Hogyan figyeljük az olajokat és zsírokat az élelmiszer-feldolgozásból származó szennyvízben?

Miért válik az olaj és a zsír figyelési problémává

Az olajok és zsírok monitorozása az élelmiszer-feldolgozásból származó szennyvízben olyan feladat, amely egyszerűnek tűnik – amíg meg nem érkezik az első laboreredmény. Egy üzem tisztának látszó vizet bocsát ki a levegővel telített víz elválasztására szolgáló berendezésből, mégis az olaj- és zsírtartalom értéke továbbra is meghaladja a kibocsátási engedélyben megállapított határértéket. Ennek az az oka, hogy a vizsgálat nem csupán a felszínen lebegő látható zsírt méri. A módszer egy szélesebb anyagcsoportot fog le, amelyek oldószerbe extrahálhatók – ide tartoznak például egyes emulgeált zsírok, zsírsavak és más nempoláris anyagok. Az olajok, zsírok és zsíros anyagok (gyakran rövidítve: FOG) problémákat okoznak már jóval a kibocsátási pont előtt is: bevonják a csöveket, ragadnak a szivattyúk lapátjaihoz, eltompítják a szenzorokat, és plusz terhelést jelentenek a biológiai szennyvíztisztításra. Húsfeldolgozó vagy tejipari létesítményben az emulgeált zsír mennyisége hirtelen megugorhat a tisztítás után, amikor forró víz és lúgos tisztítószer használata során kerül a csatornába. Egy pékségben vagy gyorsétel-termelő üzemben olyan olajok is előfordulhatnak, amelyek szobahőmérsékleten megkeményednek, így a vezetékekben lerakódhatnak, majd a mosási víz felmelegítésekor egyszerre, nagyobb mennyiségben szabadulnak fel. Számos önkormányzati kibocsátási engedély felső határt állapít meg az olaj- és zsírtartalomra – gyakran néhány tíz és néhány száz milligramm per liter közötti érték –, így maga a határérték is folyamatos figyelmet igényel. Éppen ez a változékonyság miatt az olaj- és zsírméréshez nem elég egy havonta vett minta: szükség van egy átgondolt tervre.

A mintavétel részleteinek módosítása teljesen átalakítja a képet

Sok rossz olaj- és zsír-adat kezdődik még a laboratórium mintavételének időpontja előtt. A külön vett („grab”) minták gyűjtése egyszerű, de csak egy pillanatképet mutatnak. Ha egy üzem több részletben enged le szennyvizet, akkor egy lassú időszakban vett külön minta elkerülheti azt a zsírcsúcsot, amely a tisztítási folyamat után éri el a csatornát. A kompozitminták objektívebb képet adnak egy műszak alatti időszakról, de tárolási és konzerválási kérdéseket is felvetnek. Az élelmiszer-feldolgozásból származó szennyvízben található olaj és zsír ragad a műanyaghoz, ezért az üveg- vagy PTFE-béléses tartályok biztonságosabb választás. A széles nyakú palackok továbbá megkönnyítik a minta átöntését anélkül, hogy vastag réteg maradna a nyakon. A minta savasítása pH 2 alá és a hidegen tartása lelassítja a mikrobiális lebomlást, és csökkenti a veszteségeket. A szokásos módszerek – például az APHA 5520 és az EPA 1664 – részletesen leírják ezen konzerválási lépéseket. Ha egy minta több órán keresztül meleg helyen áll egy műanyag edényben, akkor egyes zsírok lerakódhatnak az edény falára, és a jelentett érték alábecsüli a tényleges terhelést. Ezt a hibát nem véletlenszerűnek tekintjük; inkább rendszeresen ugyanabba az irányba torzítja az eredményeket, és meggyőzheti az üzemet arról, hogy zsírproblémája kisebb, mint amilyen valójában.

Olyan módszer kiválasztása, amely illeszkedik az Önök tényleges szennyvízéhez

Nem minden létesítménynek szüksége van a legdrágább analizátorra. Egy kisebb üzem, amelynek csak a helyi engedély szerinti olaj- és zsírtartalom-ellenőrzést kell végeznie, havonta küldhet mintákat egy tanúsított laboratóriumba a megfelelőség ellenőrzésére, és napi ellenőrzésekre egyszerű tesztkészletet használhat. Egy nagyobb működés, például oldott-levegős lebegőanyag-elválasztó (DAF) vagy membránbioreaktor (MBR) üzemeltetése általában gyorsabb visszajelzést igényel a lebegőanyag-eltávolítás vagy a vegyszeradagolás beállításához. A módszernek figyelembe kell vennie az olaj formáját is. A szabad olaj gyorsan elkülönül, és lebegőanyag-eltávolítóval (skimmerrel) eltávolítható. Az emulgeált olaj a felületaktív anyagok, a hő vagy a magas pH miatt finom cseppekbe töredezett, ezért felfüggesztett állapotban marad. A vízben oldódó anyag, amely oldószeres extrakció során olajként viselkedik, akár láthatatlan is lehet. A gravimetriás módszerek az n-hexános extrakció után maradó maradékot mérik, így széles körű nempoláris vegyületeket észlelnek. Az infravörös és a fotometriás módszerek gyorsabbak, de a válaszuk az olaj típusától függ. Egy növényi olaj, egy hőkezelt állati zsír és egy ásványi olaj nem ad ugyanazt az eredményt, ezért a kalibráció kulcsfontosságú. Az ISO 9377-2 szintén egy olyan referencia, amely néhány engedélyben megjelenik, de az extrakciós és mérési lépései annyira eltérnek, hogy különböző módszerekkel kapott értékek nem tekinthetők egymással felcserélhetőknek. Ezért a laborjegyzőkönyvben mindig feltüntetendő, melyik módszert alkalmazták.

Gyakori figyelési módszerek összehasonlítása

Az alábbi táblázat gyakorlati összehasonlítást nyújt az olajok és zsírok rutinszerű ellenőrzésére élelmiszer-feldolgozó üzemekben. A leírások általános munkaterületeket jelölnek, nem szigorú garanciákat.

Gyakran a két szintű rendszer bizonyul a legjobbnak. Egy üzem napi tendenciák nyomon követésére online érzékelőt vagy tesztkészletet használhat, majd fogómintákat küld egy tanúsított laboratóriumba a jogszabályi határérték meghatározásához. Ez biztosítja, hogy a rutinadatok időben rendelkezésre álljanak, anélkül, hogy egyetlen módszer minden döntést meghozna. Emellett hasznos kereszthatározmányt is létrehoz. Ha az online érzékelő stabil alapvonalt mutat, de a havi laboreredmény hirtelen megduplázódik, az első kérdés az, hogy az érzékelő szennyeződött-e, nem pedig az, hogy az üzem kezelőrendszere éjjel-nappal összeomlott. Fordítva: ha a laboreredmény csökken, de az érzékelő értéke magas marad, akkor a mintavételi pont valószínűleg egy tiszta, de nem reprezentatív vízáramot mér a teljes kibocsátásból.

Eredmények értelmezése anélkül, hogy túlreakcióba esnénk egyetlen csúcsérték miatt

A működtetők néha az olaj- és zsírtartalom mérési eredményét úgy kezelik, mint egy egyszerű „megfelel” vagy „nem felel meg” kapcsolót. Egyetlen magas érték nem mindig jelenti azt, hogy a kezelőrendszer meghibásodott, és egyetlen alacsony érték sem bizonyítja, hogy a kibocsátás tiszta. Élelmiszer-feldolgozás során a mosási események, a fertőtlenítő vegyszerek, a termékváltások, sőt akár az évszakhoz kötött nyersanyag-változások is befolyásolhatják a zsírterhelést. Egy hasznos megközelítés az, ha nem egyetlen izolált értékre reagálunk, hanem egy mozgó tartományt követünk nyomon. Ha a napi érték három-négy egymást követő napig folyamatosan emelkedik, az ilyen tendencia figyelmet érdemel. Ha egy csúcs éppen egy ismert tisztítási esemény után jelenik meg, majd gyorsan visszaesik, akkor a reakciónknak mértékletesnek kell lennie. A mintavételi naplóban szereplő kiegészítő információk nagyon fontosak. A vízáramlás, a hőmérséklet, a pH-érték, valamint az adott időpontban futó termékvonal sokat elárulhat a változékonyság okairól. Ezek a megjegyzések egy nyers számot működési jelzéssé alakítanak. Segítenek akkor is, ha egy tanácsadó vagy egy szabályozó hatóság megkérdezi, miért volt eltérő egy adott nap.

Egy tengerparti tartományban található baromfifeldolgozó üzemben a reggeli egyedi minta (olaj és zsír meghatározására) folyamatosan ellentmondott a 24 órás összetett minta eredményeinek. A mintavételi csap a nyitott zsírfogó után került elhelyezésre, ahol a zsír nagy része már felszínre emelkedett és vastag, hűlt réteggé állt össze. Az egyedi minta főként a réteg alatti vizet szívta fel. Miután a mintavételi helyet áthelyezték a pH-beállítás előtti, jól kevert szakaszra, a napi értékek lényegesen jobban egyeztek az összetett minták eredményeivel. Az üzem nem módosította kezelőrendszerét – csupán a folyadékáramlás megfigyelésének módját változtatta meg. Egy ilyen mintavételi korrekció értéke akár nagyobb is lehet, mint egy új műszer beszerzése, mert a hibát a mérést megelőzően, még az elemzés megkezdése előtt kiküszöböli.

Egy időtálló rutin összeállítása

Egy figyelőprogramnak képesnek kell lennie arra, hogy túlélje a személyzeti változásokat, az éjszakai műszakokat és a forgalmas gyártási heteket. Ez azt jelenti, hogy le kell írni a módszert, a pontos mintavételi helyet, a tartály típusát, az őrzési lépést, valamint az időtartamot a mintavételtől az elemzésig. Egy megjelölt mintavételi pont jobb, mint egy laza utasítás, például: „vegye a zsírfogó után”. Egyes üzemek időzítőt vagy aláírásos listát használnak, hogy a feladat ne maradjon el a tisztítás során. Mások a mintavételt egy konkrét eseményhez kötik, például harminc perccel a fő mosási folyamat megkezdése után. Az olaj- és zsírtartalom értékeinek naplózása a vízáramlás és a pH mellett megkönnyíti annak felismerését, hogy egy növekvő tendencia a vízben lévő több zsírból ered-e, vagy a mintakezelés változásából. Segít továbbá, ha hetente átnézik az adatokat a laborásszal és a termelési területen dolgozó üzemvezetővel egyaránt. Az üzemvezető tudja, mikor történt termékváltás vagy mikor cseréltek tisztítószert. A laborássz tudja, meleg állapotban érkezett-e a minta, rendellenesnek tűnt-e a oldószeres üres minta, vagy szükség volt-e a műszer újra kalibrálására. Ez a jegyzetek közötti információcsere gyakran az a különbség, amely eldönti, hogy egy figyelőprogram hasznos marad-e, vagy egy halom figyelmen kívül hagyott jelentéssé válik.

Azoknak a létesítményeknek, amelyek egyszerűsíteni szeretnék az olaj- és zsírtartalom ellenőrzését anélkül, hogy kizárólag külső laborokra támaszkodnának, a Lianhua széles körű vízminőségi műszerekkel és reagensekkel kínálkozik, amelyek illeszkednek a többparaméteres vizsgálati eljárásokhoz. A cég gyártási tapasztalata és a fogyóeszközök folyamatos ellátása segít abban, ha egy labor mintákat vizsgál több műszakban is, és nem engedheti meg magának a hosszabb újrarendelési időszakokat. Az olyan szállítótól származó berendezések kiválasztása, amely valódi gyártási és minőségirányítási tapasztalattal rendelkezik, továbbá több lehetőséget biztosít a gyári személyzet számára a kezelés működési oldalára való koncentrálásra, ahol általában a legnagyobb fejlesztések valósulnak meg.