Производство сырокопченых колбасных изделий

Производство сырокопченых колбасных изделий сопровождается загрязнением атмосферы дымовыми выбросами, выделением сточных вод и накоплением твердых пищевых отходов. Поэтому должны быть предусмотрены мероприятия по снижению негативного воздействия данного производства на окружающую среду.

Бросовые жировые отходы (жиромасса с жироловушек, флотации) образуются на мясокомбинатах и ввиду отсутствия технологии их переработки вывозятся на свалки, что отрицательно влияет на окружающую среду.

Новые концепции переработки  жировых отходов, не исключающие  традиционных методов (компостирование, сбраживание  с получением биогаза, сжигание, пиролиз), имеют конечную цель в современных условиях рынка и конкуренции создать производство по бессточной малоотходной технологии для комплексной переработки бросового жирового сырья, которое сбрасывается со сточными водами или вывозится на свалку, и получить различные виды товарной продукции технического и кормового назначения (жирные кислоты, смазочно-охлаждающие жидкости, смазки, моющие средства, кормовые добавки).

Комплексной переработке  сырья в мясной отрасли уделяется  серьезное внимание. В процессе переработки исходного сырья получаются такие ценные виды вторичных сырьевых ресурсов (ВСР), как кровь, кость, субпродукты 2 категории, жир-сырец, непищевые отходы и другие, которые могут быть использованы для производства дополнительной продукции пищевого, кормового, технического назначения.

Принципиальная схема  комплексного использования сырья  в мясной отрасли представлена на рис. 1. Основное направление использования ВСР – для кормовых целей. Это кормовая мука (костная, кровяная, рого-копытная, мясокостная), сухие корма, белково-растительные обогатители и др.

Значительно меньше ВСР направляется на производство мясной продукции - кровяных и других мясных изделий (колбас, зельцев, пудингов, консервов) в целях частичной замены мяса при выработке фарша, фармацевтической продукции, пищевых жиров, белково-минеральных добавок.

Количество образуемого  вторичного сырья зависит от вида переработанного первичного сырья и составляет (% от жировой массы): при переработке крупного рогатого скота – до 56,6, мелкого рогатого скота – 82,4, свиней – 39,7. Сбор и рациональное использование этого сырья имеет большое значение для повышения эффективности производства и решения экологических проблем. Неиспользованное сырье – это отходы, сбрасываемые в воду, загрязняющие атмосферу и почву, и вызывающие необратимые негативные изменения в окружающей среде (ОС).

За последние годы объемы образования (сбора) ВСР составляют более 1 млн. т., при этом все они  вовлекаются в хозяйственный  оборот. Уровень промпереработки их в отрасли составляет более 72 %. Объемы производства продукции из ВСР или с их использованием за этот же период составляют более 650 тыс. т. Наибольший удельный вес в объеме производства данной продукции принадлежит мясокостной муке.

В мясной промышленности ВСР  недостаточно используются на производство пищевых продуктов (примерно более 30 % крови, 70 % кости, 50 % субпродуктов 2 категории).

ВНИИМПом разработаны методы комплексной переработки ВСР, в частности, крови (дефибрированной, стабилизированной), применяемой на производстве кровяных изделий, пищевого альбумина, форменных элементов, сухих белковых смесей. Предложена малоотходная технология переработки кости, позволяющая получать целый ряд продуктов – мясную массу, костный пищевой жир, сухой белковый полуфабрикат, белковую минеральную пищевую добавку, костную кормовую муку.

Создана технология производства белково-минеральных кормовых продуктов  на основе комплекса отходов мясоперерабатывающих предприятий (жирового и жиросодержащего мякотного сырья, сырой и вываренной кости, коагулята крови, костных полуфабрикатов и др.), совместно с отходами зерноперерабатывающей промышленности – лузгой (рисовой, гречишной, просяной) или пивоваренной отрасли – пивной дробиной. Получаемый продукт применяется в качестве корма для молодняка сельскохозяйственных животных. Предложена технология, более полно и комплексно использующая непищевое сырье на производство сухого белково-растительного корма (содержимое преджелудков крупного рогатого скота, книжки с содержимым, рогов, копыт, краевых участков шкур, отходов шкур, кости всех видов скота в сыром и обезжиренном виде, технической крови, фибрина и форменных элементов пищевой крови). Корм содержит около 30 % протеина, 20 % жира, 20 % клетчатки, 20 % минеральных солей. Его используют в рационе свиней.

Большой интерес представляют биотехнологические методы глубокой переработки сырья, например, применение микроорганизмов и ферментов для биотехнологической трансформации коллагенсодержащего сырья и применение его в качестве компонента формованных мясных продуктов и рубленых полуфабрикатов.

Одно из перспективных  направлений более полного и  эффективного использования ВСР  с целью получения продуктов  питания лечебно-профилактического  назначения, медицинских препаратов и кормовой продукции – метод интегральной обработки сырья, предусматривающий одновременное кратковременное воздействие на обрабатываемые объекты механических, термических и химических факторов. Комплексное воздействие этих факторов способствует образованию новых протеино-углеводных комплексов, обеспечивающих качественные характеристики конечных продуктов и способствующих повышению функциональных характеристик их компонентов, что дает возможность расширить сферу их использования.

Применение экструзии  для переработки пищевой крови  и кости позволяет создать новое поколение комбинированных продуктов питания антианемичного действия, обогащенных питательными веществами крови, балластными веществами и минеральной частью крови.

Предложена новая технология получения оптимальной по составу  смеси субпродуктов, сбалансированной по химическому и аминокислотному составу. На ее основе созданы продукты, пользующиеся спросом у населения. Кроме того, они более устойчивы при хранении, чем вареные и ливерные колбасы. Вопросы рационального комплексного использования сырья, вторичных ресурсов и отходов непосредственно связаны с экологическим состоянием отрасли.

Предприятия мясной промышленности выбрасывают в воздух до 30 наименований загрязняющих веществ, однако количества их невелики. Источники наибольших объемов общих выбросов – производство кормовой муки и прессование шквары. Особенно большая запыленность воздуха имеет место на участке дробления шквары (концентрация пыли достигает 17-76 мг/м³). Для очистки от пыли используют циклоны и пылеосадочные камеры, рукавные фильтры.

Вместе с тем в выбросах содержится значительное количество неприятно пахнущих веществ (НПВ), основные источники которых – опалочное отделение мясожировых цехов, термические отделения колбасных цехов, цеха технических фабрикатов, а также залповые выбросы при чистке жироловок. Наиболее высокие концентрации НПВ содержаться в выбросах паровых котлов – соковых парах. Их объем составляет до 10 % суммарного количества газообразных выбросов цехов технических фабрикатов, однако в них содержится до 75 % общего количества НПВ, выбрасываемых в атмосферу. Объем выбрасываемого вентиляционного воздуха, содержащего НПВ, из аппаратного и сырьевых отделений при мощности мясокомбината 50 и 100 т в смену составляет соответственно 50-60 и 80-90 тыс. м³/ч. Особенность этих выбросов – неприятно пахнущие вещества, представляющие собой органические вещества, взвешенные в воздухе. Выбросы НПВ не всегда превышают ПДК, но легко различимы в воздухе по присущему им специфическому запаху, поэтому их устранение происходит в небольших объемах.

Технические способы устранения НПВ основаны на нейтрализации летучих химических веществ, их разбавлении или фильтрации.

В последнее время наибольшее распространение наряду с фильтрами, озоном и ультрафиолетом стали получать различные дезинфицирующие средства, обладающие бактерицидным, чистящим и  дезодорирующим эффектами; успешно устраняют патогенные микроорганизмы и НПВ. Большие преимущества использования дезсредств – доступность и низкая стоимость.

К перспективным методам  дезодорации и очистки воздуха  относится абсорбционно-окислительный, заключающийся в промывке загрязненного  воздуха водным раствором химического окислителя. Метод основан на абсорбции и окислении гипохлоритом натрия примесей, уловленных в абсорбере, с одновременной электрохимической регенерацией отработанного хемосорбента на электролизной установке. По результатам экспериментов степень очистки газовых выбросов составляет 95-100 %, в очищенном воздухе свободный хлор не обнаруживается.

Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды. Он чрезвычайно опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством аккумулироваться в организме до критических концентраций (биоаккумуляция). Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие. Одним из широко распространённых источников бенз(а)пирена является процесс горения практически всех видов горючих материалов. Бенз(а)пирен присутствует в дымовых газах, которые образуются при копчении, копоти и саже, оседающих в дымоходах и на поверхностях, имевших контакт с дымом, точнее в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания. При разложении бенз(а)пирена ситуация осложняется высокими температурами, при которых это вещество образуется и разлагается, поэтому одним из наиболее эффективных на сегодняшний день методов разложения газовых выбросов является термокаталитический метод. Метод предназначен для очистки воздуха и газовых выбросов от загрязняющих веществ в больших диапазонах концентраций и объемов. Может устанавливаться в местной вытяжной вентиляционной системе, системах местных отсосов, линиях сбросных газов, системах очистки и рециркуляции воздуха помещений. Метод основан на очистке газовых выбросов; происходит при беспламенном разложении и окислении до углекислого газа, воды и азота при 300-450 °С на токонагреваемых каталитических блоках (пеноматериал с каталитическим покрытием). Установка работает в автоматическом программируемом режиме. Установки могут комплектоваться фильтрационным или сорбционным модулями, автоматическими измерителями концентраций, взрыво- и пламяпреградителями, дистанционным выводом параметров.

Среднегодовые (расчетные) показатели водопользования мясоперерабатывающей отрасли достигают значительных величин. Так, расход свежей воды за последние годы составляет 55-60 млн. м³, а объем сточных вод (СВ), сброшенных в водоемы, 44-48 млн. м³. Основная доля отводимых стоков (40-60 %) приходится на производственные жиросодержащие воды, требующие локальной очистки перед сбросом в общий сток предприятия. Наиболее загрязнены CВ цеха первичной переработки скота и цеха технических фабрикатов. Концентрация жиров в них иногда составляет до 2,5 г/л. Поэтому очистка CВ – одна из крупномасштабных проблем отрасли.

Установки для очистки  сточных вод являются чрезвычайно  важным оборудованием для убойных  и мясоперерабатывающих предприятий. Сточные воды убойных и мясоперерабатывающих предприятий содержат кровь, содержимое желудка и кишечника, различные твердые частицы. Для них характерно высокое содержание жира, белка, продуктов белкового распада, жирных кислот, аминов и других азоторганических соединений, а также повышенное содержание солей. Кроме того, в СВ содержатся углеводы и другие компоненты крови, лимфы как в растворенном, так и нерастворенном виде. Часто в СВ присутствуют различные патогенные микроорганизмы, концентрация которых подвержена сильным колебаниям.

Производители в обязательном порядке используют установки предварительной очистки, после чего вода направляется в муниципальные очистные сооружения. Очистка сточных вод осуществляется в два этапа:

Этап первый. Предварительная  механическая очистка

Такая очистка осуществляется с помощью пластинчатого фильтра (в виде барабана или дуги), из которого СВ попадают во флотационное устройство. Для обработки СВ на убойных и мясоперерабатывающих предприятиях прежде всего применяются механические способы очистки. Это решетки и фильтры (фиксированные фильтры, барабанные фильтры, мелкие решетки и др), жироуловители и флотационные установки с механической или расщепляющей флотацией.

Этап второй. Биологическая  доочистка СВ

В большинстве случаев  биологическая доочистка осуществляется в аэротенке с механической вентиляцией воздуха. После механической или физико-химической очистки СВ проходят следующий этап – аэробную очистку СВ активным илом (аэрация). Для расчета размера аэробной станции аэрации, предназначенной для проведения частичной биологической очистки, значение нагрузки на активный ил БПК₅ (пятисуточное биохимическое потребление кислорода) составляет 0,5-1,0 кг/кг/сутки.

Обработка сточных  вод

Вещества, содержащиеся в  сточных водах мясоперерабатывающих предприятий, хорошо подвергаются расщеплению. Выбранная система очистки должна быть устойчива к неравномерной нагрузке при поступлении сточных вод.

К универсальному способу  очистки относятся одно- и многоступенчатые очистные станции с аэротенками. Далее используются комбинированные многоступенчатые биологические процессы очистки (активация/ биофильтр/ отстойники).

Слив очищенной  воды

Очищенная вода может сливаться  в местный канал, в проточные  воды или использоваться на производстве при наличии дополнительного  фильтрования через вертикальный гравиевый фильтр. При этом природные растительные очистные сооружения (например, поросший камышом пруд) также являются хорошими средствами.

Исследование на нескольких установках показали, что наличие  камыша оказывает благотворное и  стабильное влияние на снижение роста  бактерий, что дает дополнительные положительные результаты, если предварительная  очистка отсутствует (к примеру, по причине рабочих неисправностей). Растения важны для поддержания хорошей проницаемости почвенного фильтра. Все эти и многие другие моменты в итоге влияют на правильное функционирование и бесперебойную работу производства.