Cum se monitorizează uleiul și grăsimile din apele uzate provenite din procesarea alimentelor?

De ce uleiul și grăsimile devin o problemă de monitorizare

Monitorizarea uleiurilor și grăsimilor din apele uzate provenite din procesarea alimentelor este una dintre acele sarcini care par simple până când primești primele rezultate de la laborator. O instalație poate observa apă clară care părăsește unitatea de flotare cu aer dizolvat, dar valoarea uleiurilor și grăsimilor rămâne totuși peste limita permisă. Acest lucru se întâmplă deoarece analiza nu evaluează doar grăsimea vizibilă care plutește la suprafață. Aceasta detectează o gamă mai largă de substanțe care se extrag într-un solvent, inclusiv unele grăsimi emulsificate, acizi grași și alte substanțe nepolare. Grăsimile, uleiurile și grăsimile (FOG) creează probleme mult înainte de punctul de evacuare: acoperă conductele, se aderă la rotorii pompelor, blochează senzorii și suprasolicită tratamentul biologic. Într-o instalație de procesare a cărnii sau a produselor lactate, grăsimile emulsificate pot intra brusc în rețeaua de scurgere imediat după curățare cu apă caldă și detergenți alcalini. Într-o brutărie sau o unitate de producție a gustărilor, uleiurile care se solidifică la temperatura camerei se pot acumula în conducte și apoi se eliberează brusc sub formă de bule atunci când apa folosită pentru spălare încălzește conducta. Multe autorizații municipale de evacuare stabilesc un prag maxim pentru uleiuri și grăsimi, de obicei între câteva zeci și câteva sute de miligrame pe litru; astfel, valoarea permisă impune deja o atenție constantă. Această variabilitate este motivul pentru care monitorizarea uleiurilor și grăsimilor necesită un plan bine definit, nu doar un eșantion lunar.

Detaliile eșantionării schimbă întreaga imagine

O mulțime de date incorecte privind uleiurile și grăsimile sunt generate încă înainte ca eșantionul să ajungă în laborator. Eșantioanele individuale sunt ușor de colectat, dar oferă doar o imagine instantanee. Dacă o uzină descarcă apele uzate în mod intermitent, un eșantion individual colectat într-o perioadă de activitate redusă poate rata vârful de grăsimi care ajunge în canalizare imediat după operațiunile de curățare. Eșantioanele compozite oferă o imagine mai echilibrată pe parcursul unei ture de lucru, dar ridică probleme legate de stocare și conservare. Uleiurile și grăsimile din apele uzate provenite din procesarea alimentelor se aderă la plastic, astfel încât recipientele din sticlă sau cu acoperire din PTFE reprezintă alegerea mai sigură. Sticlele cu gât larg facilitează, de asemenea, transferul eșantionului fără a lăsa un strat gros pe gâtul recipientului. Acidifierea eșantionului până la un pH sub 2 și menținerea acestuia la temperatură scăzută încetinesc descompunerea microbiană și reduc pierderile. Metodele standard, cum ar fi APHA 5520 și EPA 1664, descriu în detaliu acești pași de conservare. Dacă un eșantion stă câteva ore la temperatură ambientală într-un bidon din plastic, o parte din grăsime se va depune pe pereții recipientului, iar valoarea raportată va subestima sarcina reală. Acest tip de eroare nu este aleatorie; ea distorsionează sistematic rezultatele în aceeași direcție și poate convinge o uzină că problema sa de grăsimi este mai mică decât este în realitate.

Alegerea unei metode care se potrivește apelor uzate pe care le aveți în realitate

Nu fiecare instalație are nevoie de analizorul cel mai scump. O mică uzină care trebuie doar să urmărească uleiul și grăsimile pentru a respecta o autorizație locală poate trimite eșantioane lunare de conformitate către un laborator certificat și poate păstra un kit simplu de teste pentru verificări zilnice. O operațiune mai mare, dotată cu flotare cu aer dizolvat sau cu un bioreactor cu membrană, are de obicei nevoie de feedback mai rapid pentru a ajusta procesul de îndepărtare a stratului superficial sau dozarea chimicelor. Metoda ar trebui, de asemenea, să țină cont de forma uleiului. Uleiul liber se separă rapid și poate fi eliminat cu un dispozitiv de îndepărtare a stratului superficial. Uleiul emulsionat rămâne în suspensie deoarece tensioactivii, căldura sau pH-ul ridicat l-au descompus în picături fine. Substanțele solubile care se comportă ca uleiul într-o extracție cu solvent pot fi chiar invizibile. Metodele gravimetrice măsoară reziduul rămas după extracția cu n-hexan, astfel încât capturează o gamă largă de compuși nepolari. Metodele infraroșu și fotometrice funcționează mai rapid, dar răspunsul lor depinde de tipul de ulei. Un ulei vegetal, o grăsime animală rafinată și un ulei mineral nu vor da toate aceleași valori, deci calibrarea este esențială. ISO 9377-2 este o altă referință care apare în unele autorizații, dar pașii săi de extracție și măsurare diferă suficient de mult încât valorile obținute prin metode diferite nu trebuie considerate interschimbabile. De aceea, raportul de laborator trebuie să menționeze întotdeauna metoda utilizată.

Compararea abordărilor comune de monitorizare

Tabelul de mai jos oferă o comparație practică pentru monitorizarea rutinieră a uleiurilor și grăsimilor într-un mediu de prelucrare a alimentelor. Descrierile reprezintă domenii generale de lucru, nu garanții stricte.

O configurație în două niveluri funcționează adesea cel mai bine. O instalație poate folosi o sondă online sau un kit de testare pentru urmărirea zilnică a tendințelor, apoi trimite eșantioane prelevate punctual către un laborator certificat pentru obținerea valorii prevăzute în autorizație. Astfel, datele curente rămân actualizate fără ca o singură metodă să suporte întreaga sarcină decizională. În plus, se creează o verificare utilă reciprocă. Dacă sonda online indică o bază stabilă, iar eșantionul lunar analizat în laborator se dublează brusc, prima întrebare este dacă sonda este contaminată, nu dacă sistemul de tratare a cedat într-o noapte. În mod invers, dacă valoarea obținută în laborator scade, dar cea indicată de sondă rămâne ridicată, punctul de prelevare al eșantionului ar putea capta un flux curat care nu este reprezentativ pentru întreaga descărcare.

Interpretarea rezultatelor fără a reacționa exagerat la o singură vârfură

Operatorii tratează uneori rezultatul privind uleiurile și grăsimile ca pe un comutator de tip „aprobat/respins”. O singură valoare ridicată nu înseamnă întotdeauna că sistemul de tratare a eșuat, iar o singură valoare scăzută nu dovedește neapărat că descărcarea este curată. În procesarea alimentelor, evenimentele de spălare, substanțele chimice utilizate pentru dezinfecție, schimbările de produs și chiar modificările sezoniere ale materiilor prime pot modifica încărcarea cu grăsimi. O abordare utilă constă în monitorizarea unui interval glisant, nu în reacționarea la un singur punct izolat. Dacă valoarea zilnică crește timp de trei sau patru zile consecutive, acest model merită atenție. Dacă apare o singură vârfire imediat după un eveniment cunoscut de curățare și apoi scade din nou, răspunsul trebuie să fie proporțional. Detaliile de sprijin din jurnalul de eșantionare sunt esențiale. Debitul, temperatura, pH-ul și linia de produs care funcționează în acel moment pot explica o mare parte din variații. Aceste note transformă o valoare brută într-un semnal operațional. Ele sunt, de asemenea, utile când un consultant sau un reglementator întreabă de ce o anumită zi a arătat o valoare diferită.

Într-o unitate de prelucrare a păsărilor de curte dintr-o provincie de coastă, eșantionul colectat dimineața pentru ulei și grăsimi nu corespundea în mod constant cu eșantionul compozit de 24 de ore. Robinetul de eșantionare fusese instalat după un separator de grăsimi deschis, unde majoritatea grăsimilor deja se ridicaseră la suprafață și se răciseră, formând o crustă groasă. Eșantionul colectat dimineața conținea în principal apă extrasă din zona de sub această crustă. Odată ce punctul de eșantionare a fost mutat într-o zonă bine amestecată, situată în amonte față de ajustarea pH-ului, valorile zilnice au devenit mult mai conforme cu rezultatele obținute din eșantioanele compozite. Instalația nu și-a modificat sistemul de tratare. A schimbat doar modul în care analiza fluxul. Acest tip de corecție a procedurii de eșantionare poate avea o valoare mai mare decât achiziționarea unui nou instrument, deoarece corectează datele încă înainte de începerea analizei.

Elaborarea unei proceduri rutiniere care să reziste în timp

Un program de monitorizare trebuie să reziste schimbărilor de personal, schimbărilor de noapte și săptămânilor aglomerate de producție. Aceasta înseamnă înregistrarea metodei, a locului exact de eșantionare, a tipului de recipient, a etapei de conservare și a intervalului de timp dintre colectare și analiză. Un punct de eșantionare etichetat este mai bine decât o instrucțiune vagă, precum «prelevează-l după separatorul de grăsimi». Unele instalații folosesc un cronometru sau o fișă de confirmare pentru a evita omiterea acestei sarcini în timpul operațiunilor de igienizare. Altele leagă eșantionarea de un eveniment specific, de exemplu la treizeci de minute după începerea spălării principale. Întreținerea unui jurnal cu valorile de ulei și grăsimi, alături de debit și pH, facilitează identificarea sursei unei tendințe ascendente: dacă provine dintr-o creștere a conținutului de grăsimi din apă sau dintr-o modificare a modului de prelevare a eșantioanelor. De asemenea, este util să se revizuiască datele săptămânal, împreună cu tehnicianul de laborator și operatorul care desfășoară activitatea pe teren. Operatorul știe când a avut loc o schimbare de produs sau când s-a trecut la un alt agent de curățare. Tehnicianul de laborator știe dacă eșantionul a ajuns la laborator în stare caldă, dacă fondul cu solvent a arătat o valoare neobișnuită sau dacă instrumentul a necesitat recalibrare. Acest schimb de informații este adesea diferența dintre un program de monitorizare care rămâne util și unul care se transformă într-o grămadă de rapoarte ignorate.

Pentru instalațiile care doresc să simplifice monitorizarea uleiurilor și grăsimilor fără a se baza exclusiv pe laboratoarele externe, Lianhua oferă o gamă de instrumente și reactivi pentru calitatea apei, care se integrează în procedurile de testare multiparametru. Profunzimea fabricației companiei și aprovizionarea constantă cu consumabile sunt avantajoase atunci când un laborator analizează eșantioane în mai multe ture și nu-și permite pauze lungi între reaprovizionări. Alegerea echipamentelor de la un furnizor cu experiență reală în producție și controlul calității lasă, de asemenea, mai mult spațiu personalului de la uzină să se concentreze asupra aspectelor operaționale ale tratamentului, unde se obișnuiesc să apară cele mai mari îmbunătățiri.