Η γαλακτοβιομηχανία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην γεωργική οικονομία στις περισσότερες βιομηχανικές και αναπτυσσόμενες χώρες. Περισσότερο από το 80% του παραγόμενου γάλακτος προέρχεται από μικρές παραγωγικές μονάδες. Τα απόβλητα από τη βιομηχανία γάλακτος παράγονται περιοδικά με αποτέλεσμα οι ρυθμοί ροής αυτών των αποβλήτων να αλλάζουν σημαντικά. Υπάρχουν μεγάλες εποχιακές διακυμάνσεις που σχετίζονται με την ποσότητα του γάλακτος που παραλαμβάνεται για μεταποίηση και η οποία είναι υψηλή το καλοκαίρι και χαμηλή τους χειμερινούς μήνες.
Επιπλέον, δεδομένου ότι στην γαλακτοβιομηχανία παράγονται διάφορα προϊόντα, όπως το γάλα, το γιαούρτι, το βούτυρο, το παγωτό, και διάφορα είδη τυριών, τα χαρακτηριστικά αυτών των αποβλήτων ποικίλλουν επίσης σε μεγάλο βαθμό, ανάλογα με τον τύπο του συστήματος και τις μεθόδους που εφαρμόζονται. Επιπλέον η χρήση όξινων και αλκαλικών καθαριστικών και απολυμαντικών στην βιομηχανία γάλακτος επηρεάζει επιπροσθέτως τα χαρακτηριστικά των αποβλήτων και συνήθως οδηγεί σε υψηλό μεταβλητό pH. Οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για την επεξεργασία γαλακτοκομικών αποβλήτων είναι οι ακόλουθες: αερόβια επεξεργασία, αναερόβια επεξεργασία, επεξεργασία με μεμβράνες, κατασκευασμένοι υγρότοποι, πήξη / ηλεκτροσφαίριση / κροκίδωση / καθίζηση και συνδυασμός διαφόρων μεθόδων.
Το τυρόγαλα είναι το κύριο απόβλητο που παράγεται στη διαδικασία της τυροκομίας και έχει υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ύλη και οξύτητα. Ο βαθμός ρυπάνσεως του τυρογάλακτος είναι ιδιαίτερα μεγάλος και εκφράζεται σε Β.Ο.D.5 (Biological Oxygen Demand), δηλαδή το οξυγόνο που απαιτείται σε mg, για την αποσύνθεση με βιολογική οξείδωση από μικροοργανισμούς του οργανικού φορτίου, που έχει ένα λίτρο τυρογάλακτος σε διάρκεια 5 ημερών. Συνήθως για ένα λίτρο τυρογάλακτος χρειάζονται 35.000 – 55.000 mg οξυγόνου, ενώ η απόρριψή του από τις βιομηχανίες γάλακτος σε ποτάμια, λίμνες και θάλασσες μπορεί επιφέρει την ασφυξία των ψαριών.
Ως εκ τούτου η διάθεσή του αποτελεί πρόκληση για τις μικρές και τις μεσαίες επιχειρήσεις στην γαλακτοβιομηχανία οι οποίες δεν έχουν κανένα είδος μονάδας επεξεργασίας. Η αναερόβια χώνευση είναι μια διαδικασία για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Λόγω του υψηλού οργανικού φορτίου του τυρογάλακτος έχουν αναπτυχθεί διάφορες εναλλακτικές μέθοδοι όπως: α) Εφαρμογή ως λίπασμα, β) Αξιοποίηση μέσω βιολογικών επεξεργασιών, γ)Φυσικοχημικές επεξεργασίες για την παραγωγή και ανάκτηση πολύτιμων ενώσεων όπως πρωτεΐνες και λακτόζη.
Η αναερόβια χώνευση είναι μια καθιερωμένη, αξιόπιστη και επιτυχημένη τεχνολογία σε παγκόσμιο επίπεδο. Τα τελευταία χρόνια, τα αναερόβια συστήματα απαιτούσαν υψηλό κόστος κεφαλαίου και εξειδικευμένη τεχνογνωσία για τη λειτουργία και τη συντήρηση με χαμηλή αποτελεσματικότητα της όλης διαδικασίας. Ωστόσο, την τελευταία δεκαετία, η ανάπτυξη της επιτυχημένης λειτουργίας συστημάτων αύξησαν την τεχνική αξιοπιστία των αναερόβιων χωνευτήρων μειώνοντας τις απαιτήσεις για συντήρηση.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της αναερόβιας χώνευσης είναι η παραγωγή αερίου πλούσιο σε μεθάνιο το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας. Δεδομένου ότι η πρώτη ύλη για την αναερόβια χώνευση είναι ανανεώσιμη και δεν καταστρέφει τους ορυκτούς πόρους, η ανάκτηση ενέργειας από το παραγόμενο βιοαέριο δεν προστίθεται στον ατμοσφαιρικό άνθρακα. Έτσι λοιπόν και για τα γαλακτοκομικά απόβλητα η χρήση της αναερόβιας χώνευσης για την παραγωγή βιοαερίου είναι πολύ σημαντική.
Ο αντιδραστήρας συνεχούς λειτουργίας με ανάδευση (CSTR) είναι ο πιο συνήθης τύπος αναερόβιου αντιδραστήρα καθώς είναι απλός στη λειτουργία και την κατασκευή, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις αποβλήτων υπάρχει συνδυασμός του και με άλλους τύπους αντιδραστήρων.
The dairy industry plays an important role in the agricultural economy in most industrialized and developing countries. More than 80% of the milk produced comes from small production units. Waste from the dairy industry is produced periodically and the flow rates of these wastes change significantly. There are large seasonal fluctuations related to the quantity of milk received for processing which is high in the summer and low in the winter months.
In addition, since the dairy industry produces various products such as milk, yoghurt, butter, ice cream, and various types of cheese, the characteristics of this waste also vary greatly depending on the type of system and the methods applied . In addition, the use of acid and alkaline detergents and disinfectants in the milk industry additionally affects the characteristics of the waste and usually leads to high pH variability. The processes currently used for the processing of dairy waste are as follows: aerobic treatment, anaerobic treatment, membrane treatment, wetlands, coagulation / electroplating / flocculation / precipitation and a combination of different methods.Whey is the main waste produced in the cheese making process and has a high content of organic matter and acidity. The degree of whey pollination is particularly high and is expressed in B.O.D.5 (Biological Oxygen Demand), is the oxygen required in mg, for biodegradation by organic organisms, with one liter of whey in duration of 5 days. Usually one liter of whey requires 35,000 - 55,000 mg of oxygen, and its discharge from the dairy industry into rivers, lakes and seas may result in fish asphyxia.As a result, it is a challenge for small and medium-sized enterprises in the dairy industry, which have no type of processing plant. Anaerobic digestion is a process to solve this problem. Due to the high organic load of whey, various alternative methods have been developed, such as: a) Application as a fertilizer; b) Utilization by biological treatments; c) Physicochemical processes for the production and recovery of valuable compounds such as proteins and lactose.
Anaerobic digestion is an established, reliable and successful technology at a global level. In recent years, anaerobic systems required high cost of capital and specialized know-how to operate and maintain with low efficiency of the whole process. However, over the last decade, the development of successful system operation has increased the technical reliability of anaerobic digesters by reducing maintenance requirements.
The biggest advantage of anaerobic digestion is the production of methane-rich gas that can be used to produce energy. Since the raw material for anaerobic digestion is renewable and does not destroy the mineral resources, the energy recovery from the produced biogas is not added to atmospheric carbon. So also for dairy waste the use of anaerobic digestion for biogas production is very important.
The CSTR is the most common type of anaerobic reactor as it is simple in operation and construction, and in some cases there is a combination of this with other types of reactors.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Παραγωγή, επεξεργασία, διάθεση και ενεργειακή αξιοποίηση αποβλήτων βιομηχανίας γάλακτος.