كيفية مراقبة الزيوت والشحوم في مياه الصرف الناتجة عن معالجة الأغذية؟

لماذا تتحول الزيوت والشحوم إلى مشكلة رقابية

يُعَدُّ رصد الزيوت والدهون في مياه الصرف الناتجة عن معالجة الأغذية إحدى المهام التي تبدو بسيطةً حتى تصل النتائج الأولى من المختبر. فقد ترى المحطة ماءً صافياً يخرج من وحدة الطفو بالهواء المذاب، ومع ذلك لا تزال قيم الزيوت والدهون ترتفع فوق الحد المسموح به وفقاً للترخيص. ويحدث ذلك لأن الاختبار لا يقتصر على رصد الدهون الظاهرة العائمة على السطح فحسب، بل يشمل فئة أوسع من المواد التي تذوب في المذيبات، ومنها بعض الدهون المستحلبة والأحماض الدهنية ومواد غير قطبية أخرى. وتسبب الدهون والزيوت والشحوم — والتي يُشار إليها عادةً بالاختصار الإنجليزي FOG — مشاكل جسيمة قبل نقطة التصريف مباشرةً. فهي تكوِّن طبقةً على الجدران الداخلية للأنابيب، وتلتصق بأجنحة المضخات، وتُسْدِد أجهزة الاستشعار، وتزيد العبء الواقع على المعالجة البيولوجية. وفي منشآت معالجة اللحوم أو الألبان، قد تتدفق كميات كبيرة من الدهون المستحلبة إلى شبكة الصرف مباشرةً بعد عمليات التنظيف باستخدام الماء الساخن والمنظفات القلوية. أما في مخابز أو مصانع وجبات خفيفة، فقد تتراكم الزيوت التي تتماسك عند درجة حرارة الغرفة داخل الأنابيب، ثم تنطلق فجأةً على شكل دفعاتٍ كبيرةٍ عندما تسخن الأنابيب بماء غسل المعدات. وتحدد العديد من تراخيص تصريف المياه في المدن حدًّا أقصى لتركيز الزيوت والدهون، وغالباً ما يتراوح هذا الحد بين بضع عشرات ومئات الميلليغرامات لكل لتر، ما يعني أن القيمة المحددة في الترخيص وحدها تتطلب اهتماماً ثابتاً. ولأن هذه القيم تتقلب باستمرار، فإن رصد الزيوت والدهون يتطلّب خطةً منهجيةً، وليس مجرد أخذ عينةٍ شهريةٍ واحدة.

تفاصيل أخذ العينات تغيّر الصورة بأكملها

يبدأ الكثير من البيانات الخاطئة حول الزيوت والشحوم قبل أن تصل العينة إلى المختبر. وجمع العينات الفردية سهل، لكنها لا تُظهر سوى لحظة واحدة. فإذا أفرغت مصنعٌ ما مخلفاته على دفعات، فقد تفوّت العينة الفردية التي تؤخذ أثناء فترة البطء الذروة الدهنية التي تصل إلى المصرف بعد عمليات التنظيف. أما العينات المركبة فتوفر رؤية أكثر عدلاً خلال نوبة عمل كاملة، لكنها تثير تساؤلات حول التخزين والحفظ. وتلتصق الزيوت والشحوم في مياه الصرف الناتجة عن معالجة الأغذية بالبلاستيك، لذا فإن الزجاج أو الحاويات المبطنة بـPTFE هي الخيار الأسلم. كما أن الزجاجات ذات الفتحات الواسعة تُسهّل نقل العينة دون ترك طبقة سميكة على عنق الزجاجة. وتخفيض درجة حموضة العينة إلى أقل من ٢ باستخدام الحمض، وإبقاؤها باردة، يُبطئ التحلل الميكروبي ويقلل من الفقدان. وتصف الطرق القياسية مثل APHA 5520 وEPA 1664 خطوات الحفظ هذه تفصيلياً. فإذا بقيت عينة ما دافئة في جرة بلاستيكية لعدة ساعات، فسوف تترسب بعض الدهون على جدران الجرة، وبالتالي فإن القيمة المبلغ عنها ستكون أقل من التحميل الفعلي. وهذا النوع من الأخطاء ليس عشوائياً؛ بل يتجه باستمرار نحو اتجاه واحد، وقد يوحي للمصنع بأن مشكلة الشحوم لديه أصغر مما هي عليه فعلاً.

اختيار طريقة تتناسب مع مياه الصرف الصحي الفعلية التي لديك

ليست كل المنشأة بحاجةٍ إلى أجهزة تحليلٍ باهظة الثمن. فقد تكتفي منشأة صغيرةٌ، تُركِّز فقط على مراقبة الزيوت والدهون للامتثال لترخيص محلي، بإرسال عيّنات شهرية للامتثال إلى مختبر معتمد، والاحتفاظ بمجموعة اختبار بسيطة للفحوصات اليومية. أما التشغيل الأكبر الذي يستخدم طريقة التعويم بالهواء المذاب أو وحدة التفاعل الحيوي الغشائية، فيحتاج عادةً إلى نتائج أسرع لضبط عمليات إزالة الطفو أو جرعات المواد الكيميائية. كما ينبغي أن يراعي الاختيارُ شكل الزيت أيضًا. فالزيت الحر ينفصل بسرعةٍ ويمكن إزالته باستخدام جهاز إزالة الطفو. أما الزيت المستحلب فيبقى معلَّقًا في السائل لأن المنظفات السطحية أو الحرارة أو ارتفاع درجة الحموضة قد فرَّقته إلى قطرات دقيقة جدًّا. وقد لا يكون المادة القابلة للذوبان التي تتصرف كزيتٍ عند الاستخلاص بالمذيبات مرئيةً إطلاقًا. وتقيس الطرق الوزنية الكمية المتبقية بعد استخلاص العيّنة بمذيب الن-هيكسان، وبالتالي فهي تشمل فئة واسعة من المركبات غير القطبية. أما الطرق بالأشعة تحت الحمراء أو الطرق الضوئية فهي أسرع، لكن استجابتها تعتمد على نوع الزيت. فزيت الخضروات، والدهن الحيواني المكرر، والزيت المعدني لن يُعطيَ كلٌّ منها نفس القراءة، ولذلك تكتسب عملية المعايرة أهميةً بالغة. ويُشار أحيانًا في بعض التراخيص إلى معيار الآيزو ٩٣٧٧-٢ كمرجعٍ آخر، لكن خطوات الاستخلاص والقياس فيه تختلف بما يكفي لعدم جواز اعتبار القيم الناتجة عن طرق مختلفة قابلةً للتبديل أو المقارنة المباشرة. ولذلك يجب أن تشير تقرير المختبر دائمًا إلى الطريقة المستخدمة.

مقارنة أساليب المراقبة المشتركة

يقدم الجدول أدناه مقارنة عملية لمراقبة الزيت والدهون الروتينية في بيئة معالجة الأغذية. الوصف هو نطاق عمل عام، وليس ضمانات صارمة.

غالبًا ما يكون الإعداد ذا المستويين هو الأفضل. ويمكن للمصنع أن يستخدم مجسًّا إلكترونيًّا أو مجموعة اختبار لرصد الاتجاهات اليومية، ثم يرسل عينات مأخوذة يدويًّا إلى مختبر معتمَد للحصول على القيمة المطلوبة للترخيص. وبذلك تبقى البيانات الروتينية حديثة دون أن يُحمَّل منهج واحد كل القرارات. كما يوفِّر ذلك أيضًا فحصًا متقاطعًا مفيدًا. فإذا أظهر المجس الإلكتروني قاعدةً مستقرةً بينما تضاعفت القيمة في العينة الشهرية المُرسَلة إلى المختبر فجأةً، فإن أول سؤالٍ يطرح هو ما إذا كان المجس مسدودًا أم لا، وليس ما إذا كانت منظومة المعالجة قد انهارت خلال ليلةٍ واحدة. وعلى العكس، فإذا انخفضت القيمة التي أعطاها المختبر بينما ظل المجس يُظهر قيمة مرتفعة، فقد يكون موقع أخذ العينة يلتقط تيارًا نظيفًا لا يمثل التصريف الكلي.

قراءة النتائج دون المبالغة في رد الفعل أمام ارتفاعٍ مفاجئٍ واحد

يتعامل المشغلون أحيانًا مع نتيجة تحليل الزيوت والشحوم وكأنها مفتاح للنجاح أو الفشل. فعدم تجاوز رقم واحد عالٍ لا يعني دائمًا أن نظام المعالجة قد فشل، كما أن انخفاض رقم واحد لا يثبت أن المياه المُفرَّغة نظيفة. وفي مجال معالجة الأغذية، يمكن أن تؤدي عمليات غسل المعدات، والمواد الكيميائية المستخدمة في التعقيم، وتغيير المنتجات، بل وحتى التغيرات الموسمية في المواد الخام إلى تغيُّر حِمل الدهون. ومنهجٌ مفيدٌ هو تتبع مدى متدرج بدل الاستجابة لقيمة منعزلة واحدة. فإذا ارتفعت القيمة اليومية على مدى ثلاثة أو أربعة أيام متتالية، فإن هذه النمطية تستحق الانتباه. أما إذا ظهر ارتفاع مفاجئ بعد حدث تنظيف معروف ثم عادت القيمة للانخفاض، فالاستجابة يجب أن تكون مُحكَمة ومدروسة. وتساهم التفاصيل الداعمة المسجَّلة في سجل أخذ العينات في تفسير النتائج. فمعدل التدفق ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة (pH) وخط الإنتاج الذي كان قيد التشغيل وقت أخذ العينة يمكن أن تفسِّر جزءًا كبيرًا من التباين الملحوظ. وهذه الملاحظات تحوِّل الرقم الخام إلى إشارة تشغيلية ذات معنى، كما أنها تساعد عند طلب استشارة خبير أو جهة رقابية توضيح سبب اختلاف يومٍ معين.

في منشأة لمعالجة الدواجن تقع في إحدى المحافظات الساحلية، كانت عيّنة التجميع الصباحية للزيوت والدهون تختلف باستمرار عن عيّنة التجميع المركبة التي تُؤخذ على مدار ٢٤ ساعة. وكان صمام أخذ العيّنات مُركَّبًا بعد فاصل الدهون المفتوح، حيث كانت معظم الدهون قد طافت بالفعل وتجمَّدت مكوِّنة طبقة سميكة على السطح. ولذلك كانت عيّنة التجميع تأخذ في الغالب ماءً من أسفل تلك الطبقة. وعند نقل نقطة أخذ العيّنات إلى قسم مختلط جيدًا يقع قبل مرحلة ضبط درجة الحموضة، أصبحت القيم اليومية أكثر اتساقًا مع نتائج العيّنات المركبة. ولم تُجرِ المنشأة أي تغيير في نظام المعالجة الخاص بها؛ بل غيَّرت فقط الطريقة التي تراقب بها تدفق المياه. ويمكن أن يكون هذا النوع من تصحيح أخذ العيّنات أكثر فائدة من شراء جهاز تحليل إضافي، لأنه يصحِّح البيانات قبل أن تبدأ عملية التحليل حتى.

وضع روتينٍ يصمد أمام مرور الزمن

يجب أن يَستمر برنامج المراقبة رغم تغيُّر الموظفين، وورديات الليل، والأسبوع المنتِج المزدحم. وهذا يعني تدوين الطريقة بدقة، وموقع العيِّنة المحدَّد، ونوع الحاوية، وخطوة الحفظ، والوقت المنقضي بين أخذ العيِّنة وتحليلها. فنقطة أخذ عيِّنة واحدة مُوسومةٌ أفضل من تعليمات غير دقيقة مثل «خُذ العيِّنة بعد فاصل الدهون». وتستخدم بعض المصانع مؤقِّتاً أو نموذجاً للإقرار بالإنجاز لضمان ألا تُهمَل هذه المهمة أثناء عمليات التنظيف. أما البعض الآخر فيربط أخذ العيِّنات بحدثٍ معيَّن، كأن يكون بعد ثلاثين دقيقة من بدء الغسلة الرئيسية. ويسهِّل تسجيل قيم الزيوت والدهون جنباً إلى جنب مع معدل التدفُّق ودرجة الحموضة اكتشاف ما إذا كانت الزيادة المستمرة في القيم ناتجة عن ارتفاع محتوى الدهون في المياه أم عن تغيُّر في طريقة التعامل مع العيِّنات. ومن المفيد أيضاً مراجعة البيانات أسبوعياً مع فني المختبر والعامل المسؤول عن التشغيل في المصنع. فهذا الأخير على علمٍ بتوقيت تغيير المنتج أو استبدال المنظِّف، بينما يعرف فني المختبر ما إذا كانت العيِّنة قد وصلت دافئة، أو ما إذا بدا بلانك المذيب غريباً، أو ما إذا كانت الأداة بحاجة إلى إعادة معايرة. وغالباً ما تكون هذه المبادلة في الملاحظات هي الفارق بين برنامج مراقبة لا يزال فعّالاً وبرنامجٍ آخر يتحوَّل إلى مجموعة تقارير مهملة.

للمنشآت التي ترغب في تبسيط مراقبة الزيوت والشحوم دون الاعتماد فقط على المختبرات الخارجية، توفر شركة ليانهوا مجموعةً من أجهزة قياس جودة المياه والكواشف التي تندرج ضمن إجراءات الاختبار متعدد المعايير. ويساعد عمق التصنيع لدى الشركة وتوفيرها المستمر للمستهلكات عند تشغيل المختبر لعينات عبر نوبات عمل متعددة، حيث لا يمكنه تحمل فترات طويلة من انقطاع إعادة التزويد. كما أن اختيار المعدات من موردٍ يتمتع بخبرة فعلية في الإنتاج ومراقبة الجودة يتيح لموظفي المحطة تركيز جهودهم أكثر على الجانب التشغيلي لعمليات المعالجة، وهو ما يُحقِّق عادةً أكبر التحسينات.