Jakość wody w przemyśle mięsnym jest kluczowa dla bezpieczeństwa żywności, efektywności produkcji oraz ochrony środowiska. Woda w przemyśle mięsnym jest wykorzystywana zarówno do produkcji, jak i procesów utrzymania ruchu.
Obecna jest zatem na każdym etapie:
– przygotowanie surowców: mycie, oczyszczanie składników;
– procesy technologiczne: medium w mieszaniu, gotowaniu, uzyskiwaniu sosów czy wytwarzaniu mgiełki (powlekanie witaminami);
– higiena produkcji: mycie i dezynfekcja urządzeń oraz powierzchni kontaktujących się z produktem;
– procesy energetyczne: układy chłodzenia (schładzanie produktu) oraz grzewcze (gotowanie);
– produkcja czystej pary: rozmrażanie, wytłaczanie i formowanie produktu, podgrzewanie płaszczowe.
Niewłaściwie uzdatniona woda, na każdym z powyższych etapów, powoduje 3 główne problemy:
– osady mineralne (kamień wodny),
– korozję,
– skażenie mikrobiologiczne.
One natomiast powodują kolejne problemy, jak: izolację zmniejszającą wymianę ciepła, przegrzewy podosadowe, cyrkulującą zawiesinę, przecieki, przestoje, awarie, remonty, zakażenie produktu; co ostatecznie przekłada się na nieplanowane wydatki.
1. Bezpieczeństwo mikrobiologiczne – woda musi być wolna od patogenów, aby zapobiec skażeniu produktów mięsnych.
Istota kontroli mikrobiologicznej w przemyśle mięsnym to:
– bezpieczeństwo pokarmu i zdrowia zwierząt,
– ochrona reputacji marki,
– zaufanie Klientów.
Coraz częściej do odkażania i uzdatniania wody stosuje się dwutlenek chloru. Jest znacznie skuteczniejszy niż chlor i działa bez względu na pH wody. Jego działanie wynika z uwalniania się rodnikowego tlenu, a nie chloru. Nie zmienia on więc smaku i zapachu wody, a tym samym – produktu.
Pozostałe zalety dwutlenku chloru to:
– całkowicie biodegradowalny,
– potencjał utleniający dwutlenku chloru jest wyższy niż chloru,
– wymaga znacznie krótszego czasu dezynfekcji niż konwencjonalne dezynfektanty (chlor),
– skuteczny już przy niskich stężeniach (od 0,1 mg ClO2/l )
– działanie w szerokim zakresie pH,
– zabija praktycznie wszystkie bakterie, wirusy, grzyby, pleśnie i zarodniki,
– w przeciwieństwie do chloru, rozkłada on biofilmy tworzące się na ścianach rurociągów i zbiorników,
2. Parametry fizykochemiczne – odpowiednia twardość, zawartość minerałów i brak zanieczyszczeń chemicznych wpływają na jakość procesów technologicznych.
a) W przypadku własnego ujęcia, czyli wody studziennej, pierwszym stopniem uzdatnienia jest filtracja grawitacyjna na złożach kwarcowych (żwirki) i katalitycznych.
Proces ten potocznie nazywany odżelazianiem i odmanganianiem usuwa z wody:
– barwę, mętność, zawiesinę,
– żelazo i mangan,
– jon amonowy,
– zapach, niepożądany smak.
To podstawowy sposób uzdatniania wody, który ma za zadanie zapewnić parametry wody pitnej (wg Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 7.12.2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi).
Od zastosowanych technik uzdatniania wody na tym etapie i rodzaju wyeliminowanych związków uzależniona jest wysokość opłaty zmiennej dla Wód Polskich.
Tak przygotowana woda poddawana jest następnie kolejnym zabiegom jej filtracji i kondycjonowania, by osiągnąć parametry właściwe dla pozostałych procesów: produkcyjnych, energetycznych i technologicznych.
b) Woda chłodząca przede wszystkim powinna gwarantować utrzymanie powierzchni wymiany ciepła bez osadów, zarówno mikrobiologicznych jak i mineralnych. Stosuje się tu dozowanie biocydów, odpowiednie „podmiękczanie” wody, a czasami i częściową demineralizację. Istotne jest, by nie pominąć także aspektu bezpieczeństwa korozyjnego instalacji i urządzeń, utrzymując właściwe parametry wody obiegowej oraz dozując odpowiednie preparaty chemiczne.
c) Właściwości fizykochemiczne wody na cele kotłowe i grzewcze limitowane są szczegółowo wymaganiami norm polskich. Wytyczne te określają parametry zarówno wody zasilającej układy, jak i wody obiegowej, kotłowej. Ze względu na wysoką temperaturę i ciśnienie np. w kotłach parowych, bardzo istotny jest właściwy odczyn pH wody, jej twardość, przewodność, zawartość niektórych jonów.
Dlatego w tych systemach najodpowiedniejszym rozwiązaniem są urządzenia odwróconej osmozy, produkujące wodę zdemineralizowaną. Istotny jest także aspekt ekonomiczny odwróconej osmozy – mniej zasolona woda zasilająca kotły to rzadsze odsalania i odmulanie, a więc mniejsze opłaty za np. gaz używany do podgrzania zimnej wody.
Ponadto sposób uzdatniania wody kotłowej ma wpływ na jakość wyprodukowanej pary. W przemyśle spożywczym para technologiczna kontaktuje się z surowcem i produktem, zatem musi spełniać wymogi jak dla wody pitnej, określone Rozporządzeniem Ministra Zdrowia. Zapewnia to z jednej strony bezpieczeństwo produktu, a z drugiej – powtarzalny produkt, gdyż para czysta nie zmienia jego walorów smakowych.
d) Woda w przemyśle mięsnym stosowana jest do różnych urządzeń w procesach produkcji i pakowania. W zależności od jej ujęcia, różni się składem. Używając wody (lód, ciecz, para) jako składnika receptury, należy zadbać o jej właściwe parametry fizyko-chemiczne, zapewniające bezpieczeństwo i jakość produktu. Od pochodzenia i przeznaczenia wody zależy sposób jej wcześniejszego uzdatniania.
– Automaty do produkcji lodu łuskowego: Łuski lodu stosowane są do schładzania farszy, mięsa porcjowanego, etc. Woda do kostkarek i wytwornic lodu musi charakteryzować się najwyższą czystością, dlatego najlepszy jest proces demineralizacji (RO). Zapewni to powtarzalność produktu spożywczego, czyli gwarancję smaku.
– Kotły warzelne: Używane są do obróbki cieplnej wyrobów w zakładach mięsnych, do parzenia i gotowania produktów oraz wyrobów wędliniarskich. Głównym problem są osady mineralne (kamień kotłowy). Zupełne minimum uzdatnienia wody to usunięcie z niej twardości (zmiękczanie).
– Oparzelniki, Oparzelniko – szczeciniarki: Do oparzania wodnego lub kondensacyjnego powinna być stosowana woda zdemineralizowana. Gwarantuje ona bowiem brak zanieczyszczeń, bezpieczeństwo surowca oraz eliminację osadów mineralnych.
– Autoklawy, sterylizatory, pasteryzatory: Woda w procesach wygrzewania, gotowania, wyjaławiania, sterylizacji posiada wysoką temperaturę. Wymiana ciepła charakteryzuje się tendencją do pojawiania kamienia kotłowego. Osadza się on np. na elementach wewnętrznych autoklawu, pompy obiegowej, wentylatora i na przedmiotach podlegających obróbce termicznej w autoklawie. Natomiast wytrącenia mineralne w postaci białych osadów np. na puszkach, to nie tylko kwestia estetyczna, ale początek korozji opakowania (zwłaszcza przy zgrzewach).
– Myjki, szczotkowe, biczowe, natryskowe: Stosowanie wody nieuzdatnionej, twardej powodować będzie zarastanie instalacji doprowadzającej wodę i wnętrza myjek oraz zatykanie dysz zraszających przez osady mineralne.
– Linie termoformujące: Uzdatnianie wody lodowej chroni formy przed osadami mineralnymi oraz korozją (aluminium). Stopy aluminium korodują mechanizmem korozji wżerowej i szczelinowej. Korozję wzmagają jony chlorkowe (Cl- > 20 mg/l) oraz wtrącenia metali, np. miedzi (Cu+2 > 0,1 mg/l). W zależności od wytycznych producenta urządzeń, stosuje się wodę zmiękczoną, demineralizowaną lub mieszaninę strumieni wody w odpowiednich proporcjach.
Właściwa jakość wody przynosi następujące korzyści:
– wyeliminowanie kosztów awarii spowodowanych korozją i osadami,
– ograniczenie zakresu czasowego pracy służb remontowych,
– wyeliminowanie przestojów produkcyjnych wynikających z prac konserwacyjnych,
– wyeliminowanie konieczności chemicznego czyszczenia instalacji i urządzeń,
– wydłużenie żywotności urządzeń,
– poprawienie sprawności cieplnej systemu.
3. Efektywność zużycia – przemysł mięsny zużywa znaczne ilości wody, dlatego coraz większy nacisk kładzie się na jej recykling i minimalizację strat.
Dynamicznie rozwijająca się produkcja to nieustanny wzrost zapotrzebowania na energię każdego rodzaju. O energii myślimy szerzej, to: prąd elektryczny, gaz (biogaz), para, ciepło, chłód, woda, powietrze, etc. Zakłady przemysłowe z coraz większą świadomością planują nowe inwestycje. Istotna jest już nie tylko cena urządzenia, ale oszczędność energii, którą można uzyskać oraz oddziaływanie na środowisko.
Natomiast aplikacje pozwalające odzyskiwać energię, dają dodatkowe korzyści ekonomiczne.
Mnogość i prędkość zmian w obszarze innowacji energetycznych może powodować trudności z wyborem właściwego rozwiązania.
„Mapa drogowa” do neutralności i samowystarczalności energetycznej zakładów przemysłu spożywczego to bieżący i właściwy kierunek zarządzania procesami w przemyśle.
Koncentracja na gospodarce obiegu zamkniętego w zakładach spożywczych: branży mięsnej, mleczarskiej, owocowo-warzywnej, browarniczej, jest coraz bardziej uzasadniona. Każda oszczędność energii, jej odzyskanie, bądź wytworzenie z odnawialnych źródeł, to właściwe ukierunkowane działań kadry zarządzającej i technicznej.
W zakładach przemysłowych można wyodrębnić różne obszary dające możliwości odzysku wody.
Membranowe systemy filtracji wody (np. RO) oprócz permeatu (filtratu) produkują równolegle koncentrat, najczęściej kierowany do kanalizacji. Jednakże strumień ten, traktowany jako ściek, jest tak naprawdę wodą o wysokim stopniu zasolenia. Można zatem odzyskać tą wodę poprzez jej odsolenie – filtrację na kolejnym systemie membranowym. Tego rodzaju aplikacje Marcor wdrożył w kilkunastu zakładach spożywczych.
Woda poprocesowa – odzyskiwana z produktu – po odpowiednim uzdatnieniu może być przekierowana na zasilanie kotłowni, układów chłodzenia czy procesów mycia. W mleczarstwie jest to woda ze skroplin wyparek mleka w proszku oraz zatężania membranowego serwatki. W przemyśle owocowo-warzywnym także skropliny, ale z np. zagęszczania soków.
W rybnym przetwórstwie spotykamy tzw. „wodę kleistą”. Dla zakładu jest to woda darmowa, bo zawarta w surowcu. Wykorzystując ją ponownie oszczędności generowane są zarówno na opłatach za wodę jak też i za ścieki.
Zakładowa oczyszczalnia ścieków również może wesprzeć gospodarkę wodną w zakładzie. Właściwie oczyszczony, przefiltrowany i dezynfekowany ściek osiąga parametry fizyko-chemiczne pozwalające go wykorzystać we wstępnych procesach mycia np. w działach przyjęcia surowca, rozładunku. Jest to jedna z ostatnich instalacji pilotowych Marcor w dużym zakładzie przetwórstwa mięsnego i obecnie będzie wdrażana w pełnowymiarowej wydajności.
Wyparne układy chłodzenia, zwłaszcza w sezonie letnim, zużywają znaczne ilości wody na chłodzenie produktu. W takich systemach woda będąca w obiegu ulega ciągłemu zatężaniu, co wymaga upuszczania jej do ścieku i napełniania układu świeżą. „Metoda Amonowa” opracowana w Marcor (Patent P.406782) polega na wprowadzeniu związków lotnych do wody uzupełniającej i ich usunięciu przedmuchem powietrza z wentylatorów. W efekcie woda zostaje częściowo odsolona i pozbawiona CO2, co pozwala na dłuższe i bezpieczniejsze wykorzystanie jej w układzie chłodzenia. Metoda ta zastępuje jednocześnie tradycyjne zmiękczanie i częściową demineralizację. Przynosi znaczne oszczędności na wodzie, ściekach i preparatach chemicznych.
Przedsiębiorstwo Marcor od lat skupia się na technologiach efektywnych i generujących oszczędności. Począwszy od naszych produktów – wydajnych preparatów chemicznych, których niewielka dawka (od 8 ml/m3) skutecznie kondycjonuje wodę w kotłowniach czy układach chłodzenia.
Wszystkie innowacyjne aplikacje tworzone w Marcor mają na celu efektywność całego procesu, gwarantując jednocześnie odpowiednie parametry wody.
mgr inż. Marta Marjanowska
www.marcor.com.pl