža, rogovi, papci i dlake, a preradom uginulih životinja (materijal kategorije 2) mogu da se dobiju: mesno­koštano brašno kao ener-gent, tehnička mast kao energent ili sirovina za hemijsku industriju ili proiz vo­dnju biodizela, biogas i kompost.

Neškodljivim uklanjanjem opasnog materijala animalnog porijekla (materi-jal kategorije 1) spaljivanjem na visokim temperaturama iznad 850oC može se dobiti topla voda ili vodena para kao energent za rad u pogonima u kojima je po­trebna topla voda ili vodena para i pepeo za posipanje puteva (Ristić i sar., 2006).

Kada se na odgovarajući način skuplja krv, i kada se primijene odgovarajući postupci prerade, od nje se mogu dobiti proizvodi pogodni za humanu upotre­bu (sirovine za farmaceutsku industriju ili sirovine za izradu funkcionalne hrane).

Odpadne materije životinjskog porijekla se mogu podijeliti prema porijeklu i prema opasnostima po okolinu i zdravlje ljudi i životinja.

U odnosu na porijeklo otpadne materije se mogu podijeliti na: uginule živo­tinje i drugi otpaci na farmi (placenta, abortirani plodovi, mrtvorođene životinje, otpaci iz inkubatorskih stanica), uginule životinje iz gradskih domaćinstava (psi, mačke, ptice, laboratorijske životinje, sportske životinje), uginule životinje u zoo­loškim vrtovima i riblji korov i uginule ribe sa rijeka i ribnjaka (Ristić i sar., 2011). Uginule životinje se mogu podijeliti na: uginule životinje od nezaraznih bolesti, uginule životinje od zaraznih bolesti i uginule životinje od zoonoza.

Otpaci animalnog porijekla u klanicama se mogu podijeliti na (Ristić i sar., 2011):

o životinje uginule u transportu i u depoima klanice,o nejestivi sporedni proizvodi zaklanih goveda (krv, otpaci kod obrade

de belog crijeva i buraga, otpaci masnog tkiva, konfiskati – trupovi i nji­hovi dijelovi, polni organi, noge, papci, uši, rogovi, sadržaj buraga i indu­strijske kosti,

o nejestivi sporedni proizvodi zaklanih svinja (krv, otpaci kod obrade cri­je va i želuca, otpaci masnog tkiva, konfiskati – trupovi i njihovi dijelovi, iznutrice, polni organi, dlaka sa epidermom, industrijske kosti i separi-sane kosti),

o nejestivi sporedni proizvodi od zaklane živine (krv, glave, noge, traheja i voljka sa jednjakom, crijeva i slezena, žljezdani želudac, kloaka, kuti-kula želuca, vlažno perje, separisane kosti),

o nejestivi sporedni proizvodi zaklanih riba (glave, peraja, unutrašnji orga­ni, krljušt), nejestivi dijelovi zaklanih kopitara (glave, konfiskati – dije-lovi trupa, iznutrice, polni organi, crijeva i industrijske kosti),

o odbačeni proizvodi nastali u prometu robe (pokvarena mesa, mesni proizvodi, životinjske masti) i

o otpaci od primarne obrade kože u klanicama.

92

Pored animalnog otpada iz klanica, u otpad animalnog porijekla se ubraja-ju: otpaci životinjskog porijekla iz otpadnih voda, otpaci iz industrije prerade jaja, otpaci iz industrije prerade mlijeka, otpaci iz restorana i bolničkih kuhinja i animalni otpaci iz kožarske industrije.

Prema opasnostima po zdravlje ljudi, životinjski sporedni proizvodi se mogu podijeliti na:

o niskorizične, o rizične i o visokorizične.

Prema propisima EU (Regulativa, 1774/2002; Regulativa 1069/2009) u od-nosu na opasnost širenja zaraznih bolesti kod ljudi i životinja i mogućnost pot-punog ili djelimičnog iskorištenja, sporedni proizvodi animalnog porijekla se svrstavaju u tri grupe:

o materijal kategorije 1,o materijal kategorije 2 io materijal kategorije 3.

Za proizvodnju stočne hrane mogu se koristiti sporedni proizvodi svrstani u kategoriju 3. Materijal svrstan u kategoriju 2 se može neškodljivo uništiti po jednoj od metoda prerade, s tim da se dobijeni proteinsko­mineralni dio mora spaliti ili kompostirati, a istopljena mast se može upotrijebiti samo u hemijskoj industriji. Materijal kategorije 1 se mora uništiti spaljivanjem u posebno kon-striusanim pećima.

Drugu grupu otpadaka animalnog porijekla, koji se preradom mogu neško­dljivo ukloniti i prevesti u kvalitetne proizvode, predstavljaju nejestivi sporedni proizvodi životinjskog porijekla. U literaturi se nalaze različiti podaci o količini klaničnog otpada, u zavisnosti od vrste, rase i kategorije žive mase zaklanih živo­tinja. Ispitivanje parametara dobijanja nejestivih sporednih proizvoda na liniji klanja i obrade goveda objavilo je više autora. Na osnovu toga se mogu izra-čunati prosječne vrijednosti parametara u odnosu na živu masu goveda prije klanja: obresci sa ivice trupa 0,10%, konfiskati 0,30%, žučni mjehur 0,055%, materica 0,30%, polni organi 0,11, nejestivi obresci sa glave 0,17%, otpaci pri preradi buraga 0,40%, obresci sa nogu 0,20%, nejestiva jetra 0,30%, lobanjske kosti glave1,75%, šlajm od obrade crijeva 0,75%, otpaci crijeva 0,09% i obresci sa kože 0,12%.

Ristić i sar. (2011) su, na osnovu velikog broja vlastitih istraživanja i istraži-vanja drugih autora, a uvažavajući normative industrije mesa, predložili para-metre za proračunavanje količine nejestivih sporednih proizvoda od zaklane stoke i robe nastale u prometu za preradu u animalna stočna hraniva. Ti para-metri su prikazani u nekoliko sljedećih tabela (tabela 7.4.1 i tabela 7.4.2) i mogu poslužiti kao dobar izvor informacija za sve stručnjake koji se bave preradom otpadaka iz prehrambene industrije i poljoprivredne proizvodnje.

93

Tabela 7.4.1. Količine nejestivih sporednih proizvoda nastalih klanjem i obradom trupova domaćih životinja* (adaptirano prema Ristić i sar., 2011) Table 7.4.1. The quantities of inedible by­products resulting from slaughter and processing of carcasses of domestic animals (adapteded from Ristić et al., 2011)

Vrsta sirovine Krave (%)

Junad (%)

Telad (%)

Ovce (%)

Jagnjad (%)

Svinje (%)

Prasad (%)

Krv 3,00 2,50 2,40 3,00 3,50 2,40 3,00

Meki otpaci (mesno­masni)

5,60 5,00 4,50 16,50 8,00 4,50 0,50

Noge sa papcima 1,21 1,60 - 0,85 2,95 - -Industrijske kosti 9,50 5,50 - - - 3,40 -Sadržaj buraga / želuca i crijeva

9,00 7,70 - 13,00 - - -

Vlažne čekinje sa epidermom

- - - - - 0,60 0,30

Komplet crijeva sa sadržajem

- - - - - 9,79 12,00

UKUPNO 19,31 14,60 6,90 20,35 14,45 10,90 3,80*u odnosu na živu masu

Tabela 7.4.2. Količine nejestivih sporednih proizvoda nastalih klanjem i obradom trupova peradi* (Adaptirano prema Ristić i sar., 2011) Table 7.4.2. The quantities of inedible by­products resulting slaughter and processing of poultry carcasses

Vrsta sirovine Tovni pilići do

1800 g (%)Tovni pilići do

2000 g (%)Iznošene koke

(%)Ćurke mase 6000 g (%)

Krv 3,10 3,70 3,20 3,00Meki otpaci (mesno­masni)

9,18 11,25 9,00 8,50

Čvrsti otpaci (glave, noge)

7,33 6,50 6,56 7,00

Suvo perje 6,40 6,25 5,90 8,00UKUPNO

*u odnosu na živu masu

Otkoštavanjem grudi dobija se 15% kostiju, otkoštavanjem bataka i kara-bataka 22% kostiju, otkoštavanjem krila dobija se 39% kostiju, otkoštavanjem leđa sa karlicom se dobija 44% kostiju, a otkoštavanjem vrata se dobije 37% kostiju. Ovo su prosječni podaci, a stvarni podaci variraju u zavisnosti od pa-rametara uzgoja i parametara prerade peradi.

Upotrebnu vrijednost materijala kategorije 1 i 2 (kao sirovine za proizvodnju biogasa ili biodizela) određuje njihov hemijski sastav. Od sastava ovih materija

94

zavisi količina energije koja je potrebna za njihovo neškodljivo uklanjanje. He-mijski sastav sporednih proizvoda klanja životinja zavisi od mnogih činilaca, a prije svega od vrste i strukture sirovine.

Zavisno od vrste životinje i bolesti od koje je bolovala, uginule životinje se kategorišu u materijal kategorije 1 i materijal kategorije 2. Bezbjedna upotreba uginulih životinja za proizvodnju tehničke masti za hemijsku industriju, ener­gen ta koji može da zamijeni mazut, proizvodnju biogasa, komposta i drugih korisnih proizvoda zavisi od hemijskog sastava sirovine i njene kontaminacije biološkim i hemijskim agensima, koji se mogu naći u njoj u momentu prerade. Hemijske karakteristike uginulih životinja 1 i 2 kategorije po vrstama životinja i kategorijama su prikazane u tabeli 7.4.3.

Tabela 7.4.3. Osnovni hemijski sastav tijela uginulih životinja (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.3. Basic chemical composition of the body of dead animals

Kategorija životinje

PokazateljiTežina (kg) Voda (%) Mast (%) Proteini (%) Pepeo (%)

GOVEDATelad 31,8 74,4 2,5 19,0 4,1Junice 294,8 60,3 18,0 17,2 4,5Junad 476,3 58,5 26,0 17,0 3,5Junad 799,0 60,0 18,0 17,5 4,5Masni tov 680,0 40,0 41,0 16,0 3,0

OVCEJagnjad 29,5 63,9 17,0 15,7 3,4Ovce 45,4 53,2 29,0 15,0 2,8

Ovnovi 56,7 39,0 44,0 14,4 2,6

SVINJEPrasad 1,4 74,0 2 19 5Prasad 13,6 70,0 9 17,5 3,5Nazimad 43,4 66,8 16,2 14,9 3,1Tovne svinje 100,0 50 34,4 13,0 2,6Krmače 136,1 42,5 43,5 12,0 2,0

PERADTovni pilići 1,6 65,7 12,2 15,4 3,7Tovni pilići 2,0 59,6 20,0 17,0 3,4Patke 2,3 78,1 4,5 20,9 4,5Ćurke 8,2 59,4 18,4 19,1 3,1

KONJIŽdrebad 49,9 73,0 2,0 9,0 5,0Omad 181,4 69 9,0 18,0 4

95

U industrijskim uslovima klanja i prerade konzumnih životinja dobijaju se, osim mesa i jestivih dijelova i nejestivi sporedni proizvodi (nusproizvodi i ot-pad). Mnogi od nusproizvoda predstavljaju sirovine za proizvodnju proteinske i energetske hrane za životinje, tehničke masti i služe kao sirovina za dobijanje biogasa, biodizela i drugih korisnih proizvoda. Poznavanje osnovnih fizičko­he­mijskih karakteristika sporednih proizvoda životinjskog porijekla je neophodan preduslov za pravilnu manipulaciju sirovinama, vođenje tehnološkog postup-ka, kao i projektovanje aparata i mašina koje se koriste za preradu. Hemijski sa­stav sporednih proizvoda zaklanih životinja (tabele 7.4.4­7.4.8) zavisi od mno­gih faktora (vrsta i rasa životinje, starost, pol, uhranjenost, način držanja i ko-rištenja životinje i njeno zdravstveno stanje, te postupanje sa sirovinom od trenutka nastajanja do momenta ulaska u preradu.

Tabela 7.4.4. Osnovni hemijski sastav sporednih proizvoda na liniji klanja goveda (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.4. The basic chemical composition of by­products of cattle at slaughter

Vrsta sporednog proizvoda

Vlaga (%)

Proteini (%)

Mast (%)Pepeo

(%)Bezazotne ekstraktivne

materije (%)

Krv 82,74 15,56 0,23 0,79 0,68

Pluća 78,80 15,62 2,43 1,16 1,99

Dušnik 75,81 16,81 5,89 0,91 0,58

Jednjak 76,34 16,81 5,84 0,58 0,43

Listavac 52,83 7,13 25,93 0,42 13,69

Crijevna masnoća

34,64 3,38 54,26 0,49 4,23

Tabela 7.4.5. Mineralni sastav kostiju goveda i ovaca (%) (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.5. Mineral composition of bones of cattle and sheep (%)

Mineralni sastojak Vrsta kostiju

Kosti goveda Kosti ovaca

Kalcijum fosfat 78,30 85,32

Kalcijum florid 1,50 2,96

Kalcijum karbonat 15,30 9,53

Magnezijum fosfat 1,60 2,19

Soli natrijuma 1,70 -

Ostale soli 1,60 -

96

Tabela 7.4.6. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda zaklanih svinja (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.6 Basic chemical composition of inedible by­products of slaughtered pigs

Vrsta sporednog proizvoda

Vlaga (%) Proteini (%) Mast (%) Pepeo (%) BEM* (%)

Krv 79,46 18,90 0,32 0,82 0,50

Crijeva bez sadržaja 70,38 7,99 13,00 0,48 8,15

Neobrađena crijeva sa masnim tkivom

52,11 6,60 34,42 1,05 1,35

Miješani masno­mesni ostaci

48,76 11,10 38,00 2,04 0,10

Konfiskati (pluća) 77,36 13,62 5,81 1,32 1,89

Crijeva sa rektumom i vaginom

69,42 10,75 18,34 0,60 0,89

Dlaka (vlažna) 68,87 29,60 1,09 0,31 0,13

Sadržaj želuca 75,00 4,60 3,80 2,10 10,99

*Bezazotne ekstraktivne materije

Tabela 7.4.7. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda zaklane peradi (Ristić i sar. 2011) Table 7.4.7. Basic chemical composition of inedible by­products of slaughtered poultry

Vrsta sporednog proizvoda

Vlaga (%) Proteini (%) Mast (%)Pepeo

(%)BEM* (%)

Krv (koagulisana) 81,00 15,84 0,14 0,89 2,13

Vlažno perje 68,70 27,40 1,90 0,42 1,46

Meki otpaci (crijeva) 68,20 11,95 15,21 1,21 1,71

Glave i noge 67,32 15,00 7,83 5,00 4,65

Miješani otpaci 63,30 13,25 17,42 3,52 1,31

Sadržaj želuca 70,20 3,42 3,20 2,00 11,31

Kosti 37,76 22,13 3,04 34,78 2,29

*Bezazotne ekstraktivne materije

97

Tabela 7.4.8. Osnovni hemijski sastav nejestivih sporednih proizvoda dobijenih primarnom obradom ribe šaran (Cyprinus caprio) (Ristić i sar., 2011) Table 7.4.8. Basic chemical composition of inedible by­products of primary processing of obtainedfish, carp (Cyprinus caprio)

Vrsta sporednog proizvoda

Vrsta sporednog proizvoda

Meso glave Kosti glave PerajaKomplet

unutrašnjih organa

Voda (%) 70,09 58,81 64,57 68,21Sirovi proteini (%) 12,59 11,74 13,87 13,91Sirova mast (%) 8,12 3,57 10,81 14,24Mineralne materije (%) 2,02 20,79 8,00 1,05BEM* 7,18 5,09 2,75 2,59

*Bezazotne ekstraktivne materije

Voda se koristi u različitim fazama tehnološkog postupka prerade sirovina biljnog i životinjskog porijekla. U mesnoj industriji voda se u principu koristi u sljedeće namjene:

1. Klaonicao čišćenje i dezinfekcija opreme i instalacija,o pranje proizvodne linije,o šurenje svinja

2. Rasjekaona (pandleraj)o pranje i dezinfekcija opreme, instalacija i alata

3. Prerada mesa i izrada proizvoda od mesao toplotna obrada i hlađenje proizvoda,o odmrzavanje sirovina,o rashladni sistemi,o odsoljavanje površine proizvoda.

Značajan uticaj na životnu sredinu imaju fabrike za preradu mesa kroz ge-nerisanje velikih količina otpadnih voda, koje sadrže izuzetno mnogo poluta-nata (zagađivača). Najbolji parametri koji ukazuju na opterećenost otpadnih voda iz mesne industrije su: količina suspendovanih (lebdećih) čestica (SS), hemijska potrošnja kiseonika (HPK), biološka potrošnja kiseonika (PBK5), koli-čina ulja i masti, sadržaj ukupnog azota i ukupnog fosfora (total azot – TN i to-tal fosfor – TP), kuhinjske soli, te deterdženata i dezinfekcionih sredstava. Tre-ba naglasiti da 80­95% vode koja je upotrijebljena u bilo kojoj fazi rada u klao-nici na kraju postaje otpadna voda. U sljedećim tabelama (tabele 7.4.9 i 7.4.10) prikazani su najvažniji izvori zagađivača u otpadnim vodama i parame-tri kvaliteta otpadnih voda iz klanice.

98

Tabela 7.4.9. Izvori najčešćih zagađivača otpadnih voda u fabrikama za preradu mesa (RAC/CP, 2006) Table 7.4.9. The most common sources of wastewater pollutants in meat processing plant

Parametar Najčešći izvor

Organske materije (HPK) Krv, otpadna voda, đubre, sadržaj želuca i crijeva itd

Suspendovane materije (SS) Đubre, sadržaj želuca, dlake i otpaci mesa

Ulja i masti Otpadne vode i pranje polutki

Amonijak i urea Đubre, krv

Fosfati, azot i soĐubre, sadržaj želuca, krv, deterdženti i dezinfekciona

sredstvaDeterdženti i dezinfekciona sredstva

Deterdženti i dezinfekciona sredstva

Tabela 7.4.10. Kvalitet otpadnih voda iz mesne industrije (RAC/CP, 2006) Table 7.4.10. The quality of wastewater from meat industry

Parametar Jedinica Prosječne vrijednosti

HPK mg/O2 l 10259

BPK5 mg/O2 l 2550Ulja i masti mg/ l 474Ukupni azot mg N/l 252Ukupni fosfor mg P/l 40Ukupne suspendovane materije mg/l 2102pH pH 7

Mesna industrija stvara jedan dio otpada koji se posmatra kao komunalni otpad. On nastaje od sirovina i pomoćnih materijala i materijala za pakovanje gotovih proizvoda (tabela 7.4.11).

Tabela 7.4.11. Nastanak komunalnog otpada u prehrambenoj industriji (RAC/CP, 2006) Table 7.4.11 The creation of municipal waste in the food industry

MaterijalProsječna količina Maksimalna količina

kg/t gotovog proizvodaStaklo 3,80 7,61Plastika 11,89 97,36Karton 27,76 415,82Meso 12,63 97,28Drvo 7,22 37,50Opšti otpad 41,15 157,23

99

U klanicama nastaje mala količina ovog otpada (tabela 7.4.12).

Tabela 7.4.12 Količina komunalnog otpada nastalog u klanicama (RAC/CP, 2006) Table 7.4.12 Quantity of municipal waste generated in slaughterhouses

Materijal Proizvodnja kg/t polutke

Plastika 0,6

Karton 3,7

Meso 0,2

Opasne materije nastaju iz opreme i instalacija koje se koriste. One obu-hvataju ulja, rastvarače, rezidue otrovnih materija iz ambalaže i posuđa itd.

7.4.4.3. Zagađivači iz industrije prerade mlijeka Pollutants from milk processing industry

Mlijeko za humane potrebe se dijeli na sirovo mlijeko i toplotno tretirano mlijeko (pasterizovano i sterilizovano). Podjela proizvoda od mlijeka je napra­vljena na bazi tehnoloških postupaka i fizičko­hemijskih karakteristika gotovih proizvoda (fermentisani proizvodi, sirevi, proizvodi sa povećanim sadržajem masti, proizvodi sa sniženim sadržajem vode itd). Mlijeko i proizvodi od mlijeka su namirnice koje su veoma podložne mikrobiološkom kvarenju pod uticajem različitih mikroorganizama, koji u mlijeko mogu dospjeti tokom muže (bolesne krave), tokom procesa čuvanja i prerade i tokom skladištenja i distribucije go-tovih proizvoda. U mlijeko vrlo lako mogu dospjeti različite hemijske i fizičke opa­snosti, zbog čega se mlijeko svrstava među najrizičnije namirnice životinjskog porijekla.

Procesi proizvodnje i prerade mlijeka mogu imati različit uticaj na životnu sredinu, pa se s obzirom na to dijele na primarne (imaju značajan uticaj na cijelu aktivnosti), sekundarne (imaju sekundarni/manji uticaj na aktivnost) i procesi sa beznačajnim uticajem (beznačajan efekat na aktivnost).

Uticaj procesa izrade toplotno obrađenog mlijeka na životnu sredinu prika-zani su na slici 7.4.2.

U sljedećoj tabeli (tabela 7.4.13) dat je zbirni prikaz uticaja nekih od proce-sa u proizvodnji pasterizovanog i sterilizovanog mlijeka na životnu sredinu.

100

Slika 7.4.2. Uticaj procesa izrade toplotno obrađenog mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Figure 7.4.2. The influence of process of heat­treated milk on the environment

101

Tabela 7.4.13. Uticaj nekih od procesa u proizvodnji pasterizovanog i sterilizovanog mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002) Table 7.4.13. The impact of some of the processes in the production of pasteurized and sterilized milk on the environment

Osnovna operacija Uticaj Rangiranje

Prijem Odbijanje/Povrat mlijeka Primarni

Skladištenje Potrošnja električne energije Sekundarni

Filtracija/KlasiranjePotrošnja električne energije

Nastajanje taloga/muljaOtpad od iskorištenih filtera

SekundarniSekundarniSekundarni

Obiranje i standardizacija

StrujaTalog/Mulj

SekundarniSekundarni

Toplotna obrada

Potrošnja toplotePotrošnja električne struje

Potrošnja vodeStvaranje kondenzata

PrimarniPrimarni

SekundarniSekundarni

HomogenizacijaPotrošnja električne struje

Potrošnja vodeOdlaganje otpadnih voda

SekundarniSekundarniSekundarni

Skladištenje Potrošnja električne struje Sekundarni

Pakovanje

Potrošnja električne strujeOtpad od ambalaže

Vraćeni proizvodi/PovratPotrošnja vode

PrimarniPrimarni

SekundarniBez značaja

Pranje tankova, opreme i instalacije

Potrošnja toplotePotrošnja električne struje

Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača)

Potrošnja hemikalijaStvaranje otpadnih materija (pakovanje

sredstava za čišćenje)Potrošnja električne energije

PrimarniPrimarniPrimarni

PrimarniSekundarni

Sekundarni

U procesima prerade mlijeka, odnosno u procesima izrade različitih proiz­voda od mlijeka stvaraju se određene količine različitog otpada (čvrstog, tečnog ili gasovitog agregatnog stanja). Vrsta i količina nastalih otpadnih materija za-visi od vrste procesa, vrste i kategorije proizvoda i tehnološkog postupka koji se koristi tokom izrade. S obzirom na ograničeni prostor, u ovom poglavlju će biti prikazan samo uticaj procesa proizvodnje fermentisanih proizvoda (jogur-ta) na životnu sredinu (slika 7.4.3 i tabela 7.4.14).

102

Osim osnovnih operacija, čiji je uticaj na životnu sredinu prikazan naprijed, u fabrikama za preradu mlijeka se provodi niz sekundarnih/pomoćnih tehnolo­ških operacija, čiji je uticaj na životnu sredinu značajan. Uticaj na životnu sredinu ovih postupaka je zbirno prikazan u tabeli 7.4.15, dok je pojedinačni uticaj po-stupka čišćenja, postupka proizvodnje vodene pare i postupka hlađenja prika-zan na slici 7.4.4.

Tabela 7.4.14. Uticaj nekih od procesa u proizvodnji jogurta na životnu sredinu (RAC/CP, 2002) Table 7.4.14. The impact of some of the processes in the production of yogurt on the environment

Osnovna operacija Uticaj Rangiranje

PakovanjeOtpad od ambalaže

Potrošnja električne energijeGubici na vraćenim proizvodima

PrimarniSekundarniSekundarni

Inkubacija Potrošnja toplote Sekundarni

HlađenjePotrošnja električne strujePotrošnja vode za hlađenje

PrimarniSekundarni

Skladištenje kod temperature hlađenja

Gubici zbog povrata proizvodaPotrošnja električne energije

PrimarniSekundarni

Čišćenje opreme i instalacija

Potrošnja toplotePotrošnja vode

Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača)

Potrošnja hemikalijaStvaranje otpadnih materija

(ambalaža sredstva za čišćenje)Potrošnja električne energije

PrimarniPrimarniPrimarni

PrimarniSekundarni

Sekundarni

103

Tabela 7.4.15. Uticaja sekundarnih procesa u fabrikama za preradu mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002) Table 7.4.15. Influence of secondary processes in the factories of milk processing on the environment

Osnovna operacija Uticaj Rangiranje

Čišćenje i dezinfekcija

Potrošnja toplotePotrošnja vode

Odlaganje otpadnih voda (količina otpada i zagađivača)

Potrošnja hemikalijaStvaranje otpadnih materija

(ambalaža sredstva za čišćenje)Potrošnja električne energije

PrimarniPrimarniPrimarni

PrimarniSekundarni

Sekundarni

Proizvodnja vodene pare

Emisija gasova i česticaPotrošnja goriva

Otpadne vode sa visokom provodljivostiPotrošnja hemikalija (aditivi)

Otpad od ambalaže za hemikalije

PrimarniPrimarni

SekundarniBez značajaBez značaja

Hlađenje

Emisija gasova za hlađenje (CFC i amonijak)Potrošnja struje

BukaOtpad od ambalaže za hemikalije

PrimarniPrimarni

SekundarniBez značaja

Snabdjevanje vodom

Potrošnja električne energijeOdlaganje otpada korištenog za obradu

Potrošnja hemikalija i filteraOtpad od ambalaže

SekundarniSekundarniSekundarniBez značaja

104

Slika 7.4.3. Uticaj procesa proizvodnje jogurta na životnu sredinu (RAC/CP, 2002) Figure 7.4.3 Influence of yogurt manufacturing process on the environment

Kako se iz prikazanih tabela vidi, glavni uticaj industrije prerade mlijeka na životnu sredinu se manifestuje putem velike potrošnje vode i energije, stvara-nja otpadnih voda sa visokim opterećenjem organskim materijama i stvaranja drugih vrsta otpadnih materija. Emisija gasova u atmosferu i buka su minimal-ni iz ove grane industrije. Prosječna količina otpadnih voda koja se dobija u ovoj

105

grani prehrambene industrije je 2­6 L/L prerađenog mlijeka (tabela 7.4.16). U tabeli 7.4.17 je prikazano mjesto nastanka otpadnih voda tokom sporednih operacije mljekarske industrije, a u tabeli 7.4.18 mjesto nastanka otpadnih voda u industriji prerade mlijeka.

Slika 7.4.4. Uticaj postupaka čišćenja, proizvodnje vodene pare i procesa hlađenja u fabrikama za preradu mlijeka na životnu sredinu (RAC/CP, 2002)

Figure 7.4.4. The impact of cleaning procedures, production of steam and cooling processes in the factories of milk processing on the environment

106

Tabela 7.4.16. Količina otpadnih voda nastalih tokom različitih operacija u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.16. Quantity of waste water created during various operations in the factories of milk processing

Osnova aktivnost Količina otpadnih voda(L otpadne vode/L mlijeka)

Proizvodnja maslaca 1­3

Proizvodnja sira 2­4

Proizvodnja pasterizovanog/sterilisanog mlijeka 2,5­9

Tabela 7.4.17. Otpadne vode nastale u fabrikama za preradu mlijeka tokom sekundarnih operacija (RAC/CP, 2002) Table 7.4.17. Waste water generated in the milk processing plants during secondary operations

Operacija Opis Karakteristike Količina*

Čišćenje i prerada

Čišćenje površina, cijevi, opreme i rezervoara.

Gubici proizvoda, sirutka, salamura, fermentacija itd

Ekstremne vrijednosti pH, visok sadržaj organskih

materija (BPK i HPK), ulja i masti, suspendovanih čestica

0,8­1,5

HlađenjeVoda iz rashladnih tornjeva,

kondenzat itdRazličite temerature i

provodljivost2­4

* Količina otpadnih voda (L otpadne vode/L prerađenog mlijeka)

107

Tabela 7.4.18. Otpadne vode u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.18. Waste water plants for milk processing

Vrsta proizvod-nog procesa

Nivo potrošnje

Tehnološke operacije sa najvećom potrošnjom

Zapažanja

Mlijeko SrednjiToplotna obrada

Pakovanje

Otpad se smanjuje ako se otpadne vode koriste

tokom toplotne obrade (recirkulacija)

Pavlaka i maslac SrednjiPasterizacija

BućkanjePakovanje

Vode korištene za pranje maslaca sadrže velike

količine masti

Jogurt Nizak -Najveći dio nastaje tokom

sekundarnih operacija

Sir VisokSječenje

Oblikovanje­presovanjeSoljenje

Odlaganje sirutke dovodi do veoma visokog sadržaja

polutanata. Hlađenje salamurenih proizvoda povremeno dovodi do

povećanja provodljivosti otpada

Sekundarne operacije

VisokČišćenje i dezinfekcija

Hlađenje

Količina otpadnih voda i sadržaj polutanata zavise od načina upravljanja u fabrici. Otpadne vode iz postrojenja za hlađenje

zavise od stepena njihovog ponovnog korištenja

Hemijska potrošnja kiseonika u otpadnim vodama velikim dijelom zavisi od sadržaja ostataka mlijeka i ostataka deterdženata u njoj. Tako se vrijednost HPK u proizvodnji maslaca kreće 859­860 (mg O2/L), proizvodnji pasterizova-nog punomasnog mlijeka 160­210 (mg O2/L), obezmašćenog mlijeka 901­100 (mg O2/L), sirutke 68­75 (mg O2/L). Generalno se može reći da otpadne vode iz fabrika za preradu mlijeka karakteriše: visok sadržaj organskih materija (HPK 1000­6000 mg/L), visok sadržaj masti i ulja (posebno otpadnih voda iz proce-sa proizvodnje maslaca), visok sadržak azota i fosfora (uglavnom potiču iz sred­stava za pranje i dezinfekciju), veoma promjenjiva vrijednost kiselosti (pH vri-jednost je 2­11), visoka provodljivost (posebno sira koji sadrži natrijum hlorid) i variranje temperature (zavisi od svrhe upotrebe vode). Otpadne vode iz mlje­ka ra često su opterećene mlijekom i ostacima proizvoda od mlijeka, što utiče na povećanje BPK5 (do 110000 mg O2/L) i HPK (do 210000 mg O2/L). Gubici mli jeka tokom proizvodnje su prosječno 0,5­2,5% od količine zapremljenog

108

mlijeka (a u najnepovoljnijim slučajevima 3­4%), što značajno utiče na količinu polutanata u otpadnoj vodi.

Najveći dio čvrstog otpada koji se generiše u mljekarama je neorganskog po­rijekla. On potiče od materijala za pakovanje sirovina i pomoćnih materijala, te gotovih proizvoda. Druge vrste otpada nastaju tokom operacija održavanja, čišćenja i tokom rada u laboratoriji (tabele 7.4.19 i 7.4.20).

Tabela 7.4.19. Otpadne materije nastale u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.19. Waste products created in factories, milk processing

Grupa OtpadMjesto

nastankaUobičajena upotreba

Organski otpadOdbačeni proizvodi

(sirovine, poluproizvo-di, gotovi proizvodi)

ProcesRecikliranje

(stočna hrana)

Otpad sličan otpadu iz domaćinstva

Komadići hrane KancelarijeKompostiranje ili

skladištenje na depou

Ambalaža i pakovanje

Prazna

Odvojivi filmovi, drvene palete, teške

papirne kutije, plastika, staklo, karton, papir za

pakovanje

Pakovanje, Skladištenje,

Povrat

Ponovna upotreba ili recikliranje

PunaPlastika, staklo, karton, papir za

pakovanje

Radne površine

Površine za održavanje

Odlaganje ili razdvajanje ambalaže

od proizvoda i odvojeno rukovanje

Otpad iz operacija održavanja

Električni kablovi, željezne žice

Radne površine

Površine za održavanje

Reciklaža ili stkadištenje na depou

Opasni otpadIskorišteno ulje,

baterije, ambalaža opasnog materijala

LaboratorijeSkladišta

Radne površine

Površine koje se čiste

Transport, obrada i eliminacija ili skladištenje u

deponijama opasnih materija

Reciklaža i obrada otpadnih materija nastalih u fabrikama za preradu mlije ka počinje procesom razdvajanja (izdvajanje iz otpadnih voda) i međusobnim mi-ješanjem kako bi se svaka materija obradila na adekvatan način.

109

Tabela 7.4.20. Otpadne materije nastale tokom različitiih procesa u fabrikama za preradu mlijeka (RAC/CP, 2002) Table 7.4.20. Waste materials created during the process različitiih in milk processing factories

Proces Nivo Najčeće operacije Zapažanja

Mlijeko VisokFiltracija/prečišćavanje

Obiranje/homogenizacijaPakovanje

Upotrijebljeni filteri i talog organskih materijaOtpad od ambalaže

i pakovanja

Pavlaka i maslac Visok PakovanjeOtpad od ambalaže

i pakovanja

Jogurt Visok PakovanjeOtpad od ambalaže

i pakovanja

Sir Nizak -Najveći dio potiče iz pomoćnih operacija

Sekundarne/pomoćne operacije

SrednjiČišćenje i dezinfekcijaOdržavanje instalacija

Laboratorije

Otpad od ambalaže i pakovanja sredstava za

pranje i dezinfekcijuOtpad od održavanja

instalacijaLaboratorijski otpad

Glavna emisija gasova u fabrikama za preradu mlijeka se dešava u kotlovima za proizvodnju pare i tople vode potrebne za redovnu proizvodnju i čišćenje. Polutanti iz gasova nastalih sagorijevanjem su CO, SO2, NOx i prašina (tabela 7.4.21). Nivo emisije navedenih polutanata zavisi od vrste i kvaliteta upotrije-bljenog goriva, instalacija, efikasnosti spaljivanja i kontrolisanja procesa spalji-vanja. Kao gorivo u mljekarama se najčešće koriste ugalj, drvo, mazut ili pri-rodni gas. Za ugalj je karakterističan visok sadržaj sumpora i pepela. U njemu je moguće prisustvo toksičnih metala u tragovima (olovo i arsen).

Tabela 7.4.21. Karakteristike energenata koji se koriste za zagrijavanje u mljekarama (RAC/CP, 2002) Table 7.4.21. Characteristics of energy used to heat the dairies

Vrsta energenta Energetska vijednost Sumpor (%) Pepeo (%)

Ugalj 29 (MJ/kg) 2 8

Drvo 14 (MJ/kg) - 4­5

Mazut 45.5 (MJ/kg) 0,75 max 0,01 max

Prirodni gas 37.2 (MJ/m3) Neg. Neg.

110

Drugi izvori zagađivača vazduha u mljekarama su rashladna sredstva koja se koriste u sistemu za hlađenje. Gubici ili curenje ovih gasova imaju značajan uti caj na životnu sredinu s obzirom na njihov uticaj na uništenje ozonskog omo tača.

Problem buke u mljekarama može nastati, prije svega, zbog rada određenih mašina za obavljanje tehnoloških operacija (pakovanje i rashladna postroje-nja, najviše). Ostali izvori buke su kamioni koji dovoze sirovo mlijeko i odvoze gotove proizvode.

7.4.4.4. Zagađivači iz industrije za preradu sirovina biljnog porijekla Pollutants from industries processing raw materials of plant origin

Informacije o emisiji gasova iz prehrambene industrije su različite. U lite-raturi se daju podaci o vrsti emisije gasova, a data su i različita upustva za ogra­ničenje emisije (Department of Environmental. 1997a; Department of Envi-ronmental. 1997b).

Čestice prašine najčešće potiču iz fabrika za preradu voća, povrća, uljarica i žitarica. Prašina nastaje u različitim fazama proizvodnje, kao što su pranje, ljuštenje, drobljenje, provjetravanje, mljevenje itd.

Ukoliko u mlinu za mljevenje pšenice ne postoje sistemi za prečišćavanje, količina ukupnih suspendovanih čestica može dostići vrijednost od 38 kg/t pšenice, 11,73 kg/t soje i 6,25 kg/t kukuruza. Drugi potencijalni zagađivači vaz duha mogu biti proizvodnja skroba (4,0 kg/t), procesi sušenja (5,0 kg/t), te procesi čišćenja ciklona (2,6 kg/t).

U nekim slučajevima prehrambena industrija može biti izvor buke i mirisa. Najveći izvor buke predstavljaju mlinovi žitarica, kompresorske stanice ras-hladnih sistema itd. Za razliku od procesa prerade ribe ili procesa spaljivanja otpada u kafilerijama, tokom kojih se emituju neprijatni mirisi, procesi prženja kafe i proizvodnja konditorskih proizvoda su procesi tokom kojih se iz fabrike emituju prijatni mirisi.

Najveći dio otpadnih voda u industriji prerade voća i povrća potiče iz opera­cija pranja, sječenja, ljuštenja, vaganja, pranja konzervi, kuvanja i čišćenja po-strojenja. Otpadne vode iz fabrika za proizvodnju biljnih ulja, koje nastaju tokom pranja i neutralizacije ulja, sadrže veliku količinu organskih materija, suspen-dovanih čestica, azota, ulja i masti i manju količinu rezidua pesticida. Najbolji kvalitet imaju otpadne vode iz procesa proizvodnje piva. Zagađivači u ovim vodama su u principu samo organske materije koje su nastale tokom procesa prerade.

Prerada voća i povrća je specifična po tome što se tokom ovog procesa pro­vodi veliki broj operacija i što je broj i redoslijed tehnoloških operacija za sva-ki, od mnogobrojnih proizvoda, različit. Prije utvrđivanja uticaja procesa pro­izvodnje bilo kojeg proizvoda od voća i povrća na životnu okolinu, potrebno je

111

tačno precizirati vrstu i redoslijed tehnoloških operacija i za svaki odrediti važ-ne parametre. S obzirom na veliki broj proizvoda od voća i povrća potrebno je provesti analizu uticaja proizvodnje na životnu sredinu svakog gotovog proiz­voda pojedinačno, a onda ih sabrati i tako odrediti ukupni uticaj. Kao primjer procesa proizvodnje različitih proizvoda od voća i povrća biće prikazani dija-grami toka za proces proizvodnje sokova i zelenog pasulja (slika 7.4.5), te teh-nološke operacije: pranje i uparavanje kao mjesta na kojima nastaju otpadne materije (slika 7.4.6).

Operacija pranja voća i povrća je mjesto nastanka tečnog otpada (otpadne vode). Tokom pranja nastaju vode koje sadrže visok nivo rastvorljivih čvrstih materija i organskih i neorganskih soli (slika 7.4.6 i tabela 7.4.22). U tabeli 7.4.23 je prikazana ravnoteža ulaza i izlaza u procesu pranja voća i povrća, a u tabeli 7.4.24 ravnoteže ulaza i izlaza energije.

Tabela 7.4.22. Ravnoteža materijala i energije u procesu pranja voća i povrća Table 7.4.22. The balance of materials and energy in the process of washing fruits and vegetables

Ulaz Izlaz

Proizvod Potrošnja Otpad Količina

Voće i povrće 1000 kg Voće i povrće 950­999 kg

Voda 0,1­1 m3 Otpadne vode 0,1­1 m3

Električna energija 1 kWhUkupne rastvorljive čvrste

materije1­50 kg

Suspendovane čvrste materije 1­10 kg

Tabela 7.4.23. Materijlni i energetski bilans u procesu uparavanja Table 7.4.23. Material and energy balance in the process of evaporation

Ulaz Izlaz

Proizvod Potrošnja Otpad Količina

Sok 1000 kgKoncentrisani proizvod

(70OBrix)157 kg

Para 200­900 kg Kondenzat 843 kg

112

Slika 7.4.5. Dijagram toka prosesa proizvodnje (a) voćnih sokova i (b) prerade pasulja Figure 7.4.5. Flowchart of production (a) of fruit juices and (b) bean processing

113

Slika 7.4.6. Primjeri tehnoloških operacija tokom prerade voća i povrća Figure 7.4.6. Examples of technological operations during the processing of fruit

and vegetables

Industrija prerade voća i povrća, kao što je rečeno je velika; sirovine i teh-nologije koje se koriste mogu biti veoma različiti (tabela 7.4.25). Glavni uticaji na životnu sredinu se ogledaju: u potrošnji vode, potrošnji energije, generisanju otpadnih voda i generisanju čvrstog otpada. Fabrike za preradu voća i povrća se najčešće nalaze blizu mjesta proizvodnje, kako bi se zbog velike količine siro­vina koje treba preraditi, smanjili transportni troškovi. Velika količina sirovina uslovljava i nastanak velike količine otpada, koji se često odlaže u javne depo-

114

nije. Otpad se najčešće sastoji od organskih materija, koje su neupotrebljive za ljude i tradicionalno se koriste u ishrani stoke.

Energija se najvećim dijelom koristi za pokretanje mašina, proizvodnju leda, zagrijavanje, hlađenje i toplotnu obradu. Potrošnja energije po jedinici proizvoda je velika i prosječno se kreće oko 82 kg goriva/t.

Zagađivači vazduha iz industrije prerade voća i povrća uglavnom nastaju tokom incidentnih situacija, na primjer tokom curenja sredstva za hlađenje u sistemu hlađenja (amonijak ili CFC) i direktnom emisijom gasova sagorijevanja (tabela 7.4.26).

Tabela 7.4.24. Uticaj industrije prerade voća i povrća na životnu sredinu (RAC/CP, 2001) Table 7.4.24. The impact of industry of fruit and vegetables on the environment

Uticaj na životnu sredinu Glavne osobine Tehnološke operacije

Potrošnja vodeKvalitet vode zavisi od vrste operacije

Pranje, Naparavanje, Toplotna obrada, Priprema salamure,

Sterilizacija, Hlađenje kontejnera

Potrošnja energijeToplotna i električna

Prijem, Odvajanje nepoželjnih dijelova, Pranje, Naparavanje i toplotna obrada, Sterilizacija, Koncentrisanje i uparavanje,

Pranje kontejnera

Otpadne vodeVisoko organsko

opterećenje

Prijem, Odvajanje nepoželjnih dijelova, Pranje, Toplotna obrada,

Sterilizacija, Pranje kontejnera

Organski otpad Biorazgradive Sječenje

Tabela 7.4.25. Uticaj gasova sagorijevanja na životnu sredinu (RAC/CP, 2001) Table 7.4.25. The influence of combustion gases on the environment

Potrošnja 83 kg goriva/tDizel Ugalj Gas

83 kg gasa/t 229 GJ PCS/t

Emisija

SO2 g/t 4477 1161 0

NOx g/t 531 371 12

CO g/t 47 271 2

CO2 kg/t 239 247 5

COV g/t 3 4 0

CH4 g/t 10 4 0

čestice g/t 274 705 0

115

Osnovni problemi koji utiču na životnu sredinu u ovom slučaju su sljedeći: nastanak gasova staklene bašte, pojava kiselih kiša i povećanje koncentracije toksičnih materija u okolini fabrike.

Konzervna industrija, generalno, je veliki potrošač vode. Voda se troši na pranje sirovina, ljuštenje, parenje, koncentrisanje, hlađenje gotovih proizvoda, čišćenje opreme i instalacija, kao i za proizvodnju pare. Glavni problem indu-strije prerade povrća je vezan za potrošnju velike količine vode u veoma krat-kom vremenskom periodu. Sezonski karakter proizvodnje u istom preduzeću dovodi do značajnih razlika u opterećenju otpadnih voda tokom godine (tabela 7.4.27). Otpadne vode koje se generišu u industriji prerade voća i povrća sa­drže visoku koncentraciju organskih materija, materija sa visokim stepenom bio razgradljivosti i imaju veoma promjenjivu pH vrijednost. U oblastima u ko-jima postoji konzervna industrije preko 50% vode je zagađeno.

Tabela 7.4.26. Količina otpadnih voda koja nastaje tokom različitih faza prerade voća i povrća (RAC/CP,2001) Table 7.4.26. The amount of wastewater generated during the various stages of processing fruits and vegetables

Plodovi Proces BPK (mg/L)

Grašak

Voda za pranje 3700

Rasipanje tokom punjenja 13800

Ostatak na dnu rezervoara za naparavanje 34500

Tečnost u silosu 35000­78000

Citrus oće

Pranje voća 20­110

Ljuštenje 30000

Sječenje 2500

Voda za spiranje zemlje 4000

Cijeđenje sa površine ploda 30000

U sljedećoj tabeli (tabela 28) su prikazane karakteristike otpadnih voda iz procesa prerade različitih vrsta voća i povrća. Glavni uticaj polutanata na ži-votnu sredinu se ogleda u visokoj PBK vrijednosti, a u nekim slučajevima i u visokom sadržaju soli. Organsko opterećenje uglavnom čine tkiva plodova, koja su zaostala u vodi i šećer. Polutante iz otpadnih voda industrije prerade voća i povrća je lakše eliminisati nego polutante iz drugih vrsta prehrambene industrije.

116

Tabela 7.4.27. Karakteristike otpadnih voda iz procesa prerade voća i povrća (RAC/CP, 2001) Table 7.4.27. Characteristics of wastewater from the process of fruit and vegetables

Proizvod Tok (l/jedinici) BPK (ppm) Suspendovane čestice (ppm)

Paradajz 17­295 616­870 550­925

Kukuruz 114­439 885­2936 530­2325

Pasulj 396 93 291

Smjesa pasulja i kukuruza 377 270 264

Miješano povrće 46 750 593

Grašak 123­161 238­468 340­637

Breskve 142 1070 250

Jabuke 101 1600 300

Višnje 61 800 185

Čvrsti otpad se generiše u sljedećim fazama prerade voća i povrća: pranje sirovina, kalibrisanje sirovina, ljuštenja i sječenja. Pomoću hvatača pijeska, re-šetke, sita ovaj otpad se može izdvojiti i spriječiti da ode u tokove otpadnih voda u fabrici. Količine nastalog čvrstog otpada zavise od vrste sirovina koje se prerađuju i vrste proizvoda koji se želi dobiti (tabela 7.4.29).

Tabela 7.4.28. Količina čvrstog otpada generisanog u procesu prerade voća i povrća (RAC/CP, 2001) Table 7.4.28. The amount of solid waste generated in the process of fruit and vegetables

Proizvod % otpada Proizvod % otpada

Asparagus 45 Biber 56

Paradajz 25 Artičoka 67

Zeleni pasulj 12 Grašak 5

Krompir 10 Gljive 43

Praziluk 38 Mrkva 30

Breskva 33 Šljiva 17

Grašak 15 Dinja 31

Bundeva 35 Višnja 20

117

7.4.5. Zaključak Conclusion

Vrsta otpada, koji nastaje tokom prerade hrane, zavise od karakteristika sirovina koje se prerađuju, karakteristika proizvoda koji se žele dobiti i tehno-loškog procesa koji se pri tom koristi. Otpad nastaje kao rezultat različitih po-stupaka tokom proizvodnje, prerade, skladištenja i upotrebe hrane. Različite fa brike prehrambene industrije generišu različite količine otpada, zbog čega ne postoje precizni podaci o količini nastalog otpada. Do razlike u proizvodnji otpada, tj. razlike u intenzitetu uticaja na životnu sredinu, dolazi zbog toga što se u fabrikama prehrambene industrije proizvode različiti proizvodi, koriste različite metode rada, otpad prikuplja na različit način itd (Loehr, 1974).

U procesu prerade hrane nastaje određena količina čvrstog otpada, koji se najvećim dijelom može uspješno reciklirati i od njega proizvesti stočna hrana ili proizvodi koji se mogu koristiti u druge svrhe.

Otpadne vode nastaju zbog korištenja vode u različite svrhe: pranje, blanši­ranje, pasterizacija. Otpadne vode mogu da sadrže prašinu, insekticide, hidrok­side, čvrsti otpad itd. Najveći dio vode u prehrambenoj industriji se koristi za pranje: pekare 70%, proizvodnja osvježavajućih pića 48%, pivare 45%, proiz­vodnja džema 22%.

Otpadne vode iz različitih grana prehrambene industrije sadrže:o prerada mesa: krv, masti, organske i neorganske materije i hemikalije

korištene tokom procesa,o prerada voća i povrća: ugljeni hidrati, pektini, vitamini, dijelovi ćelijskih

zidova,o prerada mlijeka: mlijeko, surutka iz proizvodnje sira, rastvorene organ­

ske materije, sredstva za čišćenje i dezinfekciju.Tretman koji će se primijeniti na otpadne vode zavisi od stepena opasnosti

koji otpadne vode predstavljaju po okolinu. Opasnost otpadnih voda se defini še preko BPK (biološka potrošnja kiseonika) i HPK (hemijska potrošnja kiseonika). Ostali parametri koji određuju opasnost otpadnih voda su: količina nastalih otpadnih voda, sadržaj suspendovanih/lebdećih materija, ukupne rastvorene materije u vodi, sadržaj masti i ulja, koncentracija azota, prisustvo patogenih bak terija, temperatura, voda itd (Mead, 1989). Tretman otpadnih voda, čvrstog otpada i zagađivača vazduha, koji su nastali u prehrambenoj industriji je opi-san u drugim poglavljima ove knjige.

118

LITERATURA

Cybulska G. 2000. Waste management in the food industry – An overview, Key Topics in Food Science and Technology, CCFRA, Chipping Campden, Gloucestershire, UK

Department of Environmental. 1997a. Enveronmental Protection Act 1990, Part I. Secutury of State’s Guidance – Vegetable Oil Extraction and Fat and Oil Refining Proces, London

Department of Environmental. 1997b. Enveronmental Protection Act 1990, Part I. Secutury of State’s Guidance – Fish Meal and Fish Oil Process, London

Grujić R. 2003. Savremene tehnologije i bezbjednost namirnica, Hem.Ind. 57 (10) 449­455

Liu X S. 2007. Food and Agricultural Wastewater Utilization and Treatment, Blackwell Publishing, Oxford

Loehr R.C. 1974. Agricultural Waste Management – Problems, Processes, Approach-es, Academic Press Inc., London

MAFF. 1999. BSE Information: Schema Data. Ministry of Agruculture, Fisheries and Food aveilable from www.maff.gov.uk/animalh/bse

Mead GC. 1989. Procesing of Poultry, Elsevier Science Publishers, EssexOkanović Đ., Ristić M., Delić S. 2008. Sporedni proizvodi poljoprivrede i prehram-

bene industrije i kvalitet životne sredine, Kvalitet, 65­68Ristić M., Okanović Đ., Sakač M. 2011. Karakteristike životinjskih sporednih proizvoda i

njihova namena, Institut za prehrambene tehnologije u Novom Sadu, Novi Sad (2011)Selimbašić V., Đonlagić N., Montero J.A., Marquez M.A.C. 2004. Enveronmental impact

of agriculture and food production – EU Ecology Standards, Faculty nof Technology Tuzla, Consortium of TEMPUS Project 16140, Editors Estanislau Fon Sole and Ra-doslav Grujić

Ristić M., Okanović Đ., Radusin T. 2008. Contemporalry approach to animal by­prod-ucts disposal problems, Food Processing, Qualitz &Safety, 35, 2, 81­92

SEPA.1997. Agriculture Leaflet: Disposal of Agriculture Waste Products and Animal Carcasses, SEPA, Stirling. Also aveilable from www.sepa.org.uk

RAC/CP. 2001. Pollution Prevention in Food Canning Processes, UNICEP/MAP/RAC­CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2001)

RAC/CP. 2002. Prevention of pollution in the dairy industry, UNICEP/MAP/RAC­CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2002)

RAC/CP. 2006. Pollution Prevention in Meat Processing Industry, UNICEP/MAP/RAC­CP/Ministry of Envoronment Spain/Goverment of Catalonia (2001)

REGULATION (EC) No 1774/2002 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUN-CIL of 3 October 2002. Laying down health rules concerning animal by­products not intended for human consumption

REGULATION (EC) No 1069/2009 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 21 October 2009 laying down health rules as regards animal by­prod-ucts and derived products not intended for human consumption and repealing Regulation (EC) No 1774/2002 (Animal by­products Regulation)

Ristić M., Filipović S., Sakač M., Lukić R. 2006. Neškodljivo uklanjanje nejestivih spo­red nih proizvoda životinjskog porijekla i uginulih životinja preradom u kafilerijama otvorenog tipa i osnovni pokazatelji rentabilnosti prerade, Tehnološki fakultet, Novi Sad

119

Vukić Lj. 2009. Food industry and sustainable development, In Selected topics on food science and technology, Faculty of Technology Banja Luka and Consortium of Tem-pus project 40030­2005 (Editors, Murkovic M., Cantalejo JM., Grujic S., Courtin C.)

PITANJA I ODGOVORI

1. Definišite pojmove „zagađivači životne sredine“ i „kontaminenti“!2. Gdje nastaje otpad u procesu proizvodnje i snabdjevanja hranom? Svaki korak u procesu proizvodnje, prerade i korištenja hrane generiše

određenu vrstu sporednih proizvoda (produkata, nusprodukata), koji se mogu smatrati otpadom zato što u tom obliku nisu potrebni i što nemaju tržišnu vrijednost za proizvođače i prerađivače hrane.

3. U kojoj fazi proizvodnje hrane nastaje najveća količina gasova staklene bašte? Objasnite!

4. Objasnite kako postupak „neškodljivog uklanjanja otpada iz industrije prerade mesa“ može uticati na životnu sredinu!

Do zagađenja životne sredine (vode i vazduha, prije svega) može doći i to­kom neškodljivog uklanjanja uginulih životinja i nejestivih proizvoda za-klanih životinja i njihovom preradom u hranu za životinje i različite proiz­vode u hemijskoj industriji. U ovom slučaju zagađivači životne sredine mogu biti: rasute ulazne sirovine, otpadne vode, organska prašina i kontamini-rane čvrste materije nepodesne za preradu, buka i vibracije iz pogona za proizvodnju (Ristić i sar., 2011). Pod uticajem mikroorganizama, tokom cije log procesa prerade, ulazne sirovine se raspadaju uz nastajanje gaso-va neprijatnog mirisa (amonijak, vodoniksulfid, sumpordioksid, merkap-tani, ugljen dioksid, butanol, aldehidi, ketoni itd). Vrsta i količina nastalih gasova zavise od vrste sirovine, postupka kojim se djeluje na sirovine i pri mijenjenog tehnološkog procesa prerade.

5. Kako propisi EU dijele sporedne proizvode životinjskog porijekla u odno-su na opasnost po okolinu, ljude i životinje?

Prema propisima EU (Regulativa, 1774/2002; Regulativa 1069/2009) u odnosu na opasnost širenja zaraznih bolesti kod ljudi i životinja i moguć-nost potpunog ili djelimičnog iskorištenja, sporedni proizvodi animalnog porijekla se svrstavaju u tri grupe: materijal kategorije 1, materijal kate-gorije 2 i materijal kategorije 3.

6. Koji su izvori najčešćih zagađivača otpadnih voda u fabrikama za prera-du mesa?

7. Od čega zavisi vrsta i količina otpada generisanog u fabrikama za prera-du mlijeka?

Vrsta i količina nastalih otpadnih materija zavisi od vrste procesa, vrste i kategorije proizvoda i tehnološkog postupka koji se koristi tokom izrade.

8. Objasnite uticaj industrije prerade voća i povrća na životnu sredinu!

120

9. Objasnite na koji način konzervna industrija može ugroziti snabdjevanje vodom grada u kojem je locirana!

10. U kojim fazama prerade voća i povrća se generiše najviše čvrstog otpada? Čvrsti otpad se generiše u sljedećim fazama prerade voća i povrća: pra-

nje sirovina, kalibrisanje sirovina, ljuštenja i sječenja. Ovaj otpad ulazi u tokove otpadnih voda u fabrici i teško se može izdvojiti. Količine nastalog čvrstog otpada zavise od vrste sirovina koje se prerađuju i vrste proizvo-da koji se želi dobiti.

121

7.5. Prečišćavanje otpadnih voda Wastewater treatment

Selimbašić VahidaStuhli VedranUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i Hercegovina

7.5.1. Uvod Introduction

Zagađenje okoliša i borba protiv te opasnosti obilježili su osamdesete i devedesete godine prošlog vijeka, a sada je sasvim sigurno da će to biti ka rakteristika i početka ovog vijeka. Sprečavanje zagađenja okoliša je nu­žnost i zbog svog značaja zahtijeva sve veća ulaganja ljudskih i materijalnih resursa. Danas se razvoju i unapređenju procesa prečišćavanja otpadnih voda i očuvanja kvaliteta prirodnih voda posvećuje velika pažnja. Zahtjevi koji se nameću su sve veći, a zakonska regulativa sve rigoroznija.

Glavni izvori zagađivanja voda su: o infiltracija ljudskih i životinjskih materija,o prodiranje vještačkih đubriva, herbicida i insekticida,o prodiranje voda iz neuređenih deponija,o ispuštanje otpadnih voda iz industrije,o propuštanje kroz porozne kanalizacione odvode.

Obrada (tretman) otpadnih voda predstavlja postupke pomoću kojih se vrši smanjenje prisutnog zagađenja do onih količina i koncentracija, s kojima pre-čišćene otpadne vode ispuštene u prirodne vodne sisteme ne predstavljaju opasnost za žive organizme i ne uzrokuju neželjene promjene u okolišu.

Tretman otpadne vode obuhvata niz operacija i postupaka kojima se iz vode uklanjaju suspendovane i rastvorene materije, odnosno sve materije koje mijenjaju prirodne osobine vode. Dakle, otpadne vode je prije ispušta-nja u prijemnike uvijek neophodno prečistiti, kako bi se iz njih do određenog stepena uklonile plivajuće, lebdeće i otopljene materije, te koloidi, dakle one-čišćenja koja su prisutna u otpadnim vodama i bitno karakteriziraju njihova svojstva.

7.5.2. Vrsteikarakteristikeotpadnihvoda Typesandcharacteristicsofwastewater

Pod pojmom otpadna voda smatraju se upotrijebljene vode u naseljima i industriji kojima su promjenjena fizička, hemijska i biološka svojstva tako da se ne mogu koristiti u poljoprivredi niti u druge svrhe.

Po drugoj definiciji otpadna voda predstavlja mješavinu raznih vodom noše­nih onečišćenja (otpadaka) iz domaćinstava, komercijalnih zgrada, industrijskih

122

postrojenja i institucija u kojima mogu biti, takođe, prisutne podzemne, povr-šinske i oborinske vode.

Prema porijeklu, otpadne vode mogu biti: komunalne, industrijske, poljo-privredne i atmosferske (oborinske).

Kod analize problema prečišćavanja otpadnih voda od temeljne važnosti su:o količina i svojstva otpadnih voda,o svojstva prijemnika,o uslovi ispuštanja otpadnih voda io procesi prečišćavanja otpadnih voda i obrada mulja.

7.5.3. Svojstvaotpadnihvoda Propertiesofwastewater

Glavni pokazatelji svojstava otpadnih voda su:o krupni otpaci,o materije organskog i anorganskog porijekla,o mikroorganizmi,o hranjive soli,o postojane materije,o otrovne materije,o radioaktivne materije,o otopljeni plinovi,o povišena temperatura vode.

Krupni otpaci su papir, krpe, kore od voća i ostali krupniji organski i sintetski otpaci. Krupne otpatke je potrebno ukloniti iz otpadnih voda radi zaštite pumpi i drugih dijelova uređaja za prečišćavanje. U odnosu na materije organskog i neorganskog porijekla nemaju većeg ekološkog značaja.

Materije organskog i anorganskog porijekla se u otpadnim vodama mogu na laziti u:

o otopljenom, veličina čestica do 1 nm,o koloidnom, veličina čestica od 1 nm do 1 μm,o suspendiranom obliku, veličina čestica preko 1 μm. Čestice veličine do

10 μm su netaložive, a čestice veličine preko 10 μm su taložive. Otopljene materije uzrokuju promjenu boje, a koloidi i suspendirane mate-

rije daju mutnoću. Povećana mutnoća vode sprečava prodiranje svjetlosti, što uspo rava fotosintezu. Zbog toga se u većim dubinama smanjuje količina kisika, pa se povećava zona anaerobne razgradnje organske materije, čime se stvaraju plinovi i neugodni mirisa. Miris u vodi može poticati i od unošenja nekih he-mijskih spojeva, naročito kad se uvode industrijske otpadne vode.

Mikroorganizmi (virusi, bakterije, plijesni, kvasci, alge, praživotinje) su jedno­ćelijski i višećelijski organizmi koji se nalaze u svim otpadnim vodama. Za pro-cese prečišćavanja otpadnih voda značajne su slijedeće dvije skupine mikro-organizama:

123

o mikroorganizmi razlagači (saprofitni mikroorganizmi) io mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja (fekalni mikroorga-

nizmi).Mikroorganizmi razlagači biološki razgrađuju organsku materiju do anor-

ganske, troše otopljeni kisik, pa se može pojaviti neželjeni manjak kisika, odno­sno anaerobno stanje.

Prema optimalnoj temperaturi za razvoj, saprofitni mikroorganizmi se di­jele na:

o psihrofilne, s optimalnom temperaturom od 0 – 5°C,o mezofilne, s optimalnom temperaturom od 20 – 40°C,o termofilne, s optimalnom temperaturom većom od 40°C (najbolje od

55°C do 60°C).Mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja su osnovni pokazatelj

komunalnih otpadnih voda, ali ih ima i u industrijskim otpadnim vodama. Po-sebno su značajni patogeni mikroorganizmi. Kao indikator zagađenja ovim mi-kroorganizmima obično služe bakterije normalne crijevne flore ljudi i životinja – koliformne bakterije (određuju se kao najvjerojatniji broj bakterija, NBB).

Hranjive soli nastaju procesom razgradnje organske materije iz otpadnih voda ispuštenih u prirodne i vještačke prijemnike. Ovaj proces je prvenstveno vezan uz nastanak soli azota i fosfora, koje učestvuju u stvaranju bjelančevina i time potiču razvoj planktona i zelenih biljaka. Ispuštanjem većih količina ot-padnih voda bogatih organskim materijama u vodne sisteme (prijemnike) sa slabijom izmjenom vode (jezera, akumulacije, morski zaljevi) znatno se pove-ćava količina hranjivih soli u ekosistemu. Ako su pri tome za razvoj biomase povoljni i ostali faktori (kisik, svjetlost i temperatura) može doći do preko-mjernog rasta planktona i cvjetanja otrovnih algi, tj. do pojave eutrofnog sta-nja u prijemniku (eutrofikacija).

Postojane materije su organske i sintetski biološki nerazgradljive ili teško razgradljive materije. U otpadnim vodama posebno su značajna:

o mineralna ulja i njihovi derivati,o pesticidi,o deterdženti,o plastične materije.

Mineralna ulja dospijevaju u prijemnike s komunalnim i industrijskim otpad­nim vodama. Na vodnoj površini stvaraju tanku prevlaku što zbog ometanja otapanja kisika iz zraka smanjuje količinu otopljenog kisika u vodi. Pesticidi do­spijevaju u vodu ispiranjem poljoprivrednog zemljišta, ali ih ima i u industrij-skim otpadnim vodama. Deterdžente nalazimo u komunalnim i industrijskim otpadnim vodama (prisustvo fosfata u vodnim sistemima uzrokuje eutrofika-ciju). Plastične materije se nalaze u komunalnim i industrijskim otpadnim vo-dama u obliku konca, mrežica i vrećica.

124

U otpadnim vodama, uglavno industrijskim, opasne materije čine:o teški metali (živa, kadmij, olovo, nikal, cink, srebro, selen, mangan, hrom,

bakar, željezo),o otrovni spojevi (cijanidi, hromati, flouridi).

Radioaktivne materije u vodi mogu biti prirodnog i vještačkog porijekla. Ove materije ulaze u biohemijske procese, koncentrirajući se od nižih prema višim organizmima prehrambenog lanca, te mogu biti vrlo opasne za život čovjeka.

Otopljeni plinovi u otpadnim vodama prisutni su u različitim koncentracija-ma. Najvažniji je kisik koji je bitan za život velikog broja organizama u vodi. Po­red kisika otpadne vode vrlo često sadrže ugljik dioksid, koji dolazi otapanjem iz zraka i razgradnjom organske materije, te sumporovodik, koji prvenstveno nastaje razgradnjom organskih i nekih anorganskih spojeva.

Povišena temperatura vode posljedica je ispuštanja rashladnih voda iz indu­strijskih postrojenja. Toplija voda sadrži manje otopljenog kisika, ubrzava meta­bolizam živih organizama, te se kisik brže troši, pa se pojavljuje sve veći manjak kisika.

U otpadnim vodama mogu biti prisutne i druge materije (eksplozivne, za-paljive i korozivne materije, kiseline i lužine) koje mogu biti štetne za kanalizacij­sku mrežu i građevine na njoj, a takođe mogu nepovoljno djelovati i na procese prečišćavanja otpadnih voda.

Glavna onečišćenja otpadnih voda predstavljaju organske materije za čiju se razgradnju troši otopljeni kisik iz vode. Prema tome, stepen zagađenja otpadnih voda organskom materijom u izravnoj je vezi s količinom kisika potrebnom za oksidaciju, odnosno razgradnju, te materije. Količina kisika potrebna da se ra­zgradi biološki razgradljiva organska materija u vodi posredstvom aerobnih mi­kroorganizama naziva se biohemijska potrošnja kisika (BPK). Ukupna biohemij-ska potrošnja kisika (BPKukup) je količina kisika potrebna za potpunu razgradnju organske materije. Radi kvantificiranja opterećenja otpadnih voda organskom materijom za praktične je potrebe uveden pokazatelj petodnevne biohemijske potrošnje kisika (BPK5).

Kod ispitivanja svojstava otpadnih voda, naročito industrijskih, uobičajeno je određivanje i hemijske potrošnje kisika (HPK).To je ukupna količina kisika koja se potroši na razgradnju organske materije, a ekvivalentna je koncentraciji oksi­dansa (kalijevog bihromata).

Za industrijske otpadne vode koje su zagađene organskom materijom (otpad­ne vode prehrambene industrije) uobičajeno je BPK5 izražavati tzv. ekvivalen-tnim brojem stanovnika (ES), tj. poređenjem BPK5 industrijske otpadne vode s BPK5 otpadne vode po stanovniku.

125

7.5.4. Svojstvaprijemnika Properties of recipients

Za ispuštanje otpadnih voda (prečišćenih i neprečišćenih) kao prijemnici se mogu koristiti prirodni (vodotoci, jezera, mora) i vještački (kanali, akumulaci-je) vodni sistemi, te tlo. U praksi se najčešće ispuštanje vrši u prirodne vodne sisteme.

Za prijemnike su važne:o hidrološke i hidrauličke osobine io fizikčke, hemijske, biološke i bakteriološke osobine.

Hidrološke i hidrauličke osobine prijemnika ogledaju se u slijedećim poka­za teljima:

– količini vode (protoku) i uslovima tečenja, odnosno o dinamici izmjena vodnih masa (kod jezera, mora i vještačkih vodnih sistema),

– razini vode,– prenosu nanosa,– pojavi leda.

Fizičke, hemijske, biološke i bakteriološke osobine prijemnika su:– boja, miris i okus,– mutnoća,– temperatura,– koncentracija vodikovih iona,– elektroprovodljivost,– ukupni suhi ostatak,– ukupna tvrdoća,– otopljeni plinovi,– otopljene, koloidne i suspendirane organske i anorganske materije,– mikroorganizmi,– životne zajednice (biljne i životinjske).

Ispuštanjem otpadnih voda u prijemnike dolazi do promjene vrijednosti ovih pokazatelja, odnosno do promjene svojstava prijemnika. Promjena je to-liko izraženija ukoliko je niži stepen prečišćavanja otpadnih voda.

Svaki prijemnik ima sposobnost razgradnje organske materije, što nazivamo samoprečišćavanjem prijemnika. Proces samoprečišćavanja u vodotoku (pri-jemniku) odvija se u četiri faze, odnosno zone. To su:

– zona degradacije,– zona dekompozicije (razlaganja),– zona regeneracije (oporavka),– zona čiste vode.

Zona degradacije počinje odmah ispod mjesta ispuštanja otpadnih voda u prijemnik. U ovoj zoni dolazi do redukcije otopljenog kisika, bitno se smanjuje broj riba, velika je mutnoća, a ako je brzina toka mala dolazi do taloženja čvrstih

126

materija i do stvaranja naslaga mulja koji truhne i doprinosi daljnjoj degrada-ciji prijemnika. Takođe je intenzivan i biološki život, s velikim brojem bakterija i patogena.

Kada se utroši sav rastvoreni kisik, zona degradacije prelazi u zonu dekompo-zicije gdje počinje anaerobne razgradnje organske materije u vodi, jer je goto-vo sav rastvoreni kisik potrošen. U ovoj zoni nema riba, voda je tamne boje i neugodnog mirisa. Slično kao i u zoni degradacije, nastavlja se proces talože-nja i formiranja mulja. Ako je količina kisika u prijemniku dovoljna da se stalno održava aerobno stanje, ova zona može sasvim izostati tako da prijemnik iz prve zone odmah prelazi u treću.

Zona regeneracije karakterizirana je postepenim povećanjem rastvorenog kisika u prijemniku, smanjenjem broja mikroorganizama i količine organske ma terije, čime i izgled vode postaje sve prirodniji. Takođe, u ovoj zoni mogu opstati viši oblici života (ribe). Proces taloženja se i dalje odvija, a mulj se razgra­đuje pod uticajem crva i larvi.

U četvrtoj zoni, tj. zoni čiste vode sadržaj rastvorenog kisika je blizu njego-ve vrijednosti saturacije, mikroorganizmi (uključujući i bakterije) su u relativno malom broju, a ostali organizmi koji se inače nalaze u čistoj vodi su mnogo-brojni. Prema tome, u ovom je području voda iste kvalitete kao i prije ispuštanja otpadnih voda.

7.5.5. Uslovizaispuštanjeotpadnihvoda Conditions for discharge of wastewater

Pri ispuštanju otpadnih voda moraju se primijeniti određeni kriteriji (stan-dardi), s kojima se zaštićuju ekološki sistemi od neželjenih promjena. Uslovi ispuštanja otpadnih voda ovise i o svojstvima otpadnih voda i o svojstvima pri­jemnika. Standardi za zaštitu ekosistema mogu se svrstati u dvije grupe:

o standardi prijemnika,o standardi ispuštene vode.

Standardi prijemnika određuju namjenu ili način iskorištavanja prijemnika i granične vrijednosti pojedinih pokazatelja kvalitete prijemnika. Standardi ispu­štene vode određuju dopuštene dotoke pojedinih onečišćivača, odnosno po-trebni stepen prečišćavanja otpadnih voda. Oba ova pristupa zasnivaju se na po trebi da se zaštite prijemnici, samo što se propisi o standardu ispuštene vode s vremenom sve više pooštravaju s ciljem da se postigne zadovoljavajuća kva-liteta prijemnika.

127

7.5.6. Procesiobradeotpadnihvoda Wastewater treatment processes

Prečišćavanje otpadnih voda obavlja se primjenom fizikalnih, bioloških i hemijskih postupaka ili procesa, te s obzirom na primjenjene postupke i pro-cese (slika 7.5.1.), uobičajeno je razlikovati:

o prethodnu obradu,o primarno prečišćavanje,o sekundarno prečišćavanje io tercijarno prečišćavanje.

Prethodna obrada podrazumijeva primjenu postupaka kojima se iz otpad-ne vode uklanjaju krupni (grubi) plivajući materijali, šljunak, pijesak, ulja i ma-sti. Primarno prečišćavanje označava primjenu fizikalnih i/ili hemijskih postu-paka prečišćavanja koji obuhvataju taloženje suspendiranih materija ili druge postupke kojima se BPK5 ulaznih otpadnih voda smanjuje za najmanje 20% prije ispuštanja, a ukupne suspendirane materije ulaznih otpadnih voda za najma-nje 50%. Sekundarno prečišćavanje označava primjenu bioloških postupaka prečišćavanja sa sekundarnim taloženjem kojima se iz otpadne vode uklanjaju biorazgradljiva organska jedinjenja (70 do 90% BPK5 ulaznih otpadnih voda i 75% HPK ulaznih otpadnih voda). Tercijarno prečišćavanje podrazumijeva pri-mjenu postupaka prečišćavanja kojima se uz sekundarno prečišćavanje još dodatno uklanjaju nutrijenti (azot (70­80%) i fosfor (80%)) ili se tercijarno pre-čišćavanje izvodi kao posebna faza procesa prečišćavanja, nakon sekundar-nog prečišćavanja.

7.5.7. Prethodnaobrada Preliminary treatment

Postupci koji se primjenjuju kod ovog postupka pretežno se temelje na fizi-kalnim pojavama i zakonitostima. Stoga se mogu nazvati i fizikalnim postupci-ma, mada neki od njih imaju i osobine fizikalno­hemijskih procesa.

Takođe, prethodno prečišćavanje se često naziva i mehaničko prečišćavanje. Provodi se radi poboljšanja kvaliteta otpadnih voda (prvenstveno samanjenja krupnog otpadnog materijala, šljunka, pijeska, masnoća) kako bi se otklonile one materije koje mogu oštetiti dijelove uređaja za sekundarno i tercijarno pre­čišćavanje, odnosno prethodna obrada prethodi primarnom, a time i sekun-darnom i tercijarnom prečišćavanju.

128

Slika 7.5.1. Vrste prečišćavanja otpadnih voda (Tušar, 2009) Figure 7.5.1. Types of wastewater treatment

Ovi postupci najčešće obuhvataju:a) rešetanje (cijeđenje kroz rešetke) i/ili usitnjavanje,b) taloženje u pjeskolovu i isplivavanje (flotacija),c) izjednačavanje (egalizaciju).Prvu i drugu skupinu postupaka obično susrećemo kod prečišćavanja komu­

nalnih otpadnih voda, dok se izjednačavanje u načelu primjenjuje za industrij-ske otpadne vode (slika 7.5.2.).

Rešetanje (cjeđenje kroz rešetke) je proces uklanjanja krupnih, nerastvorenih i plivajućih materiajala (lišća, krpa, stakla, komadića drveta, plastike) iz otpad-nih voda radi zaštite pumpi i drugih dijelova uređaja za prečišćavanje. Ovaj pro­ces se odvija na rešetkama. Najčešće se koriste:

o grube rešetke, sa razmakom od 50 do 100 mm,o srednje rešetke, sa razmakom od 10 do 25 mm,o fine rešetke, sa razmakom od 3 do 10 mm.

129

Rešetke se dijele na:o kose i vertikalne,o pokretne i nepokretne,o sa ručnim i mehaničkim čišćenjem,o sa drobljenjem nanosa i dr.

Usitnjavanje otpadnih materijala je proces koji potpuno zamjenjuje rešeta-nje ili se primjenjuje nakon prolaska otpadne vode kroz grubu rešetku. Krupni otpadni materijali usitne se i isjeku u čestice veličine od 3 do 8 mm i odvode dalje na prečišćavanje bez opasnosti od začepljenja pumpi i drugih dijelova ure­đaja. Usitnjavanje otpadnih materijala se obavlja usitnjivačima – kominutorima. U praksi se najčešće upotrebljavaju usitnjivači sa slobodnim prolazom vode.

Taloženje ili sedimentacija se primjenjuje za izdvajanje šljunka, pijeska i osta­lih krupnih čestica mineralnog porijekla iz otpadnih voda (slika 7.5.3.).

Slika 7.5.3. Tipovi primarnih taložnika (Jahić, 1990; Simičić, 2002; Ljubisavljević i sar., 2004): a/ sa vertikalnim tokom; b/ sa radijalnim tokom; c/ sa horizontalnim tokom (pokretni zgrtač mulja); d/ sa horizontalnim tokom; 1­dotok vode; 2­odvod mulja;

3­odvod vode. Figure 7.5.3. Types of primary sedimentation tanks: a/ with vertical flow;

b/ with radial flow; c/ with horizontal flow (movable sludge collector); d/ with horizontal flow; 1­water inlet; 2­sludge discharge; 3­water discharge.

130

Slika 7.5.2. Opća shema procesa prečišćavanja komunalnih i industrijskih otpadnih voda

Figure 7.5.2.The general process treatment scheme of the municipal and industrial wastewater

131

Pjeskolovi se u obradi otpadnih voda obično primjenjuju poslije rešetki. Izvode se kao taložnici. Ovom operacijom iz vode se uklanjaju pijesak, šljunak, kamenje i drugi teški materijal. Svrha je da se spriječi taloženje ovog materijala u kanalima i cjevovodima, da se zaštite pumpe i ostali uređaji od abrazije, kao i da se rasterete procesi obrade koji slijede.

Na postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda najširu primjenu imaju (slika 7.5.4.):

o horizontalni pjeskolovi za pravolinijskim tokom vode,o horizontalni pjeskolovi sa kružnim tokom vode, o aerirani pjeskolovi horizontalnog i radijalnog oblika,i o aerirani pjeskolovi sa kružnim tokom

Isplivavanje (flotacija) je proces koji se zasniva na principu isplivavanja dis-pergovanih čestica zajedno sa mjehurićima zraka. Kod prečišćavanja otpadnih voda ovaj proces se koristi za uklanjanje ulja i masti.

Izjednačavanje (egalizacija) je proces zadržavanja otpadnih voda u bazenu da se izjednače osnovna svojstva vode (koncentracija H+ iona, boja, mutnoća, BPK, HPK i dr.), uz dodatne efekte zbog fizičkih, hemijskih i bioloških promjena tokom zadržavanja. S obzirom da se ovaj proces u načelu primjenjuje kod indu­strijskih otpadnih voda, vrijeme zadržavanja ovisi o industrijskim (tehnološkim) procesima i ne može biti kraće od trajanja cjelokupnog ciklusa. Radi sprečava-nja taloženja i postizanja boljeg miješanja vode upotrebljavaju se mehaničke mješalice i primjenjuje se aeracija. Upuhivanjem zraka potpomaže se biološka i hemijska oksidacija otpadne materije.

Slika 7.5.4. Aerirani pjeskolov (Stanojević i sar., 2006): 1 ­ dovod vazduha; 2 ­ distributer vazduha; 3 ­ taloženje pijeska;

4 ­ prikupljanje pijeska Figure 7.5.4. Aerated grit chamber:

1 ­ air supply; 2 ­ air distributor; 3 ­ grit sedimentation; 4 ­ grit collection.

132

Dakle, prethodnim obradom iz otpadnih voda uklanja se manji dio oneči-šćenja/zagađenja (krupni otpaci, brzo taložive čvrste čestice, ulja i masti), dok veći dio onečišćenja/zagađenja ostaje u otpadnim vodama (organske i anor-ganske materije u suspendiranom, otopljenom i koloidnom stanju, mikroorga-nizmi, hranjive soli, pesticidi, deterdženti, otrovne, radioaktivne materije i sl.). Za uklanjanje ove skupine otpadnih materija potrebno je primjeniti viši stepen prečišćavanja (primarno, a naročito sekundarno i tercijarno prečišćavanje).

7.5.8. Primarnoprečišćavanje Prymary treatment

Postupcima primarnog prečišćavanja se nakon prethodne obrade otpadnih voda prvenstveno uklanjaju taložive suspendirane materije, uz dodatni efekat smanjenja BPK5. Ovi postupci se temelje na fizikalno­hemijskim procesima koji obuhvataju:

a) zgrušavanje (koagulaciju), miješanje i pahuljičenje (flokulaciju),b) taloženje (u prethodnim ili primarnim taložnicama) i isplivavanje (flota-

ciju).Zgrušavanje (koagulacija) je proces remećenja agregatne stabilnosti (ravno­

teže) koloidnih čestica u otpadnoj vodi pomoću koagulanata (mineralnih soli i polielektrolita). Vrsta i doziranje sredstva za zgrušavanje određuje se ispitiva-njem otpadnih voda.

Miješanje se provodi zbog bržeg dodira koloidnih čestica i koagulanata u otpadnoj vodi.

Pahuljičenje je proces spajanja koloidnih čestica, prethodno destabiliziranih procesom zgrušavanja, u veće pahuljice (flokule) koje se znatno brže talože.

Taloženje se kod prečišćavanja otpadnih voda primjenjuje za uklanjanje ta-loživih raspršenih (organskih i neorganskih) materija.

Općenito, kod prečišćavanja otpadnih voda razlikujemo dva stepena taloženja:o taloženje u prethodnim taložnicima, iz kojih se voda nakon primarnog

pre čišćavanja odvodi na sekundarno prečišćavanje tj. na biološke procese,o taloženje u naknadnim taložnicima, u koje se dovodi voda prečišćena bi-

ološkim procesima u sklopu sekundarnog prečišćavanja.Taloženje u prethodnim taložnicima se primjenjuje za uklanjanje suspenzi-

ja koje se u otpadnim vodama nalaze u obliku zrna ili pahuljica.

7.5.9. Sekundarnoprečišćavanje Secondarytreatment

Sekundarno prečišćavanje otpadnih voda primjenjuje se nakon provedenog primarnog prečišćavanja. U načelu kod sekundarnog prečišćavanja uobičajeni su biološki postupci koji mogu biti nadopunjeni nekim fizikalno­hemijskim po-stupcima.

133

Općenito, sekundarno prečišćavanje obuhvata:a) biološke procese,b) taloženje (u naknadnim ili sekundarnim taložnicima) i isplivavanje (flota-

cija),c) dzinfekciju.Sekundarnim prečišćavanjem su obuhvaćena prva i druga skupina postu-

paka, dok se dezinfekcija primjenjuje samo u slučajevima kada se želi smanjiti broj patogenih mikroorganizama.

Biološki procesi se primjenjuju za prečišćavanje komunalnih i industrijskih otpadnih voda s pretežnim udjelom biološki razgradljive organske materije i sa sadržajem opasnih materija ispod kritičnih koncentracija. Prečišćavanje bi-ološkim procesima temelji se na aktivnosti mikroorganizama koji razgrađuju organsku materiju upotrebljavajući je kao hranu za gradnju novih ćelija (umno­žavanje). Uz razvoj mikroorganizama, kao produkt bioloških procesa nastaju plinovi i nerazgradljivi ostatak.

Prema količini rastvorenog kisika u otpadnoj vodi mogući su slijedeći pro-cesi:

o aerobna gradnja i razgradnja ćelija,o anaerobno kiselo vrenje i metanska razgradnja,o bakteriološka oksidacija i redukcija.

Aerobni procesi nastaju kada u vodi ima dovoljna količina otopljenog kisika. Kisik se troši prilikom razgradnje rastvorene, koloidne i suspendirane (nera-stvorene) organske materije koju mikroorganizmi upotrebljavaju kao hranu. Isto dobno mikroorganizmi razgrađuju vlastite ćelije uz ponovnu potrošnju ki-sika. Aerobnim procesima se proizvodi višak aktivnog mulja.

Kada se organska materija uklanja iz otopine putem aerobnih mikroorgani-zama, dešavaju se dva osnovna fenomena:

o mikroorganizmi troše kisik za potrebnu energiju i za sintezu novih ćelija,o dolazi do progresivne autooksidacije u ćelijama biomase.Anaerobni procesi nastaju kad u vodi nema otopljenog kisika. Ovaj se pro-

ces odvija u dvije faze. U prvoj kiseloj fazi bakterije kiselog vrenja razgrađuju organsku materiju do organskih kiselina koje su hrana za metanske bakterije u drugoj metanskoj fazi razgradnje. Prilikom anaerobnih procesa nastaje mnogo manje novih ćelija (mikroorganizama) nego tokom aerobnih. Prema Sanders­u (2001) metanska fermentacija je složen biološki proces u kojem se u odsutno-sti kisika odvijaju tri osnovne reakcije (slika 7.5.5.).

Stepeni koji prate proces metanske fermentacije su: o hidroliza visokomolekularnih jedinjenja do jednostavne strukture (na pri­

mjer, bjelančevina do aminokiselina, ugljikohidrata do jednostavnih šeće-ra, masti do masnih kiselina, celuloza i škrob do jednostavnih šećera, itd).

134

o kiselinska fermentacija pri čemu nastaju u acidogenoj fazi niže masne kiseline (propionska i maslačna) i sirćetna kiselina, a u acetogenoj fazi niže masne kiseline se prevode u sirćetnu kiselinu, CO2 i H2.

o metanska fermentacija pri čemu nastaju metan i CO2 redukcijom metil-ne grupe iz sirćetne kiseline, metanola i metilamina ili redukcijom CO2 i vodika.

Procesi bakteriološke oksidacije i redukcije pomoću mikroorganizama omo ­gućavaju, takođe, oksidaciju željeza, mangana i sumpornih spojeva, kao i oksi-daciju i redukciju azotovih spojeva.

Biološki postupci su osjetljivi na:o sastav vode koja se prečišćava,o količinu supstrata (hrane), o sadržaj rastvorenog kisika, o temperaturu, o koncentraciju vodikovog iona i prisustvo toksičnih materija (Simičić, 2002).

Slika 7.5.5. Shema procesa anaerobne razgradnje organske materije (Selimbašić, 2001)

Figure 7.5.5. The process scheme of the anaerobic decomposition of organic matter

135

S obzirom na način održavanja mikroorganizama na uređajima za biološko prečišćavanje otpadnih voda u praksi se najčešće primjenjuju postrojenja čija je sistematizacija prikazana u tabeli 7.5.1.

Tabela 7.5.1. Najčešća postrojenja za odvijanje bioloških procesa prema načinu održavanja mikroorganizama (Tušar, 2009 Table 7.5.1. Common facilities for conducting biological processes according to the maintenance of microorganisms

Način održavanjamikroorganizama

Objekti

Aerobni procesi Anaerobni procesi

Mikroorganizmi suspendirani u vodi

Aerirani bazeni s aktivnim muljem (bioaeracijski bazeni)Lagune (aerobne i aerirane)

Digestori (anaerobni)Lagune (anaerobne)

Mikroorganizmi pričvršćeni na podlozi

(u obliku biološke opne)

Prokapnici (biološki filtri)Rotirajući bio­diskovi

Lagune (anaerobne)

Danas se u obradi otpadnih voda najčešće koriste aerobni procesi u aeraci-onim bazenima s aktivnim muljem, lagune, prokapnici (biološki filteri), okretni biološki nosač (bio­disk) i anaerobni digestorima.

Prečišćavanje aktivnim muljem je najčešći način biološkog prečišćavanja komunalnih otpadanih voda. Pod procesom aktivnog mulja podrazumijeva se uklanjanje organskog zagađenja iz otpadne vode pomoću aerobnih mikroor-ganizama.

Mikroorganizmi, uglavnom bakterije, protozoe i metozoe nalaze se na že-latinoznim pahuljicama mulja u bazenu za aeraciju, gdje se uz pomoć kisika u procesu metabolizma mikroorganizama obezbjeđuje razgradnja organskog za­ga đenja. Mikroorganizmi mogu razgraditi gotovo sve organske materije, koje im služe kao hrana za rast i razmnožavanje. Za život zahtijevaju određene uslo ve kao što su: temperatura, pH, hranjive materije (nutrijenti): azot, fosfor, spo jeve s ugljikom, te kisik.

U osnovi, mikroorganizmi oksidiraju otopljenu i suspendiranu organsku ma-teriju u ugljik dioksid i vodu u prisustvu kisika. Osim što razlažu organsku mate­riju, mikroorganizmi je ugrađuju u sopstvenu biomasu koja, zajedno sa produk­tima metabolizma, formira mulj – polučvrstu materiju koja se može odvojiti od prečišćene vode.

Aeracini bazeni s aktivnim muljem se izvode kao bazeni u koje se uvodi ot-padna voda i upuhuje zrak ili kisik uz istodobno miješanje sadržaja u bazenu, čime se ubrzava dodir pahuljica, hranjivih materija i mikroorganizama (slika 7.5.6.). Aktivnim muljem nazivamo masu mikroorganizama raspršenih u baze-nu koji u aerobnim uslovima mogu razgraditi organsku materiju.

136

Slika 7.5.6. Konvencionalni sistem s aktivnim muljem (Stanojević i sar., 2006): 1­ulaz otpadne vode; 2­bioaeracioni bazen; 3­aeracija; 4­sekundarni (naknadni)

taložnik; 5­recirkulacija aktivnog mulja; 6­višak aktivnog mulja; 7­prečišćena voda.

Figure 7.5.6. Conventional system with activated sludge: 1­wastewater inlet; 2­bioaerated pool; 3­aeration; 4­secondary (subsequent)

sedimentation tank; 5­recirculation of activated sludge; 6­surplus of activated sludge; 7­treated water.

Efikasnost bioaeracijskih bazena ovisi o opterećenju aktivnim muljem. Za otpad ne vode s malim udjelom industrijskih voda (BPK = 150 do 350 mg l­1) po­stiže se smanjenje organske materije od 75 do 95 %. Manja vrijednost se od-nosi na zimsko razdoblje (T<11°C), a veća za ljetno razdoblje (T>13°C).

Sistem aeracije i miješanja vode u bazenu treba osigurati prosječnu koncen tra­ciju kisika od 1 do 2 mgl­1 i spriječiti taloženje aktivnog mulja. Zahtijeva se vi soki stepen turbulencije u bazenu što se osigurava brzinom strujanja oko 0.5 m s­1.

Na slici 7.5.7. su prikazane različite izvedbe uređaja za aeraciju.Upuhivanje kisika u bazene s aktivnim muljem i miješanje otpadnih voda mo­

guće je postići na dva načina:o dubinskom aeracijom,o površinskom aeracijom.

Dubinska aeracija se izvodi pomoću pridneno raspoređenih raspršivača (difu­zora kojima se upuhuje komprimirani zrak ili kisik pod pritiskom od 0.6 do 0.8 bara za aeraciju i miješanje.

Za postizanje dobrih efekata dubinske aeracije preporučuje se da volumen bioaeracijskog bazena ne bude veći od 150 m3, s odnosom širine prema dubi-ni 1:1 i najvećom dubinom 4.0 m.

Površinska aeracija se najčešće izvodi pomoću centrifugalnih turbinskih aeratora. Oni se izvode tako da se u visini razine vode na vertikalnoj osovini okreće rotor (turbina) koji usisava vodu, vrtloži je i rasprskava iznad površine. Stepen aeracije bitno ovisi od oblika i promjera turbine, te njezine promjenji-ve dubine uronjenja i brzine rotacije (4 do 6 m s­1).

Klasični bioaeracijski bazeni su pravougaonog oblika s vremenom zadrža-vanja otpadnih voda oko 6 h.

137

Slika 7.5.7. Sistemi za aeraciju u obradi otpadnih voda (Simičić, 2002): a/difuzna aeracija sa mjehurićima; b/ difuzna statička aeracija; c/ turbinska aeracija;

d/ mehanička površinska aeracija sa radijalnim tokom; e/ mehanička površinska aeracija sa aksijalnim tokom; f/ površinska aeracija sa mehaničkom četkom. Figure 7.5.7. Aeration systems in wastewater treatment: a/diffuse aeration with bubbles; b/diffuse static aeration; c/ turbine aeration; d/ mechanical

surface aeration with radial flow; e/ mechanical surface aeration with axial flow; f/ mechanical surface aeration with mechanical brush.

Iz aeriranih spremnika s aktivnim muljem otpadna voda se s mješavinom otpadnih materija i mikroorganizmima dovodi u naknadni taložnik. Odatle se dio aktivnog mulja vraća u bioaeracijski bazen kako bi se povećala koncentra-cija mikroorganizama, a ostatak (višak mulja) se odvodi na obradu mulja.

Biološka filtracija. Postupak biološke filtracije u tzv. filterima prokapnicima ili biološkim filterima koristi biološki sistem prečišćavanja koji se zasniva na pro­lazu organske otpadne vode preko površine biološke kulture koja se nalazi na čvrstom mediju­nosaču.

138

Prednosti ovog postupka su jeftino i jednostavno održavanje. Međutim, njihova ne efikasnost kad su u pitanju sezonske varijacije, ograničava njihovu upotrebu jer teško mogu dostići savremene zahtjeve za kvalitet efluenta.

Kod biološke filtracije organsko zagađenje iz otpadne vode se razgrađuje pri aerobnim uslovima putem mikroorganizama koji se nalaze vezani na filter-skom mediju u obliku fine prevlake ili filma. Debljina filma raste uslijed rasta mikroorganizama sve dok vanjski sloj ne apsorbuje svu organsku materiju i uz­rokuje da unutarnji sloj koji je uz medij, pređe u endogenu fazu i počne gubiti sposobnost prijanjanja uz filterski medij. Gubljenje sloja zavisi od organskog i hidrauličkog opterećenja i ogleda se u povećanoj koncentraciji suspendiranih materija u efluentu iz filtera.

Supstrat (organska materija) i kisik difunduju u biološku opnu, gdje u meta-boličkim procesima mikroorganizama nastaje razgradnja organskih materija iz otpadne vode. Ovaj proces predstavlja, ustvari, imitiranje prirodnog procesa samoprečišćavanja koje se obavlja na kamenoj podlozi plitkih vodotoka. Razli-ka je u tome što su prirodni procesi kod biološke filtracije znatno intenzivniji i što se obavljaju na malom prostoru.

Faktori koji utiču na proces biološke filtracije su:o temperatura,o pH,o sadržaj kisika,o vrsta filtracionog materijala io hidrauličko i organsko opterećenje.

Prokapnici (biološki filtri) su spremnici ispunjeni čvrstim materijalom (kame­nom, troskom, lomljenom opekom i crijepom, plastičnim komadima) krupnoće 20 do 80 mm, na kojima je opna od mikroorganizama. Mikroorganizmi razgra-đuju organsku materiju koja se iz otpadnih voda adsorbira na opnu. Prokapni-ci se obično izvode kao armiranobetonski spremnici s ispunom debljine od 1.8 do 2.0 (3.0) m iznad koje se dovodi (rasprskava) otpadna voda koja je prošla proces prethodnog taloženja.

Dovod vode na prokapnike moguć je:o rotacijskim prskalicama uz stalni dotok i prskanje,o fiksnim prskalicama uz intermitentan dotok i prskanje.

U oba slučaja potrebno je osigurati prepritisak (min 0.2 bara), što se posti-že ukapanjem prokapnika ili crpljenjem. Razgradnjom organske materije pove­ćava se broj mikroorganizama, prionljivost za ispunu se smanjuje i opna se otki­da, te odnosi s prečišćenom vodom. Taj gubitak biološke opne naziva se ispira­nje prokapnika. Zbog toga je potrebno naknadno taloženje prečišćene vode kako bi se zadržala otkinuta biološka opna. Za efikasnost prokapnika mjero-davno je dnevno organsko opterećenje (dnevna masa organske materije na jedinicu volumena prokapnika) i dnevno hidrauličko opterećenje (dnevni pro-tok otpadne vode kroz jedinicu površine prokapnika).

139

Opterećenost prokapnika prema dnevnom hidrauličkom i organskom opte­rećenju i smanjenju organske materije data je u tabeli 7.5.2.

Tabela 7.5.2. Opterećenost biološkog filtra prema dnevnom hidrauličkom i organskom opterećenju i smanjenju organske materije (Tušar, 2009) Figure 7.5.2. Load of biological filter according daily hidraulic and organic load abd decreasing of organic matter

Dnevno opterećenje

Hudrauličko (m m­3) Organsko (kg m­3) Smanjenje BPK5 (%)

Niska 1 – 10 0,08 – 0,48 75 – 85

Visoka 10 – 40 0,48 – 1,0 75 – 85

Vrlo visoka 40 – 200 0,8 – 6,0 70 – 90

Rotirajući biodiskovi. Proces prečišćavanja vode sa rotirajućim biodiskovi-ma je proces sa vezanom biokulturom gdje medij rotira na čvrstom nosaču u bazenu s otpadnom vodom (Simičić, 2002). Mikroorganizmi se nalaze vezani na velikim biodiskovima od sintetike koji rotiraju na jednoj osovini sa elektro-motorom, uronjeni oko 40 % u bazenu sa vodom. Obično, diskovi su 3 – 3,5 m u prečniku i rotiraju sa perifernom brzinom od 0,3 m/s (slika 7.5.8.).

Slika 7.5.8. Rotirajući biodisk (Simičić, 2002) A – okretni nosači sa pričvršćenim mikroorganizmima; 1­dotok otpadne vode;

2­ sloj bistrenja; 3­sloj mulja; 4­naknadni taložnik; 5­odvod prečišćene vode Figure 7.5.8. Rotating bio­disk

A­rotation bearers with attached microorganisms; 1­wastewater inlet; 2­layer of clarity; 3­layer of sludge; 4­subsequent sedimentation tank; 5­water discharge.

140

Ovi uređaji se u svijetu široko koriste za prečišćavanje komunalnih otpadnih voda manjih naselja, turističkih naselja, hotelskih objekata, restorana i sl. Od-lika im je veoma jednostavno održavanje, pouzdan rad i efikasnost čišćenja. U praksi je poželjno postaviti najmanje dva paralelna uređaja sa po četiri ili više komora. Rotirajući diskovi se mogu koristiti uporedo ili u seriji sa postojećim biofilterima ili sistemom sa aktivnim muljem da se postignu viši standardi eflu­enta.

Lagune su relativno plitki, prostrani, zemljani spremnici u kojima se razgra-đuju organske materije. Stoga je prečišćavanje otpadnih voda u lagunama ana logno samoprečišćavanju voda u vodnim sistemima (slika 7.5.9.). Dio mi-kroorganizama u lagunama je raspršen u vodi, a dio se nalazi na dnu. Shodno iznosu organskog opterećenja, dubini vode u laguni i klimatskim prilikama (tem­peratura, vjetar, Sunčevo zračenje) razgradnja organske materije se odvija aerobnim ili anaerobnim procesima uz fotosintezu algi. Ljeti se u lagunama s kućanskim otpadnim vodama može postići smanjenje organske materije za 80 do 95 %. Uz biološke procese u lagunama se istodobno odvija i taloženje i isplivavanje.

Slika 7.5.9. Shema višestepene kombinovane lagune (Stanojević i sar., 2006) 1­dotok otpadne vode; 2­aerobna laguna; 3­fakultativna laguna; 4­taloženje;

5­mulj; 6­odvod vode Figure 7.5.9. The scheme of combined multistage lagoon

1­wastwater inlet; 2­aerobic lagoon; 3­facultative lagoon; 4­sedimentation; 5­sludge; 6­water discharge.

Lagune mogu biti:o aerobne,o anaerobne,o fakultativne (aerobno – anaerobne),o aerirane.

141

Osobine ovih vrsta laguna prikazane su u tabeli 7.5.3.

Tabela 7.5.3. Osobine različitih vrsta laguna (Tušar, 2009) Table 7.5.3. Characteristics of different types of lagoons

Vrste laguna

Srednja dubina (m)

Vrijeme zadržavanja (d)

Dnevno organsko opterećenje BPK5 (kg/ha)

Aerobne 0,5 do 1,5 10 do 40 40 do 120Anaerobne 2,5 do 5,0 20 do 50 200 do 500Fakulta-tivne

1,0 do 2,5 7 do 30 50 do 200

Aerirane 2,0 do 6,0 3 do 10 do 500

Za aerirane lagune potrebno je, zbog veće mase organske materije u obliku pahuljica, predvidjeti naknadno taloženje. Zbog niskih investicijskih i pogon-skih troškova nastoji se što češće koristiti lagune. Međutim, one su uglavnom prikladne za manja naselja i za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda koje su biološki razgradljive.

Anaerobno prečišćavanje je biološki proces u kome se provodi metanska fer mentacija pri čemu se provođenjem nekoliko bioloških stepena otopljeni sastojci iz otpadne vode prevode u metan – biogas (Kelleher i sar., 2000). Ana-erobnom obradom (slika 7.5.10.) mogu se tretirati otpadne vode klaonica (Sayed 1987, Batstone, 2000), otpadne vode postrojenja za preradu ribe (Pa-lenzuella­Rollon, 1999), komunalne otpadne vode (Elmitwalli, 2000), otpadni mulj (Miron i sar., 2000), otpadne vode mliječne industrije (Zeeman i sar., 1997), organske frakcije komunalnog čvrstog otpada (Ten Brummeler, 1993) i sl.

Anaerobni digestori se primjenjuju za prečišćavanje otpadnih voda s vrlo visokim organskim opterećenjem (s više od 2.0 kg BPK5 m­3), što je pogodno za prečišćavanje otpadnih voda prehrambene industrije (slika 7.5.10.). Tako-đe, često se primjenjuju kod obrade mulja. Anaerobna razgradnja organske materije obavlja se u zatvorenim spremnicima (bez prisustva zraka) uz isto-dobno kiselo i metansko vrenje. Konačni proizvod je metan koji se može upo-trijebiti kao gorivo.

Za anaerobnu digestiju obično se koriste dvije vrste digestora:o konvencionalni (jedan digestor bez grijanja i miješanja), io visokoopterećeni (obično dva digestora od kojih se prvi grije i u koje-

mu se miješa voda).Grijanjem u visokoopterećenom digestoru ubrzava se proces, pa je zadrža-

vanje vode u spremniku kraće (tabela 7.5.4.). Efikasnost razgradnje organske materije anaerobnom digestijom iznosi

oko 55%, a proizvodnja plina do 1.12 m3 po kilogramu razgrađene organske materije. Plin sadrži 65 do 70% metana.

142

Taloženje u naknadnim taložnicim primjenjuje se za bistrenje vode preči-šćene biološkim procesima u kojoj se nalazi pahuljičastog mulja. To je često i posljednja faza sekundarnog prečišćavanja otpadnih voda. Budući da se radi o uklanjanju pahuljičastih suspenzija, efikasnost taloženja u naknadnim taložni-cama znatno ovisi o vremenu zadržavanja. Bitan uticaj na efikasnost taloženja u ovoj vrsti taložnika ima udio industrijskih otpadnih voda. Naknadni taložnici najčešće su kružnog oblika.

Slika 7.5.10. Blok shema anaerobne obrade otpadnih voda 1­dotok otpadne vode; 2­odvod prečišćene vode

Figure 7.5.10. Block scheme of anaerobic wastewater treatment 1­wastewater inlet; 2­water discharge

Tabela 7.5.4. Srednje vrijednosti parametara konvencionalnog i visokoopterećenog digestora (Tušar, 2009) Table 7.5.4. Mean values of the parameters of conventional and high­loaded digester

Vrsta digestora Vrijeme zadržavanja (d) Dnevno organsko zadržavanje (kg m­3)

Konvencionalni 30 do 90 0,5 do 1,6

Visokoopterećeni 1 do 20 1,6 do 6,4

143

7.5.10.Tercijarnoprečišćavanje Tertiary treatment

Tercijarno prečišćavanje otpadnih voda primjenjuje se samo u slučajevima kada je nužan vrlo visok stepen prečišćavanja, odnosno kada je iz otpadnih voda potrebno ukloniti na primjer otopljene soli, mikroorganizme, pesticide, deter­džente, otrovne i radioaktivne materije i sl.).

Kod komunalnih otpadnih voda tercijarno prečišćavanje se najčešće pri-mjenjuje za uklanjanje hranjivih soli (prvenstveno azota i fosfora) nakon pro-vedenog sekundarnog prečišćavanja, kako bi se u vodoprijemniku spriječio pro ces eutrofakcije.

Prečišćavanje otpadnih voda ovim postupkom zasniva se na:o fizikalnim procesima (procjeđivanju, adsorpciji, membranskim proce-

sima), kojima se iz vode uklanjaju mutnoća, miris, boja, otopljene soli te mikroorganizmi),

o hemijskim procesima (neutralizaciji, hemijskom obaranju ili hemijskoj precipitaciji, ionskoj izmjeni, oksidaciji i redukciji, dezinfekciji), kojima se iz vode uklanjaju otopljene materije, teški metali, mikroorganizmi, mijenja pH­vrijednost te provodi pretvaranje nekih opasnih spojeva u manje opasne,

o biološkim procesima (uklanjanju azota i fosfora), kojima se uklanjaju (smanjuju) spojevi azota i fosfora.

Da bi se postigao visok standard prečišćene otpadne vode, ovi postupci se primjenjuju kombinovano.

Procjeđivanje se prvenstveno koristi radi uklanjanja suspendiranih materi-ja zaostalih u otpadnim vodama nakon bioloških ili hemijskih procesa. Kod za-vršnog procjeđivanja otpadnih voda (uključujući i obradu mulja) procjeđivanje se može provesti na:

o površinskim procjeđivačima, kod kojih se voda procjeđuje prolaskom kroz mikrosita ili kroz trakaste, tlačne i gravitacione procjeđivače,

o dubinskim procjeđivačima (gravitacijski, tlačni, vakuumski), kod kojih se voda silazno, ulazno ili dvosmjerno procjeđuje kroz filtarski sloj sa-stavljen od granularnog materijala.

U tehnologiji prečišćavanja otpadnih voda češća je upotreba dubinskih procjeđivača, dok se površinski procjeđivači češće koriste kod obrade mulja. Procjeđivanjem otpadnih voda na ovoj vrsti procjeđivača postiže se:

o smanjenje ukupnog fosfora za 70 do 98%,o smanjenje HPK za 20 do 45%,o smanjenje BPK za 40 do 70%,o smanjenje mutnoće za 60 do 95%.

Adsorpcija je proces u kojem se, tokom procjeđivanja kroz sloj čvrstog ma-terijala, otopljene i koloidne materije vezuju na površinu čvrste materije. Čvrsta

144

materija na čijoj se površini događa ovaj proces naziva se adsorbent, a materija koja se vezuje adsorbant. Kao adsorbenti za filtarske materijale se koriste fina ilovača, silicij, aktivna glina i aktivni ugljen. Adsorpcijom aktivnim ugljenom iz otpadnih voda uklanjaju se deterdženti, fosfati, nitrati, fenoli, mirisi i boje, te smanjuje HPK.

Membranski procesi su procesi prečišćavanja otpadnih voda pomoću polu-propusnih membrana koje propuštaju vodu i neke otopljene materije, ali su nepropusne za materije koje treba ukloniti iz vode. U tehnologiji prečišćavanja otpanih voda od membranskih procesa se primjenjuju:

o reverzna osmoza,o elektrodijaza,o ultraprocjeđivanje (ultrafiltracija),o mikroprocjeđivanje (mikrofiltracija).

Reverzna osmoza je proces koji se bazira na osmozi, s tim da se u spremnik s većom koncentracijom (otpadnom vodom) poveća pritisak iznad osmotskog, tako da će se voda iz spremnika s većom koncentracijom doticati u spremnik s manjom kocentracijom (čistom vodom). Zbog obrnutog toka vode u odnosu na tok osmoze, proces je nazvan inverznom osmozom. Temeljni problem šire primjene ovog procesa je mogućnost proizvodnje membrana prihvatljivih u ekonomskom i tehnološkom pogledu.

Elektrodijaliza je proces uklanjanja iz vode iona (kationa i aniona) koji prola ze kroz polupropusne membrane zbog djelovanja električnog polja. Membrane su selektivne, tako da jedne propuštaju katione, a druge anione, a u međupro­storu ostaje prečišćene voda.

Ultraprocjeđivanje je proces propuštanja otpadnih voda kroz membrane koje propuštaju vodu, a zadržavaju makromolekule veće od pora membrane.

Mikroprocjeđivanje se primjenjuje za poboljšanje kvalitete prethodno pre-čišćene otpadne vode, uglavnom za smanjenje koncentracije raspršenih i ko-loidnih materija (mutnoće), fosfora, bakterija te smanjenje BPK.

Neutralizacija je proces za promjenu vrijednost pH u industrijskim otpad-nim vodama. Naime, ove vode često sadrže kisele i bazne sastojke u količinama s kojima se ne smiju ispuštati u vodne sisteme, gdje se dopušta ispuštanje otpad­nih voda s vrijednošću pH od 6.5 do 9.5. Najjednostavnije se postiže miješa-njem otpadnih voda iz različitih pogona, odnosno miješanjem kiselih s bazičnim otpadnim vodama. Druga je mogućnost dodavanje reagensa (na primjer, natri­jeve lužine u kisele vode, a sumporne kiseline u bazične vode). Izbor reagensa i količina utvrđuje se eksperimentalno.

Hemijsko obaranje je proces kojim se uklanjaju nepoželjne otopljene mate-rije iz otpadnih voda dodavanjem reagensa, pri čemu se hemijskim reakcijama stvaraju netopivi spojevi (prvenstveno soli kalcija, magnezija i silicija, te fluoridi i fosfati) koji se talože na dno spremnika. Ovim se procesom iz otpadnih voda mogu ukloniti teški metali (kadmij, bakar, krom, nikal, cink, olovo, željezo i

145

srebro). U otpadnoj vodi u kojoj se nalaze materije u raspršenom i otopljenom obliku odvija se istodobno zgrušavanje i obaranje, budući da se za taloženje koriste reagensi kao i za zgrušavanje.

Ionska izmjena je proces zamjene iona između ionskog izmjenjivača i oto-pine elektrolita. Ionski izmjenjivači se za prečišćavanje otpadnih voda izvode kao zatvoreni dubinski procjeđivači. Najčešće se primjenjuju za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda koje sadrže teške metale, fosfate i azot.

U postupcima prečišćavanja otpadnih voda oksidacija se primjenjuje za dez­infekciju, smanjenje BPK, boje i mirisa, uklanjanje željeza i mangana, te pre tva­ranje cijanida u manje opasne spojeve. Redukcijski procesi se najčešće primje-njuju za uklanjanje šesterovalentnog hroma iz otpadnih voda.

UklanjanjeazotaU otpadnoj vodi azot se može javiti u obliku amonijaka, azota vezanog u

organskim jedinjenjima, nitrata i nitrita. U sirovoj otpadnoj vodi praktično cje-lokupan azot se nalazi u obliku amonijaka i organskog azota, a prilikom biološ-ke obrade azot se biološki oksidira do nitrata uz znatnu potrošnju rastvorenog kisika. Zbog toga je poželjno izvršiti nitrifikaciju amonijaka na postrojenju, i na taj način azot ispuštati u prijemnik u obliku nitrata.

Uklanjanje azota je moguće ostvariti desorpcijom amonijaka, postupkom biološke nitrifikacije i denitrifikacije i hlorisanjem preko prevojne tačke, s tim da prednost treba dati postupku nitrifikacije – denitrifikacije zbog niskih troš-kova, jednostavnog upravljanja i odsustva štetnih uticaja na okoliš.

Nitrifikacija je biološka oksidacija amonijaka do nitrata sa nastajanjem ni-trita kao intermedijera. Mikroorganizmi uključeni u proces nitrifikacije su auto­trofne vrste Nitrosomonas i Nitrobacter koje provode reakciju u dva stepena:

2NH4+ + 3O2 → 2NO2

– + 4H+ + 2H2O (Nitrosomanas)

2NO2– + O2 → 2NO3

– (Nitrobacter)

Nitrifikacija se može kontrolisati biološki ili pomoću postupaka kao što je stripovanje amonijaka, hlorinacija ili ionska izmjena. Denitrifikacija se obično izvodi kroz biološki tretman. Biološka nitrifikacija se može izvesti u jednoste-penom ili odvojenom sistemu za suspendirani ili vezani rast mikroorganizama.

Fakultativni heterotrofni organizmi vrše denitrifikaciju tako što reduciraju nitrate i nitrite do elementarnog azota. Pošto je otpadna voda sa malim sadr-žajem ugljika, potrebno je dodavati ugljik, obično u obliku metanola. Takođe, kao izvor ugljika može se koristiti dio sirove ili djelimično tretirane otpadne vode, ali sa manjim uspjehom.

146

UklanjanjefosforaU sirovoj otpadnoj vodi fosfor se javlja u obliku ortofosfata, polifosfata i

fosfora vezanog u organskim jedinjenjima. Mali dio fosfora nalazi se u nera-stvorljivom obliku i uklanja se u taložnicima, dok se u biološkoj obradi uklanja dodatni dio ugrađivanjem u biomasu. Međutim, u biološki prečišćenoj vodi nalazi se 6­15 mg P/l ortofsfata.

U dosadašnjoj praksi uklanjanja fosfora uglavnom je primjenjivana hemij-ska precipitacija forsfora dodavanjem kreča ili soli aluminija, natrija ili željeza. Posljednjih godina upotrebljavaju se i biološke metode za uklanjanje fosfora.

7.5.11.Dezinfekcija Desinfection

Svi patogeni organizmi se ne uklanjaju u do sada opisanim metodama, a zbog prisustva koliformnih bakterija u komunalnim otpadnim vodama, koje obično nisu patogene, ali se koriste kao indikatori fekalnog zagađenja zbog lahkog načina određivanja, potrebno je izvršiti dezinfekciju prečišćene otpad-ne vode prije upuštanja u vodoprijemnik. Dezinfekcija otpadnih voda obično se vrši dodavanjem gasovitog hlora, natrij hipohlorita, kalcij hipohlorita, hlor dioksida, ozona i primjenom ultravioletnog zračenja.

7.5.12.Obradaiodlaganjemulja Treatment and disposal of sludge

U procesima prečišćavanja otpadnih voda nastaju određene količine taloga ili mulja koji sadrži značajnu količinu organske materije i veliki postotak otpad-ne vode. Kako su ovi muljevi podložni daljem razlaganju i sadrže patogene mi-kroorganizme i klice, potrebno ih je učiniti neškodljivim po okolinu, te smanjiti zapreminu prije korištenja ili konačnog odlaganja. U tom cilju, vrši se obrada muljeva koja u zavisnosti od sheme obrade i konačne dispozicije može iznositi i do 30% od ukupnih troškova za prečišćavanje otpadnih voda. Zato je veoma važno pravilno projektovati i eksploatisati sistem obrade i odlaganja mulja. Dakle, zbrinjavanje mulja obuhvata postupke:

• obrade i• konačnog odlaganja mulja.

Obradamulja Obrada otpadnog mulja ima dva osnovna cilja:

o smanjenje zapremine koja se ostvaruje u nekoliko faza io smanjenje sklonosti ka truhljenju i raspadanju koje se ostvaruje stabi-

lizacijom mulja.

Sirovi mulj je neugodnog mirisa, opasan za ljudsko zdravlje i okoliš, te se ne smije ispuštati iz uređaja prije prethodne obrade. Takav mulj se obrađuje:

147

o biološkim,o fizikalno­hemijskim i o toplinskim procesima.

Postupci obrade mulja zavise od njegovog načina korištenja, odnosno mjesta i načina konačnog odlaganja, o količini sirovog mulja, te stepena prečišćavanja otpadnih voda. Smanjenje sadržaja vode u mulju jedan je od temeljnih ciljeva obrade mulja.

Glavni postupci obrade mulja su:o zgušnjavanje,o stabilizacija, o uklanjanje vode (dehidracija).

Zgušnjavanje je postupak smanjenja vode, a time i smanjenja ukupnog vo-lumena. Zgušnjavanje mulja se najčešće provodi u zgušnjivačima postupcima taloženja ili isplivavanja.

Stabilizacija je postupak obrade mulja kojim se smanjuje ili sprečava (stabi-lizira) mogućnost dalje biološke razgradnje (truhljenje) organskog dijela mulja. Moguća je:

o hemijska stabilizacija, koja se najčešće obavlja vapnom, a moguća je i hlorom;

o toplinska stabilizacija, koja se provodi zagrijavanjem mulja do 250°C pri pritisku od 27,5 bara;

o biološka stabilizacija, koja se temelji na postupcima anaerobne razgra­dnje organske materije (anaerobna digestija) ili na postupcima aerobne razgradnje organske materije (aerobna digestija). Kod većih uređaja uobičajena je stabilizacija primjenom anaerobne digestije (proizvodnja biplina) (slika 7.5.11.).

Dodatni postupci obrade mulja, kojima mogu biti nadopunjeni glavni po-stupci su:

o kondicioniranje (poboljšanje kvaliteta),o procjeđivanje ili sentrifugiranje,o toplinska (termička) obrada,o (pasterizacija) kompostiranje.

Kondicioniranje je postupak kojim se poboljšavaju uslovi za odstranjivanje vode iz mulja (procjeđivanje, centrifugiranje) te se smanjuje broj organizama i neugodni mirisi. U praksi se najčešće primjenjuje:

o hemijsko kondicioniranje, provodi se dodavanjem hemijskih (organ-skih i anorganskih) reagensa,

o toplinsko (termičko) kondicioniranje, provodi se zagrijavanjem mulja do temperature od 160 do 210°C, u trajanju od 30 do 60 min. Toplin-ski kondicionirani mulj je praktički sterilan, bez neugodnog mirisa. Za ovu vrstu kondicioniranja mulja karakteristična je veća potrošnja ener­gije. Toplinsko kondicioniranje mulja je ujedno i stabilizacija mulja.

148

a/

b/

Slika 7.5.11. Shematski prikaz anaerobnog digestora (Ljubisavljević i sar., 2004): a/ jednostepeni anaerobni digestor; b/ dvostepeni anaerobni digestor.

Figure 7.5.11. Schematic review of anaerobic digester: a/ one­stage anaerobic digester; b/ two­stage anaerobic digester.

Centrifugiranje je proces odvajanja čvrstih čestica od vode djelovanjem cen­trifugalnih sila. Prije centrifugiranja potrebno je provesti zgrušavanje mulja dodavanjem polielektrolita. Prednost centrifugiranja prema procjeđivanju sa-držana je u tome što je potreban manji prostor za smještaj uređaja istog ka-paciteta i što nema opasnosti od začepljenja.

Toplinska obrada uključuje postupke:o sušenja, o spaljivanja, o pirolize.

149

Sušenje (toplinsko) je proces isparivanja vode iz mulja pri temperaturama od 200 do 400°C. Tako osušeni mulj (granulat) sadrži oko 90% suhe materije. Ako ne sadrži teške metale može se iskoristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla. Mana toplinskog sušenja je u tome što je potrebna velika količina energije za isparavanje vode. Radi toga toplinskom sušenju mulja mora prethoditi pro-cjeđivanje ili centrifugiranje da bi se smanjio sadržaj vode u mulju.

Spaljivanje je proces izgaranja svih organskih materije u mulju uz isparava-nje ukupne vode na temperaturama od 600 do 800°C. Konačni proizvod je anor­ganska materija (pepeo). Zbog visokih temperatura izgaranja u plinovima nema neugodnih mirisa. Međutim, teški metali iz mulja ostaju u pepelu, što tre ba sagledati prilikom izbora mjesta za konačno odlaganje pepela (deponije).

Piroliza je proces razgradnje organske materije na visokim temperaturama bez prisustva kisika. Konačni proizvod pirolize su plinovi (metan, vodik, ugljik monoksid), pougljena čvrsta materija, ulja, katran i pepeo, od kojih se većina može iskoristiti kao gorivo.

Mulj može biti podvrgnut postupcima spaljivanja i pirolize zajedno s komu-nalnim čvrstim otpadom.

Kompostiranje je postupak razgradnje organske materije u mulju do anor-ganske. Konačni proizvod je sličan humusu sa sadržajem vode od 40 do 50%. Može se koristiti u poljoprivredi kao poboljšivač tla ako ne sadrži teške metale.

Razgradnja organske materije u kompostu može biti aerobna ili anaerob-na. S obzirom na temperature kod kojih se odvija razgradnja poznati su:

o mezofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperatura-ma od 20 do 40°C,

o termofilni procesi, kod kojih se kompostiranje odvija na temperatura-ma od 40 do 70°C.

Pri kompostiranju na višim temperaturama (termofilni procesi) obično se unište sve bakterije i virusi, ali su u nekim slučajevima opaženi paraziti. Zato je kod kompostiranja mulja na nižim temperaturama ponekad potrebno izvršiti i dezinfekciju mulja, što ovisi o vrsti poljoprivredne kulture koja se uzgaja na tlima poboljšanim kompostom.

Pasterizacija je proces dezinfekcije mulja. Provodi se zagrijavanjem mulja do 70°C i držanjem na toj temperaturi 20 min. Pasterizirati se može svježi i sta­bilizirani mulj.

KonačnoodlaganjemuljaObrađeni mulj se može odlagati na:

o odlagalištima (sanitarnim deponijama), o poljoprivrednim i tlima srodnih djelatnosti.

Danas se mulj najčešće odlaže na odlagalištima, tj. sanitarnim deponijama. Međutim, u zemljama Evropske unije nije dopušteno odlaganje mulja s većim sadržajem organske materije. Zato je takav mulj potrebno podvrči dodatnim

150

postupcima obrade (na primjer, termičkim) kako bi se smanjila količina organ-ske materije. Mogućnost upotrebe mulja na poljoprivrednim i tlima srodnih dje­latnosti zavisi o njegovom sastavu, tj. O sadržaju štetnih i opasnih materija, te od udaljenosti uređaja.

Direktive Evropske Unije iz oblasti zaštite vodao Okvirna direktiva o vodama 2000/60/EC,o Direktiva 91/271/EEC o prečišćavanju komunalnih otpadnih voda i nje-

na dopuna Direktiva 98/15/EC,o Direktiva 91/676/EEC o zaštiti voda od zagađivanja uzrokovanog nitra-

tima iz poljoprivrednih izvora,o Direktiva 86/278/EEC o zaštiti životne sredine, a posebno zemljišta pri

korištenju kanalizacionog mulja u poljoprivredi,o Direktiva 76/464/EEC o graničnim vrijednostima za ispuštanje opasnih

materija u vodi,o Direktiva 80/68/EEC o zaštiti podzemnih voda od zagađivanja,o Direktiva 96/61/EEC o integralnom sprečavanju i kontroli zagađivanja.

151

LITERATURA REFERENCES

Baras, J., Brković­Popović, I., Knežić, L., Popović, M., Blagojević, N. Obrada otpadnih voda, II deo, Biološka obrada. Beograd: Savez hemičara i tehnologa Srbije, 1979.

Batstone, D. High rate anaerobic treatment of complex wastewater, PhD. Thesis, The university of Queensland, 2000.

Elmitwalli, T.A. Anaerobic treatment of domestic sewage at low temperature, PhD. Thesis, Wageningen Agricultural University, 2000.

Jahić, M. Kondicioniranje voda Priprema vode za piće i prečišćavanje zagađenih voda, Sarajevo, 1990.

Kelleher, B.P., Leahy, J.J., Henihan, A.M., O’Dwyer, T.F., Sutton, D.,Leahy, M.J. Advances in poultry litter disposal technology – areview. Bioresour. Technol. 83, 27–36, 2000.

Ljubisavljević, D., Đukić, A., Babić B., Prečišćavanje otpadnih voda, Građevinski fa kul­tet Univerziteta u Beogradu, 2004.

Miron, Y., Zeeman, G., van Lier, J.B., Lettinga, G. The role of sludge retention time in the hydrolysis and acidification of lipids, carbohydrates and proteins during digestion of primary sludge in CSTR systems, Wat. Res., 34(5), 1705­1713, 2000.

Palenzuela Rollon, A. Anaerobic digestion of fish processing wastewater with special emphasis on hydrolysis of suspended solids, PhD. Thesis, Wageningen University, 1999.

Sanders, W. Anaerobic hydrolysis during digestion of complex substrates, PhD. The-sis, Wageningen Agricultural University, 2001.

Sayed, S. K. I. Anaerobic treatment of slaughterhouse wastewater using the UASB process. PhD thesis, Agricultural University, Wageningen, 1987.

Selimbašić, V. Istraživanje šaržne anaerobne fermentacije visokokoncentriranog or-ganskog otpada, Doktorska disertacija, Tehnološki fakultet, Tuzla, 2001.

Simičić, H. Procesi obrade otpadnih voda, JU javna biblioteka Lukavac, NVO „EKO­ZELENI“ Lukavac, 2002.

Stanojević, M., Simić, S., Radić, D., Jovović, A: Aeracija otpadnih voda, ETA, Beograd, 2006.

Ten Brummeler, E. Dry anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste, PhD thesis, Agricultural University, Wageningen, 1993.

Tušar, B. Pročišćavanje otpadne vode, Kigen, Zagreb, 2009. Zeeman G., Sanders W.T.M., Wang K.Y., Lettinga G. Anaerobic treatment of complex

wastewater and waste activated sludge­ Application of an upflow anaerobic sol-ids removal reactor (UASR) for the removal and pre­hydrolysis of suspended COD, Wat.Sci.Tech. 35, 121­128, 1997.

PITANJA I ODGOVORI QUESTIONS AND ANSWERS

1. Navesti postupke prečišćavanja otpadnih voda u zavisnosti od svojstava otpadnih voda?

U zavisnosti od svojstava otpadnih voda i potrebnog stepena njiho-vog prečišćavanja razlikujemo:

152

o o primarno prečišćavanje,o o sekundarno prečišćavanje io o tercijarno prečišćavanje.

2. Navesti aerobne procese koji se koriste za prečišćavanje otpadnih voda? Aerobni procesi koji se koriste za prečišćavanje otpadnih voda su:

o procesi s aktivnim muljem;o biološka filtracija;o bio-diskovi io aerobne / fakultativne lagune.

3. Šta je anaerobna stabilizacija mulja? Anaerobna stabilizacija mulja je proces razgradnje organske materi-

je u mulju u zatvorenim spremnicima bez prisustva zraka (anaerobnim digestorima) uz kiselo i metansko vrenje u jednom stepenu.

PITANJA ZA VJEŽBANJE QUESTIONS FOR PRACTICE

1. Objasniti postupak primarnog prečišćavanja otpadnih voda?2. Objasniti postupak sekundarnog prečišćavanja otpadnih voda?3. Objasniti postupak tercijarnog prečišćavanja otpadnih voda?4. Navesti glavne i dodatne postupke obrade mulja?5. Gdje se može odložiti obrađeni mulj?

153

7.6. Studije slučaja Case studies

7.6.1. Proizvodnjaipreradamesagoveda,svinjaidrugihvrsta crvenogmesa Production and processing of meat of cattle, pigs and other types of red meat

Radoslav GrujićUniverzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet ZvornikBosna i HercegovinaMeho BašićUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i Hercegovina

Uvod IntroductionMesna industrija koristi značajne količine različitih prirodnih resursa, sa

jed ne strane i u okruženje emituje različite nusproizvode i otpade, sa druge stra­ne. Savremena prehrambena industrija, da bi bila održiva, mora primijeniti pro­cese i sisteme, koji će uz maksimalno korištenje sirovina i drugih materijala, pružiti adekvatnu zaštitu životne sredine (okoline) od sopstvenih zagađenja. Međutim koncept održivih tehnologija se ne zadovoljava samo time, proizvo-đači moraju naći načina da nastale otpadne materije maksimalno prerade u sopstvenoj fabrici ili da ih pripreme za preradu na drugoj lokaciji uz moguć-nost izrade gotovih proizvoda. Od industrije prerade mesa se traži da jača so-cijalnu dimenziju svog djelovanja (zapošljavanje većeg broja radnika, zapošlja-vanje kooperanata, uključivanje u naučna i inovativna istraživanja itd).

Mesna industrija je jedan od najvećih proizvođača organskog otpada u sektoru prehrambene industrije, uopšte. Ona treba da poveže tov stoke za klanje sa izradom bezbjednih proizvoda koji su uz to prihvatljivi za potrošače. U ovom slučaju pojam „meso“ se odnosi na sve proizvode dobijene nakon kla-nja goveda, svinja, ovaca, konja i drugih životinja za klanje, odnosno poklapa se sa pojmom „crveno meso“. Navedena definicija obuhvata i različite proi-zvode od crvenog mesa (salamurene, termički obrađene, dimljene proizvode, kao što su kobasice, konzerve, dimljena šunka itd). O veličini mesne industrije govori podatak da se u svijetu godišnje prizvode više od 143 miliona tona ra-zličitih proizvoda. Najveći pojedinačni proizvođač mesa u svijetu je Kina sa 36% ukupne svjetske proizvodnje (tabela 7.6.1.1).

U strukturi proteina, koje su tokom 2000. godine konzumirali stanovnici u SAD, više od 90% su bili proteini životinjskog porijekla. Situacija u ishrani stanov­ništva u drugim dijelovima svijeta je drugačija: zapadna Evropa 55%, istočna Evropa 40%, Japan 40%, Afrika 20%. Proteini životinjskog porijekla se mogu

154

dobiti jedino klanjem domaćih životinja (goveda, svinja, ovaca, koza, peradi), divljih životinja i riba. Proces obrade životinja, u cilju njenog korišćenja u ishra-ni ljudi, utiče na stvaranja velike količine otpada, sa kojim se mora pravilno postupati, odnosno prema terminologiji, EMS­a (Enveronmental management system­a) upravljati na odgovarajući način. Ovom prilikom za prikaz analize slučaja iskorišten je postupak klanja goveda i svinja i obrade mesa dobijenog klanjem ovih životinja. Postupci klanja i obrade trupova koza, ovca i drugih ži-votinja su slični.

Tabela 7.6.1.1. Proizvodnja mesa u svijetu (x1000) (Adaptirano prema Bakns i Wang, 2006) Table 7.6.1.1. Production of meat in the world (x1000) (Adapted from Banks and Wang, 2006)

Podaci se odnose na godinu

Ukupna proizvodnja u svijetu (t/godina)

SAD%

EU%

Govedina 2002 50220 24,6 14,4

Ovčetina 1997 6982 1,6 15,7

Svinjetina 2002 85465 10,5 20,8

Ukupno 142667

Industrija za preradu mesa stoke za klanja proizvodi primarne proizvode u obliku trupova, komade mesa dobijene rasijecanjem trupova i različite spo-redne proizvode. Dio proizvoda iz ove industrije se ne koristi u ishrani ljudi, već se koristi u tehničke svrhe ili se koristi kao hrana za životinje.

Otpaci iz industrije prerade mesa se dijele na čvrste otpatke, zagađivače vode i zagađivače vazduha.

Prilikom analize različitih otpadnih materija u ovom primjeru se pošlo od izvora, mjesta na kojem određena vrsta otpada nastaje, a nakon toga opisane su tehnika sa kojima se može uticati na minimiziranje otpada kao dijela pro-grama prevencije. Na kraju je dat doprinos rješavanju i prevazilaženju mogu-ćih problema sa otpacima, koji nastaju u mesnoj industriji, kroz postupak „zero emission“ (nulta emisija). Sve otpadne materije se mogu posmatrati kao potencijalni resursi. U svakom slučaju, otpadne materije se mogu koristiti kao sirovine za druge proizvode, bilo u samoj fabrici bilo na nekom drugom mje-stu. U ostalim slučajevima, otpad se može upotrijebiti kao sredstvo za tretira-nje drugih otpadnih materija. U svakom slučaju, nastajanje otpada može se minimizirati savjesnim i domaćinskim radom zaposlenih, agresivnim preven-tivnim mjerama, zamjenom opasnih materija sa bezopasnim materijama, i pa-metnom zamjenom starih neefikasnih tehnologija sa tehnologijama koje će uzrokovati manje zagađenja.

155

Opis aktivnosti u mesnoj industriji Description of activities in the meat industryU objekatima mesne industrije obavljaju se poslovi vezani za klanje goveda

i svinja i direktnu prodaju svježeg mesa (trupova) i/ili poslovi vezani za dalju obradu trupova i preradu mesa u različite proizvode. Ove fabrike se bave obra­dom mesa u različitom obimu. Prema podjeli koja se koristi u svijetu, ovi objekti se dijele na klanice/klaonice (u kojima se provode različite operacije, uključu-jući klanje, omamljivanje, iskrvarenje, šurenje, skidanje kože, evisceracija, pra-nje, obrada i pakovanje svježeg mesa) i fabrike za preradu mesa (termička obra­da, salamurenje, dimljenje, fermentacija, konzervisanje i proizvodnja drugih pro­izvoda). Posebno se grade objekti za klanje krupne stoke, a posebno objekti za klanje peradi. U nekim klanicama, nejestivi dijelovi trupa se odbacuju i da-lje se prikazuju kao nus-proizvodi i kao otpad. Objekti za preradu mesa se obično grade izvan urbanih centara ili na periferiji gradova, čime se obezbje-đuje blizina tržišta, sa jedne strane i smanjuje negativni uticaj proizvodnje na okruženje. Trend razvoja u sektoru mesne industrije i trend razvoja tržišta su usmjereni ka izgradnji većih proizvodnih kapaciteta, ka povećanju pažnje na bezbjednost proizvoda i dobrobit životinja, te ka unapređenju kvaliteta proi-zvoda, povećanju stepena prerade, i na kraju ka poboljšanju uslova rada. Po-stupci klanja goveda i svinja se međusobno razlikuju, uglavnom, prema načinu skidanja kože. Dok je uobičajeno da se sa trupova goveda skida i prodaje koža, dotle se trupovi svinja normalno obrađuju u koži. Klanice obično imaju odvo-jene proizvodne linije za klanje i obradu trupova goveda i svinja.

Goveda se uzgajaju, prerađuju i koriste u ishrani ljudi širom svijeta. Gove-da se obrađuju za tržište u objektima čiji je vlasnik, najčešće, neko drugi, a ne vlasnik farme na kojoj su goveda hranjena i rasla. Kako je to pokazano na po-jednostavljenom dijagramu toka (slika 7.6.1.1), na liniji klanja goveda i svinja se provode različite tehnološke operacije. Najvažnije od tih operacija će biti opisane u nastavku. Objekti za preradu mesa goveda imaju prostorije za pri-jem i držanje životinja koje su u fabriku dovežene sa farme pomoću kamiona, voza ili su tu stigle na drugi način. U principu životinje tu ostaju do jedan dan, kada idu na klanje i obradu trupova. Na slici 7.6.1.2 je prikazana tipična fabri-ka za preradu mesa. Kao što se vidi u fabrike ovog tipa životinje dolaze i drže se u oborima. To je mjesto na kojem nastaju prve količine otpada, a sastoji se od izmeta i vode za ispiranje.

Kao direktna posljedica klanja životinja i obrade trupova u klaonicama i fa-brikama za preradu mesa, nastaje čvrsti otpad, koji nema veliku vrijednost za vlasnika fabrike. Pored toga, kao rezultat pranja trupova, uklanjanja smeća i čišćenja opreme i prostorija tokom procesa rada, nastaju velike količine ot-padnih voda. Na slici 7.6.1.3 sumarno su prikazana mjesta na kojima nastaju otpadne materije.

156

Operacija klanja započinje omamljivanjem pomoću električne struje, ugljen­dioksida ili mehaničkom povredom mozga. Nakon toga slijede operacije kače-nje za viseći kolosijek i iskrvarenje. Krv se skuplja u kanalu za iskrvarenje. Trupovi se nakon toga podvrgavaju sljedećim operacijama: skidanje kože, evisceracija, rasijecanje, pranje i transport u rashladne komore.

Omamljivanje, klanje i iskrvarenjeGoveda se pojedinačno dovode u boks za omamljivanje, gdje se omamljuju

(na primjer, pomoću pneumatskog pištolja sa klinom). Imobilizovane životinje se izbacuju iz boksa za omamljivanje i kače na viseći kolosijek za noge, tako da im glava visi prema dolje. Nakon toga slijede operacije presijecanja krvnih žila i iskrvarenje. Krv se sakuplja u kanalu za iskrvarenje ispod trupa. Ukoliko će se koristiti za ishranu ljudi ili u farmaceutske svrhe, krv se prikuplja kroz šuplji nož, koji se koristi za iskrvarenje. Na nož se nastavlja crijevo koje odvodi krv do mje-sta za obradu krvi. Krv se može obrađivati u samoj fabrici i/ili se može čuvati u hladnjačama (u posebnim posudama za skladištenje) pa kasije proslijediti na preradu u specijalizovanim pogonima. Svinje se omamljuju ili pomoću CO2 ili po-moću električne struje (mehaničko omamljivanje pomoću pištolja se rijetko pri-mjenjuje). Imobilizovane svinje se kače na viseći kolosijek sa glavama prema do-lje, a nakon toga se vrši klanje i iskrvarenje iznad kanala za iskrvarenje.

Slika 7.6.1.1.Dijagram toka procesa klanja životinja u klanicama Figure 7.6.1.1.Flow diagram of process in slaughterhouses

157

Skidanje kože/Odsijecanje glave (goveda) i šurenje/skidanje dlake (svinje)Nakon iskrvarenja, sa trupa goveda se uklanjaju: kopita, rep, vime/testisi,

glava i (ponekad) prednje noge. Skidanje kože sa trupa goveda se vrši ručno ili mašinski. Prije slanja na štavljenje, koža se pere i konzerviše hlađenjem ili do-davanjem soli i drugih bakteriostatskih materija.

Nakon iskrvarenja, trupovi svinja prolaze kroz bazen za šurenje (temperatu-ra 60oC, u trajanju 3 do 6 minuta) gdje se vrućom vodom omekšavaju folikule, što olakšava uklanjanje dlaka (čekinje) i skidanje papaka. Nakon što budu izva-đeni iz bazena za šurenje, sa trupova se skidaju dlake, obično struganjem po-moću gumenih kaiševa ili gumenih prstiju ili četki, koji rotiraju u mašini, te spoljni sloj kože i papci. U ovoj mašini tokom radnog dana se nakuplja velika ko-ličina dlaka, krvi, drugih komadića i nečistoća. (U nekim slučajevima sa površi-ne trupa svinja dlake se uklanjaju spaljivanjem). Trupovi svinja se dalje prenose u peć za opaljivanje, gde se izložu temperaturi od 900oC do 1000oC u trajanju od 5 do 15 sekundi u cilju eliminisanja preostalih dlaka i mikroorganizama po površini kože, najčešće na teško dostupnim mjestima na glavi i nogama. Ovaj postupak povoljno djeluje na stvaranje čvršće teksture kože. Nakon opaljiva-nja, trupovi se hlade pomoću hladne vode (tuširanje). Ako se svinjsko meso ko-

Slika 7.6.1.2. Proces proizvodnje i dobijanja nusproizvoda u klaonici (Adaptirano prema Banks i Wang, 2006)

Figure 7.6.1.2. The process of production and getting in a slaughterhouse by­products

158

risti za proizvodnju slanine, onda je potrebno spržene dijelove kože skinuti stru­ganjem u mašini za čišćenje/poliranje kože. U nekim klanicama se primjenjuje proces deranja (guljenja) kože sa trupova svinja, nakon što su isti oprani (uz minimum vode, bez ugrožavanja bezbjednosti i higijene hrane). Time se izbje-gava potreba šurenja i skidanja dlake kako je prethodno opisano. Tokom pra-nja trupova, treba obratiti pažnju na kvalitet vode koja se koristi. Ako kvalitet vode nije zadovoljavajući može doći do naknadne kontaminacije trupova. Prili-kom analize pitanja vezanih za potrošnju vode i njen kvalitet, na prvom mjestu treba da se razmatraju pitanja koja se odnose na bezbjednost hrane.

Evisceracija Trupovi svinja i goveda putem visećeg kolosijeka se prebacuju „čisti dio li-

nije klanja“ i dolaze do mjesta na kojem se provodi operacija vađenja unutraš-njih organa (evisceracija). Evisceracija trupa obuhvata više radnji: otvaranje trupa sa prednje strane i uklanjanje mokraćne bešike, materice, jetre, želuca, crijeva i, zatim, poslije rasijecanja dijafragme, uklanjanje seta iznutrica. Zelene iznutrice (na primjer, digestivni trakt i organi u vezi) i crvene iznutrice (na pri-mjer, jetra, bubrezi i srce) podvrgavaju se dodatnom čišćenju u odvojenim odjeljenjima. Trupovi se, nakon toga, pomoću električne testere rasijecaju, či-ste, važu, pregledaju i klasifikuju. Nakon inspekcije, trupovi se sapiraju, a za-tim idu na hladjenje/smrzavanje i zrenje (hlađenje u trajanju 24 časa i duže). U nekim klanicama se vrši obrada i prerada mesa (na primjer, sječenje, otkošta-vanja), a dalje aktivnosti koje se završavaju izradom gotovih proizvoda (uklju-čujući obradu mesa, mljevenje, miješanje sa aditivima, salamurenje, dimljenje, toplotna obrada i konzerviranje) se obavljaju u fabrikama za preradu mesa. U načinu rasijecanja između fabrika za preradu mesa postoje velike razlike.

Gotovi proizvodi iz klanica se otpremaju kao rashlađeni trupovi, polutke, četvrti, meso u komadima, otkošteno meso, te jestive iznutrice (srce, jetra, pluća i druge). Kože se sole, savijaju, slažu i šalju u fabriku za štavljenje. Utro-ba, noge, kosti glave ili se šalju u kafileriju za spaljivanje (renderovanje) ili se, u mnogim slučajevima, obrađuju u na licu mesta u prostoriji za spaljivanje. Ot-pad iz kafilerije je obrađena u sljedećem poglavlju.

Gotovi proizvodi iz fabrike za preradu mesa su: kobasice, konzerve, toplot-no obrađeno meso u komadima itd. Kobasice su sastavljene od nadjeva i emul­zije, koji se dobije miješanjem mesa sa slaninom, ledom, iznutricama, aditivima i začinima. Kobasice su mješavine različitih sirovina, koje se pakuju ili u ekstrudi­rane omotače ili omotače koji su napravljeni od crijeva svinja ili drugih životi-nja. Celulozni materijali se takođe mogu koristi kao omotači za kobasice. Svježe kobasice se mogu pakovati i kao takve prodavati ili se podvrgavaju daljnoj obra di (toplotni tretman i/ili dimljenje). Dimljenje se provodi u pušnicima, tako što se meso i proizvodi od mesa, koji vise, izlažu djelovanju dima nastalog spa-ljivanjem piljevine tvrdog drveta (iznad 110oC). Organska jedinjenja, prije svega

159

krezoli, koji su nastali tokom procesa spaljivanja drveta, proizvodima od mesa daju karakterističan ukus dimljenog mesa. Alternativa procesu dimljenju jeste postupak potapanja mesa u vodeni rastvor dima ili ubrizgavanje rastvora soli, šećera i prirodnih i/ili vještačkih aroma u meso i proizvode od mesa.

Slika 7.6.1.3. Prikaz proizvodnog procesa u klaonici i proizvodnje otpadnih materija Figure 7.6.1.3. Ilustrate production process in the slaughterhouse,

and production waste

160

Nastajanje otpada Generation of wasteVrsta i količina nastalog otpada zavise od vrste životinje, vrste tehnološke

operacije koja je identifikovana kao mjesto nastajanja otpada, veličine fabrike i drugih faktora (tabela 7.6.1.2). Više od polovine žive mase goveda se ne može preraditi u komercijalne proizvode, dok se najmanje jedna četvrtina mase go-veda treba spaliti ili odložiti u specijalnim uslovima. Zbog visokog sadržaja vode u nastalom otpadu čak 25% mase živog goveda nije pogodno za spaljivanje. To pred odgovorne osobe u mesnoj industriji stavlja zahtjev da moraju naći druge metode za bezbjedno odlaganje đubreta, sadržaja crijeva, krvi i drugih sasto-jaka. Količina otpada nastalog klanjem ovaca je takođe oko 50% žive mase, dok klanjem svinja nastaje manje otpada (25% u odnosu na živu masu).

Tabela 7.6.1.2. Sirovine dobijene iz trupa juneta, 450 kg žive vage (Izvor Banks, 1994) Table7.6.1.2. Raw materials obtained from the trunk juneta, 450 kg of live weight

Jestivo meso

Jestive iznutrice

Koža

Dijelovi sa visokim stepenom

masti

Kosti i komadići

mesa

Nejestive iznutrice i sadržaj želuca

Krvmaterijal

suspendovan zbog BSE

160 kg 15 kg 32 kg 45 kg 50 kg 112 kg 16 kg 20 kg

Komer-cijalno vrijedni dijelovi

Nus proizvodi

za spaljivanje

OtpadSpecijalno odlaganje

Količina nastalog otpada u Evropskoj uniji se računa na osnovu broja zaklanih životinja koji se pomnoži sa koeficijentom prikazanim u tabeli 7.6.1.3 (koefici-jent je u funkciji starosti i pola životinje).

Pitanja zaštite životne sredine su specifična kada su u pitanju fabrike za preradu mesa. Ona se odnose na rješavanje sljedećih zahtjeva:

o nastajanje čvrstog otpada i sporednih proizvoda (nusproizvoda),o nastajanje otpadnih voda,o zagađenje vazduha,o minimiziranje nastajanja otpadnih materija,o korištenje resursa io tretman otpadnih materija.

Operacije koje se provode u klanicama dovode do stvaranja velike količine čvrstog otpada, zagađenog vazduha i zagađene vode. Čak i da su svi materijali zadržani i prerađeni kao nus­proizvodi i dalje velike količine čvrstog otpada mogu nastati iz mješavine koja se dobija iz đubreta i mulja od otpadnih voda. Postoji mnogo supstanci, koje raspršene u vazduhu, daju neprijatan miris. Ve-

161

lika količina jakih zagađivača vazduha potiču iz krvi i iz vode koja je korištena za pranje postrojenja. Ove supstance lako isparavaju i stvaraju neprijatan miris. Na kraju, treba pomenuti i operacije prerade nus­proizvoda, kao što je proces spaljivanja otpada unutar objekata (ili u kafileriji) tokom kojih takođe nastaju materije, koje u vidu neprijatnog mirisa zagađuju vazduh.

Čvrsti otpad i sporedni proizvodi (nus-proizvodi) Solid waste and by­products Aktivnosti u mesnoj industriji mogu da generišu velike količine čvrstog ot-

pada. Otpaci i sporedni proizvodi procesa klanja životinja se mogu generalno podijeliti u sljedeće kategorije: (1) đubriva, sadržaj buraga i crijeva, (2) jestivi proizvodi kao što su krv i jetre, (3) nejestivi proizvodi kao što su dlaka, kosti, perje, (4) tehničke masti i (5) otpadni materijal koji zahtijeva konačno odlaga-nje. Količina sporednih proizvoda često prelazi 50% žive masa goveda, te 20% žive mase svinja).

Generisanje čvrstog otpada počinje već kod prijema i držanja stoke u obo-rima. Otpad sačinjavaju stajnjak, slama korištena tokom prevoza stoke, voda za pranje, i često, sakupljene oborinske voda. Ako obori za držanje stoke nisu pokriveni, nisu dobro projektovani i izgrađeni i nije održavan sistema uprav-ljanja atmosferskim oborinama, sakupljenje vode mogu postati jako zagađene i predstavljati značajan problem menadžmentu. U slučaju dobrog upravljanja čvrstim otpadom, izmet može da ostane kao otpad i da se tretira i odlaže to-kom kompostiranja ili da se neposredno dodaje u zemljište.

Kože su glavni proizvodi klanja goveda. Iako same kože nisu dio čvrstog ot-pada, one obično sadrže velike količine izmeta i prljavštine. Ovaj materijal se mora ukloniti i sa njime se postupa kao sa otpadnim materijalom, koji će zavr-šiti ili u klaonici ili u fabrici za štavljenje kože.

Tabela 7.6.1.3. Stvaranje otpada tokom procesa klanja svinja i goveda različite starosti i različitog pola Table 7.6.1.3. The generation of waste during process of slaughtering pigs and cattle of different age and gender

Vrsta i starost životinje za klanje Količina otpadnih materija (kg)

Goveda

Mlađe od 1 godine 11,4

Između 1–2 godine 20

Više od 2 godine 40

Svinje

Manje od 20 kg 2,1

Svinje za tovljenje više od 20 kg 4,3

Tovljenici 8,6

Priplodne krmače 14,3

162

Iako se prerada nus­proizvoda obično obavlja u izdvojenim objektima, neke fabrike za preradu mesa imaju posebne, izolovane dijelove unutar klani-ce za preradu nusproizvoda klanja (na primjer, prerada krvi i masti) i spaljiva-nje nejestivih materijala. Ova prerada obično uključuje procese tokom kojih isparavaju različita jedinjenja, pri čemu se razvija neprijatan miris.

Ako su sirovine čiste i svježe, dobijena mast se može koristi za proizvodnju hrane. Krv se može obraditi na takav način da se iz nje dobiju različiti proizvodi, na primjer plazma koja se dodaje u proizvode od mesa (kuvane kobasice) ili se koristi kao sirovina za izradu hrane za kućne ljubimce i za uzradu stočne hrane*.

Odvojeno od klanica i fabrika za preradu mesa, često se grade specijalizo-vane fabrike za preradu nusproizvoda dobijenih klanjem životinja (kafilerije). U njima se prerađuju otpaci nastali u različitim sektorima, uključujući: objekte za klanje i preradu mesa, uzgoj i preradu peradi, prodavnice mesa i objekate za uzgoj stoke. Tokom spaljivanja otpada dolazi do odvajanja masti i proteinskog materijala. Za topljenje masti koriste se metode vlažnog ili suvog topljenja ma­sti. Najčešće je u upotrebi postupak vlažnog topljenje masti u autoklavu. Masti se prikupljaju i koriste za izradu tehničkih masti i drugih proizvoda. Proteinski materijal, nastao spaljivanjem otpadaka, koristi se kao dopuna stočnoj hrani.

Ako se u klanici provodi dobra praksa rada, opterećenje zbog otpada u čvr stom stanju i organskih otpada na ulazu u vodenu fazu mogu se minimizi-rati. Materijal koji je odvojen prije odlaganja zahtijeva određeni tretman. Spa-ljivanje nekih od ovih frakcija je neekonomičano zbog visokog sadržaja vode i niskog sadržaja masti u njima. U ovu grupu materijala spadaju: đubrivo, sadržaj crijeva i materijal sakupljen u oborima, materijal koji je izdvojen iz otpadnih voda na hvatačima masti, rešetkama, sediment sa DAF separatora (Dissolved Air Floatation, DAF) i dlake (ako ne postoji tržište za prodaju navedenih materijala). Ostali ostataci koji sadrže visok procenat proteina i masti, kao što su komadići mesa i obresci, nejestive iznutrice i skeletni materijali, mogu biti podvrgnuti tretmanu za izdvajanje masti, a zatim osušeni za proizvodnju mesnog i košta-nog brašna.

Zagađivači vazduha Air Pollutants (Airborne Westes)Zagađenje vazduha iz postrojenja za preradu mesa obično postaje značaj-

no pitanje samo ako oslobađanje mirisa nije kontrolisano. Spaljivanje na licu mjesta može stvarati velike probleme. Objekati za spaljivanje (kafilerije) su

* Prikupljena krv se filtrira i centrifuje da se iz nje uklone krupne čestice. Plazma sadrži oko 8% suve materije i koncentriše se pomoću reverzne osmoza ili nanofiltracije, nakon čega se homogenizuje i suši primjenom sprej postupka. Alternativno, plazma se može koncentrisati uparavanjem u vakuumu. Frakcija eritrocita se može poslije centrifugiranja sušiti sprej postup­kom i koristi u industriji prerade mesa kao prirodni pigment, kao đubrivo ili kao hrana za kućne ljubimce/životinje.

163

skoro uvijek izvori neprijatnog mirisa. Problem se može držati pod kontrolom ako se za njegovo suzbijanje i tretman isparljivih materija koriste vlažni skruberi.

Zagađivači vode Waterborne WestesTokom skoro svih operacija u toku klanja i prerade životinja nastaje odre-

đena količina otpadnih voda. Tokom nekih operacija, kao što su šurenje svinja i dio faze čišćenja i skidanje dlaka, nastaje velika količine otpadnih voda. U osta­lim tehnološkim operacijama velika količina otpadne vode nastaje tokom či-šćenja i ispiranja trupova nakon rasijecanja. Voda se koristi za čišćenje i dezin-fekciju opreme i prostorija tokom klanja životinja i tokom operacija prerade mesa i izrade gotovih proizvoda. Značajne količine otpadnih voda se generišu u oborima i stajama za držanje životinja, kotlovnici za proizvodnju pare, rashlad­nim postrojenjima, kompresorskim stanicama, te na bojlerima za zagrijavanje vode i opremi za proizvodnju vakuuma. Prilikom analize otpadnih voda, u ob-zir treba uzeti otpadne vode iz toaleta, kupatila, kuhinje i laboratorije. Učešće otpadnih voda iz različitih faza je promjenjivo i različito u odnosu na ukupnu količinu otpadnih voda iz fabrike (slika 7.6.1.4).

Slika 7.6.1.4. Količina vode koja se troši tokom različitih faza rada u klaonici (Banks i Wang,2006)

Figure 7.6.1.4. The amount of water consumed during the different phases of work in slaughterhouse

U otpadnim vodama se nalaze krv, đubrivo iz buraga (goveda), čvrste ma-sti, komadići mesa, masti, ulja i dlake. U svakom goveđem želucu se nalazi 55 do 80 kg đubriva. Obično je potrebno stotinu litara ili više vode za ispranje jednog buraga. Ova količina se može smanjiti prikupljanjem čvrstog otpada prije pranja prostorija. Pranje radne odjeće je operacije koja doprinosi pove-

164

ćanju nastalog otpada. Količina nastale otpadne vode zavisi od projekta fabri-ke, načina rada i metoda koje se koriste za pranje. Pored toga, količina nasta-lih otpadnih voda zavisi od vrste životinje (tabela 7.6.1.4).

Opterećenost otpadnih voda iz fabrika za preradu mesa se može prikazati na različite načine. U literaturi se najčešće koriste sljedeći parametri: biološka potrošnja kiseonika (BPK), hemijska potrošnja kiseonika (HPK) i čvste suspen-dovane materije (SČ). Neke vrijednosti parametara opterećenosti otpadnih voda su prikazane u tabeli 7.6.1.5. Količina nastalih otpadnih voda zavisi od vrste operacije koja se provodi (tabela 7.6.1.6).

U slučaju klanja i obrade trupova svinja, ubijeni i iskrvareni trupovi se šure potapanjem u bazen sa vrelom vodom, pri čemu se trupovi na ovaj način peru i pripremaju za skidanje dlake. Rezervoar za šurenje se stalno preliva čime se sprečava da čvste i nerastvorene materije (zagađivači) pređu prihvatljivi nivo. Ovaj višak vode predstavlja glavni izvor otpadnih voda iz procesa obrade trupova svinja. To se može porediti sa sistemom prelivanja vode iz bazena za šurenje pilića, ćuraka i patki. BPK5 bilo koje od ovih otpadnih voda iz bazena za šurenje je obično u rasponu od 2.000 do 5.000 mg/l.

Tabela 7.6.1.4. Nastajanje otpadnih voda u mesoj industriji (adaptirano iz Banks, Wang Z. 2006) Table 7.6.1.4. The generation of waste water in meat industry (Adapted from Banks and Wang)

Vrsta životinje Klanica Fabrika za preradu mesa

Goveda 1495 L/životinji 826 L/životinji

2879­3255 L/težini žive vage 6968 L/težini žive vage

700­1000 L/životinji

Svinje 2028­5115 L/težini žive vage 9539 L/težini žive vage

227­379 L/životinji

541 L/životinji

Ovce 100­150 L/životinji

Krv, koja ima najveći doprinos visokom riziku od otpadnih voda, ima BPK5

veći od 150.000 mg/l. Najveći dio krvi u vodu dospijeva tokom faza ubijanja i iskrvarenja. Proces se nastavlja tokom sljedećih faza obrade trupova, kada se curenje krvi iz trupa nastavlja. Normalno, svaki sljedeći korak obrade u fabrici za preradu mesa je manje važan kao izvor krvi od koraka prije njega. U fabri-kama se obično kombinuju otpadne vode iz svih izvora, odnosno iz svih faza (tehnoloških operacija) za preradu mesa. Operacije sječenja i pakovanja (pan-dleraj) su operacije tokom kojih nastaje određena količina otpadnih voda. Cri-jeva se koriste za izradu jestivih proizvoda, kao što su kobasice, zbog čega se crijeva trebaju očistiti. Ukoliko se ne koriste u jestive svrhe, crijeva se šalju na

165

spaljivanje u kafileriju. Crijeva za izradu omotača za kobasice se konzervišu soljenjem ili sušenjem. Ova operacija utiče na povećanje sadržaja masti i na-trijum hlorida u otpadnim vodama.

Kuvanje se koristi za uklanjanja mišićavog dijela želuca životinja. Ovaj pro-ces utiče na povećanje sadržaja masti i supendovanih čestica u otpadnim vo-dama. Sve mašine koje se koriste tokom obrade želuca se peru više puta to-kom dana. Vode koje potiču od pranja mašina i iz prostorija su glavni izvor ot-padnih voda u objektima za klanje svih vrsta domaćih životinja.

Minimiziranje otpada Minimising of wastePranjem goveda, svinja ili drugih živih životinjama poslije njihovog prijema

u klanice, može se značajno uticati na smanjenje količine čvrstog otpada koji nastaje u oborima. Drugi bitan izvor čvrstog otpada kojim se treba upravljati, jeste talog koji nastaje tokom tretmana otpadnih voda i tokom kontrole zaga-

Tabela 7.6.1.5. Hemijski sastav otpadnih voda iz mesne industrije (adaptirano iz Banks, Wang Z. 2006) Table 7.6.1. 5. Chemical composition of waste water from the meat industry) (Adapted from Banks and Wang)

ParametarVrsta životinje

Svinje Goveda Miješano

pH 7,1­7,4

6,5­8,4

6,7­9,3

7,3

HPK (mg/L) 960­8290

3000­12873

3015

BPK (mg/L) 2220 7237

900­2500

1030­1045 448­996 635­2240

Suspendovane čvrste čestice (SS) (mg/L)

367 3574

900­3200

633­717 467­820 457­929

Azot (mg/L) 253 378

122 154 113­324

Fosfor (mg/L) 154 79

30

166

đenja vazduha. Ako se procesima koji utiču na stvaranje ovog otpada upravlja na adekvatan način, onda se nastali čvrsti otpad može iskoristi kao sirovina za spaljivanje u kafileriji. Korist od spaljivanja otpada je dvojak: smanjenje količi-ne čvrstog otpada koji je potrebno odložiti na odgovarajući način i povećanje količine stočne hrane (mogućnost da se materijal dobijen spaljivanjem u kafi-leriji koristi kao sastojak stočne hrane).

Tabela 7.6.1.6. Sastav otpadnih voda iz klaonice Table 7.6.1.6. The composition of waste water from slaughterhouses

Izvor SČ (mg/L) Organski N (mg/L) BPK (mg/L) pH

Mjesto za klanje 220 124 825 6,6Slivnik krvi i vode 2690 5400 32000 9,0Rezervoar za šurenje 8360 1290 4600 9,0Salamurenje mesa 610 33 520 7,4Pranje crijeva 15120 643 13200 6,0Nusproizvodi 1380 186 2200 6,7

SČ – suspendovane čestice, BPK – biohemijska potrošnja kiseonika

Da bi se smanjila količina otpadnih voda, đubrivo iz želuca zaklanih životi-nja, treba da se prikuplja primjenom suvih postupaka (suvi sistem za prikuplja nje i suvi transport). Pored toga, jednom dnevno (ili češće), treba da se temeljno očiste prostorije u fabrici. Za obavljanje ove operacije na raspolaganju stoje različite tehnike: prikupljanje materijala pomoću lopate, čišćenje pomoću vaz-dušnog mlaza ili korištenjem drugih suvih metoda. Sav materijal koji se skupi tokom klanja, iskrvarenja i čišćenja procesne opreme i prostorija može se pre-raditi u stočnu hranu tako što će se spaliti u postrojenjima za spaljivanje u sa-moj fabrici ili u kafileriji izvan fabrike.

Minimiziranje nastale količine otpadnih voda treba započeti već u oborima u kojima se drži stoka, tako što će se smanjiti vrijeme zadržavanja stoke u njima (smanjuje se potreba za pranjem površina) ili prikupljanjem đubreta i drugih otpada u čvrstom stanju. Minimiziranje vode koja se koristi za ispiranje krvi se može postići tako što će se krv efikasnije prikupljati iz korita. To se postiže di-zajniranjem korita za prikupljanje krvi, tako što će se ugraditi poseban odvod za skupljanje krvi u rezervoaru krvi. Samo rezidualne količine krvi mogu da do­spiju u odvod za prikupljanje glavne količine otpadnih voda. Uobičajen metod za minimiziranje količine otpadnih voda iz faze evisceracije može se postići tako što će se sadržaj crijeva odmah isprati i omogućiti da se uz pomoć vode-nog toka, đubre transportuje u sistem za preradu otpadnih voda. Druga mo-gućnost jeste da se ugradi sistem za prikupljanje i transport sadržaja crijeva u „suvom“ stanju. To je moguće uraditi ugradnjom preumatskog sistema za tran­

167

sport sadržaja crijeva direktno na đubrište. Na ovaj način se značajno smanjuje potreba za vodom i nastaje značajno manja količina otpadnih voda. Crijeva se prije daljne prerade moraju isprati vodom, ali to su veoma male količine vode u poređenju sa količinom vode koja je potrebna za ispiranje i transport đubreta. Za ispiranje crijeva se može upotrijebiti reciklirana voda, a samo za konačno ispiranje treba se upotrijebiti čista voda.

U procesima klanja životinja i sječenje trupova (pandleraj) mjere koje će doprinijeti minimiziranju količine otpadnih voda, povezane su sa pažljivijim ra-dom i smanjenjem količine komadića mesa i masnog tkiva koje se baca u slivnike. Ove mjere uključuju korišćenje finih mreža za pokrivanje otvora kanalizacije, ukazivanje operaterima potrebu korištenja posude za prikupljanje otpadaka, kao i korišćenje dobro dizajnirane opreme za transport tacni. Važno je, da se za uklanjanje čvrstog materijala primjenjuje postupak čišćenja površina „na suvo“, na primjer, prije ispiranja neke površine, potrebno ju je usisati pomoću ciklonskih usisivača.

Zaposleni mogu primijenjivati i druge metode za smanjenje količine upo-trebljene vode. Te metode same po sebi neće smanjiti organsko opterećenje otpadnih voda, ali će smanjiti obim zahtijevanog tretmana, i eventualno mogu uticati na izbor načina tretmana koji će se upotrijebiti. Postupci za minimizira-nje vode obuhvataju:

o izbjegavanje upotrebe sprej mlaznica za pranje trupova, čime se može smanjiti potrošnja vode čak za 20%,

o korišćenje sistema za kondenzaciju pare na mjestu pranja rezervoara za uklanjanje dlake i papaka,

o za ispiranje korištenje crijeva koja imaju ugrađene ventile,o izabor dobrog sredstva za pranje,o ponovno korištenje čiste vode (na primjer, vode iz rashladnog siste-

ma) za prvo ispiranje poda u oborima za držanje stoke.Što se tiče zagađenja vazduha, i još konkretnije, nastajanja neprijatnog mi-

risa, najbolja strategija za njegovo minimiziranje jeste ona koja zahtijeva odr-žavanje objekta besprekorno čistim. Na taj način će se minimizirati proces tru­ljenja organskih materija. Proizvodi bioraspadanja organskih materija (masne kiseline, amini, amidi) i sumporna jedinjenja (vodonik sulfid i merkaptani) su uzrok za nastajanje neprijatnog mirisa u prostorijama za preradu.

Tretman i odlaganje otpada Treatment and Disposal of WastePostoji značajna sličnost između načina upravljanja otpadom u procesima

proizvodnje i prerade svih vrsta crvenog mesa. Meso goveda, meso svinja i meso većine drugih vrsta životinja od kojih se dobija crveno meso su izvor čvrstog ot pada, zagađivača vazduha i zagađivača vode, sa kojima se upravlja na isti način.

168

Čvrsti otpadVećina otpada iz fabrika za preradu mesa su organskog porijekla. Kao ta-

kav, čvrsti otpad se može upotrijebiti. Izmet, a možda i sadržaj iz želuca, se uspješno može preraditi u postrojenjima za kompostiranje i tako pretvoriti u koristan materijal, kao što su đubrivo ili agent za poboljšanje zemljišta. Pored toga, sadržaj iz želuca se može nakon spaljivanja upotrijebiti u izradi stočne hrane. Ostali čvrsti materijali koji se dobijaju tokom klanja i prerade trupova životinja se mogu upotrijebiti kao stočna hrana nakon odgovarajućeg postup-ka spaljivanja u kafileriji.

Odlaganje čvrstog otpada iz klanice zakopavanjem u zemlju, bilo po površi-ni ili na deponiji, je uobičajena praksa od prije mnogo godina, ali zabrinutost zbog prenošenja egzotičnih bolesti sa životinja na ljude, tokom proteklih ne-koliko godina uticalo je na pad ove prakse u Evropi. Prema propisu EU o načinu odlaganja čvrstog otpada iz klanica, zabranjuje se odlaganje svih vrsta otpad-nih materija životinjskog porijekla u zemljište, sa izuzetkom đubriva i sadržaja digestivnog trakta, i to samo onda kada „nadležni organ smatra da ne pred-stavljaju rizik od širenja bilo kakve ozbiljne bolesti“. I u ovom slučaju postoji ograničenje za odlaganje sadržaja digestivnog trakta na zemljištu koje se koristi za ispašu stoke. Klanice u EU, takođe, ne smiju bez prethodnog tretmana ispu-štati krv na tlo ili u sistem za tretman otpadnih voda. Prije nego se odloži na tlu, krv se mora tretirati na jedan od sljedećih načina: korištenjem postrojenja za spaljivanje, korištenjem postrojenja za proizvodnju biogasa ili korištenjem postrojenja za kompostiranje*).

PosebnorizičnimaterijaliPosebno rizični materijali (SPO)** su tkiva goveda koja sadrže agent koji može

uticati na prenos Bovine Spongiformen Cephalopathy (BSE) ili Transmissible Spongiformen Cephalopathy (TSE). Ljudi koji su jeli BSE meso mogu oboljeti od Creutzfeldt­Jakobs­ovebolesti (vCJD). Iako se obično ne koristi za ishranu, tokom različitih aktivnosti u procesu prerade, može doći do slučajnog miješa-nja SPO tkiva sa proizvodima od mesa proizvedenim za ishranu ljudi. Dakle, SPO se trebaju pažljivo odvojiti od trupova prije nego što se oni prerade u ko-

* Kompostiranje se može definisati kao biološka razgradnje organskih materijala u aerob-nim uslovima u relativno stabilne proizvode, pod uticajem različitih mikroorganizama, kao što su gljivice, bakterije i protozoe. Proces kompostiranja se može podijeliti u dvije glavne faze: stabilizacija i sazrevanje.

** U SPO se ubrajaju lobanje, mozak, nervi vezani za mozak, oči, krajnici, kičmena moždina i nervi u sastavu kičmene moždine goveda starosti od 30 ili više mjeseci, i distalni ileum (dio tan­kog crijeva) goveda svih uzrasta. U skladu sa Uredbom No.1774/2002 Evropskog parlamenta u SPO se ubrajaju: I) kod goveda starijih od 12 mjeseci: lobanja, uključujući mozak i oči, krajnici, kičmena moždina i kičmeni stub, osim pršljenova iz repnog dijela i poprečnog dijela lumbalnih pršljenova, ali uključujući leđni korijen ganglijama, II) goveda svih uzrasta: crijeva od duode-numa do rektuma.

169

mercijalno vrijedne sporedne­proizvode, bilo za ishranu ljudi, bilo za ishranu životinja.

Odvojeni SPO treba da se unište spaljivanjem kod minimalne temperature od 850oC. Prije spaljivanja materijal se treba usitniti na odgovarajuću veličinu i termički tretirati u skladu sa definisanim uslovima (vrijeme, temperatura i pri­tisak)*. Spaljivanje treba da se sprovodi u specijalizovanim objektima u skladu sa važećim propisima i uz pribavljanje relevantne dozvole.

Bolesneiiznemogle(povređene)životinjeŽivotinje koje su uginule tokom transporta, kao i oboljele ili mrtve živo-

tinje iz karantina, treba biti odvojene i transportovane u odvojene objekte pri čemu treba koristiti posebne kontejnere za tretman i konačno odlaganje. U zavisnosti od rizika, tokom klasifikacije životinja treba uključiti oboljele živo-tinje i životinje kod kojih postoji sumnja da su oboljele od BSE. Tipične proce-dure za odlaganje bolesnih ili mrtvih životinja uključuju sljedeće:

o sakupljanje životinja, za koje veterinarska inspekcija nije dala dozvolu da se koristi za redovnu proizvodnju, izdvajanje materijala dobijenog kla-njem takvih životinja i njihovo slanje u klanice za prinudno klanje. Ovo izdvajanje je neophodno jer procesi obrade u postrojenjima za spaljiva-nje u skladu sa rizikom od otpada određene grupe mogu zahtijevati veći pritisak, višu temperaturu i duže trajanje spaljivanja,

o tokom prikupljanja, kako bi se sprečilo truljenje, nastajanje neprijatnih mirisa i privlačenje štetočina, leševe treba čuvati kod niskih temperatu-ra. Vrijeme čuvanja treba svesti na minimum kako bi se smanjili troškovi usljed trošenja energije za hlađenje

o transformacija u bio­gas ili kompostiranje poslije sterilizacije kod viso-kog pritiska

o korištenje usluga kompanije, koja ima odobrenje lokalnih vlasti za odla-ganje lešina i koja ima potrebnu opremu da na adekvatan način izvrši sanaciju ili spaljivanje/ko­spaljivanje (u zavisnosti od uzroka)

o ako ne postoje preduzeća ovlašćena za prikupljanje leševa, a nakon odo­brenja lokalnih veterinarskih vlasti, dozvoljeno je spaljivanje ili zakopa-vanje leševa na licu mjesta. Bilo da je na licu mjesta ili izvan fabrike, zako­pavanje lešina treba da se obavi sa odgovarajućim mašinama i na stabilnom zemljištu, zemljištu niske propustljivosti i fizički dovoljno udaljenom od zgrada i vodnih resursa, kako bi se izbjegla kontaminacija usljed ispara-vanja ili procjednih voda.

* Dodatne informacije su date u Regulation No. 1774/2002 of the European Parliament, European Community (2002)

170

Čvrsti otpad životinjskog porijekla koji se može preraditi (nusproizvodi)Čvrsti otpad životinjskog porijekla se može preraditi u komercijalne spo-

redne proizvode na sljedeći način:o posebne mjere kontrole treba preduzeti da se odvoje tkiva visokog ri­

zika u skladu sa preporučenim praksama upravljanja SPO, kako je gore navedeno

o izbjegavati preradu otpadnih materijala za ishranu životinja iste vrste o koristiti kosti, isječke, kopita, rogove i druge otpatke (koji se inače ne

koriste za proizvodnju stočne hrane, na primjer, koštanog brašna) u fa-brici ili ih prodavati trećim licima

o očišćen želudac koristiti kao hranu, stočnu hranu ili hranu za kućne lju-bimce

o očišćena crijeva upotrijebiti kao hranu ili omotače za kobasice o prikupiti mast iz trbušne šupljine (loj) i koristi je kao stočnu hranu, ako je

prikupljena u relativno čistom obliku. Loj se može koristiti i u druge svr-he: u proizvodnji bio­goriva ili u proizvodnji sapuna itd

o ukloniti sluzokožu tankog crijeva (mukoznu membranu iz tankih crijeva svinja) i spriječiti njeno odlaganje u otpadnoj vodi. Posljedica bacanja mukoze u sredinu, ogleda se u povećanju biohemijske potrošnje kiseo-nika (BPK5), a sa druge strane ima primjenu u farmaceutskoj industriji za proizvodnju heparina. Alternativno, mukoza se može upotrijebiti za pro-izvodnju bio­gasa

o poboljšanjem kvaliteta i vrijednosti, goveđa koža se može prodati fabrici za štavljenje. Ovaj postupak obuhvata sprečavanje povreda i nastanka modrica kod stoke tokom transporta i manipulisanja, održavanja higije-ne u oborima, korišćenje zaobljenih noževa kod ručnog skidanje kože, pranje, konzervisanje ili hlađenje ili sušenje u cilju smanjenja kvarenja pod uticajem bakterija u toku transporta do fabrika za štavljenje

o isljučiti ishranu životinja 12 sati prije klanja, kako bi se smanjila količina đubriva i smanjio rizik tokom klanja od kontaminacije trupova sadrža-jem iz crijeva i đubrivom

o obezbijediti dovoljan kapacitet za skladištenje đubriva do trenutka kada će se ono odvesti i upotrijebiti za poljoprivredne ili druge svrhe

o prikupljanje i kompostovanje sadržaja iz želuca i crijeva i stajnjaka (po-željno ga je ukloniti u „suvom“ obliku, bez miješanja sa tečnostima i pod uslovom da ne potiče od oboljelih životinja) upotrebiti ga kao đubrivo ili u druge poljoprivredne svrhe. Kod klanja goveda, u želucu životinja se nalazi značajan sadržaj organskih materija (oko 10, 40, i 50 kg, za telad mla­đu od godinu dana, bikove i krave, relativno u odnosu na prethodni niz).

171

Mulj koji potiče iz tretmana otpadnih vodaZa dalje smanjenje količine otpada iz procesa za prečišćavanje otpadnih

voda treba razmotriti sljedeće mjere:o odvojiti otpadne vode koje sadrže đubrivo i sadržaj digestivnog trakta

(na primjer, voda koja potiče sa površina za prijem živih životinja, voda iz obora, voda od čišćenja kamiona i voda iz drugih odjeljenja). Obrađen materijal dobijen na ovaj način se može koriste za đubrenje poljoprivred­nog zemljišta. Ponovna upotreba materijala koji se može odvojiti tokom pripremnih procesa (na primjer, kod pregleda materijala, suspendovanja materijala i emulzije masti iz flotacije) u proizvodnji sporednih proizvoda visokog kvaliteta (na primjer, hrana za kućne ljubimce ili tehničke masti za proizvodnju oleohemikalija)

o povećati kvalitet mulja za eventualnu upotrebu kao đubrivo u poljopri-vredi, time što će se smanjiti ili eliminisati broj patogena kao što su E. coli 0157, Campilobacter i Salmonella kroz kontrolisani aerobni tretman (kom­post) i anaerobnu digestiju (biogas)

o materijale sa visokim sadržajem organskih supstanci (na primjer, krv, masti i stajnjak) obraditi sa anaerobnim bakterijama iz klase Bacillus u cilju generisanja i kasnijeg korišćenja za proizvodnju biogasa

o ako nema drugih alternativa, masti treba odložiti na deponiju.

Tretman otpadnih vodaTretman otpadnih voda nastalih u klanicama i/ili fabrikama za preradu

mesa, gdje se obrađuju crveno meso i proizvodi od njega, obično se sastoji od prethodog sortiranja, primarne sedimentacije i biološkog tretmana. Moguće je primijeniti i neke druge tehnološke postupke. BAT i druge raspoložive tehno-logije zahtijevaju da sistem za prečišćavanje otpadnih voda iz mesne industri-je obuhvati: tretman koji se sastoji od niza bazena za taloženje i preliv, zatim postrojenje za flotaciju pomoću vazduha i srednji bazen za biološki tretman (sve klanice); te postrojenje za nitrifikaciju u malim kapacitetima i dodatnu deni­trifikaciju u velikim klanicama. U nekim slučajevima postoji mogućnost da se odvajanje otpadnih voda može obaviti pomoću određenog predtretmana ili, u nekim slučajevima, pomoću obilaznica za manje kontaminirane protoke. U za-visnosti od lokalnih uslova i propisa, vode iz kotlarnice i rashladnih sistema se mogu odvojiti i direktno prazniti ili se koristi za čišćenje u nekim sporednim operacijama (čišćenje obora i sl). Materijali dobijeni iz procesa flotacije mogu se koristi kao sirovina za kafileriju, što rezultira proizvodnjom vrijednih sasto-jaka stočne hrane.

Otpadne vode iz industrijskog procesa Otpadne voda iz prerade mesa, zbog prisustva krvi, loja i sluzokože (muko-

ze), obično imaju visok sadržaj organskih materija i samim tim visoku biohe-mijsku potrošnju kiseonika (BPK) i hemijsku potrošnju kiseonika (HPK). Otpad-

172

ne vode mogu da imaju visok sadržaj azota (iz krvi) i fosfora, patogenih i ne­patogenih bakterija, virusa i jaja parazita. Deterdženati i dezinfekciona sred-stava, uključujući kiseline, baze i neutralna jedinjenja, sredstva za dezinfekciju i tečni parafin, mogu ući u tok otpadnih voda tokom čišćenja objekata.

U kontekstu ukupnog SHE (Safety, Hygiene and Environmental) sistema za upravljanje otpadnim vodama treba:

o razumjeti kvalitet, kvantitet, učestalost i izvore zagađivača otpadnih voda u njihovim instalacijama. Ovo uključuje znanja o lokacijama, putevima i integritetu unutrašnjeg sistema odvodnjavanja i tačkama ispuštanja

o planirati i sprovesti razdvajanje otpadnih voda na industrijske, komunal-ne, sanitarne i atmosferske, kako bi se ograničila količina vode koja zahti­jeva specijalizovan tretman

o identifikovati mogućnosti da se spreči ili smanji zagađenje otpadnih voda primjenom mjera tipa reciklaža/ponovna upotrebu u okviru vlasti-te fabrike, zamjena sirovina, promjene u procesu (na primjer, promjena tehnologije ili uslova rada)

o procijeniti usaglašenost parametara otpadnih voda sa važećim: (i) stan-dardom za kvalitet vode kod ispuštanja (ako se otpadne vode ispuštaju u površinske vode ili kanalizaciju) i (ii) standardom za kvalitet vode za ponovnu upotrebu (na primjer, ako će se otpadne vode ponovo koristi za navodnjavanje).

Tehnike za sprečavanje zagađenja otpadnih voda obuhvataju:o uklanjanje čvrstog otpada prije nego što on uđe u tok otpadnih voda o na slivnike/šahtove i kanale za sakupljanje vode sa poda ugraditi poklop­

ce i/ili filtre da se smanji količina materija koje ulaze u tok otpadnih voda • prikupljati krv za proizvodnju hrane, stočne hrane ili za preradu u far-

maceutskoj industriji• stajnjak iz stočnog depoa i sa vozila kojima je stoka prevežena sa far­

me, treba da bude uklonjen tokom čišćenje, odnosno dok je u još čvr-stom stanju

• sadržaj želuca i crijeva treba ukloniti i transportovati na skladište izvan objekta u suvom stanju, koristeći pumpe, pužne trake ili kolica i priku-pljati ga za dalju reciklažu. Iznutrice bi trebalo transportovati pomoću vakuuma ili sistema sa komprimovanim vazduhom

• spriječiti bacanje čvrstog otpada direktno u vodu. Ovo se posebno od-nosi na otpad iz stočnog depoa.

ObradaotpadnihvodaizprocesaTehnike za tretiranje otpadnih voda iz industrijskih procesa u ovom sekto-

ru uključuju: ugradnju hvatača masti, skimera ili separatora za ulje i čvrste ploveće materije; sedimentaciju suspendovanih materije smanjenjem količine upotrebljenih sredstava za taloženje; biološki tretman, obično anaerobni tre-

173

tman za smanjenje rastvorljivih organskih materija (BPK); uklanjanje bioloških hranljivih materijla – smanjenje sadržaja azota i fosfora, dezinfekcija efluenta hlorisanjem kada je potrebno; obezvodnjavanje i odlaganje ostataka, u nekim slučajevima kompostiranje. Dodatni zahtjevi kontrole mogu se odnositi (i) na potrebu da se uklone jaja parazita i (ii) na potrebu da se neutrališu neprijatni mirisi.

Upravljanje otpadnim vodama uključuje obezbjeđenje dovoljne količine vode u pogonu, prečišćavanje otpadnih voda, upravljanje atmosferskim i otpadnim vodama i praćenje kvaliteta vode (monitoring). Pored industrijskih otpadnih voda generisanih tokom operacija u pogonu, u otpadne vode farike treba uklju­čiti i otpadne vode iz uslužnih poslova, kondenzate iz procesa i vode iz drugih aktivnosti (otpadne vode iz laboratorije, oprema za održavanje prodavnice, itd). Među zagađivačima industrijskih otpadnih voda mogu se naći: kiseline i baze (izraženo kao niska ili visoka pH vrijednost), rastvorene organske materije koje povećavaju utrošak rastvorenog kiseonika, suspendovane materije, hran-ljive materije (fosfor, azot), teški metali (kadmijum, hrom, bakar, olovo, živa, nikl, cink), cijanidi, otrovne organske materije, masnoće itd. Prenos zagađivača iz vode u drugu sredinu (vazduh, zemljište treba minimizirati kroz procese kontrole.

OstalitokoviotpadnevodeipotrošnjavodeSmjernice za upravljanje ne­zagađenom otpadnom vodom, koja se uklju-

čuje u javnu kanalizaciju, ne­zagađenom atmosferskom vodom, sanitarnim otpadom, su diskutovne u General EHS Guidelines. Sanitarne otpadne vode iz industrijskih postrojenja mogu biti otpadne voda iz fabričke kanalizacije, kuhi-nje, perionica veša i drugih službi koje koriste zaposleni. Zagađeni tokovi tre-ba da budu usmjereni u sistem za preradu otpadnih voda iz industrijskog pro-cesa. Karakteristika industrije za preradu mesa jeste povećana potrošnja kva-litetne vode, što je važan element za osiguranje bezbjednosti hrane. Voda se ko­risti za napajanje i pranje stoke, čišćenje vozila, šurenje svinja, sapiranje tru­po va i nusprodukata, kao i čišćenje i dezinfekciju opreme i proizvodnih prosto­rija. Preporuke za smanjenje potrošnje vode, posebno tamo gde su ograničeni prirodni resursi, date su u opštim EHS smjernicama.

Monitoring program otpadnih voda i kvaliteta vode, uz adekvatne resurse i upravljanje monitoringom, treba da budu razvijeni i sprovedeni da se ispune cilj(eve) monitoring programa.

Prečišćavanje otpadnih voda iz mesne industrije se provodi kroz dvostepe-ni tretman (primarni i sekundarni). Uklanjanje đubriva je obično prva faza tre-tmana otpadnih voda iz klaonica. Zajedno sa tom vodom treba obraditi i vodu sa hvatača masti iz proizvodnih prostorija. Ako se primjenjuje opcija zajednič-kog prečišćavanja, postupak se može obaviti na jedan od sljedećih načina: ko-rištenje pregrađenog bazena ili flotacije pomoću rastvorenog vazduha (DAF). Tipičan hvatač masti ima vrijeme zaustavljanja od oko 30 minuta. Ovaj period

174

ne treba da bude duži od 1 sata. Do koagulacije masti u rezervoarima dolazi zbog hlađenja. Nakon toga, čvrsta mast se prirodnom flotacijom odvaja u ko-morama sa pregradama. Mast se na kraju uklanja skidanjem pjene. Na slici 7.6.1.5. je prikazana tipična izvedna DAF postrojenja.

Slika 7.6.1.5. Proces prečišćavanja otpadnih voda (Banks, Wang, 2006) Figure 7.6.1.5. The process of wastewater treatment (Banks, Wang, 2006)

Cilj sekundarnog tretmana jeste da se smanji BPK u otpadnim vodama iz-dvajanjem organskih materija poslije primarnog tretmana. Sekundarni tretman može da koristi fizičke i hemijske postupke, ali se za tretman otpada iz mesne industrije obično favorizuje biološki tretman.

Zagađivači vazduhaTretman materija nosilaca neprijatnog mirisa (zagađivači vazduha koji na-

staju u objektima za preradu crvenog mesa) podrazumijeva njihovo suzbijanje i ispiranje u struji tečnosti. Suzbijanje obično znači trenutno sprečavanje emisi­je. Ako postoji kafilerija na istoj lokaciji, suzbijanje uključuje održavanje negativ­nog pritiska u zgradama (u odnosu na atmosferski pritisak izvan zgrade). Tokom vjetrovitog perioda, neophodana je veća razlika pritiska. Kontrola neprijatnog mirisa se postiže ispiranjem vazduha kroz uređaje sa vlažnim ispiranjem.

U industriji prerade mesa miris je često najveći oblik zagađenja vazduha. Glavni izvori mirisa u procesu prerade mesa su postupci spaljivanje dlake, šure­nje, tretman otpadnih voda, spaljivanje čvrstog organskog otpada u kafileriji i procesi isparavanja u kojima se formiraju kondenzati sa neprijatanim mirisom.

Emisija čvrstih čestica obično nije značajana, mada određena količina če-stica može biti emitovana tokom opaljivanja dlake i dimljenja mesa.

175

Sprečavanjemirisao oblasti u kojima se kreće stoka mogu biti izvor organske prašine,o pasterizovanje organskog materijala prije prerade u cilju zaustavljanja

bioloških procesa može stvarati miris,o instalacija opreme u kafilerijama se provodi u zatvorenim prostorijama i

provodi se pod negativnim pritiskom u odnosu na normalan vazdušni pritisak,

o smanjiti zalihe sirovih trupova, otpadaka i nusprodukata i čuvati ih krat-ko vrijeme u hladnom, zatvorenom, dobro provjetrenom mjestu,

o dobro zatvoriti nusproizvode (na primjer, u natkrivenim kontejnerima ili vozilima) u toku transporta, utovara – istovara, skladištenja i

o blagovremeno očistiti staje peradi i stoke.

KontrolamirisaU zavisnosti od lokacije objekta i blizine drugih industrijskih, komercijalnih

ili stambenih četvrti, smanjenje mirisa može uključiti jednu ili više od sljedećih tehnika:

o sagoriti dimne gasove nastale u procesima opaljivanja dlake i dimljenja mesa,

o koristiti izduvne cijevi iz procesa spaljivanja i dimljenja, koji su u skladu sa praksom kao što je opisano u Opšte smjernice EHS,

o upotrijebiti uređaj sa vlažnim postupkom uklanjanje mirisa za materije nosioce mirisa sa visokim afinitetom za vodu, kao što su amonijak koji se emituje tokom procesa spaljivanja mesa i nusprodukata (proteina),

o kondenzovati pare iz procesa spaljivanja u kombinaciji sa uređajem za vlažno uklanjanje mirisa,

o koristiti biofilter io prevesti materije nosioce mirisa u materije sa niskim intenzitetom mirisa.

Prašina/ČesticePrašina i čestice su uglavnom povezane sa postupcima rukovanja sa sto-

kom i procesima spaljivanja. Mjere prevencije uključuju sljedeće aktivnosti:o čišćenje i održavanje vlage u objektima za držanje stoke i peradi,o smanjenje količine prašine smanjenjem površine zemljišta koja nije asval­

tirana i pod koja nije pod zelenilom, te saditi živicu ili praviti ogradu kako bi se smanjilo strujanje vazduha i

o koristiti gas umjesto mazuta za procese spaljivanja.

KorištenjeenergijeU fabrikama za preradu mesa energija se koristi za zagrijevanje vode i proi-

zvodnju pare za procese prerade i za čišćenje, kao i za rad različitih električnih uređaja, rashladnih postrojenja i rad kompresora. Fabrike, koje imaju vlastiti energetski sistem, treba da urade sistemsku analizu unapređenja energetske efikasnosti i mogućnosti smanjenja troškova, kroz hijerarhijsko ispitivanje slje-

176

dećih mogućnosti: mogućnost smanjenja opterećenja (potrošnje) na energet-ski sistem sa strane potrošača, mogućnosti upravljanja isporukom sa strane pro­izvođača/distributera energije (smanjenje troškova distribucije energije, pobolj­šanje efikasnosti konverzije energije, mogućnost kupovine energije, korišćenje goriva sa malim sadržajem ugljenika).

Za poboljšanja efikasnosti korištenja energije tokom grijanja i hlađenja u fa brikama prehrambene industrije potrebno je sisteme koji koriste energiju do bro izolovati, koristiti toplotu iz procesa ili toplih izlaznih tokova, i time sma­njiti opterećenje sistema, promijeniti strukturu sistema radne temperature, kontrolisati tačne vrijednosti temperature i drugih parametara i isključiti sistem kada se postigne ova vrijednost (na primjer, pregrijavanje ili presušivanje), sma­njiti potrebe za dogrijavanje između faza proizvodnje, smanjiti gubitke toplote time što će se zatvoriti otvori kada nisu u upotrebi, držati sistem na radnom kapacitetu ili blizu radnog kapaciteta, strog sistem kontrole kvaliteta ulaznih materijala, u najkraćem vremenu izvršiti popravke curenja energenata iz dis-tributivnog sistema, dobro izolovati sistem distributivnih sudova, izolovati sve cjelovode pare, vratiti kondenzat u kotlarnicu za ponovnu upotrebu u sistemi-ma pare, obezbijediti adekvatnu izolaciju da se smanji zagrijavanje sistema za hlađenje i da se održava temperatura rashladnih i sudova ispod ambijentalne, kontrola temperature procesa hlađenja i izbjegavanje pothlađivanja, smanje dotoka toplote u prostorijama koje se hlade korišćenjem vazdušnih zavjesa, koristiti sisteme za brzo otvaranje/zatvaranje vrata, spriječiti rasipanje energi-je kada se koriste sistemi vazdušnog hlađenja itd.

Pored načina poboljšanja efikasnosti korištenja energije datih u Opštim EHS smjernicama, u fabrikama za preradu mesa preporučuju se i sljedeće mjere:

o proizvodnja bio­gasa anaerobnim vrenjem iz otpadnih voda i korišćenje ovog goriva za zagrijavanje vode u bojlerima i za proizvodnju električne energije,

o pokrivanje i izolovanje bazena za šurenje, kontrola nivoa vode, recirku-lacija vode, korištenje pare za šurenje svinja i obradu umjesto vode i ko-rišćenje izolovanih sterilizatora za sterilizaciju noževa,

o poboljšanje efikasnosti hlađenja kroz bolju izolaciju rashladne prostorija / površina i vrata, instalaciju automatskih vrata­zatvaranje (na primjer, mikro prekidači), primjenom predkomora sa rashlađenim vazduhom, podešavanje alarma za signalizaciju kada se otvore vrata na komori (kada se izlazi iz komore ili kada se unosi utovar u komoru, a vrata ostanu otvo rena),

o obnavljanje isparljive energije u procesu spaljivanja pomoću multi­efek-tnih isparivača i

o upotreba automatskih sistema koji omogućavaju da se plamen tokom opaljivanja uključuje samo kada je trup životinje prisutnan u mašini.

177

LITERATURA

Banks, C.J. Anaerobic digestion of solid and high nitrogen content fractions of slaugh-terhouse wastes. In Environmentally Responsible Food Processing; Niranjan, K., Okos, M.R., Rankowitz, M., Eds.; Vol. AIChE Symposium Series. American Institute of Chemical Engineers: New York, 1994;103–109.

Banks C.J., Wang Z. 2006. Treatment of Meat Wastes, Poglavlje u Handbook of Indus-trial and Hazardous Wastes Treatment (Editors Wang K., Wang M.H.), Marker and Dekker, str 738­776

Baldwin J.C. 2009. Sustainability in the Food Industry, Editor Baldwin JC., Wiley­Black-well, IFT Pres, Iowa, USA

European Commission. Survey of wastes spread on land – Final report; Gendebien, A., Ferguson, R., Brink, J., Horth, H., Sullivan, M., Davis, R., Brunet, H., Dalimier, F., Landrea, B., Krack, D., Perot, J., and Orsi, C; Report No. CO 4953–2; Directo-rate­General for Environment, 2001.

Hans Huber. Wastewater treatment in slaughterhouses and meat processing facto-ries; Technical brochure; Hans Huber AG, Maschinen­und­Andagenbau: Berching, Germany, 2002.

Woodard F. 2001. Industrial waste treatment handbook, Bostonxxx. 2010. Waste Management ­ Red Meat Abattoirs, Red Meat Abattoir Association,

BRUMMERIAMasse, D. I.; Masse, L. Characterization of wastewater from hog slaughterhouses in

Eastern Canada and evaluation of their in­plant wastewater treatment systems. Can. Agr. Eng. 2000, 42, 131–137.

MASSÉ D.I., MASSE L. 2000. Characterization of wastewater from hog slaughterhous-es in Eastern Canada and evaluation of their in­plant wastewater treatment sys-tems, CANADIAN AGRICULTURAL ENGINEERING Vol. 42, No. 3, 139­146

The Allen Consulting Group Pty Ltd. 2004. Environmental sustainability in the Food Industry: An Issues Paper, Melbourne, www.allenconsult.com.au

Ting Teo Ming, Kim Tak Hyun, Lee Myun Joo. 2007. Characterization of livestock wastewater at various stages of wastewater treatment plant, The Malaysian Jour-nal of Analytical Sciences, Vol 11, No 1 (2007): 23­28

Wang Lawrence K., Hung Yung­Tse, Lo Howard H. Constantine Yapijakis. 2006. Waste Treatment in the Food Processing Industry, CRC, Boca Raton London New York

WORLD BANK GROUP. 2007. Environmental, Health and Safety Guidelines for Meat Processing, http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines

WORLD BANK GROUP. 2007. Environmental, Health, and Safety General Guidelines, http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EHSGuidelines

PITANJA I ODGOVORI

1. Navedite najčešće materije koje nastaju kao otpad u industriji prerade mesa!

Otpaci iz industrije prerade mesa se dijele na čvrste otpatke, zagađivače vode i zagađivače vazduha. Najčešći oblici otpadnih materija su: krv, koža, dlake, nečistoće, đubre, sadržaj želuca, tečni otpad, voda za pranje, ko-madići mesa i masnog tkiva, nejestive iznutrice, mirisne materije itd.

178

2. Koja je razlika između pojmova „otpad“ i „nusproizvodi“ u mesnoj indu-striji? Navedite korake u procesu klanja i primarne obrade trupova, to-kom kojih nastaju čvrste otpadne materije.

Držanje u oborima, skidanje kože, skidanje dlake, evisceracija itd.3. Navedite korake u procesu prerade mesa i izrade gotovih proizvoda, to-

kom kojih nastaju velike količine zagađivača vode!4. Navedite materije koje se svrstavaju u zagađivače vazduha u industriji

prerade mesa i obrazložite! Krv i otpadne vode, para iznad bazena za šurenje, spaljivanje otpadnih

materija u kafilerijama itd.5. Koje se metode najčešće koriste u praksi u cilju minimiziranja otpada u

industriji prerade mesa?

179

7.6.2. Otpadnevodeumljekarskojindustriji DairyProcessingWastewater

Milica Vilušić Univerzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet Tuzla

7.6.2.1 Uvod Introduction

Prehrambena industrija doprinosi velikom zagađenju, posebno kada su u pitanju zagađivači organskog porijekla. Zagađivači organskog porijekla obično sadrže 1/3 otopljenih, 1/3 koloidnih i 1/3 suspendiranih tvari, dok su anorgan-ske tvari obično prisutne u obliku otopine (Bylund, 1995).

Prerada mliječnih proizvoda često podrazumijeva različite jedinične opera-cije. One obično uključuju primanje i čuvanje sirovina, preradu sirovina u go-tove proizvode, pakiranje i skladištenje gotovih proizvoda. Mlijeko, proizvod sastavljen od mliječne masti, proteina, ugljikohidrata, soli i vitamina, je idealna hrana za mikroorganizme, kao i za ljude. Zbog toga, mlijeko mora biti zaštiće-no od kontaminacije, pa stoga mljekarska industrija usmjerava mnogo napora ka tom cilju (CAST, 1995).

7.6.2.2 Opis industrije i praksa Industry Description and Practice

Mljekarsku industriju karakterizira mnoštvo proizvoda, a time i proizvod-nih linija. To uključuje preradu svježeg sirovog mlijeka u proizvode kao što su konzumno mlijeko, maslac, sir, jogurt, kondenzirano mlijeko, mlijeko u prahu, te sladoled, primjenom procesa kao što su hlađenje, pasterizacija i homogeni-zacija, itd (slika 7.6.2.1). Tipični sporedni proizvodi uključuju mlaćenicu, sirutku, i njihove prerađevine.

(http://www.ifc.org/ifcext/enviro.nsf/Content/Enviromental Guidelines).Na primjer, sir, mlijeko u prahu i uparivačka postrojenja stvaraju veće koli-

čine otpadnih voda od pasterizacije mlijeka, a podaci o količini utrošene vode u mljekarskoj industriji ukazuju na volumen vode potreban za obradu određene količine mlijeka. Tipični mljekarski pogoni prerađuju oko 500 m3 mlijeka dnev-no i generiraju gotovo istu količinu otpadnih voda (Selimbašić i sur., 2004).

Volumen, koncentracija i sastav otpadnih voda koje nastaju u mljekarskim pogonima ovise o vrsti proizvoda, proizvodnom programu, načinu rada, dizaj-nu postrojenja, sustavu upravljanja vodama koji se primjenjuje, a potom i o količini vode koja se prečišćava. Otpadne vode u mljekarskoj industriji mogu se podijeliti u tri glavne kategorije:

1. rashladna voda2. industrijska otpadna voda3. sanitarna otpadna voda (Bylund, 1995; Alturkmani, 2007).

180

Procesna voda uključuje vodu koja se koristi u procesu hlađenja i grijanja. Ove otpadne vode ne sadrže polutante i mogu se nakon minimalne obrade ponovno koristiti ili samo ispustiti u sustav oborinskih voda. Industrijska ot-padna voda, uglavnom potječe od čišćenja opreme koja je u dodiru sa mlije-kom ili mliječnim proizvodima, prosipanjem mlijeka i mliječnih proizvoda, pre-šanja sira i izdvajanja sirutke, prosipanja salamure, mogućnosti CIP čišćenja, nakon kvarova uređaja, pa čak i operativnih pogrešaka.

Sanitarna otpadna voda se obično sustavom cijevi direkto odvodi u po-strojenje za preradu otpadne vode, sa ili bez prethodnog miješanja sa indu-strijskom otpadnom vodom. Procesne otpadne vode ne sadrže visok postotak polutanata u vodi, u odnosu na vodu koja se koristi za čišćenje (tablica 7.6.2.1). Voda za čišćenje mora biti tretirana prije nego što se ispušta u javnu kanalizaciju ili u rijeku ili neki drugi vodeni tok (Alturkmani, 2007).

Slika 7.6.2.1. Shema procesa proizvodnje u mljekaskoj industriji (CAST, 1995) Figure 7.6.2.1. Scheme of production processes in dairy industry (CAST, 1995)

181

Prije same obrade otpadnih voda u mljekarskoj industriji, mora se voditi računa o svim procesima proizvodnje mliječnih proizvoda i potencijalnom za-gađenju nastalom od različitih mliječnih proizvoda (tablica 7.6.2.1), odnosno o sastavu otpadnih voda (tablica 7.6.2.1).

Tabela 7.6.2.1. BPK i KPK vrijednosti za tipične mliječne proizvode (Britz i sur., 2004) Table 7.6.2.1. BOD and COD values for typical dairy products (Britz et al., 2004)

Proizvod BOD5 (mg/L) COD (mg/L)

Punomasno mlijeko 114.000 183.000

Obrano mlijeko 90.000 147.000

Mlaćenica 61.000 134.000

Vrhnje 400.000 750.000

Evaporirano mlijeko 271.000 378.000

Sirutka 42.000 65.000

Sladoled 292.000 -

Tabela 7.6.2.2. Sastav otpadnih voda u mljekarskoj industriji Table 7.6.2.2. The composition of waste water in the dairy industry (http://www.dairyforall.com/dairy­effluent.php)

SastojciProiz­

vodnja siraPrijem mlijeka i pasterizacija

Proiz­vodnjakazeina

Proizvodnja maslaca

Otpadne vode u

mljekari

Ukupna suha tvar

2250 3620 650 3400 1650

Boja Bijela Bijela bezbojna Smeđa bijela

Kloridi 100 95 70 100 115

Hlapljive tvari 25 75 55 65 60

Suspendirane tvari

600 1300 100 2200 650

Fosfati 12 10 5 2 10

pH 6,7 8,2 7,7 7,1 6,1

Kalcij karbonat 480 500 460 420 530

Absorirani kisik 480 400 10 85 --

BOD 2150 1620 200 1250 810

COD 3130 2600 370 3200 1340

Ulja i masti 520 690 -- 1320 290

COD:BOD 1,46 1,43 1,85 2,56 1,65

182

7.6.2.3 Priroda zagađenja Nature of pollution

Polutanti u otpadnim vodama mljekarske industrije sastoje se od razrijeđe­nog mlijeka, sirutke sa ili bez sirne prašine, vode za pranje maslaca i deterdže-nata. Te tvari mogu biti u obliku otopine i suspenzije. Udio tvari koje se talože je mali, i neznatno je veći od 1 ml po litri otpadnih voda. Količina otpadnih voda proizvedenih u mljekari općenito je 1,8 – 2,4 puta veća od količine obra-đenog mlijeka. Ali je, moguće, uz primjenu određenih mjera, smanjiti količinu otpadnih voda do 7/10 volumena obrađenog mlijeka (Kessler, 1981).

Otpadne vode sadrže prvenstveno organske tvari koje se mogu biološki razgraditi pomoću mikroorganizama. Za razgradnju je potrebno prisustvo kisi-ka. Ako se otpadne vode s visokim opterećenjem onečišćenja ispuštaju u rije-ke i jezera, tada će otpadne vode trošiti otopljeni kisik. A kisik potreban za bi-ološku razgradnju je odabran kao mjerilo stupnja onečišćenja:

o Biološka potrošnja kisika (BOD) je količina kisika potrebna za aerobnu mikrobnu razgradnju odnosno količina kisika potrošena prilikom inkuba-cije kod 20°C u tami, kroz određeni vremenski period, pri čemu se biološki razgrađuju organske tvari u vodi. BOD je približno 1/3 od COD (Stanga, 2010).

o Kemijska potrošnja kisika (COD) je količina kisika potrebna za kemijsku oksidaciju. Uzorak otpadne vode se prvo filtrira i/ili sedimentira, zagrijava na temperaturu ključanja sa jako kiselom otopinom dikromata u prisu-stvu Ag2SO4 kao katalizatora. Organske tvari reduciraju dio dikromata, a ostatak se određuje titracijom standardnom otopinom Fe(NH4)2(SO4)2.

o Permanganatna vrijednost (PV) je brzi test za utvrđivanje kemijski oksi-dirajuće organske tvari u uzorku. Uzorak otpadne vode se kuha u kiselom ili lužnatom permanganatu, a ostatak neoksidiranog permanganata se određuje titracijom sa jodom. Prisutnost željeznih iona ili nitrita u uzor-ku može ometati točnost testa PV, pa se ovaj test obično provodi prije BOD testa kao preliminarni pokazatelj potrošnje kisika.

o Ukupni organski ugljik (TOC) – test uključuje potpunu oksidaciju svih sa-stojaka organskog ugljika u uzorku otpadne vode do ugljičnog dioksida.

o Ukupne organske tvari (TOS) predstavljaju sadržaj otpadnih voda odno-sno razliku između ukupne suhe tvari i pepela. Suha tvar se određuje sušenjem na >100°C, a pepeo spaljivanjem uzorka na >550°C.

o pH vrijednost otpadnih voda iz mljekare varira između 2 i 12, što je po-sljedica upotrebe kiselih i lužnatih sredstava za čišćenje postojenja. I ni-ska i visoka vrijednost pH ometaju aktivnosti mikroorganizama, koji raz-građuju organske polutante, u fazi biološke obrade u postrojenju za obradu otpadnih voda, pretvarajući ga u biološki talog. U pravilu, otpad-

183

na voda sa pH vrijednosti preko 10, ili nižom od 6,5, ne smije se ispuštati u sustav za otpadne vode, jer može da uzrokuje koroziju cijevi. Iskorište-ni deterdženti se zbog toga obično sakupljaju u tanku za miješanje, koji se nalazi u blizini postrojenja za čišćenje, gdje se mjeri pH vrijednost i regulira do vrijednost pH 7,0, prije nego se ispusti u kanal.

o Ostali testovi mogu uključivati određivanje masti, laktoze i proteina u mljekarskoj otpadnoj vodi, i razinu površinski aktivnih sredstava od de-terdženta (Tamime i Robinson, 1999).

Sirutka, također može doprinijeti velikom organskom opterećenju u otpad-nim vodama. Soljenje, tijekom proizvodnje sira, može uzrokovati visoke kon-centracije soli u otpadnim vodama. Otpadne vode mogu sadržavati kiseline, lužine i deterdžente sa različitim aktivnim sastojcima, i dezinficijense, uključu-jući spojeve klora, vodikov peroksid i kvarterne amonijeve spojeve (Sarkar i sur, 2006).

Otpadne vode mogu imati značajno mikrobiološke opterećenje, te mogu sadržavati patogene viruse i bakterije iz kontaminiranih materijala ili proi-zvodnih procesa. U mljekari, često nastaju neugodni mirisi i, u nekim slučaje-vima i prašina, koje treba svakako kontrolirati. Većina čvrstog mljekarskog ot-pada može biti obrađena u druge proizvode i nusproizvode.

7.6.2.4 Smanjenje količine polutanata u otpadnoj vodi Reducing the quantity of pollutants in waste water

U procesnom postrojenju je neophodno provođenje stalne kontrole kako bi se spriječili gubici vode i mliječnih proizvoda. To opisano je u sljedećim pre-porukama.

Općenita obrada mlijeka General milk treatment o Kod prijema mlijeka, posebice kod pražnjenja cisterne, je važno da izlaz

iz cisterne bude najmanje 0,5 m iznad prijemnog tanka i da crijevo koje ih povezuje bude dobro pričvršćeno, kako bi se osiguralo potpuno pra-žnjenje cisterne.

o Svi cjevovodi moraju biti identificirani i označeni, kako bi se izbjeglo po-grešno povezivanje, koje može da uzrokuje neželjeno miješanje proizvo-da, kao i istjecanje mlijeka.

o Pri instaliranju, cijevi treba da se postave da budu blago nagnute, kako bi se olakšalo njihovo pražnjenje. Pri tome, cijevi moraju biti dobro pri-čvršćene da bi se spriječile vibracije, koje mogu da dovedu do nepouz-danosti spojeva i da uzrokuju istjecanje.

o Svi tankovi treba da budu opremljeni kontrolorima razine, da bi se spri-ječilo prelivanje. Kada se dostigne najviša razina tekućine u tanku, pumpa za punjenje se automatski zaustavlja i istovremeno alarmira rukovodi-

184

telj postrojenja ili se aktivira automatski ventil, koji usmjerava proizvod u drugi, unaprijed za to određeni tank.

o Bolje je prethodno spriječiti gubitke proizvoda, nego da se naknadno is-piraju cijevi. Podove treba održavati suhim, jer se na taj način lakše uo-čava istjecanje iz cijevi.

o Treba se uvjeriti da su cjevovodi i tankovi potpuno ispražnjeni prije nego se počne sa ispiranjem vodom.

o Provjeriti da su spojevi nepropusni za zrak; ukoliko zrak ulazi u cjevovod, to može dovesti do povećanja sagorijevanja u grijačima, problem sa ero-zijom u homogenizatorima i pjenjenje u tankovima za mlijeko i vrhnje, jer kasnije otežava njihovo potpuno pražnjenje (Bylund, 1995).

Proizvodnja sira Cheese production o Treba se uvjeriti da otvorene kade za sir nisu napunjene do vrha, a pu-

njenje treba prekinuti kada je razina mlijeka najmanje 10 cm ispod ruba kade.

o Sirutku treba pažljivo skupljati i umjesto da se izbacuje kao otpad, treba je iskoristiti u druge komercijalne svrhe.

o Kiselo mlijeko sa dna treba sakupiti i tretirati kao kruti otpad, a ne da se sapira vodom u odvod.

Proizvodnja maslaca Butter production o Vrhnje i maslac mnogo lakše prijanjaju na površine sa kojima dolaze u

kontakt i pojačavaju kontaminaciju otpadne vode, sve dok se ne uklone, prije početka čišćenja.

o Nakon završetka procesa proizvodnje maslaca, sve dostupne površine treba dobro oribati.

o Vrhnje i preostali maslac mogu da se uklone sa parom i vrućom vodom i da se sakupljaju u kontejnere radi daljnje obrade.

Proizvodnja mlijeka u prahu Milk powder production o Uparivači treba da rade na najnižoj mogućoj razini, da bi se spriječilo

prekuhavanje.o Kondenzat se ponovo koristi kao rashladna voda poslije cirkulacije kroz

toranj za rashlađivanje, ili kao voda za punjenje bojlera.o Rasuti čvrsti proizvod treba da se pokupi i tretira kao kruti otpad.

Pakiranje mlijeka Milk packaging o Strojevi za punjenje mogu biti snabdjeveni drenažnim cijevima za pra-

žnjenje u jedan ili više kontejnera.

185

o Vraćena pakiranja mogu da se isprazne u kontejnere, a mješavina slatke i kisele tekućine iskoristi za ishranu životinja (Bylund, 1995).

7.6.2.5 Obrada otpadne vode u mljekari Treatment of Dairy Wastewater

Mljekarska industrija, općenito, se smatra najvećim izvorom prehrambe-nih otpadnih voda u mnogim zemljama. Svijest o važnosti unaprjeđenja stan-darda za obradu otpadnih voda sve više raste, jer i zahtjevi procesa postaju sve složeniji. Za mljekarsku industriju sa dobrim sustavom upravljanja otpad-nim voda, obrada otpadnih voda nije veliki problem, ali u suprotnom, kada se dogodi neka nezgoda, onda rezultat loše prakse i javnog publiciteta može biti vrlo skup.

Svi koraci u mljekarskoj industriji, uključujući proizvodnju, preradu, pakira-nje, prijevoz, skladištenje, distribuciju i marketing, imaju utjecaja na okoliš. Općenito, otpad iz mljekarske industrije sadrži visoke koncentracije organskog materijala, kao što su proteini, ugljikohidrati i masti, visoke koncentracije sus-pendiranih tvari ili visoki BOD i COD, visoke koncentracije dušika i velike vari-jacije pH vrijednosti, što zahtijeva“specijalni” tretman, radi sprječavanja ili smanjenja ekoloških problema.

Zbrinjavanje otpadnih voda u mljekari uglavnom rezultira jednim od tri problema:

o visoke pristojbe koje naplaćuju lokalne vlaste za industrijske otpadne vode,

o ispuštanje neobrađenih otpadnih voda u okoliš ili izravnim korištenjem za navodnjavanje,

o mljekarski pogoni koji imaju instaliran aerobni biološki sustav suočeni su sa problemom odlaganja mulja.

Stupanj obrade otpadnih voda je obično određen propisima o zaštiti okoli-ša koji se primjenjuju na određenom području (Alturkmani, 2007).

7.6.2.6. Metode obrade Treatments methods

Otpadne vode u mljekari mogu se tretirati mehanički, kemijski, biološki ili kombiniranjem navedenih metoda (Kessler, 1981; Tamime i Robinson, 1999). Mehanička (primarna) obrada jednostavno uklanja netopljive tvari iz otpadnih voda pomoću filtera, zaslona ili taloženjem. Drugi mehanički sustav je flotaci-ja, u kojem mjehurići zraka prolaskom kroz otpadne vode i odvajanjem od po-vršine, nose sa sobom male čestice krutih tvari, koje se onda mogu sastrugati.

Primjenom određenih kemijskih spojeva (npr., željezosulfata ili klorida ili aluminij sulfata) talože se otopljeni sastojci u otpadnoj vodi, a istaložena tvar se onda uklanja mehaničkim razdvajanjem. Međutim, kemijski tretmani ne

186

mogu ukloniti laktozu ili druge otopljene šećere. Biološka obrada otpadnih voda u mljekari je dosta zastupljena. Pročišćavanje otpadnih voda se ostvaru-je razgradnjom organske tvari aerobnom aktivnošću mikroorganizama ili na-staje kao rezultat anaerobne fermentacije. U oksidativnom postupku, kisik se uvodi vještački pomoću posebnih cijevi za prozračivanje, dok je septički tank potreban za anaerobni proces (Tamime i Robinson, 1999).

Tretman bilo koje vrste otpadnih voda u mljekari obično se provodi kori-štenjem kombiniranog procesa mehaničke separacije i biološkog pročišćava-nja i cjelokupni proces je podijeljen u tri glavna tretmana:

o primarni (grube otpadne vode),o sekundarni,o tercijarni (poliranje otpadnih voda).Slika 7.6.2.2. ilustrira različite procese koji se koriste za obradu otpadnih

voda u mljekarskoj industriji. Većina mljekara otpadne vode tretiraju susta-vom aktiviranog mulja, biološkom filtracijom ili kombinacijom sustava sekun-darnog tretmana.

7.6.2.7 Opći sustavi za prečišćavanje Common Treatment Systems

Biološka oksidacija je jedna od metoda za obradu otpadnih voda u pogoni-ma za preradu mlijeka i mliječnih proizvoda. Metode za obradu otpadnih voda uključuju aktivirani mulj i druge mogućnosti, kao npr. filteri za ugušćiva-nje, lagune i sustav anaerobne digestije. Irigacija raspršivanjem je važna me-toda zbrinjavanja otpadnih voda u mljekari u područjima sa velikim površina-ma korištenog zemljišta i uvjetima blage klime (CAST, 1995).

Mulj iz različitih faza obrade se sakuplja u tankove za ugušćivanje, u koje se dodaju kemijska sredstva, sa svrhom da ubrzaju daljnju agregaciju krutih česti­ca. Mulj iz koga je uklonjena voda može da se koristi kao vještačko ili prirodno đubrivo ili se jednostavno odlaže kao otpad (Bylund, 1995). Tablica 7.6.2.3 daje pregled prednosti i nedostataka odabranih sustava za prečišćavanje u mlje-karskoj industriji.

187

Slika 7.6.2.2. Mogući tretmani otpadnih voda u mljekarskoj industriji (Tamime i Robinson, 1999)

Figure 7.6.2.2. Possible treatments of waste water in the dairy industry (Tamime and Robinson, 1999)

188

Tablica 7.6.2.3. Prednosti inedostaci sustava koji se koriste za prečišćavanje u mljekarskoj industriji (CAST, 1995) Table 7.6.2.3. Advantages and disadvantages of systems used for treatment in the dairy industry (CAST, 1995)

Sustavi za prečišća­vanje

Prednosti Nedostaci

Aktivirani mulj

Dobra redukcija BODa

Dobra operativna fleksibilnost

Minimalni zahtjevi opterećenja otpada

Značajna investicijska ulaganjaVisoki operativni troškovi

Kontinuirano praćenje Poremećaj u opterećenju

Problemi u odlaganju muljaIzražena temperaturna osjetljivost

Filteri za ugušći­vanje

Dobra redukcija BODVelika otpornost na udare

opterećenjaManji operativni troškovi

nego kod aktiviranog mulja

Značajna investicijska ulaganjaVisoki operativni troškovi

Kontinuirano praćenje Dug period prilagođavanja nakon

priliva otpadaZadržavanje vode na filteru

Značajni zahtjevi za zemljištemProblemi odlaganja mulja

Smanjenje učinka sa padom temperature

Laguna

Dobra redukcija BODVelika otpornost na udare

opterećenjaManji zahtjevi za praćenje

nego kod aktiviranog mulja ili filtera za ugušćivanje

Manji problem sa muljem nego kod aktiviranog mulja ili

filtera za ugušćivanje

Veliki zahtjevi za zemljištemVisoki troškovi energije

Smanjenje učinka sa padom temperature

Bazen za stabili­zaciju

Pogodan kao predtretman

Dobra otpornost na udarNiski investicijski troškoviNiski operativni troškovi

Manji problem sa muljem nego kod aktiviranog mulja ili

filtera za ugušćivanje

Redukcija BOD below nego kod aktiviranog mulja, filtera za ugušćivanje i lagune

Rast algiVeliki zahtjevi za zemljištem

Problem sa insektimaMirisi

Zakonsko ograničenje lokacije

189

Irigacija

100% učinkovitost postupka

Niski operativni troškoviNema problema sa muljem,

izuzev u izbočinama i žlijebovima Prikladno za odla-

ganje sirutke

Potrebna određena površina zemljišta, i u nekim slučajevima, udaljenost od

mljekarePovršinsko otjecanje

Zadržavanje vode

Spajanje sa podzemnim vodamaOpasnost po zdravlje životinja

Začepljenje tla i zbijenostŠtete pri vegetaciji

Razmnožavanje insekataMirisi

Domet raspršivanjaProblem održavanja–začepljenje

mlaznice, smrzavanje, premještanje na drugu lokaciju radi

“odmaranja tla”Nagomilavanje mulja (samo u izbočini

i žlijebu)Lokacija ograničena državnim

propisima

Kombini­rani sus-tav

Dobra redukcija BODDobra otpornost na udar

Dobra operativna fleksibil-nost

Značajna investicijska ulaganjaVisoki operativni troškovi

Značajni zahtjevi za zemljištemPotreban stalni nadzor

Problemi odlaganja muljaaBOD=zahtjev za biološkim kisikom

7.6.2.8 Zaključak Conclusion

Sumarno, u proizvodnji i preradi mlijeka i kontroli otpadnih voda može se sažeti sljedeće:

o Pratiti ključne parametre proizvodnje kako bi se smanjili gubici proizvoda.o Dizajnirati i upravljati sustavom proizvodnje kako bi se postiglo preporu-

čeno opterećenje otpadnih voda.o Recirculati vodu za hlađenje.o Prikupljati otpad za proizvodnju drugih sporednih proizvoda.o Koristiti tehnološke inovacije s membranskim sustavima (npr., ultrafiltra­

cija može se koristiti umjesto biološke separacije organske tvari od te ku­ćeg supstrata). Umjesto upotrebe reverzne osmoze za tercijarnu obradu otpada, neka je postojenja koriste za recikliranje internih tekućih otpad-nih tokova. Tako da tekućina nakon tretmana reverznom osmozom može biti bolje kvalitete od izvorskih voda.

190

LITERATURA

Alturkmani, A. 2007. Dairy Industry Effluents Treatment – Anaerobic Treatment of Whey in Stirred Batch Reaktor,http://scrib.com/doc/7104871/dairy­Industry­Ef-fluents­Treatment­For_Publicati­on (05.05.2011)

Britz, T. J., van Schalkwyk, C., Hung, Y­T. 2004. Treatment of Dairy Processing Waste-waters, in Handbook of Industrial and Hazardous Wastes Treatment, ed. L. K. Wang, Y­T. Hung, H. Lo Howard, C. Yapijakis, Marcel Dekker, New York.

Bylund, G. 1995. Dairy processing handbook, Tetra Pak Processing Systems AB, Lund.CAST. 1995. Processing Wastes, in Waste Management and Utilization in Food Pro-

duction and Processing, Concil for Agricultural Science and Technology, Nr. 124, october 1995.

Kessler, H. G. 1981. Water­Effluent Treatment, in Food Engineering and Dairy Tech-nology, Verlag A. Kessler, Freising.

Sarkar, B., Chakrabarti, P. P., Vijaykumar, A., Kale, V. 2006. Wastewater treatment in dairy industries­posibility of reuse, Desalination 195, 141­152.

Selimbašić, V., Đonlagić, N., Montero, J. A., Cubero Marquez, M. A. 2004. Enviromen-tal impact of agriculture and food production – EU Ecology Standards, Faculty of Technology, University of Tuzla, BiH.

Stanga, M. 2010. Waste Water Treatment, in Sanitation Cleaning and Disinfection in the Food Industry, Wiley_VCH Verlag, Weinheim.

Tamime, A.Y., Robinson, R. K. 1999. Plant cleaning, hygiene and effluent treatment, in Yoghurt Science and Technology, Woodhead Publishing Ltd, Cambridge.

http://www.dairyforall.com/dairy­effluent.php (05.05.2011.)http://www.ifc.org/ifcext/enviro.nsf/Content/EnviromentalGuidelines (05.05.2011.)

PITANJA SA ODGOVORIMA

1. U kojim procesima se koristi voda u mljekarskoj industriji? Voda se koristi u svim fazama proizvodnje u mljekarskoj industriji, uklju-

čujući pranje, čišćenje, sanitaciju, grijanje, hlađenje i dr.2. Što karakterizira otpadne vode u mljekari? Otpadne vode mljekare se odlikuju visokim sadržajem BOD i COD, viso-

kom razinom otopljenih ili suspendiranih tvari, uključujući masti, ulja i mineralne tvari.

3. Čime je određen stupanj obrade otpadnih voda? Stupanj obrade otpadnih voda je obično određen propisima o zaštiti oko-

liša koji se primjenjuju na određenom području, kao i sustavu upravljanja otpadnim vodama.

PITANJA

1. Koji parametri određuju zagađenje u mljekarskoj industriji?2. Čemu ovisi količina otpadnih voda u mljekari?3. Kako se tretiraju otpadne vode u mljekari?

191

7.6.3. Stanjeimogućnostirješavanjaotpadaupreradivoćaipovrćanaprimjeru„Fana“d.o.o.,Srebrenik Situation and prospects the waste disposal fruit and vegetables for example „Fana“ llc, Srebrenik

Midhat JašićRamzija CvrkAlen DžafićUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i Hercegovina

7.6.3.1 Uvod Introduction

Značaj voća i povrća u ljudskoj prehrani proizilazi iz njihove specifične pre-hrambene vrijednosti temeljene više na biološkoj, a manje na energetskoj vri-jednosti. Upravo ta činjenica upućuje na relativno velike tehnološke zahtjeve u preradi i konzerviranju voća i povrća. Obzirom da voće i povrće nije dostu-pno u svježem stanju tokom cijele godine, tradicija prerade i konzerviranja voća i povrća je veoma duga. U BiH sektor prerade voća i povrća, također ima dugu tradiciju, a u strukturi prerade najzastupljenija je prerada voća i povrća koje se uzgaja u lokalnim uvjetima.

Najzastupljeniji tehnološki postupci prerade svježeg voća su proizvodnja želiranih proizvoda (marmelade i džemovi) i proizvodnja voćnih sokova, a po-vrće se najčešće prerađuje tehnološkim postupkom mariniranja (kiseljenja). Metode konzerviranja voća i povrća sušenjem i zamrzavanjem su također za-stupljene, ali u manjoj mjeri.

Najznačajniji okolinski problemi vezani za preradu voća i povrća su visoka potrošnja vode, stvaranje čvrstog otpada nakon procesiranja voća i povrća, ispuštanje otpadnih voda velikog tereta zagađenja i potrošnja energije.

Tipično za otpadne vode iz prerade voća i povrća je visoka vrijednost: BPK5 , HPK, te sadržaj ukupnog azota i ukupnog fosfora. Visoki nivoi BPK5 i HPK u otpadnim vodama nastaju uslijed prerade različitog voća i povrća, uz prisu-stvo šećera i različitih kiselina.

Sve proizvodne linije, oprema i procesi u ovom sektoru nisu dizajnirani za suha čišćenja, već zahtijevaju mokra čišćenja, koja generiraju otpadne vode koje sadrže organski otpad zaostao u procesiranju voća i povrća i kemikalije od procesa čišćenja.

Osim električne energije koja se koristi za pokretanje strojeva u procesu proizvodnje, u proesu prerade voća i povrća koristi se i toplotna energija u obliku pare proizvedene u kotlovnicama sagorijevanjem fosilnih goriva: pri-rodni plinovi (propan, butan), mazut i drva, a kao produkti sagorijevanja na-staju otpadni gasovi.

192

Minimizacija nastanka otpada u procesu prerade voća i povrća provodi se identifikacijom mjesta nastanka otpada i analizom nastalog otpada, te opisom tehnika i metodologija za smanjenje otpada u preradi voća i povrća. Ove ak-tivnosti se fokusiraju na uvođenje sistema okolinskog upravljanja, provođenje obuke za uposlene o utjecaju njihovih proizvodnih aktivnosti na okoliš i mo-gućnosti za njihovo minimiziranje, pravilno održavanje opreme i postrojenja, te na primjenu metodologije za minimizaciju i sprječavanje potrošnje vode, energije i nastanka čvrstog otpada, potrebu redovne kontrole određenih pa-rametara procesa proizvodnje (protoci vode, temperature itd). Također, mini-miziranje potencijalnih polutanata postiže se i dobrom saradnjom sa dobav-ljačima sirovina, te pažljivog odabira sirovina i pomoćnih materijala sa aspek-ta utjecaja na okoliš.

7.6.3.2 Opis najznačajnijih tehnoloških postupaka i operacija u preradi voća i povrća Description of the most important technological processes and operations in the processing of fruit and vegetables

Prerada voća i povrća podrazumijeva postupke konzerviranja voća i povrća različitim metodama, što omogućava čuvanje proizvoda na duži period. U praktičnim postupcima konzerviranja najčešće se koriste metode konzervira-nja toplinom (sterilizacija i pasterizacija), konzerviranje hlađenjem i zamrzava-njem, konzerviranje koncentriranjem/uparavanjem, konzerviranje sušenjem (dehidratacijom), konzerviranje dodacima, konzerviranje jonizujućim zrače-njem i kombinirane metode konzerviranja. Navedene metode konzerviranja podrazumijevaju niz tehnoloških operacija zastupljenih u pogonima i postro-jenjima tipičnim za ovaj sektor: prijem sirovina, manipuliranje i skladištenje sirovina, zatim sortiranje, klasiranje, sječenje, rezanje, mljevenje, pasiranje i miješanje, priprema i dodavanje aditiva, kiseljenje, blanširanje, kuhanje, prže-nje, pasterizacija, sterilizacija, isparavanje, hlađenje, zamrzavanje, punjenje, nalijevanje i pakovanje (Lovrić i Piližota, 1994).

Prijem i skladištenje sirovina Receiving and storage of raw materialsDa bi tehnološki procesi prerade voća i povrća bili ispravni u svim fazama,

te da bi se kao krajnji cilj dobio ispravan i kvalitetan finalni proizvod neophod-no je, prije svih drugih aktivnosti, uspostaviti pravilno rukovanje sirovinama, repromaterijalima i ostalim pomoćnim materijalima koji se koriste u procesi-ma prerade voća i povrća. Također, neophodno je pravilno rukovanje i mani-pulacija, skladištenje i unutarnji transport u krugu proizvodnih pogona, kako za svježe sirovine tako i za ostale sirovine i repromaterijale. Sirovina koja je u čvrstom stanju u zavisnosti od ranije specificiranih zahtijeva može biti upako-vana u različitu ambalažu (vreće, plastični boksovi, kartonske kutije, drvene ili

193

plastične gajbe i sl), u zavisnosti o kojoj se sirovini radi. Način i režimi skladi-štenja i čuvanja sirovina, repromaterijala i ostalih pomoćnih materijala se određuju u zavisnosti od vrste sirovine (npr., smrznute sirovine se čuvaju u rashladnim komorama na temperaturama od ­18°C do ­20°C; svježe sirovine najčešće od +4°C do +8°C ili nekom drugom režimu zavisno od vrste sirovine uz podešenu vlažnost zraka). Svi repromaterijali i pomoćni materijali se mora-ju skladištiti u skladu sa preporukama proizvođača, kao i rukovanje i manipu-lacija. Opasne materije moraju biti skladištene odvojeno i na za to označenim mjestima. Gasovi koji se u nekim slučajevima upotrebljavaju SO2 ili CO2 pakuju se u za to namijenje boce pod pritiskom prema propisima. Čuvanje se izvodi po propisima za ovakve materije i u za to odvojenom i naznačenom prostoru.

Sortiranje, klasiranje,ljuštenje, iskoštavanje i uklanjanje peteljki Sorting, grading, peeling, and removing stone and stemsVećina sirovina (voće i povrće) koje se upotrebljavaju u procesima prerade

sadrže dijelove ploda koji su nejestivi ili nisu za upotrebu u procesu prerade pa ih treba odstraniti prije početka procesa prerade u gotov proizvod. Da bi u toku procesa prerade voća i povrća dobili gotov proizvod koji zadovoljava za-htjeve kvaliteta u pogledu zakonske regulative u pogledu zdravstvene isprav-nosti proizvoda, te u pogledu osnovnih fizikalno­hemijskih osobina prizvoda i senzornih osobina proizvoda, neophodno je sirovinu pripremiti za dalji proces prerade.

Iz tog razloga neophodno je sirovine (svježe voće i povrće) prije dalje pre-rade u toku operacija iskoštavanja, vađenja sjemene lože, ljuštenja (odstranji-vanje pokožice), uklanjanja peteljki i drugih nejestivih dijelova ploda, klasira-nja (kalibriranje), inspekcije i pranja, koje se odvijaju na odgovarajućoj proce-snoj opremi, prilagoditi potrebama daljeg tehnološkog procesa.

Redukcija veličine, sječenje The reduction in size, cuttingSječenje voća i povrća je tehnološka operacija koja podrazumijeva usitnja-

vanje plodova u željenim oblicima radi lakšeg pakovanja i prilagođavanja kon-zumaciji. Ova operacija se koristi u skoro svim tehnološkim postupcima prera-de voća i povrća.

Najčešće se provodi postupak sječenja korijenastog povrća namijenjenog konzerviranju ili preradi putem različitih postupaka (npr., cvekla, mrkva, krompir). Zatim, u praksi se koriste postupci redukcije veličine putem siječe-nja različitih vrsta povrća u proizvodnji salata od povrća, te sječenje voća kod proizvodnje kompota i različitih vrsta kandiranog voća.

194

Mljevenje i pasiranje Grinding and pureeingMljevenje i pasiranje je tehnološka operacija sitnjenja voća i povrća kojom

se omogućava lakša homogenizaciju komponenata u daljem procesu prerade. Mljevenje i pasiranje svježeg voća i povrća se koristi u većini tehnoloških pro-cesa prerade voća i povrća. Najznačajniju primjenu mljevenje i pasiranje imaju kod proizvodnje smrznutih voćnih kaša, kašastih voćnih koncentarta i voćnih kaša koje se dalje miješaju u toku tehnoloških procesa prerade voća i povrća (npr. pasirano i mljeveno voće u proizvodnji marmelada i džemova, a pasirano i mljeveno povrće u proizvodnji ajvara).

Blanširanje BlanchingBlanširanje je jedna od najvažnijih tehnoloških operacija i primjenjuje se u

svim procesima prerade svježeg voća i povrća. Ova operacija podrazumijeva izlaganje voća i povrća visokoj temperaturi u kratkom vremenskom periodu, a s ciljem da se izvrši toplinska obrada, inaktivacija enzima, kao i omekšavanje ploda radi smanjenja njegovog volumena i lakšeg punjenja u ambalažu.

Kuhanje CookingKuhanje je tehnološka operacija kojom se različite komponente izlažu viso-

koj temperaturi uz konstantno miješanje. U procesima prerade voća i povrća kuhanje se obično vrši u opremi koja omogućava indirektno zagrijavanje pa-rom i kuhanje pod sniženim pritiskom i temperaturom (vakuum aparati). Ta-kva oprema se najčešće koristi za kuhanje marmelada i džemova, pri čemu se sačuvaju sva svojstva voća od kojih se proizvod izraađuje. Oprema dizajnirana na sličan način se koristi za kuhanje kečapa i ajvara, također uz konstantno miješanje.

Prženje FryingPrženje je tehnološka operacija kojom se postižu određena senzorna svoj-

stva proizvoda koja su specifična i proizvod ih poprima prženjem u ulju na vi-sokoj temperaturi. U preradi voća i povrća prženje se najčešće primjenjuje u preradi krompira kod proizvodnje čipsa, te ponekad kod proizvodnje ajvara, gdje se neke od komponenata prije pasiranja prže u ulju npr. paprika. Oprema za prženje može biti različitih izvedbi, u zavisnosti od namjene. Za prženje čip-sa iz krompira koriste se obično industrijske friteze gdje je temperatura ulja u toku prženja od 175°C na početku prženja do 190°C na kraju prženja. Oprema za prženje mora omogućavati čestu obnovu ulja dodatkom svježeg ulja uz mogućnost filtracije radi uklanjanja nagorjelih komada. Kod prženja ostalog povrća npr. paprike u roku proizvodnje ajvara obično se koriste posude sa du-plim plaštom koje omogućavaju grijanje ulja na visoku temperaturu.

195

Pasterizacija PasteurizationPasterizacija podrazumijeva toplinski tretman na temperaturama do 100oC,

najčešće u opsegu od 62oC do 90oC i vrijeme pasterizacije od nekoliko sekundi do 30 minuta. Temperatura pasterizacije i vrijeme zagrijavanja, koji će se upo-trijebiti, zavisi prije svega od svojstava samog proizvoda koji se pasterizira. Dvije pomenute veličine, temperatura pasterizacije i vrijeme zadržavanja se mogu podešavati za svaku vrstu proizvoda kako bi se došlo do najpogodnijeg režima toplotnog tretiranja.

Munjeviti postupak (flash pasterization) podrazumijeva brzo zagrijavanje tečnih proizvoda (sokova ) u pločastom ili cijevastom pasterizatoru na tempe-raturu do 100°C u toku jedne do tri minute. Kod prerade voća i povrća ovaj postupak se uglavnom primjenjuje u proizvodnji sokova.

HTST postupak (visoka temperatura – kratko vrijeme) kod kojeg se primje-njuje temperatura iznad 100oC, a vrijeme zagrijavanja od nekoliko sekundi do jedan minut. I ovaj postupak se primjenjuje za tečne proizvode: sokove, siru-pe, koncentrirane sokove, pri čemu proizvod stalno protiče i topao se odmah puni u predhodno steriliranu ambalažu. Steriliran proizvod može da se puni u posebnoj sekciji za hlađenje, ali se u tom slučaju mora puniti u aseptičnim uvjetima.

Isparavanje EvaporationIsparavanje (evaporcija) je djelimično uklanjanje vode ukuhavanjem. Cilj is-

paravanja je koncentrisanje tj. ugušćivanje proizvoda. U procesima prerade voća i povrća postupak isparavanja (koncentrisanja) se primjenjue u tehnološ-kim procesima proizvodnje koncentrisanih sokova od voća i povrća, koji se da-lje primjenjuju za proizvodnju sokova rekonstitucijom ili u proizvodnji nekih drugih proizvoda.

Dehidratacija DehydrationDehidratacija je uklanjanje dijela vode iz čvrstog dijela voća i povrća u kon-

troliranim uvjetima. Dehidratacija (sušenje ) voća i povrća jedna je od najvaž-nijih metoda konzerviranja, a cilj ove metode je produženje trajnosti voća i povrća uklanjanjem dijela vode i smanjenja vrijednosti aktiviteta vode.

Hlađenje Cooling Hlađenje se primjenjuje u svim procesima prerade voća i povrća, kao me-

toda kratkotrajnog konzerviranja. Često se vrši prethlađivanje voća i povrća, zapravo brzo hlađenje radi postizanja duže trajnosti i očuvanja kvaliteta to-kom transporta i manipulacije, te radi stabilizacije temperature pri unošenju voća i povrća u rashladne komore.

196

Zamrzavanje FreezingKonzerviranjem namirnica zamrzavanjem postiže se produženje njihove traj­

nosti na duži vremenski period. Zamrzavanje se temelji na činjenici da se izdva­janjem vode u obliku kristala leda i sniženjem temperature (–18oC do –20oC) praktično zaustavljaju hemijski, biohemijski i mikrobiološki procesi u namirni-cama (voću i povrću).

Punjenje i nalivanje FillingTehnološka operacija punjenja se primjenjuje u svim procesima prerade

voća i povrća, a nalijevanje je tehnološka operacija koja se najčešće koristi u procesima mariniranja povrća (nalijevanja slano­kiselog naljeva) i kod proi-zvodnje kompota (nalijevanje slatkog naljeva).

Pakiranje, etiketiranje Packaging, labelingPakovanje je tehnološka operacija u kojoj se finalni proizvod pakuje u

ispravno odabranu ambalažu, koja će u roku trajnosti proizvoda očuvati sen-zorna svojstva proizvoda, zdravstvenu ispravnost proizvoda, te omogućiti prak­tičnu upotrebu i rukovanje kao i zadovoljenje estetskih zahtjeva. Primjenjuje se u svim područjima prerade voća i povrća, gdje je pakiranje najčešće inte-gralni dio proizvodnog procesa. Za pakovanje gotovih proizvoda koji su nastali u procesu prerade voća i povrća najčešće se koristi staklena ambalaža, metal-na ambalaža, plastična ambalaža, te višeslojna ambalaža (polietilenska folija/papir/Al­folija/poletilenska folija) za aseptično pakovanje.

Kao direktna posljedica navedenih operacija prerade voća i povrća nastaju otpadne materije, a primjer prerade voća u tehnološkom postupku proizvodnje marmelada prikazan je na slici 7.6.3.1., a na slici 7.6.3.2. prikazan je primjer prerade povrća (Lovrić i Piližota, 1994).

197

Slika slici 7.6.3.1. Shema tehnološkog procesa prerade voća – proizvodnja marmelada i džemova

Figure slici 7.6.3.1. The scheme of technological process of fruit – production of marmalades and jams

198

Slika slici 7.6.3.2. Shema tehnološkog procesa prerade povrća­ mariniranje/kiseljenje Figure slici 7.6.3.2 The scheme of technological process of vegetables­marinating /

pickling

199

Slika slici 7.6.3.3. Shema proizvodnog pogona za preradu voća i povrća Figure slici 7.6.3.3. Scheme of the manufacturing plant for processing fruits

and vegetable

200

7.6.3.4 Nastajanje otpada u preradi voća i povrća Waste arisings in the processing of fruits and vegetables

U procesu prerade voća i povrća nastaju velike količine čvrstog otpada i otpadnih voda koji sadrže organske tvari i suspendirane tvari. Prema tome, otpadne materije u procesu prerade voća i povrća se generalno mogu podije-liti u grupe:

o tekući otpad, o kruti otpad,o emisije u zrak

Otpadne vode nastaju kontaktom vode sa voćem i povrćem u toku tehno-loških operacija, a najveća količina otpadnih materija nastaje u toku:

• pranja sirovina, inspekcije i sortiranja,• pranja nakon guljenja,• blanširanja,• punjenja,• sanitacije i čišćenja opreme, uređaja i pogona proizvodnje,• hlađenje procesiranog proizvoda (Anon., 1996).

7.6.3.5 Potrošnja vode i karakteristike otpadne vode Water consumption and wastewater characteristics

Potrošnja vode i karakteristike otpadne vode se uveliko razlikuju unutar pojedinih procesa u pogonima prerade voća i povrća. Potrošnja vode u najve-ćoj mjeri zavisi od: vrste voća ili povrća koje se procesira, kvaliteta u toku ber-be i uvjeta berbe, da li su u procesu prerade u upotrebi tehnike za očuvanje vode, tehnološkog procesa kojim se procesira voće ili povrće, vrste proizvoda koji se proizvodi i veličine postrojenja (kapaciteta proizvodnje).

U tvornicama za preradu voća i povrća, osim velike količine otpadne vode koja nastane u samom procesu prerade voća i povrća, nastaju i velike količine sanitarnih otpadnih voda (mokri čvorovi u krugu tvornice, restoran, kuhinje itd) te oborinske vode, što uveliko utiče na sastav i toksičnost otpadnih voda, posebno što u mnogim tvornicama u BiH odvođenje otpadnih voda nije me-đusobno razdvojeno.

Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode u tvornici za preradu voća i povrća, ispitivani u toku dva dana, dati su u tabelama 7.6.3.1 i 7.6.3.2.

201

Tabela 7.6.3.1. Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode (na profilu E1) (prvi dan ispitivanja, test organizam: daphnia magna) Table 7.6.3.1. The results of toxicity tests of samples of waste water (in the profile E1) (first day of testing, test organisms: Daphnia magna)

Koncentracija otpadne vode(zapreminski %)

Broj test organizama

% uginulih test organizama nakon

24 sata

% uginulih test organizama nakon

48 sati

0,0 kontrola 20 0 0

1 20 0 0

10 20 0 0

18 20 0 0

32 20 0 20

56 20 100 100

95 20 100 100

48LC50 = 39,47 %

Tabela 7.6.3.2. Rezultati ispitivanja toksičnosti uzoraka otpadne vode (na profilu E1) (drugi dan ispitivanja, test organizam: daphnia magna Table 7.6.3.2. The results of toxicity tests of samples of waste water (in the profile E1) (second day of testing, test organisms: Daphnia magna

Koncentracija otpadne vode(zapreminski %)

Broj test organizama

% uginulih test organizama nakon

24 sata

% uginulih test organizama nakon

48 sati

0,0 kontrola 20 0 0

1 20 0 0

10 20 0 0

18 20 0 0

32 20 0 0

56 20 20 45

95 20 40 60

48LC50 = 66,78 %

202

Kriva protoka otpadne vode prikazana je na slici 7.6.3.4. Opterećenje otpad­ne vode suspendiraim materijama grafički je pokazano na slici 7.6.3.5.

Slika 7.6.3.4. Kriva protoka otpadne vode Figure 7.6.3.4. The curve of the flow waste water

203

Slika 7.6.3.5. Grafički prikaz opterećenja otpadne vode organskim i suspendiranim materijama

Figure 7.6.3.5. Graphic display of wastewater organic load and suspended substances

Ispitivanje opterećenja zagađenja otpadnih voda izraženi preko EBS­a (Ekvi­valentni broj stanovnika), utvrđuje se prema propisanoj periodici (Pravilnik o vrstama, načinu i obimu materija i ispitivanja iskorištene vode, ispuštene ot-padne vode („Službene novine FBiH“, br: 48/98). Parametri koji se mjere za određivanje EBS­a su: temperatura vode, suspendirane čvrste čestice, hemij-ska potrošnja kisika ( HPK), petodnevna biohemijska potrošnja kisika (BPK5),

204

sadržaj ukupnog nitrogena, sadržaj ukupnog fosfora, stepen toksičnosti otpad­nih voda uz pomoć test organizma Daphnia Magna, te specifični pokazatelji zagađenja (zbirni pH, m­alkalitet, sadržaj ulja i masti, sadržaj deterdženta, ispar­ljive materije i sadržaj pepela). Podaci za izračunavanje EBS­a izmjereni u pogo­nu za preradu voća i povrća (Fana, Srebrenik) prikazani su u tabelama 3.3. i 3.4.

Tabela 7.6.3.3. Prosječni dnevni rezultati ispitivanja otpadnih voda u pogonu za preradu povrća, a za temperaturu je uzeta maksimalna dnevna vrijdnost. Table 7.6.3.3. Average daily test results of effluent processing of vegetables, the temperature is precisely defined, and maximum daily taken

Parametri DimenzijeVrijednosti

18.05.2005 19.05.2005

Protok m3/dan 7,20 9,22Temperatura g/m3 27,7 31,5Suspendirane materije g/m3 312,25 60,33HPK g/m3 1,817 474,50BPK5 g/m3 740,50 237,00Ukupni N g/m3 12,4 6,70Ukupni P g/m3 0,14 0,0948LC50 % 39,48 66,78pH vrijednost - 6,8 6,9

Ukoliko se posmatraju karakteristike otpadne vode iz fabrika za preradu voća i povrća u BiH i uporede podaci sa dozvoljenim graničnim vrijednostima koje propisuju odgovarajući pravilnici, u skladu sa recipijentom otpadnih voda, može se zaključiti da su vrijednosti parametara znatno iznad dozvolje-nih. Razlog tome je činjenica da većina fabrike za preradu voća i povrća nema odgovarajući tretman otpadnih voda ili, ako i imaju, primijenjene tehnologije prečišćavanja ne daju očekivani rezultat. To se ogleda u činjenici da efluent prije ispuštanja u prijemnik u većini slučajeva ne zadovoljava propisane vrijed-nosti, tj. maksimalno dozvoljene koncentracije relevantnih parametara.

205

Tabela 7.6.3.4. Izvještaj o određivanju EBS­a eksperimentalnim putem Table 7.6.3.4. Report on the determination of the EBS and experimentally (EBS – population equivalent)

Red.

br.

Vrije

me

uzor

kova

nja

Tem

p.vo

de,

(°C

)

Prot

ok(m

3 /s)

Susp

. mat

erije

(g/m

3 )

HPK

(g/m

3 )

BPK 5

(g/m

3 )

HPK

/ BP

K 5

t sm g/s

t om g/s

Spec

ifičn

i par

amet

ri

oneč

išće

njau

kom

-po

zitn

om u

zork

u

1 07-09

15 0,0002 595,0 3251,0 1100,0 2,9554 0,1918 0,2200

2 09­11

22,2 0,0002 157,4 2242,0 920,0 2,4369 0,0314 0,1840

3 11­13

27,7 0,0005 17,4 708,0 322,0 2,1987 0,0087 0,1610

4 13­15

17,7 0,0001 115,2 1067,0 620,0 1,7209 0,0115 0,0620 pH = 6,8

5 Ukupni N = 12,4

6 Ukupni P = 0,14

789

101112

Sred

nja

vrije

dnos

t

0,00

025

312,

25

1817

740,

50

∑=9,

3119

0,06

09

0,15

67

206

7.6.3.6 Tretman otpadne vode Treatment of wastewater

Otpadne vode koje nastaju u okviru proizvodnog procesa u preradi voća i povrća mogu se podijeliti na:

o tehnološke otpadne vode, o sanitarne otpadne vode i o oborinske otpadne vode.Otpadne vode prehrambene industrije, pa tako i prerade voća i povrća sa-

drže uglavnom zagađenja organskog porijekla. Zagađenja se mogu nalaziti u rastvorenom, koloidnom i suspendiranom (nerastvornom) obliku. Dio organskog zagađenja uklanja se mehaničkim, hemijskim ili fizičko­hemijskim procesima prečišćavanja otpadnih voda. Međutim, biološki procesi zbog svoje efikasnosti i ekonomičnosti, predstavljaju danas najoptimalniji metod za uklanjanje organ-skog zagađenja iz otpadnih voda prehrambene industrije.

Najčešće korištene metode predtretmana otpadnih voda su egalizacija (izjednačavanje toka i koncentracije zagađenja), sita i rešetke za odvajanje su-spendiranih materija, uklanjanje ulja i masti (ako su prisutni), taloženje, flota-cija, hidrociklonski filteri (centrifuge), hemijska obrada i biološki tretman.

Treba naglasiti da se za odvajanje čvrste od tekuće faze kod obrade otpad-nih voda nastalih od prerade voća i povrća naviše koriste hidrociklonski filteri (centrifuke) i da imaju daleko veću učinkovitost od taloženja i flotacije.

Kod biološkog tretmana otpadnih voda se najčešće koriste aerobni biološki procesi i to: postupak aktivnog mulja, biološka filtracija, bio­diskovi i aerobne / fakultativne lagune.

Efluenti iz industrije voća i povrća su kompleksnog sadržaja sa visokim sa-držajima suspendiranih i rastvorenih materija najvećim dijelom organskog po-rijekla i uglavnom se prečišćavaju biološkim metodama obrade. Njihov puni tretman najčešće zahtijeva kombinaciju fizičkih, hemijskih i bioloških procesa.

Tvornice za preradu voća i povrća u BiH uglavnom nemaju postrojenja za tretman otpadnih voda. U onim rijetkim, koji imaju postrojenje za tretman ot-padnih voda, obično funkcionira samo primarni taložnik, a biološki tretman ili egzistira u sklopu postrojenja, ali ne funkcionira ili ga uopće nema u fabrici. Također, je važno istaknuti da trenutno većina tvornica ne razdvajaja tehno-loške od sanitarnih voda. Veoma često i oborinske vode idu istim instalacija-ma do postrojenja za tretman otpadnih voda. Neke tvornice imaju razdvojeno prikupljanje otpadnih voda (sanitarne, tehnološke, oborinske), ali na postroje-nju za tretman otpadnih voda se tretira samo tehnološka otpadna voda, dok se sanitarna voda i oborinska ne prečišćavaju (Anon., 1996).

207

7.6.3.7. Nastajanje i karakteristike krutog otpada The formation and characteristics of solid waste

U tvornicama za preradu voća i povrća nastaju velike količine krutog otpa-da, koji je uglavnom organskog porijekla. To su obično tropovi i komine od razli­čitih vrsta voća (jabuke, dunje, višnje i td) koji nastaju u toku operacija mljeve-nja i pasiranja kod proizvodnje marmelada i džemova, te kod proizvodnje voć-nih kaša. Dalje, nastaju velike količine koštica koje se izdvajaju u operaciji isko-štavanja, posebno kod proizvodnje kompota (šljive, višnje, trešnje itd), te kod iskoštavanja voća za proizvodnju marmelada i džemova (breskva, marelica itd). Ostali otpad organskog porijekla obično čine truli plodovi voća izdvojeni tokom operacije inspekcije, ostaci nakon guljenja voća, sječenja voća itd.

Kruti otpad koji nije organskog porijekla obično nastaje lomom i oštećenjem ambalaže (različite plastične i staklene), te ostacima TS folija i ostalih plastičnih folija koje se koriste kod pakovanja, zatim kartona i papira.

Tretman krutog otpada Treatment of solid wasteKruti otpad koji nastane u pogonima prerade voća i povrća najčešće se

razvrstava na mjestu nastanka, i tako razvrstan dalje tretira, u zavisnosti od načina odlaganja.

Tropovi i komine, koji nastaju u tvornicama koje u velikoj količini prerađuju jabuku, dunju, krušku, višnju i slično voće najčešće se prerađuju u stočnu hranu i iz tog razloga jako je bitno poznavati hemijski sastav ove vrste krutog otpada. Trop (komina) sadrži pokožicu, peteljku i sjemenke zaostale nakon mljevenje i pasiranja voća.

Organski otpad nastao od ostataka voća koje nije upotrijebljeno u proiz vo­dnji ili od dijelova voća zaostalih nakon obrade obično se sakuplja na vlastitim priručnim deponijama, a kasnije se odvozi na gradsku deponiju ili prema ugo-voru sa firmama podugovaračima koje odvoze ovaj otpad. Zajedničko za sve vrste organskog otpada je prisustvo uglavnom organskih jedinjenja koja se lako biolološki razgrađuju, imaju tendenciju prelaska u kiselo stanje i skloni su brzom trulenju ( fermentiranju).

Koštice nastale u toku tehnološke operacije iskoštavanja se nakon sakuplja­nja u posudama za odlaganje koštica i sušenja upotrebljavaju kao energent za dobijenje tehnološke pare potrebne za dalji tehnološki postupak proizvodnje.

Kruti otpad, kao što je oštećena ambalaža (plastika, staklo, metal), različite vrste folija, karton i papir u tvornicama se prikupljaju odvojeno na za te svrhe pripremljeno i označeno mjesto, a dalje se po ugovorima sa specijalizovanim firmama za recikliranje ovog otpada po dogovorenoj periodici odvozi. U krugu tvornice se obično nalaze i prese za papir i karton te se sav prikupljeni karton od ambalaže slaže u bale i odvozi na reciklažu.

208

7.6.3.7 Emisije u zrak Emissions to air

Emisije u zrak nastaju uslijed visoke potrošnje energije potrebne za proiz­vodni proces. Para, koja se upotrebljava za toplotne tretmane u proizvodnom procesu (pasterizacija, sterilizacija, blanširanje i sl) se generalno proizvodi u kotlovskim postrojenjima, a supstance koje zagađuju zrak, uključujući okside azota, sumpora i suspendirane materije, nastaju uslijed sagorijevanja fosilnih goriva. U pogonima za preradu voća i povrća, trenutno se najviše koriste slje-deća fosilna goriva: prirodni plinovi propan i butan, nafta, mazut i drvo.

Zagadujuće supstance koje se mjere u emisijama u zraku su: azotni oksidi (mg/m3), CO (mg/m3), sumpor dioksid (SO2) (ppm), čestice (mg/m3), čađ (u skla du sa Bacharach). U tabeli 7.6.3.5. , kao primjer, prikazani su rezultati ana-lize sastava dimnih plinova u dimnom kanalu pri optimalnom radu kotla, a kao gorivo korišten je mrki ugalj (rudnik Banovići), a na slici 7.6.3.6. prikazan je raspored mjernih mjesta.

Tabela 7.6.3.5. Sastav dimnih plinova u dimnom kanalu Table 7.6.3.5. The composition of flue gases in the flues

KomponentaMjerno mjesto

Prosjek1 2 3 4 5

CO2, % 3,1 3,4 3,4 3,8 3,7 3,5

CO, ppm 667 754 774 786 765 750

SO2, ppm 275 280 315 325 310 301

NO2, ppm 49 44 46 48 49 47

O2, % 17,2 17,8 17,1 16,3 16,7 17,0

Isp. Org.spojevi VOC, mg/m3 2,1 2,3 2,4 2,1 2,8 2,3

Zacrnjenje po Bacharach­u 0,8 0,9 0,8 0,9 0,7 0,8

Čvrste čestice , mg/m3 11 10 9 12 11 10,6

209

Slika 7.6.3.6. Raspored mjernih mjesta na presjeku dimnog kanala Figure 7.6.3.6. Arrangement of measurement points at the intersection

of flue channels

7.6.3.8 Hemijski sastav otpadnih materija iz prerade voća i povrća Chemical composition of waste materials from fruit and vegetables processing

Zbog daljeg tretmana nastalog otpada veoma je važno poznavati njegov he­mijski sastav. U hemijskom sastavu organskog otpada nastalog u toku prerade voća i povrća u najvećoj mjeri se nalaze ugljikohidratne komponente (topive i netopive), zatim proteini i manji dio lipidnih komponenata (Nawirska, Kwa-sniewska, 2005). Tbela 7.6.3.6. prikazuje sastav frakcija dijetalnih vlakana u tropu nekih vrsta voća i povrća.

Tabela 7.6.3.6. Sastav dijetalnih vlakana u tropu voća i povrća Table 7.6.3.6. The composition of dietary fiber in tropical fruits and vegetables

Vrsta tropa Jabuka Višnja Aronija C.Ribizla Kruška Mrkva

Pektin 11.7 1.51 7.85 2.73 13.4 3.88

Hemiceluloza 24.4 10.7 33.5 25.3 18.6 12.3

Celuloza 43.6 18.4 34.6 12.0 34.5 51.6

Lignin 20.4 69.4 24.1 59.3 33.5 32.2

Izvor: Nawirska i Kwasniewska, 2005

210

7.6.3.9 Minimiziranje otpada i upravljanje otpadom Waste minimization and waste management

Minimiziranje nastanka otpadnih voda postiglo bi se prioritetnim rješava-njem mjesta nastanka najveće količine otpada i primjena adekvatnih strategi-ja za smanjenje otpada. Prerađivači voća i povrća se uglavnom oslanjaju na vlastite izvore vodosnabdijevanja i na snabdijevanje iz javnih vodovoda. Ori-jentacija na vlastite izvore snabdijevanja vodom ima prednost jer je jeftinija, a kvalitet vode iz bunara odgovara kvalitetu vode iz gradske vodovodne mreže.

Pošto prerada voća i povrća troši velike količine pitke vode, veoma je važno usvojiti politiku o efikasnom trošenju vodnih resursa. U tvornicama se ta poli-tika odnosi prvenstveni na mjere dobrog gazdovanja resursima, te primjenu metoda dobrih praksi i raspoloživih metoda i tehnika za smanjenje potrošnje prirodnih resursa i smanjenje zagađenja. U tom pogledu također je veoma zna­čajna edukacija svih uposlenih, kao i primjena sistema upravljanja okolinskim resursima.

Jedna od dobrih praksi, je automatska kontrola za puštanje/zaustavljanje vode kada se ne koristi, instaliranje lavaboa sa automatskom kontrolom vode, instaliranje prskalica za automatsko zaustavljanje vode kod procesa pranja i čišćenja, čime se štede velike količine vode. Tabela 7.6.3.7. prezentira tipičnu potrošnju vode u proizvodnim pogonima prerade voća i povrća, koje preporu-čuje Document on Best Available Techniquies in the Food, Drink and Milk Indu-stries (EC, 2006).

Tabela 7.6.3.6. Potrošnju vode u proizvodnim pogonima prerade voća i povrća (EC, 2006) Table 7.6.3.6. Water consumption in the manufacturing plants of fruit and vegetables

ProcesProizvodnja

sokaProizvodnja

džemovaProizvodnja

pasterizovanog povrća

Potrošnja vode (m3/t) 6,5 6,0 5,9 – 11

Osim toga, treba prakticirati ‘’suho čišćenje›› kao i izbjegavanje vodenog transporta otpada, gdje je god to moguće. Također, postavljanje štitnika na ivice traka koje transportuju voće i povrće smanjuje padanje voća i povrća na pod, čime se smanjuje broj pranja i količina organskog otpada. Postavljenje perforiranih zaštira na sve kanale u podu smanjuje mogućnost da velika koli-čina organskog otpada i sitnih ostataka voća i povrća ode u odvodne kanale, već ih je moguće mehanički očistiti.

Upravljanje otpadom u cilju smanjenja nastanka otpada podrazumijeva i planiranu nabavku sirovina, radi kraćeg zadržavanja sirovina i manje moguć-nosti propadanja, saradnju sa dobavljačima radi sprovođenja dobre prakse transporta sirovina itd.

211

Smanjenje čvrstog otpada se također može postići dobrim upravljanje i edu­kacijom uposlenih, u pogledu pravilne manipulacije ambalažom, radi smanjenja oštećena ambalaže koja je poslije toga neupotrebljiva.

Zaključak ConclusionVisoka potrošnja vode u pogonima za preradu voća i povrća je uvjetovana

strogim higijenskim mjerama i visokom kontrolom kvaliteta proizvoda. Ključni okolinski problemi u sektoru prerade voća i povća su: visoka potrošnja vode, visoka potrošnja energije, velike količine otpadnih voda, proizvodnja krutog otpada, emisije u zrak.

Sve navedeno upućuje na zaključak da industrija prerade voća i povrća zna­čajno doprinosi zagađivanju voda u Bosni i Hercegovini. Iz ovog razloga neop-hodno je prvo uložiti napore da se smanje koncentracije organskog opterećenja u otpadnim vodama prvenstveno primjenom mjera prevencije nastanka zagađe­nja, a potom projektiranjem odgovarajućih uređaja za tretman otpadnih voda.

212

LITERATURA

Anon. 1996. Technical Polution Prevention Guide for the Fruit and Vegetable Pro-cessing Industry in the Lower Fraser Basin, PBK Engineering Ltd., Vancouver, Sep-tember 1996., B.C. DOE FRAP 1996­18, Project No. 95043.

EC. 2006. Document on Best Available Techniquies in the Food, Drink and Milk Indus-tries, EC, August, 2006.

Lovrić T., Piližota V. 1994. Konzerviranje voća i povrća, Nakldni zavod Globus, Zagreb, 1994.

Nawirska A., Kwasniewska M. 2005. Dietary fibre fractions from fruit and vegetable processing waste, Food Chemistry 91, 221–225.

PITANJA I ODGOVORI

1. Kako se generalno dijeli otpad nastao u pogonima prerade voća i povrća? Tekući otpad, kruti otpad, emisije u zrak.2. Koje otpadne vode nastaju u procesima prerade voća i povrća? Odgovor: tehnološke otpadne vode, sanitarne otpadne vode, oborinske

otpadne vode.3. Kakav je hemijski sastav organskog otpada nastalog u toku procesa pre-

rade voća i povrća ? U najvećoj mjeri zastupljene su ugljikohidratne komponente (topive i ne-

topive), zatim proteini i manji dio lipidnih komponenata, te hemijska je-dinjenja koja potiču od procesa pranja i sanitacije procesne opreme.

PITANJA

1. Pri kojim tehnološkim operacijama nastaje najveća količina otpadnih ma­terija u preradi voća i povrća?

2. Koje su najčešće korištene metode predtretmana otpadnih voda nasta-lih u preradi voća i povrća?

3. Koje vrste bioloških tretmana otpadnih voda se najčešće koriste?

213

7.6.4 Održivostuproizvodnjikruha Sustainability in bread production

Dijana MiličevićUniverzitet u Tuzli, Tehnološki fakultet TuzlaBosna i HercegovinaJasna Mastilović Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Tehnološki fakultet ZvornikBosna i Hercegovina

7.6.4.1 Uvod Introduction

Kruh (hljeb) je osnovna namirnica u prehrani većine ljudske populacije da-nas na Zemlji. Od vremena kada je napravljen prvi kruh pa do danas desile su se neke promjene u procesu proizvodnje, kao i u pogledu sirovina koje se ko-riste za proizvodnju kruha.

Općenito, sirovine koje se koriste u proizvodnji kruha se mogu podijeliti na nekoliko načina (Miličević, 2011). Jedna od podjela je na:

o osnovne – brašno i voda,o dodatne – kvasac i so io pomoćne – šećer i svi ostali dodaci (mlijeko, masnoća, začini, aditivi....).Druga podjela sirovina je na:o osnovne – brašno, voda, so i kvasac io dodatne – šećer i svi ostali dodaci.

U početku su ljudi samo grubo usitnjavali žitarice (pšenicu, raž, jeačam) i to miješali sa vodom. Nakon toga su počeli koristiti kamenje za usitnjavanje žita-rica i dobivali su sve sitniji i sitnji proizvod brašno. Sa napretkom u tehnologiji mljevenja počele su se proizvoditi različite vrste brašna. Također, na početku se brašno miješalo samo sa vodom pa su se pravili uglavnom ravni kruhovi jer nije bilo kvasca koji bi izazvao fermentaciju. Onda su počeli dodavati so radi poboljšanja okus proizvoda, a nakon početka primjene kvasaca proširio se i asortiman proizvoda.

7.6.4.2 Proizvodnja kruha Bread making

Proces proizvodnje kruha odvija se kroz nekoliko faza:o priprema sirovina,o zamjes tijesta,o fermentacija,o premjesivanje,o fermentacija,

214

o dijeljenje, o okruglo oblikovanje,o završna fermentacija,o pečenje io hlađenje.Kod proizvodnje kruha ne moraju biti zastupljene sve navedene faze. To

prvenstveno ovisi o osnovnoj sirovini – brašnu. Također je i trajanje svake od ovih faza različito ovisno o vrsti brašna i količini sirovina, dakle, veličini kraj-njeg proizvoda (Kaluđerski i Žeželj, 1992).

1. Priprema sirovina je važna faza jer o njoj ovisi odvijanje sljedećih faza i kvalitet gotovog proizvoda. Sve sirovine se moraju na neki način pripre-miti, bilo da se radi samo o doziranju, odnosno vaganju ili o temperira-nju, pripremi otopine ili emulzije. Temperiranje je bitno kod proizvodnje kruha, jer i prehladne i pretople sirovine, prije svega brašno i voda, mogu izazvati negativne posljedice i dovesti do proizvodnje nekvalitetnog pro-izvoda. Dakle, nakon prosijavanja brašna ono se, kao i voda, temperira na odgovarajuću temperaturu i dozira ili se brašno izvaže. So se može dodati u prahu ili se može napraviti otopina. Slično je i sa kvascem, mada se kod kvasca puno češće pripremi emulzija sa vodom i to se doda u osta­le sirovine.

2. Zamjes je bitna operacija od koje umnogome ovisi i kvalitet krajnjeg pro­izvoda. Postoji više vrsta zamjesa, a koji će biti primijenjen ovisi o vrsti sirovina i vrsti proizvoda. U početku se najčešće koristi sporohodni za-mjes dok se ne homogeniziraju i ne sjedine sve sirovine, a poslije se ko-risti brzohodni zamjes ili zamjes u razičitim tipovima mjesilica, pa čak i miksera. Trajanje zamjesa ovisi o vrsti sirovina, ali je uglavnom potrebno dobiti homogenu tjestanu masu, koja će se poslije lako obrađivati. Veo-ma je bitno da sve bude tačno izmjereno i temperirano, jer od toga ovisi kvalitet krajnjeg proizvoda. Već nakon zamjesivanja brašna i ostalih sa-stojaka počinju se odvijati različiti procesi u toj smjesi. To se prvenstve-no odnosi na promjene u bjelančevinama i škrobu. Ti procesi se intenzi-viraju kako se intenzivira miješenje, a to su koloidni, fizikalni, biokemijski procesi. Mikrobiološki procesi se počinju odvijati kasnije, kad se aktivi-raju kvasci. Pod utjecajem enzima iz brašna odvijaju se i biokemijski pro-cesi i to procesi proteolize i, manje, amilolize. U početku miješenja svi ovi procesi utječu na formiranje tijesta dobrih svojstava. Međutim, da-ljim tokom miješenje može i negativno utjecati na svojstva tijesta i svi ovi procesi koji su u početku bili pozitivni mogu sada utjecati negativno i dovesti do stvaranja tijesta loših svojstava. Mikrobiološki procesi se od-vijaju pod utjecajem kvasaca, kada se oni aktiviraju, mada, ustvari, ti procesi počinju odmah nakon zamjesivanja tijesta. Podjela zamjesa se može izvršiti na sljedeće načine:

215

a) prema načinu izrade tijesta • šaržni – sa prekidima • kontinuirani – bez prekidab) prema postupku izrade tijesta • jednofazni – direktni zamjes • višefazni – indirektni zamjesc) prema intenzitetu zamjesa tijesta • sporohodni zamjes • brzohodni zamjes • intenzivni zamjes – mikserima

3. Fermentacija obuhvata promjene koje se odvijaju od trenutka zamjesi-vanja do dijeljenja tijesta na komade, a cilj je da se tijesto dovede u sta-nje u kojem je po fizičkim osobinama i stupnju razvoja plina najbolje za dijeljenje, obradu i pečenje – zrenje tijesta. Tijesto koje je dobro dozrelo i spremno za dijeljenje i obradu mora ispunjavati sljedeće uvjete:

o fizičke osobine trebaju biti optimalne za dijeljenje na komade, zaokru-gljivanje, duguljasto uvijanje i zadržavanje plina u konačnom obliku i pri pečenju,

o stvaranje plina u oblikovanim komadima tijesta na početku završnog vrenja treba proticati zadovoljavajućim intenzitetom,

o u tijestu treba biti dovoljna količina neprevrelih šećera i produkata hi-drolitičke razgradnje bjelančevina neophodnih za obojenje kore to-kom pečenja,

o u tijestu trebaju biti prisutni u potrebnim količinama produkti koji uvjetuju specifični ukus i aromu kruha.

U tijestu se, u toku vrenja, odvija alkoholno vrenje, razmnožavanje kvas-ca, dolazi do promjene kiselosti tijesta, odvijaju se različiti koloidni, fizikalni i biokemijski procesi.

4. Premjesivanje tijesta je veoma važno, mada to može imati i pozitivan i negativan učinak. Ovisi o tipu brašna, npr. polubijelo brašno se premjesu-je možda jednom, a crno nijednom. Premjesivanje traje 1.5 do 2 minute, a cilj je poboljšanje strukture proizvoda. Broj i trajanje premjesivanja ovisi o jačini brašna, dužini vrenja i izmeljavanju.

Poboljšanje strukture tijesta premjesivanjem je uvjetovano stvaranjem sitnijih mjehurića zraka koji nastaju raspadanjem većih mjehura, i oni se pravilnije raspoređuju u tijestu. Ako se primjenjuje jedno premjesivanje ono se provodi na dvije trećine trajanja vrenja, a ako je više premjesiva-nja onda se zadnje provodi najkasnije 20 minuta prije početka dijeljenja. Veoma je važno tačno odrediti kada je tijesto zrelo i kada se može poče-ti sa razdjeljivanjem.

5. Dijeljenje tijesta na komade obično se izvodi pomoću djelilica koje imaju već zadane mase. Polazi se od mase pečenog kruha ili peciva i treba se

216

voditi računa o gubicima tokom pečenja, hlađenja i sušenja. Mala odstu-panja su dozvoljena (±2.5% zadane mase), ali ne znači da su takve djelili-ce potpuno prihvatljive. Značajnija odstupanja su neprihvatljiva. Odstu-panja u masi, odnosno veća ili manja masa od željene dovodi do grešaka u daljnjoj proizvodnji (produženo ili skraćeno završno vrenje, veći ili ma-nji gubici pri pečenju i hlađenju i na kraju se ne dobije gotov proizvod tražene mase). Na odstupanja u masi pečenog kruha mogu utjecati i ne-ravnomjerni gubici pri pečenju i sušenju tokom skladištenja. Odstupanja kod djelilica koje su namijenjene izradi komadnog kruha ne smiju prela-ziti ±1.5% zadane mase.

6. Okruglenje komada tijesta se provodi odmah nakon dijeljenja i ako se pravi slobodno pečeni okrugli kruh ili okruglo pecivo onda je to i završ-no oblikovanje poslije kojeg odlaze na završno vrenje. Ako se pravi kruh u kalupu, vekne, peciva od svijetlog brašna onda je ovo prva faza ili me-đufaza u oblikovanju. Nakon nje slijedi međuodmaranje okruglih koma-da. Cilj ove faze je poboljšanje strukture tijesta kako bi gotov proizvod imao finiju i poroznu strukturu sredine.

7. Međuodmaranje (intermedijarno) tijesta traje 5 do 8 minuta i potrebno je kako bi popustila unutrašnja napetost u tijestu koja se javlja nakon okrugljenja. Istovremeno se smanjuje narušavanje strukture, poboljšava se struktura i moć zadržavanja plinova. To sve dovodi do izvjesnog po-većanja volumena gotovih proizvoda, te poboljšanja strukture i poro-znosti sredine. Ako bi se odmah nakon okrugljenja išlo na veknericu doš-lo bi do pogoršanja fizičkih svojstava tijesta jer veknerica ima vrlo inten-zivno mehaničko djelovanje. U ovom periodu vrenje ne igra posebnu ulogu, pa nije potrebno obezbijediti posebne temperaturne uvjete, niti vlaženje zraka. Manje sušenje površine komada tijesta je čak i poželjno jer olakšava njihov prolazak kroz veknericu.

8. Završno oblikovanje – poslije međuodmaranja okruglim komadima tije-sta se daje oblik karakterističan za gotov proizvod te vrste (Žeželj, M. 2005). Ako su to obične nerolovane vekne one se oblikuju u veknerici. Komad tijesta se prvo među valjcima razvalja u oblik duguljaste palačin-ke, zavija se u cjevast oblik i uvalja. Kada bi se odmah vršilo valjanje ko-načni proizvod bi bio lošijeg kvaliteta i poroznosti. Za vekne od raževog tijesta se koriste trakaste veknice u kojima tijesto prolazi između dvije trake na transporteru koje se kreću različitim brzinama i tako se obliku-ju. Za peciva različitih oblika postoje posebne mašine.

9. Drugo (završno) vrenje – u tijestu nakon završnog oblikovanja nema CO2, jer je istisnut premjesivanjem. Ako bi se takav komad tijesta stavio na pečenje proizvod bi bio nezadovoljavajućeg volumena i svojstava. U vrijeme završnog vrenja u tijestu se odvija vrenje, pri čemu se razvija CO2 koji razrahljuje tijesto i povećava mu volumen. Ovo vrenje se mora

217

odvijati pod određenim uvjetima temperature (35°C do 40°C) i relativne vlažnosti (75 do 85%). Povećana temperatura ubrzava vrenje, a poveća-na vlažnost je neophodna radi sprečavanja stvaranja suhe korice – opne na površini komada tijesta. Ako se stvori suha opna ona raspukne u toku završnog vrenja i pečenja, pa se na površini kruha stvaraju pukotine. Kraj završnog vrenja se određuje organoleptički na osnovu promjene volumena, oblika i fizičkih osobina komada tijesta koji narastaju. Za to treba imati dosta praktičnog iskustva i razvijen osjećaj. Na kvalitet kru-ha se odražavaju nepovoljno i predugo i prekratko završno vrenje. Kod nedovoljnog završnog vrenja vekna ima kuglast oblik, raspuklo ispupče-nje kroz koje ponekad iskipi sredina, a kalupski kruh ima jako okrugao oblik gornje kore, koja je obično podvijena nadole preko zidova kalupa. Ako je tijesto tvrdo u sredini nastaju pukotine. Kod predugog završnog vrenja vekna je spljoštena, a kalupski kruh ima ugnutu gornju koru u sre-dini. Vekna sa dovoljnim završnim vrenjem ima ovalan oblik, sa laganim prelazom u okrugli od donje kore u gornju na stranama. Završno vrenje traje različito – od 25 do 120 minuta, ovisno o veličini komada tijesta, recepturi, uvjetima, osobinama brašna, itd. Najveći utjecaj na trajanje vrenja imaju temperatura i vlažnost zraka i o tome treba voditi računa. Znanstvenici su dokazali da povišenje temperature sa 30°C na 45°C pri relativnoj vlažnosti od 80% do 85% skraćuje trajanje završnog vrenja za 23% do 30%. Povećanjem relativne vlažnosti sa 65% na 85% pri 35°C za-vršno vrenje je ubrzano za 20%. Najveće ubrzanje završnog vrenja posti-gnuto je pri temperaturi od 45°C i relativnoj vlažnosti od 90%. Međutim, vlaga iznad 85% može dovesti do ljepljenja tijesta za kalup pa je treba održavati u granicama do 85%. Poznato je da se tijesto tokom obrade li-jepi za površine na kojima se izrađuje, obrađuje, za trake transportera, djelilice, veknerice. To se nastoji spriječiti. Posipanje brašnom i mazanje mašću tih površina iziskuje dodatne troškove. Neki od načina su propu-hivanje zraka ili premazivanje površina silikonskim ili nekim drugim poli-mernim premazima, koji su, naravno, neškodljivi za ljudski organizam.

10. Pečenje je proces u kojem se tijesto pod utjecajem topline pretvara u go-tov proizvod. U pećima, koje mogu biti različitih izvedbi, toplina se tijestu prenosi najčešće kombinacijom toplotnog zračenja i prelaza topline, od-nosno konvekcije. Pri tome je temperatura površine koja odaje toplinu 300°C do 400°C, a temperatura u unutrašnjosti pekarske peći 200°C do 250°C. U toku pečenja u tijestu dolazi do fizikalnih, kemijskih i biokemij-skih promjena, a neke od njih su prestanak rada mikroorganizama, inakti-vacija enzima, želatinacija škroba, koagulacija proteina uslijed visoke tem-perature, isparavanje lakohlapljivih tvari, alkohola i vode, karamelizacija šećera, stvaranje melanoidina i tvari arome. Temperatura pečenja ovisi o mnogo faktora, kao što su vrsta proizvoda, tip brašna, količina tijesta, itd.

218

Kako bi se smanjile negativne pojave koje se mogu javiti u toku pečenja (isušivanje kore, nepoželjna boja, pucanje površine kore, itd) poduzimaju se neke mjere preodstrožnosti. U toku pečenja je potrebno vršiti vlaženje peći kako bi se spriječilo brzo stvaranje korice na površini kruha. U toku pečenja u tijestu se dešavaju različite fizikalno­kemijske promjene, kao što su izmjena topline i vlage u tijestu, povećanje volumena, klajsterizacija (želatinacija) škroba, koagulacija glutena, promjena aktivnosti enzima i nji-hova inaktivacija, inaktvacija mikrorganizama, nastajanje tvari okusa, aro-me i boje. Proizvod je pečen kada je završen proces stvaranja sredine i kore. Vrijeme pečenja ovisi o količini tijesta, tj. veličini komada. Sitno peci-vo se peče kraće (15 do 25 minuta), a tijesto u štrucama (1 kg – 33 minu-te) kraće od okruglih komada. Slobodno pečeni kruh se peče brže od kru-ha u kalupima, a kruh od tamnog brašna te miješani kruhovi se peku brže zbog veće vlažnosti i slabije poroznosti. Na vrijeme pečenja utječu tempe-ratura pečenja, osobine brašna, tvrdoća brašna, veličina, oblik i vrsta pro­izvoda, željena boja i debljina kore, stupanj poroznosti tijesta itd.

Peći za pečenje kruha mogu biti različitih izvedbi (Kaluđerski i Žeželj, 1992):o zidane peći od kamena ili cigle, o parne peći,o etažne peći,o poluautomatske trakaste peći,o konvekcione peći,o automatske tunelske peći io mikrovalne pećnice.Zidane peći od kamena ili cigle se zagrijavaju loženjem drva u pećnici koja

se nakon toga očisti i tu se peče kruh. Punjenje i pražnjenje se vrši pomoću pekarske lopate. Dobije se kruh izuzetnog kvaliteta, ali je potreban veliki rad, a mali je kapacitet peći.

Parne peći se zidaju od cigle u dvije etaže, a zagrijavaju se pomoću bešav-nih cijevi u kojima se zagrijava destilirana voda, isparava i grije pećnicu.

Etažne peći imaju stabilni pod od valjanih limova, zagrijavaju se lož uljem, plinom ili električnom energijom.

Poluautomatske trakaste peći se pune pomoću uređaja za punjenje, imaju automatsko pražnjenje i opremljene su uređajem za vlaženje.

Konvekcione peći rade na principu rotiranja kolica sa tijestom koja su ras-poređena na limovima za pečenje koji su na policama ili se limovi sa tijestom stavljaju na fiksne police, a pečenje se vodi kompjuterski.

Automatske tunelske peći su velikog kapaciteta, brzina pokretne trake se može regulirati tako da vrijeme pečenja bude 10 do 60 minuta.

Mikrovalne pećnice imaju brže prodiranje topline, povoljne su za tijesta od slabog brašna, za štrucu od 750 g pečenje traje 8 minuta i nastaju kruhovi bez čvrste kore.

219

Za pečenje se koriste crni ili aluminijski, perforirani lim sa promjerom otvo ra 2 do 3 mm, a kalupi mogu biti okrugli, četvrtasti, rebrasti, ovalni, ovisno o na-mjeni.

Sredstva za premazivanje limova i kalupa moraju osigurati da se tijesto ne lijepi za površinu, moraju se moći lako namazati, ne smiju otjecati sa vertikalnih površina, moraju biti kemijski stabilna, bez mirisa i okusa i moraju omogućiti lagano ispadanje proizvoda iz kalupa. Jednoliko nanošenje je omogućeno ako su u obliku spreja. Obično je to smjesa ulje i voda 50:50 uz dodatak lecitina.

Hlađenje kruha je obavezna operacija u proizvodnji. Na izlasku iz peći sre-dina kruha ima temperaturu od 98°C i mora se ohladiti na 35°C, dok tempera-tura skladištenja treba biti 15°C do 20°C, uz relativnu vlažnost od max. 75%. Vrijeme hlađenja je 2 do 3 sata. Hlađenje kruha počinje od površine kruha, a razlika u temperaturi između kore i sredine uvjetuje premještanje vlage od zagrijane sredine prema hladnoj kori pa je vlažnost kore na izlasku iz peći 0%, a na kraju hlađenja 12%. Sušenje kruha je, ustvari, razmjena vlage između kore i okolnog zraka sve dok se ne uspostavi ravnotežna vlažnost od 15%. Gu-bici mase su 3% ako se kruh hladi na 30°C 105 minuta, odnosno 1.8% ako se kruh hladi na 30°C 50 minuta. Kruh se hladi na kolicima, transporterima ili ko-morama sa kondicioniranim zrakom.

7.6.4.3 Opasnosti za okolinu Risk for environment

Što se tiče zagađenja okoline, odnosno utjecaja na životnu okolinu u toku samog procesa proizvodnje kruha nema velikih zagađivača. Moglo bi se reći da u toku procesa proizvodnje do zagađenja može doći u dvije faze:

o pečenje kruha – ovisi o tipu peći i gorivu koje se koristi,o pranje posuda koje se koriste u toku procesa proizvodnje (dozatori, mje-

silice tijesta, djelilice, komore za fermentaciju i najviše kalupi za pečenje).U Bosni i Hercegovini, postoji veliki broj malih pekara koje još uvijek za za-

grijavaje peći za pečenje koriste ugalj i drva. Ugalj, odnosno produkti sagorije-vanja su veliki zagađivači koji emitiraju u atmosferu veliku količinu CO2. Me-đutim, danas velike i moderne pekare sve više mijenjaju stare peći na ugalj novijim koje koriste plin ili neko drugo gorivo koje je manje štetno i emitira manje zagađivača u atmosferu.

Voda od pranja pogona i posuda ne predstavlja preveliki izvor zagađenja. To se posebno odnosi na vodu od pranja mjesilica, dozatora i drugih dijelova opreme u toku procesa proizvodnje. Nešto veći zagađivač je voda koja ostaje nakon pranja kalupa od pečenja. Naime, u tim kalupima se nalaze ostaci gotovog proizvoda, te produkti koji nastaju u toku pečenja (melanoidi i drugi produkti koji nastaju reakcijom masnoća i sastojaka tijesta – bjelančevina i škroba pod utjecajem visoke temperature). Iako ova voda ne predstavlja veliki izvor zaga-đenja, ipak treba voditi računa o njenom zbrinjavanju.

220

Problem u pekarstvu prvenstveno za radnike predstavlja i brašno, odnosno prašina koju radnici udišu. To može izazvati različite neželjene reakcije kod ljudi poput alergijskih reakcija, problema sa dišnim putevima, itd.

Osim toga, kao izvori zagađenja u proizvodnji kruha se mogu javiti:o otpadne vode,o aerozagađenje,o čvrst otpad,o buka io toplotni gubici.Otpadne vode u pekarskoj industriji potječu od pranja i dezinfekcije pogona,

djelilica i drugih mašina za obradu tijesta, pranja plehova, korpi i vozila za tran­sport, te sanitarnih uređaja (Anđelković i Krstić, 2002). Te vode mogu sadrža-vati ostatke tijesta i brašna, klorne spojeve i deterdžente korištene za pranje i dezinfekciju pogona i sanitarija.

Aerozagađenje može biti prisutno u više faza proizvodnje kruha. Tu spada, npr. prašina od brašna kod prosijavanja i zamjesa kruha, akrolein pri pečenju proizvoda sa mašću, ugljik dioksid u magacinima za hlađenje kruha, itd. Praši-na od brašna može izazavati i astmu kod radnika, a takođe može sadržavati gljivice, ostatke pesticida, dodatke za bijeljenje brašna, gljive, itd.

Čvrst otpad predstavlja tijesto zaostalo u mašinama nakon zamjesa, braš-no koje se rasulo ili nije upotrebljivo iz bilo kojeg razloga. Ovdje se može ubro-jati i otpad papirne, kartonske i plastične ambalaže koji se može prodavati kao sekundarna sirovina.

Buka prisutna u pekarskom pogonu može dovesti do oštećenja sluha i dru-gih funkcionalnih i organskih promjena.

Toplotni gubici su veliki i karakteristični za pekarsku proizvodnju, a imaju jako veliki utjecaj na radnu sredinu. Radnici u pogonu koji prate rad mašina i uređaja duž linije proizvodnje, koji ubacuju kruh u peć i vade ga iz peći, kod automatskih i poluautomatskih pogona izloženi su vrlo visokim temperatura-ma. U ljetnom periodu temperature mogu dostići i 37°C, pa čak i do 47°C (An-đelković i Krstić, 2002).

7.6.4.4 Zaključak Conclusion

U tehnološkom procesu proizvodnje kruha i općenito pekarskih proizvoda nema puno faktora koji dovode do zagađenja okoline. Zagađenje može nasta-ti kao rezultat sagorijevanja uglja, lož ulj, plina ili drveta, ako se za pečenje ko-riste peći na ta goriva, te od otpadnih voda nastalih nakon pranja i dezinfekci-ja uređaja u pogonu i plehova za pečenje.

Rješenje ovih problema, odnosno načini na koje se mogu smanjiti zagađe-nja u pekarskoj industriji postoji.

221

Kada su u pitanju peći koje se koriste za pečenje treba izbjegavati peći na ugalj i koristiti električne peći ili peći na plin. Na taj način se smanjuje emisija CO2, a time se smanjuje i zagađenje okoline.

Kod pranja kalupa nakon pečenja treba izbjegavati izbacivanje vode u oko-linu i vodotokove prije prečišćavanja te vode. Tek nakon prečišćavanja i filtri-ranja voda se može izbaciti u vodotokove.

Rješenje za prašinu od brašna u pogonu je nošenje maski za nos i usta od strane radnika, što je inače obavezno iz higijenskih razloga i primjena odgova-rajućeg ventilacionog sistema u pogonu, ako je to moguće.

222

LITERATURA

Anđelković, B., Krstić, I. (2002). Tehnološki procesi i životna sredina, NišKaluđerski, G., Žeželj, M., Gavrilović, M., Kaluđerski, S., Tošić, B. (1992). Tehnologija

proizvodnje i prerade brašna, Zajednička stručna knjigaMiličević, D. (2011). Tehnologija pekarskih i pekarsko­konditorskih proizvoda, TuzlaStanley P. Cauvain and Linda S. Young (2006). Baked Products: Science, Technology

and Practice, Blackwel PublishingŽeželj, M. (2005). Tehnologija žita i brašna, knjiga 1, Beograd

PITANJA

1. Koje se sirovine koriste u proizvodnji kruha?2. Koja faza u proizvodnji kruha je najveći zagađivač okoline?3. Šta može dovesti do zagađenja okoline u procesu proizvodnje kruha?4. Koji su izvori aerozagađenja u proizvodnji kruha?5. Odakle potječe čvrsti otpad u pekarskoj proizvodnji?

223

7.6.5 Proizvodnjapekarskogkvascaikonceptnulteemisije Production of baker’s yeast and zero emission concept

Grahovac JovanaUniverzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad Srbija

Savremeni tehnološki postupak proizvodnje pekarskog kvasca podrazume-va ekonomičnost, minimizaciju gubitaka i adekvatno rešene probleme zaštite životne sredine.

Takozvane “end­of­pipe” tehnologije, koje podrazumevaju postupke sani-ranja otpada na kraju tehnološkog postupka, kao i tehnologije koje se bave reciklažom otpada samo delimično rešavaju problem zagađenja životne sredi-ne. Pored toga ove tehnologije imaju visoke operativne troškove, zahtevaju velike investicije i imaju velike energetske zahteve. Poslednjih decenija razvi-jaju se veštine i alati za integraciju procesa s ciljem postizanja nulte emisije otpada te smanjenja operativnih i investicionih troškova.Kada se radi o proi-zvodnim procesima čistija proizvodnja uključuje efikasnije iskorišćavanje siro-vina i energije kroz dobro integrisane procese, eliminaciju otrovnih i opasnih materijala te prevenciju nastanka otpada.Da bi se postiglo usaglašavanje rada fabrike kvasca sa konceptom nulte emisije neophodno je dobro poznavanje proizvodnog procesa.

U cilju ostvarenja visokog prinosa i dobrog kvaliteta pekarskog kvasca, po-trebno je mikroorganizmu obezbediti neophodne hranljive materije za rast i metaboličku aktivnost. Proizvodni mikroorganizam Saccharomyces cerevisiae zahteva za svoj rast, razmnožavanje i održavanje životnih funkcija izvore ener-gije, biogene elemente, faktore rasta i ostale elemente koji ulaze u sastav nje-gove suve materije. Ćelije kvasca su u mogućnosti da produkuju biomasu kori-steći relativno jednostavne supstrate. Najbolji je onaj supstrat koji mikroorga-nizmu obezbeđuje hranljive materije neophodne za procese sinteze i maksi-malnu produkciju energije što za rezultat ima maksimalan prinos biomase. Postoji čitav niz potencijalnih sirovina koje se mogu koristiti za proizvodnju svežeg pekarskog kvasca, ali njihova praktična primena zavisi od velikog broja faktora, kao sto su raspoložive količine sirovine, ekonomičnost proizvodnje, mogućnost skladištenja, dostupnost sirovine itd.

Neophodne hranljive materije obezbeđuju se u fabrikama kvasca pomoću melase,mineralnih soli,kompleksa faktora rasta,pomoćnih sirovina ivode.Me-lasa, kao sporedni proizvod proizvodnje šećera iz šećerne repe i šećerne tr-ske, predstavlja poslednji sirup, iz kojeg se saharoza ne može izdvojiti kristali-zacijom na ekonomičan način. Melasa je mrke boje, velikog viskoziteta, a njen sastav zavisi od kvaliteta repe, tehnologije proizvodnje šećera i dužine skladi-štenja. Melasa uobičajeno sadrži 50% saharoze, 30% nešećera i 20% vode.Melasa u proizvodnji pekarkog kvasca prvenstveno služi kao izvor ugljenih hi-

224

drata, jer sadrži saharozu koju kvasci veoma lako i brzo asimiluju u aerobnim uslovima. Pekarski kvasac ima visoku aktivnost enzima koji razlažu saharozu na glukozu i fruktozu, koje direktno ulaze u metaboličke procesećelija kvasca.Kvasac iz melase, što se tiče azotnih jedinjenja, asimiluje samo amino­azot koji predstavlja vredan, ali nedovoljan izvor azota. Melasa ne sadrži dovoljne koli-čine fosfornih jedinjenja, kalijuma, magnezijuma, vitamina i faktora rasta te ih je potrebno posebno dodavati u podlogu.Melasa sadrži i veliki broj mikroor-ganizama, čije umnožavanje ima negativan uticaj na razmnožavanje kvasca, jer troše hranljive materije iz podloge. Zbog toga je melasu potrebno čuvati na pogodan način da bi se sprečilo razvijanje mikroorganizama i pre početka pro izvodnje pekarskog kvasca neohodno ju je sterilisati.S obzirom da melasa ne sadrži dovoljno mineralnih soli neophodnih za rast kvasca one se moraju po sebno dodavati u podlogu. Kao izvori azota se koriste amonijačna voda, amo­nijum­sulfat i amonijum­fosfat. Amonijačna voda osim kao izvor azota služi i kao regulator kiselosti tokom procesa kultivacije. Kvasne ćelije mogu da asimiluju samo fosfor u obliku fosfata. Najčešće se koristi diamonijum­hidrogenfosfat koji je istovremeno izvor azota i fosfora. Asimilacija fosfora i azota je međusobno povezana i ako nema dovoljno fosfora neće se iskoristiti ni sav azot iz podlo-ge.Sumpor se najbolje usvaja u obliku jedinjenja u kojima je šestovalentan, dok organski vezan sumpor iz aminokiselina, biotina i tiamina kvasac ne može da koristi.Za normalan rast i razmnožavanje kvasca potreban je čitav niz mi-kroelemenata, kao sto su K, Mg, Fe, Ca, Zn, Mn i Cu koji se u podlogu unose u vidu soli. Faktori rasta za proizvodnju kvasca su biotin, inozitol i pantotenska kiselina. Kompleksi ovih faktora dodaju se u hranljivu podlogu jer ih melasa ne sadrži u potrebnim količinama. Ako sadržaj ovih stimulatora nije izbalansi-ran, slabije je iskorišćenje šećera, a samim tim ekonomičnost proizvodnje se smanjuje. U industriji se retko dodaju čisti vitamini već se dodaju u vidu pri-rodnih sirovina kao što su kukuruzni ekstrakt, ekstrat žitarica i autolizat kvas-ca.Kao pomoćne sirovine u proizvodnji kvasca se koriste razna sredstva za po-dešavanje vrednosti pH podloge, dezinfekciona sredstva, sredstva za suzbija-nje pene i filtracioni materijali. Za proizvodnju pekarskog kvasca, kao osnova podloge, koristi se voda koja treba da odgovara kvalitetu vode za piće. U tu svrhu se koristi voda iz vodovodne mreže ili iz sopstvenih bunara koja zadovo-ljava propisani kvalitet.

Za proizvodnju pekarskog kvasca mogu se primeniti tri osnovna postupka proizvodnje: šaržni postupak, polukontinualni postupak (dolivni) i kontinualni postupak. Postoji veliki broj varijacija ovih procesa proizvodnje pekarskog kvasca. Svi oni imaju za cilj da proizvedu što veću količinu biomase kvasca u jedinici vremena i po jedinici utrošenih sirovina. Pri tome se mora ispuniti za-htev da kvasac ima što veću fermentativnu aktivnost i što veću stabilnost pri skladištenju. U savremenoj proizvodnji kvasca najčešće primenjivani postupak

225

je dolivni postupak proizvodnje. Svi procesi imaju nekoliko zajedničkih osnov-nih faza koje su prikazane blok šemom.

Priprema hranljive podloge podrazumeva razblaživanje melase dodatkom vode, bistrenje i sterilizaciju. Ostale hranljive supstance se pripremaju u obli-ku vodenih rastvora i dodaju melasi. Pogon za proizvodnju pekarskog kvasca treba da zadovoljava sve uslove higijenske ispravnosti. Potrebno je sterilisati sve sudove i uređaje sa kojima kvasac dolazi u kontakt. Umnožavanje kvasca otpočinje proizvodnjom laboratorijski čiste kulture pri čemu se hranljiva pod-loga ne dozira i ne vrši se aeracija. Kvasac proizveden u ovom stadijumu služi za zasejavanje prvog suda u odeljenju za proizvodnju pogonske čiste kulture. Ova faza se izvodi u propagacionoj stanici koja je najčešće izdvojeno odeljenje fabrike kvasca zbog lakšeg održavanja sterilnih uslova rada. Propagaciono po-strojenje se najčešće sastoji od tri bioreaktora rastuće zapremine. Proces u propagatoru traje 12­20 h i izvodi se pri visokoj koncentraciji šećera i niskoj vrednosti pH, tokom prvih 2­3 h primenjuje se blaga aeracija nakon čega sledi anaerobna faza tokom koje nastaje preko 4% etanola. Na ovaj način omogu-ćeno je održavanje sterilnih uslova rada i selekcija fiziološki otpornijih ćelija kvasca. Kvasac umnožen u propagatoru dalje se umnožava u predfermentoru tokom 20 h uz aeraciju samo tokom prvih časova fermenacije. Proizvodnja male matice traje oko 20 h i blaga aeracija se primenjuje tokom ukupnog tra-janja procesa. U toku ove faze umnožavanja doziranje hranljivih supstanci se povećava eksponencijalno. Po završetku ove faze umnožavanja kvasca vrši se separacija i pranje matičnog kvasca vodom i rastvorom sumporne kiseline od neiskorišćenih hranljivih materija i sporednih proizvoda metabolizma uključu-jući etanol u količini od 2%. Dobijena suspenzija kvasca koncentracije 8­14% naziva se kvasno mleko. Kvasno mleko male matice se čuva na temperaturi od oko 5°C, pri čemu je metabolizam ćelija kvasca sveden na minimum. Kvasno mleko male matice deli se na više delova, koji služe za proizvodnju velike ma-tice. Tokom proizvodnje velike matice održava se niska koncentracija šećera postupnim dolivanjem melase uz intenzivnu aeraciju. Međutim, uslovi se po-stepeno približavaju uslovima proizvodnje prodajnog kvasca odnosno doliva-nje izvora fosfora i azota se postepeno smanjuje, a u poslednjim časovima procesa smanjuje se i dolivanje melase. Proizvodnja velike matice traje oko 12 h nakon čega slede separacija i pranje kvasnog mleka. Iako je kvasno mleko velike matice stabilnije od kvasnog mleka male matice potrebno ga je čuvati na niskoj temperaturi do primene.

226

Slika 7.6.5.1. Blok šema postupka proizvodnje pekarskog kvasca Figure 7.6.5.1 Block diagram of the yeast production process

U fazi proizvodnje prodajnog kvasca potrebno je da se omoguće optimalni uslovi za rast kvasca kako bi prinos po jedinici mase sirovine bio visok, kao i uslovi da se dobije kvasac visoke fermentativne aktivnosti i velike stabilnosti. Primenjuje se dolivni postupak, a režim dolivanja razblažene melase i hranlji-vih soli usklađuje se sa rastućim potrebama kvasca koji se umnožava, a u za-vršnim fazama sa zahtevom da se dobije što stabilniji kvasac. Blaga aeracija se vrši tokom ukupnog trajanja procesa koje iznosi 12­14 h, a sa dolivanjem me-lase se prestaje nešto ranije. Doziranje izvora azota povezano je sa sadržajem proteina u ćelijama kvasca i stoga značajno utiče na kvalitet gotovog proizvo-da. Visok sadržaj proteina ima za posledicu veću fermentativnu aktivnost, ali smanjenu trajnost proizvoda dok manji sadržaj proteina znači veći sadržaj re-zervnih ugljenih hidrata što se pozitivno odražava na trajnost kvasca budući da povećava otpornost ćelija na autolizu. U završnoj fazi proizvodnje prodaj-nog kvasca smanjuje se doziranje azota u toku poslednjih časova procesa

227

usled čega se povećava stepen iskorišćenja azota iz hranljive podloge i in-dukuje sinteza rezervnih ugljenih hidrata.

Po završetku umnožavanja kvasca vrši se separacija ćelija kvasca iz suspen-zije pri čemu se dobija koncentrovano kvasno mleko nakon čega sledi pranje kvasnog mleka sa ciljem uklanjanja najvećeg dela soli i ostalih rastvorenih ma-terija. Separacija i pranje kvasnog mleka najčešće se izvodi trostepeno. Prili-kom separacije kultivaciona tečnost se razdvaja na kvasno mleko sa 12­18% suve materije i otpadnu vodu. Otpadna voda se mora redovno kontrolisati jer su njene količine tako velike da u slučaju zaostajanja i veoma malih količina kvasca u njoj gubici u prinosu gotovog proizvoda mogu biti veliki. Filtracija kvasnog mleka se uobičajeno vrši na rotacionom vakuum filteru pri čemu se dobija kvasac sa 28­30% suve materije i otpadna voda. Sadržaj suve materije u kvasnoj pogači može se povećati dodatkom natrijum­hlorida u kvasno mle-ko pri čemu dolazi do izlaska jednog dela ćelijske vode. Natrijum­hlorid koji zaostaje ispira se vodom prilikom filtracije. Ovim postupkom može se sadržaj suve materije u kvascu povećati do 35%. Nakon filtracije kvasac se uvodi u mašinu za oblikovanje nakon čega se seče na komade tačno određenih di-menzija, specijalnim automatskim nožem, a zatim pakuje. Upakovani kvasac se čuva do isporuke na temperaturi od 4°C.

Glavne otpadne vode fabrike kvasca su vode koje se dobijaju posle pripre-me melase, kao i razblažene vode od ispiranja posle separacije kvasca, otpad-na voda od hlađenja i voda od pranja prostorija. Otpadne vode fabrike kvasca su obojene, sadrže sastojke poreklom iz melase koje kvasac nije utrošio to-kom umnožavanja, produkte metabolizma kao i znatne količine koloidno ra-stvorenih organskih materija. Količina otpadne vode kao i koncentracija ot-padnih materija zavise od stepena razblaženja melase koje konkretna fabrika primenjuje. Najveća količina otpadnih voda se izdvaja prilikom separacije pro-dajnog kvasca i iznosi u proseku 15­40 m3 po 1 t proizvedenog kvasca sa 27% suve materije. Otpadne vode iz fabrike kvasca predstavljaju veoma zagađene otpadne vode. Opterećenje ovih voda je 15 puta veće od opterećenja komu-nalnih otpadnih voda. Najviše su opterećene otpadne vode iz prve separacije matičnog kvasca i prodajnog kvasca. BPK5 (biološka potrošnja kiseonika za 5 dana) male matice iznosi oko 13000 mg O2/l, velike matice oko 7000 mg O2/l, a prodajnog kvasca oko 4000 mg O2/l. Ukupno opterećenje otpadne vode koja se dobija proizvodnjom 1 t kvasca sa 27% suve materije izraženo kao BPK5 iznosi oko 200 kg. Ovo opterećenje je ekvivalentno opterećenju otpadne vode koja se dobija iz naselja sa oko 4000 stanovnika. S obzirom na opisane karakteristike otpadne vode fabrike kvasca moraju se tretirati u cilju otklanja-nja organskih materija i smanjenja BPK5 pre ispuštanja u vodotokove.

Biogas se dobija razgradnjom organskih materija pod anaerobnim uslovi-ma. U vreme kada rezerve fosilnih goriva opadaju, energetski troškovi rastu, a životnu sredinu ugrožava nepravilno upravljanje otpadom, pronalaženje ade-

228

kvatnog tretmana industrijskih otpadnih voda predstavlja značajan problem. Na osnovu karakteristika otpadnih voda fabrike kvasca najbolju opciju pred-stavlja prečišćavanje otpadnih voda uz proizvodnju biogasa budući da se u ve-ćini slučajeva, za prečišćavanje otpadnih voda sa visokim sadržajem organskih sastojaka primenjuje anaerobni postupak.

Otpadne vode fabrike kvasca (1) prvo se skupljaju u tanku koji služi za ho-mogenizaciju (2), a nakon toga sledi temperaturni tretman na 70°C pri čemu se uništavaju eventualno prisutni mikroorganizmi koji imaju negativan uticaj na proces fermentacije. Proces proizvodnje biogasa obuhvata hidrolizu, kise-linsku, sirćetnu i metanogenu fazu. Otpadna voda se najpre pumpama preba-cuje do acidifikaciono/puferskog rezervoara u kojem se odvija hidroliza nera-stvornih organskih makromolekula do jednostavnijih rastvornih jedinjenja pomoću ekstracelularnih enzima mikroorganizama. Nakon toga, voda se tran-sportuje do anaerobnog fermentora (4) u kojem se odvija fermentacija ra-stvornih organskih jedinjenja, kao što su prosti šećeri, masne kiseline i amino­kiseline, kompleksnom populacijom fakultativno aerobnih i obligatno anae-robnih mikroorganizama do alkohola, nižih masnih kiselina, acetata, vodonika i ugljen­dioksida. Tokom sirćetne faze razlažu se reakcioni proizvodi iz pret-hodne faze do sirćetne kiseline, vodonika i ugljen­dioksida pomoću obligatno anaerobnih bakterija. U poslednjoj fazi delovanjem metanogenih bakterija nastaje biogas (6). Metanogene bakterije najosetljivije su na poremećaje okol-nih uslova, a i veoma sporo se razmnožavaju. Zbog toga se uslovi prilagođava-ju ovoj grupi bakterija, da bi se postigli najviši prinosi biogasa i obezbedila sta-bilnost procesa. Uz fermentore se obično nalazi i kondicioner, koji omogućava održavanje aktivnosti bakterija snabdevanjem mikroelementima.

Slika 7.6.5.2 Šema proizvodnje biogasa i kogeneracija električne energije Figure 7.6.5.2 Scheme view of biogas production and cogeneration of electricity

229

Biogas je mešavina gasova, koju čine približno dve trećine metana, jedna trećina ugljen­dioksida i značajno manje količine drugih gasova (kiseonik, azot, amonijak, vodonik, vodonik sulfid). Sadržaj nastalog biogasa zavisi od sa-stava polazne otpadne vode, od efektivno prisutne mikrobiološke populacije i od uslova rada (pH, temperatura, mešanje, način vođenja procesa itd.). Nedo-statak otpadnih voda fabrike kvasca je veliki sadržaj jedinjenja sa sumporom od kojih u toku anaerobne razgradnje nastaje sumpor­vodonik pa se dobija biogas nepovoljnog sastava. Sadržaj sumpor­vodonika u dobijenom biogasu može da iznosi i do 7% pa se pre upotrebe biogasa mora ukloniti. Produkcija biogasa u toku vremena često nije konstantna pa je teško uskladiti kapacitete proizvodnje biogasa i kogenerativnog postojenja. Stoga je neophodno obez-bediti rezervoare za skladištenje biogasa, koji moraju biti hermetički zatvore-ni, osigurani od nadpritiska i podpritiska, otporni na povišenu temperaturu, pritisak UV­zračenje i različite meteorološke prilike. U slučaju prestanka rada postrojenja (npr. usled redovnog servisa), kao i u slučaju proizvodnje veće ko-ličine biogasa od kapaciteta rezervoara za skladištenje, neophodna je gasna baklja (5), koja taj višak sagoreva. Iz gasnog rezervoara biogas se prosleđuje u gasni motor (8) koji je kuplovan sa generatorom električne energije. Toplota koja se stvara tokom rada motora, može da se efektivno iskoristi preko izme-njivača toplote (9). Korišćenjem generatora, mehanička energija gasnog mo-tora se pretvara u električnu energiju (11). Biogas se dobija iz obnovljivih izvo-ra energije, izduvni gasove koji se osobađaju nakon njegove primene mogu da se vrate u prirodni krug te se može reći da je proces proizvodnje biogasa CO2

neutralan (10).Proizvodnjom električne energije iz biogasa nastalog prečišća-vanjem otpadne vode, fabrika kvasca može da proizvede oko jedne trećine ukupno potrebne energije za svoj rad na godišnjem nivou. Međutim, po zako-nu naša država daje stimulaciju za proizvodnju „zelene energije“ koja trenut-no iznosi 100% što znači da je kompanija koja proizvodi električnu energiju u situaciji je da je proda po dvostuko većoj ceni. Proizvodnjom i prodajom na ovakav način dobijene električne energije fabrika kvasca bi bila u mogućnosti da obezbedi oko dve trećine godišnjih potreba za tom vrstom energije.

Otpadna voda nakon anaerobnog podleže aerobnom tretmanu koji podra-zumeva aeraciju i odvajanje mulja sedimentacijom u otvorenim rezervoarima. U njima se odvajaju nitriti, amonijak i druge nepoželjne materije i ostvaruje se poželjna vrednost pH. Voda prečišćena na navedeni način ne sadrži organske i štetne materije,zadovoljava sve domaće, evropske i svetske standarde te se sme ispuštati u vodotokove. Da bi celokupan rad fabrike bio u skladu sa kon-ceptom nulte emisije pored rešavanja problema otpadnih voda neophodno je zbrinjavanje na odgovarajući način ostatka fermentacije nakon proizvodnje biogasa odnosno primena ovog nusproizvoda radi ostvarivanja prihoda ili ušteda. Sastav ostatka fermentacije je sličan stajnjaku, ali značajno zavisi od primenjenog supstrata. Distribucija ovog materijala na poljoprivredne površi-

230

ne radi poboljšanja kvaliteta zemljišta je korisnasa aspektazaštiteživotne sre-dine i ostvarenja zaokruženog ciklusa. Ponekad se primenjuje separacija na čvrstu i tečnu fazu. Distribucija prevrelog mulja sprovodi se u agrotehničkim ro­kovima, a ne bilo kad u toku godine. To znači da na postrojenju mora da postoji rezervoar u kojem se ostatak fermentacije skladišti do vremena korišćenja.

7.6.6 Potrošnjatoplotneenergijeuprocesuproizvodnjašećera Heat consumption in the process of sugar production

Bojana IkonićUniverzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad Srbija

Tehnološki postupak proizvodnje šećera je kontinualan. Odvija se po faza-ma procesa koje su međusobno povezane u tehnološku celinu (Slika 7.6.6.1). Pored osnovnog tehnološkog procesa proizvodnje šećera, tehnologija obu-hvata i pomoćne procese i operacije u pogonima za proizvodnju energije, po-moćnih materijala i doradu nusproizvoda.

Transport repe od njive do mesta preuzimanja treba da bude što brži, bez pretovara i sa što manjim mehaničkim oštećenjima šećerne repe. U fabrič-kom krugu šećerna repa se istovara u repne kanale. Sadržaj primesa u repi koja dolazi na preradu je oko 15%, tako da je prilikom transporta kroz repne kanale i u procesu pranja repe potrebno ukloniti sve nečistoće. Repa se, za-tim, reže u rezance krovastog profila koji obezbeđuju maksimalnu površinu, krutost i poroznost nasutog sloja repe, što obezbeđuje tehnološki najpovoljni-je uslove za ekstrakciju šećera.

Procesom difuzije, u protivstrujnom toku rezanaca šećerne repe i vode, ekstra huje se šećer iz repinog tkiva. Da bi se omogućio proces difuzije šećera, mora se srušiti nativna struktura ćelija, što se postiže zagrevanjem. Ovaj pro-ces se naziva plazmoliza. Plazmoliza se postiže kada se rezanci repe zagreju do temperature od 68­75oC. Iz plazmoliziranih rezanaca, usled razlike koncentra-cija, šećer difuzijom prelazi iz tkiva repe u sok. Ekstrahovani rezanci se zatim presuju da bi se izdvojila što veća količina vode (voda sa presa) koja se ponovo vraća u proces ekstrakcije i na taj način smanjuje potrebu za svežom vodom. Presovani ekstrahovani rezanci se koriste kao stočna hrana, a zbog lakšeg transporta i skladištenja se suše i peletiraju.

Faza čišćenja soka obuhvata sve operacije i procese kojima se iz difuzionog soka uklanjaju nešećeri. Cilj čišćenja je, osim uklanjanja nešećera, i da se dobi-je sok koji se pri daljoj termičkoj obradi, uparavanju i kristalizaciji neće menja-ti. Ova osobina soka se naziva „termostabilnost“. U praksi se proces prečišća-vanja soka šećerne repe bazira na korišćenju krečnog mleka i ugljen dioksida. Sok posle procesa čišćenja se naziva „retki sok“ i njegova koncentracija je iz-među 10% i 15% suve materije.

231

Slika 7.6.6.1. Proces proizvodnje šećera iz šećerne repe

1 – transport i istovar repe, 2 – pranje i rezanje repe, 3 – ekstrakcija i prerada ekstrahovanih rezanaca, 4 – čišćenje soka, 5 – uparavanje, 6 – kristalizacija,

7 – centrifugiranje, sušenje i skladištenje kristala Figure 7.6.6.1 Production of sugar from sugar beet

1 – transportation and sugar beet discharge, 2 – sugar beet washing and slicing, 3 – extraction and processing of the extracted pulps, 4 – juice purification,

5 – evaporation, 6 – crystallization, 7 – centrifugation, drying and storage of crystals

Sledeća faza je uparavanje retkog soka, odnosno uklanjanje vode u više-stepenoj otparnoj stanici, čime se koncentracija soka povećava da bi koncen-tracija soka na izlazu iz poslednjeg stepena otparne stanice bila oko 65% suve materije i naziva se „gusti sok“. Para koja nastaje uparavanjem soka u pojedi-nim telima otparne stanice se naziva „sekundarna para“.

Gusti sok, koncentracije oko 65% suve materije, je nezasićen rastvor. On se u procesu kristalizacije dalje uparava i dovodi u oblast presićenosti koja je po-voljna za kristalizaciju saharoze. Procesom kristalizacije se iz presićenih ra-stvora izdvaja saharoza, a u zasićenom rastvoru, matičnom sirupu, zaostaju nešećeri. Cilj kristalizacije je da se što kraćim postupkom izdvoji što čistiji kri-stal šećer i da zadnji sirup, melasa, sadrži što manje šećera. Suspenzija kristala u sirupu se naziva šećerovina. Šećerovina se posle hlađenja odvodi na centri-fuge u kojima se odvaja kristal od matičnog sirupa. Konzumni šećer sa centri-fuga se transportuje u sušaru kristala i zatim skladišti.

232

Na slici 7.6.6.2 su glavni koraci u proizvodnji šećera prikazani od vrha do dna šeme, a koraci transformacije energije prikazani su sleva na desno. Da bi se što bolje razumela važnost uparavanja i toplotne ekonomije, treba imati u vidu da su u svakoj fabrici šećera procesi proizvodnje šećera i procesi sušenja rezanaca povezani sa procesima razmene toplote. Procesi proizvodnje ne mogu biti fizički odvojeni od procesa razmene toplotne energije zbog toga što imaju nekoliko zajedničkih operacija (Van der Poel i sar. 1998).

Potrebnu toplotu u procesu proizvodnje šećera određuju četiri povezana procesa: ekstrakcija, prečišćavanje, uparavanje i kristalizacija. Još jedan pro-ces koji zahteva znatnu količinu toplote je sušenje ekstrahovanih rezanaca. Pri fiksiranim procesnim parametrima, odnosno kada je poznat maseni bilans i zahtevane temperature, mogu se postaviti toplotni bilansi za svaku operaciju u procesu proizvodnje šećera i mogu se odrediti neophodne količine toplote qi (i = 1, 2, 3...n). Ove količine toplote uključuju i toplotne gubitke. Ukupna po-trebna količina toplote se može izračunati na sledeći način:

Quk = Σ qi (7.6.6.1)

Treba uzeti u obzir da fizičko značenje ukupne potrebne količine toplote za­visi od toga da li se višestepena otparna stanica posmatra kao jedna operacija u procesu proizvodnje šećera ili se svaki stepen tretira kao posebna operacija. Najčešće, ukupna potrošnja toplote uključuje sumu pojedinačnih toplotnih za-hteva za svaki od stepena otparne stanice da bi na isti način posmatrali različite koncepte uparavanja.

Potrebne količine toplote za pojedine procese, kao i ukupna količina toplo-te mogu se izraziti u jedinici vremena, na 100 kg repe ili na 100 kg šećera (Van der Poel i sar. 1998).

Unutar otparne stanice, para koja snabdeva otparnu stanicu se transportuje kroz međusobno povezane otparne jedinice u smeru smanjenja pritiska i tempe­rature, te ti koraci predstavljaju termalnu kaskadu. Suština višestepene otparne stanice je da se para visoke temperature uvodi u prvi stepen otparne stanice, gde dolazi do proizvodnje sekundarne pare uparavanjem soka i deo te sekun-darne pare se koristi za uparavanje u narednom stepenu otparne stanice, a pre-ostali deo se koristi za snabdevanje nekih drugih toplotnih procesa u proizvodnji šećera, kao što su na primer ekstrakcija, kristalizacija i ostale operacije kojima je potrebna toplota za odvijanje procesa (Van der Poel i sar. 1998).

Ušteda energije recikliranjem toplote ili višestrukim korišćenjem može, ta-kođe, biti primenjena i van samog procesa proizvodnje šećera, korišćenjem mogućnosti koje postoje u celoj fabrici, uključujući i energanu. Na primer, ot-padni gasovi na izlazu iz kotla mogu se koristiti za sušenje rezanaca, a para koja nastaje tokom kristalizacije (odnosno, ukuvavanja u vakuum­aparatima) se može koristiti pri čišćenju soka.

233

Slika 7.6.6.2. Šematski prikaz masenih i energetskih tokova u fabrici šećera. 1­gorivo, 2­returna para, 3­sekundarne pare, 4­zagrejan sok, 5­para, 6­topla voda,

7­topla voda sa kondenzacije, 8­gubitak toplote, 9­električna energija Figure 7.6.6.2. Scheme view of mass and energetic flows in sugar industry.

1­ fuel, 2­return steam, 3­secondary steams, 4­heated juice, 5­steam, 6­warm water, 7­warm water from condenzation, 8­heat loss, 9­electricity

U industrijskoj praksi, idealna slika povezanih protoka energije mora biti korigovana zbog gubitaka koji prate distribuciju toplote, a koji su prouzroko-vani rasipanjem toplote i gubitkom grejnog medijuma u okolinu.

Efektivna potrošnja toplote u industriji šećera je jednaka sumi potošnje to-plote svakog od procesa, Qproc, i ukupnim gubicima toplote tokom distribucije, Qdis. Deo toplotnih zahteva se može zadovoljiti recirkulisanjem energetskih tokova, Qrec, a ostatak se mora nadoknaditi uvođenjem dodatne energije, Qef, što se može smatrati fabričkom neto potrošnjom energije:

Qef = Qproc + Qdis – Qrec (7.6.6.2)

Veza između ukupne potrošnje toplote i neto (efektivne) potrošnje je po-nekad predstavljena na sledeći način:

K = Qtot / Qef (3)

234

gde K predstavlja efikasnost odnosa toplotne ekonomije. Vrednost K pokazuje koliko se puta, u proseku, toplotni protok koji odgovara neto toplotnim zahte-vima, ponovo koristi da bi se zadovoljile ukupne potrebe za toplotom (Van der Poel i sar. 1998).

Izbor određenih mera za uštedu energije predstavlja ekonomski problem u traženju kompromisa između troškova ugradnje i vrednosti uštede u gorivu. Ovo se može rešiti korišćenjem inženjerske tehnike poznate kao pinch tehno-logija koja omogućava da se identifikuju moguća unapređenja energetske ekonomije (Vaccari i sar. 2005, Ibarra i Medelin 2001). Toplotni zahtevi svakog od procesa u procesu proizvodnje šećera iz šećerne repe su određeni nizom faktora.

Potrošnja toplote u procesu ekstrakcije zavisi u osnovi od temperature re-zanaca i količine cirkulacionog soka kao i njegove temperature.

Pri čišćenju soka, gde je pretpostavljeno da je uključeno i grejanje retkog soka, odlučujući faktori u određivanju potrošnje toplote su količina toplote koja je potrebna za grejanje soka od temperature sirovog soka do konačne temperature retkog soka, gubitak energije pri ispuštanju neiskorišćenog satu-racionog gasa u okolinu i gubici toplote u samim uređajima. Saturacioni gas je smeša gasova koji nastaju pri pečenju kreča u krečnim pećima. Pri optimalnim uslovima rada krečne peći, saturacioni gas sadrži 41% CO2, 58% N2 i 1% O2. U praksi ovaj sastav znatno varira i redovno sadrži CO zbog nepotpunog sagore-vanja.

Sveukupna potrošnja toplote u procesu uparavanja, koja predstavlja sumu pojedinačnih toplotnih zahteva za svaki stepen otparne stanice, je veoma veli-ka. Otparna stanica je u osnovi konvertor toplote koju prima iz energane i ko-jom snabdeva veliki broj procesa u industriji šećera. Od otparne stanice se za-hteva da bude u stanju da koncentriše retki sok do gustog, odnosno do veli-kog sadržaja suve materije, da bi se uštedela energija u procesu kristalizacije i da bi se proizvela para kojom će se snabdevati neki drugi procesi pri proizvod-nji šećera. Kada se zadovolje ovi zahtevi, pri dobro izbalansiranoj toplotnoj ekonomiji i koristeći odgovarajuću kontrolu uparavanja, gubici mogu biti za-nemarljivo mali.

Zahtevi za toplotnom energijom procesa kristalizacije predstavljaju najvaž-niju komponentu u ukupnoj potrošnji toplote pri proizvodnji šećera. Oni mogu da variraju u zavisnosti od zahtevanog kvaliteta šećera, što iziskuje kori-šćenje različitih kristalizacionih šema i rezultira razlikom u ukupnoj količini vode koja će biti uklonjena. Doprinos kristalizacije neto potrošnji toplote može takođe da se redukuje recirkulacijom toplote unutar rafinerije, npr. ko-risteći dvostepeno uparavanje ili kompresiju pare pri ugušćivanju u procesu kristalizacije. Sadržaj suve materije i rastvaranje kristala izdvojenih posle dru-ge kristalizacije u gustom soku zaslužuju posebnu pažnju. Ukoliko sadržaj suve materije gustog soka raste, raste i ukupna količina pare generisane u otparnoj

235

stanici. Mala količina sekundarne pare se odvodi na barometrijsku kondenza-ciju, a ostatak na potrošače. Ukoliko potrošači ne mogu da iskoriste celokupnu količinu sekundarne pare, višak pare predstavlja gubitak toplote, a može biti i indikator da je sadržaj suve materije u gustom soku postao previsok. Iznad određene ravnotežne tačke sadržaja suve materije u gustom soku i potrošnje pare u otparnoj stanici, ne može se poboljšati toplotna ekonomija i pored unapređenja otparne stanice i stanice kristalizacije (Van der Poel i sar. 1998).

Količina toplote koja je potrebna u procesu sušenja ekstrahovanih rezana-ca je određena količinom vode koja treba da se ukloni. Ovo se može reduko-vati uglavnom povećanjem sadržaja suve materije ekstrahovanih rezanaca presovanjem. Kada se koriste konvencionalne metode sušenja, količina toplo-te potrebna za sušenje zavisi i od zapremine sušnice sa rotirajućim bubnjem, odnosno dimenzija bubnja. Doprinos konvencionalnog sušenja ekstrahovanih rezanaca u ukupnoj potrošnji toplote, odnosno toplotnim zahtevima, može biti redukovan recirkulacijom izduvnih gasova i mešanjem izduvnih gasova iz parnog kotla sa toplim vazduhom koji se dobija sagorevanjem goriva u ložišti-ma same sušnice. Da bi se uštedela energija u procesu sušenja ekstrahovanih rezanaca postoje sledeće mogućnosti:

• Sušenje parom koje može biti temperaturno ugrađeno u proces upara-vanja, čime se omogućuje veća efikasnost toplotne ekonomije.

• Niske temperature sušenja koje mogu prethoditi konvencionalnom su-šenju, čime se omogućuje uparavanje dela vode iz ekstrahovanih rezana­ca koristeći recikliranu toplotu nižeg stepena (Van der Poel i sar. 1998).

Proizvodnja pare i električne energije u industrijiEkonomičnost proizvodnje energije za svakog potrošača je od posebnog

interesa, obzirom da troškovi energije u ceni gotovog proizvoda predstavljaju značajnu stavku. Proizvodnja šećera spada u industrijsku granu sa visokom specifičnom potrošnjom energije. Snabdevanje fabrike šećera toplotnom i električnom energijom se može ostvariti iz sopstvenog ili iz spoljnjeg izvora, a u obzir dolazi i kombinacija ova dva načina (Šušić i sar. 1994). Proizvodnja i potrošnja električne energije treba da bude usklađena sa potrošnjom toplot-ne energije i energetski je optimalno da fabrika sopstvenom proizvodnjom za-dovolji zahteve za električnom energijom.

Šećeranska energana je čvrsto povezana sa tehnologijom proizvodnje še-ćera od koje se ne može odvojiti. U industrijskoj energani se primarna energi-ja goriva pretvara u toplotnu ili električnu. Sagorevanjem goriva u ložištu par-nog kotla se hemijska energija goriva transformiše u toplotnu energiju produ-kata sagorevanja, koja se u parnom kotlu predaje radnom fluidu (vodi ili vode-noj pari). Vodena para se iz parnog kotla vodi u parnu turbinu u kojoj se to-plotna energija pare transformiše u kinetičku energiju parne struje, a zatim u mehaničku energiju obrtnja rotora turbine, na koju je priključen električni ge-

236

nerator naizmenične struje koji transformiše mehaničku energiju u električnu. Ovakva termoenergetska postrojenja se zovu parne termoelektrane (Šušić i sar. 1994).

Industrijske energane u fabrikama šećera spadaju u tzv. toplifikacione ter-moelektrane u kojima se dve vrste sekundarne energije (toplotna i električna) proizvode kombinovano. Toplotna energija iz ovog postrojenja troši se za po-trebe proizvodnje šećera u obliku tehnološke pare. Energane proizvode sve vidove energije koji se troše u fabrici u kojoj su postavljene, a njihov električni deo može biti postavljen i na javnu mrežu.

Nosilac toplotne energije za proizvodnju šećera je vodena para niskih pa-rametara. Vodena para se proizvodi u parnim kotlovima koji predstavljaju va-žan deo energane. Savremeni parni kotlovi koji se postavljaju u šećeranskim energanama zahtevaju odgovarajući kvalitet vode za napajanje. Voda koja se nalazi u prirodi sadrži nečistoće, minerale koji je čine tvrdom, gvožđe, razne koloidne primese i gasove. Sve ove primese moraju se odstraniti u postrojenju za pripremu napojne vode. Obzirom da priprema sirove vode prouzrokuje po-većanje troškova, u eksploataciji parnih kotlova se teži da se nastali konden-zat kod potrošača, koji predstavlja čistu omekšanu vodu, vrati nazad u ciklus, što je u većoj meri moguće. U fabrikama šećera nastaju dve vrste kondenzata.

Kondenzat koji nastaje u prvom otparnom telu od pare za grejanje (retur-ne pare), potpuno je čist i čini najveći deo kondenzata potrebnog za napajanja kotlova (preko 85%). Ovaj kondenzat se ne može zaprljati, čak ni u slučaju da dođe do oštećenja zagrevnih cevi u uparivaču, jer je pritisak koji vlada na stra-ni pare za grejanje viši od pritiska koji vlada u prostoru retkog soka.

Drugi kondenzat nastaje kondenzacijom pare nastale isparavanjem vode iz soka u prvom otparnom telu (prve bridove pare). Ovaj kondenzat iz drugog otparnog tela može sadržati organske materije (šećer), zbog čega je neophod-na njegova kontrola, pa ukoliko je čist, koristiti ga zajedno sa kondenzatom iz prvog otparnog tela, za napajanje parnih kotlova, a ukoliko nije, u druge svrhe.

U slučaju prisustva šećera u napojnoj vodi dolazi do penušanja kotlovske vode i obrazovanja naslaga na unutrašnjoj strani zagrevnih površina, pre sve-ga pregrejača pare (smanjenje koeficijenta prolaza toplote, korozija). U cilju sprečavanja navedenih smetnji neophodna je stalna kontrola napojne vode na prisustvo šećera (Šušić i sar. 1994).

Oparna stanica Primena koncepta nulte emisije na tokove paraVišestepena otparna stanica koristi paru iz energane (kao nosioca toplotne

energije) da bi generisala veće količine pare nižih temperatura i pritisaka i nji-ma snabdela veliki broj procesa u industriji šećera, tako da su neophodne do-bre performanse otparne stanice da bi se postigli minimalni troškovi proi-zvodnje (Grabowski i sar. 2001).

237

Otparna stanica povezuje deo fabrike okarakterisan niskim koncentracija-ma soka sa kristalizacijom šećera iz koncentrovanih sirupa. Polazne i krajnje koncentracije soka u otparnoj stanici određuju razvod pare koja se može kori-stiti za grejanje pojedinih koraka procesa proizvodnje šećera. Toplotna energi-ja se dovodi parom iz kotlovnice. Potrošnja energije u fabrikama šećera zavisi od individualnih potrošnji svake od faza proizvodnje i efikasnosti razmene to-plotne energije. Glavne strukturne osobine otparne stanice su:

• broj stepena uparavanja, • raspored tokova i • površine za razmenu toplote svakog od uparivača (Higa i sar. 2008).Tendencija razvoja otparne stanice je usvajanje takvih strukturnih osobina

koje bi ispunile zahteve ekonomične proizvodnje šećera kao i visoke energet-ske efikasnosti (Urbaniec 1996). Jedan od osnovnih zahteva u procesu proi-zvodnje šećera je da koncentracija soka na izlazu iz otparne stanice (gusti sok) bude što viša jer se na taj način troši manje energije u procesu kristalizacije, ali ne treba da pređe 70% suve materije, jer pri njenom variranju sok može postati prezasićen i može doći do prevremene kristalizacije. Temperaturni op-seg u okviru kog radi otparna stanica je ograničen temperaturom soka. Da bi se izbeglo narušavanje kvaliteta soka, temperatura retkog soka na ulazu u ot-parnu stanicu ne bi trebala da prelazi 130ºC. Sa druge strane, da bi se para petog brida iskoristila za grejanje potrošača, temperatura soka na izlazu iz ot-parne stanice ne bi trebala da bude niža od 90ºC. Ovaj relativno uzak tempe-raturni opseg se deli na intervale koji odgovaraju pojedinim stepenima otpar-ne stanice. Međutim, treba uzeti u obzir i povišenje tačke ključanja koje po-stepeno raste od prvog ka poslednjem telu otparne stanice kao posledica po-većanja sadržaja suve materije u soku.

U naprednijim otparnim stanicama koje imaju šest ili sedam stepena upa-ravanja prosečni temperaturni interval je 6­7 K. Međutim, kako se povišenje tačke ključanja menja od 0,5 K u prvom uparivaču pa čak i do 7 K u posled-njem, efektivni temperaturni interval iznosi svega 4­5 K. Ovo je veoma važno pri izboru adekvatnog uparivača, jer za određene tipove uparivača ova razlika nije dovoljna za intenzivan prenos toplote (Urbaniec 2004).

Uloga otparne stanice je da toplotu returne pare iz energane višestruko koristi, da bi se zadovoljili zahtevi pojedinih potrošača toplote i omogućila vi-soka energetska efikasnost. Projekat otparne stanice i parametri procesa uparavanja su, zbog toga, pod uticajem toplotnih zahteva različitih potrošača, a posebno onih vezanih za kristalizaciju koji su odgovorni za najveći deo neto potrošnje toplote. Da bi se postigla visoka energetska efikasnoste, para kojom se snabdevaju vakuum­aparati u procesu kristalizacije treba da bude uzeta sa nekog od poslednjih stepena u otparnoj stanici. Iako detaljna rešenja variraju od fabrike do fabrike, ona ipak mogu biti klasifikovana u nekoliko grupa. Mora

238

se istaći da distribucija toplotih struja nastalih u procesima uparavanja u ot-parnoj stanici igra veoma značajnu ulogu (Van der Poel i sar. 1998).

Pri modelovanju višestepene otparne stanice, vrednosti pritiska i tempera-ture su unapred određene za svaki uparivački stepen (Kaya i Sarac 2007, Ste-fanov i Hoo 2005). Na slici 7.6.6.3 je prikazan jedan uparivački stepen sa ras-poredom parnih i tečnih struja na ulazu i izlazu iz stepena.

Slika 7.6.6.3. Stepen otparne stanice sa ulaznim i izlaznim strujama Figure 7.6.6.3. Evaporation stage with input and output streams

Maseni i toplotni bilansi, za svaki stepen, su predstavljeni na sledeći način:

LN-1 . hLn-1 + Vn-1 . hVn-1 = Ln . hLn + Vn . hVn + Vn-1 . hKn-1 (7.6.6.4)

h=f (ts) (7.6.6.5)

L . x = Ln-1 . xn-1 = Ln . Xn (7.6.6.6)

Ln-1 = Vn + Ln (7.6.6.7)

gde su: L masa rastvora (kg/100 kg repe), V masa pare (kg/100 kg repe), hL entalpija zasićene vode (KJ/kg), hV entalpija zasićene pare (KJ/kg), hK entalpija zasićene vode (kondenzat) (KJ/kg), x koncentracija rastvora.

Potrebne vrednosti entalpija su računate na osnovu formula, Bubnik i sar., Sugar Technologists Manual, 1995. Ukupna količina otparene vode se dobija kao razlika mase retkog soka na ulazu u otparne stanicu i mase gustog soka na izlazu iz otparne stanice.

239

W = L – LN (7.6.6.8)

Gde su: W ukupna količina otparene vode u višestepenoj otparnoj stanici

(kg/100 kg repe),L masa retkog soka (kg/100 kg repe),Ln masa gustog soka (kg/100 kg repe). (Baloh i Wittwer 1995)

Tabela 7.6.6.1. Primer raspodele potrošnje pare po stepenima otparne stanice Table 7.6.6.1 Example of steam consumption distribution by stages of evaporation unit

Stepen otparne stanice

Potrošači pareZahtevana količina

pare

1 Grejanje retkog soka, sušenje šećera E1

2 Grejanje soka E2

3 Grejanje soka, kristalizacija E3

4 Grejanje soka E4

5 Kondenzacija E5

Tabela 7.6.6.2. Potrošnja pare po stepenima otparne stanice Table 7.6.6.2 Steam consumption by stages of evaporation unit

Stepen otparne stanice Uparena voda Potrošnja pare na stepenu

5 E5 = V5

4 E5 + E4 = V4

3 E5 + E4 + E3 = V3

2 E5 + E4 + E3 + E2 = V2

1 E5 + E4 + E3 + E2 + E1 = V1

W = 5 . E + 4 . E 4 + 3 . E 3 + 2 . E 2 + E 1 (7.6.6.9)

U tabelama 7.6.6.1 i 7.6.6.2 su dati primeri raspodele potrošača i količine pare po stepenima otparne stanice. Uparena količina vode u jednačini (7.6.6.9) mora se slagati sa uparenom količinom vode u jednačini (7.6.6.8) (Baloh i Wittwer 1995).

Potrošnja energije u fabrikama šećera zavisi od nivoa tehnologije, ugrađe-ne opreme i korektnosti vođenja tehnološkog procesa.

ODRŽIVE TEHNOLOGIJE U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI

Glavni i odgovorni urednik:Dr Zoltan Zavargo, redovni profesor

Urednici:Dr Radoslav Grujić, redovni profesor, Univerzitet Istočno Sarajevo, Tehnološki fakultet, Zvornik, Bosna i HercegovinaDr Midhat Jašić, redovni profesor, Univerzitet u Tuzli,Tehnološki fakultet, Tuzla, Bosna i Hercegovina

Recenzenti:Dr Gyula Vatai, redovni profesor, Corvinus Univerzitet, Prehrambeni fakultet, Budimpešta, MađarskaDr Spasenija Milanović, redovni profesor, Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad, SrbijaDr Mile Klašnja, redovni profesor, Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi Sad, Srbija

IzdavačUniverzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet Novi SadBulevar cara Lazara 1, Novi Sad, Srbija

Tiraž900 primeraka

Recenzija engleskog jezikaJelena Jerković, viši predavač, Tehnološki fakultet Novi Sad

PrelomAddiction, Slobodana Bajića 37, Sremska Kamenica, Srbija

DizajnKsenija Čobanović

ŠtampaFutura, Mažuranićeva 46, Petrovaradin, Srbija

CIP – Каталогизација у публикацијиБиблиотека Матице српске, Нови Сад

663/664:631.147(082)

ODRŽIVE tehnologije u prehrambenoj industriji. Knj. 2 = Sustainable technolo-gies in Food industry. Book 2 / urednici Radoslav Grujić, Midhat Jašić. – Novi Sad : Tehnološki fakultet, 2013 (Petrovaradin : Futura). – 239 str. : ilustr. ; 24 cm

Tiraž 900. – Bibliografija.

ISBN 978­86­6253­012­7

а) Прехрамбена индустрија – Одрживе технологије – ЗборнициCOBISS.SR­ID 277765639