epurarea apelor uzate din industria carnii
TRANSCRIPT
Universitatea Politehnica Bucuresti
APELE UZATE DIN INDUSTRIA BERII
Generalitati
Lucrarea prezintă necesitatea implementării unor sisteme integrate de epurare a apelor uzate
în urma evaluării calităţii apelor de suprafaţă din ţara noastră şi în special a apelor uzate provenite
din industria berii. În principiu, sistemul de epurare al apelor uzate provenite din industria berii
propus constă dintr -o pretratare anaerobă, combinat cu o post-tratare aerobă. Lucrarea începe cu
consideraţii privind calitatea apelor de suprafaţă: indicatorii apelor uzate, compoziţia apelor
reziduale provenite din industria berii, metode de epurare a apelor uzate. Apoi, este prezentată
schema funcţional-constructivă şi tehnologică a instalaţiei, iar în final, eficienţa metodei de epurare
mecano – biologice de tratare a apelor uzate provenite din industria berii.
Apa este un factor indispensabil vieţii. De aceea, în jurul surselor de apă s-a dezvoltat o
diversitate de biocenoze şi chiar civilizaţia umană a fost atrasă de aceste zone. Conform datelor
Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, necesarul minim de apă pentru un om este de 5 l /zi, din care 1,5
- 2 l se consumă ca atare, iar restul se reţine din alimente, sau apare din metabolism. Necesarul
fiziologic este de 2,5 - 3 l /zi, diferenţa până la 3 - 5 l / zi apărând din activităţi fizice şi datorită
temperaturii ambiante. Totuşi, omul utilizează în medie, pe glob, 100 l apă / zi pentru operaţii de
spălare, pregătirea hranei şi alte activităţi în gospodărie. Acest consum zilnic are valori diferite de la
o
regiune la alta, sau de la un continent la altul. De exemplu este de 3 l / zi în Africa şi de peste 1000 l
/ zi la New York. Consumul de apă a crescut în timp: 500 în 1974 şi aproximativ 1400 în
anul 2000.
Pe fondul activităţii antropogene extinse în prezent există o deosebire calitativă şi principială
între schimbările naturale din mediul inconjurător observate mai înainte şi cele care au loc în natură
ca rezultat al activităţii umane. Astăzi nici omul şi nici alte organisme cu nivel înalt de dezvoltare nu
dovedesc să producă substanţe genetice de apărare împotriva substanţelor
fabricate de industrie, care nu au existat mai înainte în natură şi care sunt străine pentru viaţă
(xenobiotici).
În apele reziduale industriale se întîlnesc relativ des substanţe organice în suspensie (crezol,
acid metacrilic, tricrezilfosfat, tributilftalat ş.a.) care se supun parţial (aproximativ 40%)
"mineralizării" biologice, adică descompunerii pînă la , apă şi substanţe neorganice simple. Mai
mult de 60 de substanţe, a căror concentraţie în sistemele active este normală, nu se
supun descompunerii biologice. În asemenea condiţii o problemă acută este susţinerea valorii
biologice depline a apelor naturale sau, altfel spus, micşorarea conţinutului amestecurilor străine
pînă la o concentraţie care asigură desfăşurarea normală a proceselor fiziologice şi biologice din
organismele acvatice, fără urmări genetice negative.
Una din metodele eficace de apărare a elementelor mediului acvatic contra poluării este
epurarea apelor reziduale înainte de a fi evacuate în bazine.
Poluarea apelor
- reprezintă alterarea calităţilor fizice, chimice şi biologice ale apelor, produsă direct, sau indirect, în
mod natural, sau antropic. Apa poluată devine improprie utilizării normale.
Poluarea poate avea loc : - continuu (permanent), în cazul canalizării dintr-un oraş, sau
rezidiile provenite din industrie şi deversate în ape; - discontinuu, la intervale regulate, sau
neregulate de timp; - temporar (ex. colonii provizorii); - accidental, în cazuri de avarie.
Sursele de poluare a apelor se clasifică după mai multe criterii, dat fiind diversitatea lor:
a) După provenienţă: activităţile menajere, industria, agricultura şi transporturile.
b) După aria de răspândire a poluanţilor: - surse locale (conducte de canalizare,
rampe de descărcare); - difuze, când poluanţii se răspândesc pe o arie mare. Uneori
este dificil de localizat sursa, sau sursele poluante.
c) După poziţia lor: - surse fixe; - mobile (autovehicule, locuinţe şi instalaţii ce se
deplasează, etc.).
De exemplu: industria deversează în apele naturale substanţe chimice, organice şi
anorganice, resturi vegetale şi animale, solvenţi, hidrocarburi, căldură, etc. Materialele pot fi în stare
solidă, sau lichidă, miscibile, sau nemiscibile cu apa, uşor, sau greu volatile, mai mult sau mai puţin
toxice. Poluanţii apelor sunt foarte diverşi şi de aceea clasificare adoptă mai multe criterii.
a) După natura lor există poluanţi: - organici; - anorganici; - biologici; - radioactivi; -
termici;
b) După starea de agregare se diferenţiază: - suspensii (substanţe insolubile în apă); -
poluanţi solubili în apă; - dispersii coloidale;
c) După durata degradării naturale în apă se deosebesc:
- poluanţi uşor biodegradabili; - greu biodegradabili (la care degradarea naturală
durează sub 30 de zile);
- nebiodegradabili (degradarea în 30 - 60 de zile); - refractari (cu degradare şi peste 2
ani). De exemplu, caprolactama se biodegradează la substanţe mai simple în decurs
de 3
săptămâni, pe când clorbenzenul în 2 ani, deci are timp să se acumuleze în apă,
mărind efectele toxice.
Poluarea organică apare de obicei de la fabricile de celuloză şi hârtie, care elimină şi 1000 -
3000 l apă poluată/ s. Chiar dacă se efectuează o epurare cu randamentde 95 %, tot rămân cantităţi
mari de poluanţi. Receptorul trebuie să aibe în această situaţie un debit suficient de mare, pentru a
dilua poluanţii sub limitele admise de standardul de calitate. Industria chimică, petrochimia,
industria alimentară elimină de asemenea poluanţi de origine organică, din care unii sunt foarte
toxici (fenolul, ierbicidele, etc.) şi cu persistenţă ridicată în mediu.
Poluarea anorganică rezultă din industria produselor clorosodice, chimie, extracţia ţiţeiului,
prepararea minereurilor, hidrometalurgie. Apele poluate conţin săruri, acizi, baze, modifică pH-ul
apelor naturale, corodează conductele, instalaţiile, aduc prejudicii agriculturii, au efecte stresante
pentru organismele acvatice.
Poluarea biologică este produsă de activităţile menajere, abatoare, zootehnie, etc. In apă
apar microorganisme patogene, care generează uneori îmbolnăviri în masă. Prin apă se transmit
boli: - bacteriene (febra tifoidă, dizenteria, holera); - virotice (poliomelita, hepatita epidemică); -
parazitare (amibioza, giardioza). Apele poluate biologic favorizează înmulţirea unor paraziţi, ca:
ţânţarii, transmiţători de paludism, musca tzetze, transmiţătoarea bolii somnului etc.
Poluarea termică apare prin deversarea de apă caldă în efluenţii naturali. In aceste condiţii
scade conţinutul de oxigen din apă, creşte sensibilitatea organismelor acvatice la poluanţi, unele
vieţuitoare dispar, se înmulţesc algele albastre, etc. Acest tip de poluare apare pe lângă unele
instalaţii industriale şi din energetica nucleară.
Poluarea radioactivă apare la apa rezultată din industria extractivă a minereurilor de uraniu,
sau thoriu, la instalaţiile de preparare a minereurilor radioactive, din zonele de depozitare
necorespunzătoare a deşeurilor radioactive, în urma unor avarii la reactoarele nucleare, naufragii de
vapoare cu încărcătură nucleară etc.
Apele naturale pot degrada poluanţii organici, sub acţiunea microorganismelor existente, a
radiaţiilor solare şi a oxigenului. Din degradare rezultă compuşi mai simpli, până la moleculele cele
mai mici: , , , .
Fabricile de bere reprezinta una din cele mai poluante industrii, generand intre 8-15 litri de
efluenti (ape de spalare) pentru fiecare litru de bere produs. Datorita continutului biochimic de
oxigen (CBO) ridicat al apelor de spalare, aplicarea unei tehnologii bazate pe tratarea anaeroba cu
obtinerea de biogaz pare a fi foarte eficienta. Oricum, efluentii tratati anaerob inca prezinta o
concentratie ridicata de poluanti organici, motiv pentru care nu pot fi evacuati direct in cursurile de
apa. Acest aspect recalcitrant este datorita prezentei polimerilor melanoidinici de culoare maro, care
sunt formati in urma reactiei Maillard dintre un zahar si un aminoacid. Pe langa compusii
melanoidinici (care sunt principalii raspunzatori de culoarea apelor uzate[1]), in apele de spalare din
industria berii se mai gasesc si urmatoarele substante: amidon, zaharoza, celuloza, grasimi,
substante minerele, coloranti, substante tanante, substante amare, proteine, polifenoli, vitamine (B1,
B6, nicotinamida, acid pantotenic) si nu in ultimul rand, ele contin o serie de enzime
(amilofosfataza, α amilaza, β amilaza, proteinaza, peptidaza, citaza, fitaza, catalaza, peroxidaza).
Culoarea berii se datoreaza: - reactiei Maillard, care duce la formarea compusilor
melanoidinici, care sunt definiti ca fiind pigmenti solubili, avand un spectru al culorii de la
chihlimbar la galben. - oxidarii polifenolilor, care duce la formarea unei culori rosu-brun. -
interactiunii cu urmele de metale. De exemplu, cuprul poate stimula oxidarea polifenolilor. -
riboflavinelor, care duc la formarea unei culori galbene.
Berea poate fi definită ca o băutură slab alcooloică, nedistilată, obţinută prin fermentarea cu
ajutorul drojdiei a unui must din malţ şi cereale nemalţificate fierte cu hamei.
Pricipalele materii prime sunt:
-malţul;
-cerealele nemalţificate;
-hamei;
-apă;
-drojdie.
Fiind o băutură nedistilată, berea mai conţine în afară de alcool şi o serie de substanţe ca:
glucide, substanţe azotoase, săruri minerale si vitamine din grupa B, care îi conferă o valoare
nutritivă şi care au o acţiune favorabilă asupra organismului. Astfel alcoolul din bere în cantităţi
mici favorizează respraţia şi atenuează tulburările nervoase. Vitaminele din grupa B protejează
ficatul faţă de acţiunea dăunatore a alcoolului. Substanţele amare au o acţiune bacteriostatică
distrugând bacteriile gram pozitive cât şi baciul tuberculozei.
1.1. MATERII PRIME UTILIZATE PENTRU FABRICAREA BERII
Berea este o bautura alcoolica nedistilata obtinuta prin fermentarea cu ajutorul drojdiei a unui must
realizat din malt, apa si fiert cu hamei. La fabricarea berii se mai pot utiliza, in anumite proportii si
cereale nemaltificate, inlocuitori de hamei, drojdie de bere si enzime industriale.
Materiile prime utilizate pentru fabricarea berii sunt:
Orzul folosit la fabricarea maltului pentru bere trebuie sa aiba un continut ridicat in amidon
si scazut in proteine. Cu cat continutul in amidon este mai mare, cu atat creste si
randamentul in extract al maltului. Pentru fabricarea berii se preteaza orzul cu bob mare (cal.
I si cal. II) si cu coaja subtire.
Hameiul, datorita calitatilor sale, reprezinta o materie prima indispensabila la fabricarea
berii. Din planta de hamei se foloseste numai conul de hamei care contine substante specifice
substantelor amare si uleiurilor eterice. In afara de hameiul natural, astazi se folosesc si o serie
de produse obtinute din hamei dintre care se pot mentiona:
- pulberi de hamei normale;
- extracte de hamei: normale sau izomerizate.
- pulberi de extracte de hamei.
Apa este considerata materie prima deoarece influenteaza profund calitatea berii. Apa
contine in medie 500 mg/l saruri, in mare parte disociate, care influenteaza duritatea si
alcalinitatea apei si deci calitatea berii. Alte materii utilizate in procesul de fabricare a berii sunt:
Drojdia cultura pura utilizata pentru fermentarea mustului de bere - face parte de obicei din
categoria drojdiilor de fermentatie inferioara (rase de Saccharomyces carlsbergensis) deoarece
ele nu formeaza asociatii de celule, au o capacitate redusa de formare a sporilor, fermenteaza de
obice rafinoza in intregime, iar temperatura normala de fermentare este mai scazuta de 5-15°C.
Maltul este principala materie utilizata la fabricarea berii, fiind un semifabricat obtinut prin
germinarea in conditii industriale, controlate a orzului sau orzoaicei si uscarea maltului
verde realizat. Maltul este o sursa de substante complexe cu rol de substrat si in acelasi timp
o sursa de enzime care actioneaza asupra substratului determinand formarea in procesul de
fabricare a mustului de bere.Cereale nemaltificate cum sunt: orz, porumb, orez. n unele tari
mai conservatoare este interzisa utilizarea acestor cereale nemaltificate, insa in numeroase
tari ele se folosesc mai ales datorita avantajelor economice care rezulta.
1.2. MIJLOACE DE POLUARE A MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR
Termenul de poluare desemneaza orice activitate care prin ea insasi sau prin conscintele sale
aduce modificari echilibrelor biologice, influentand negativ ecosistemele naturale si/sau artificiale
cu urmari nefaste pentru activitatea economica, starea de sanatate si confortul speciei umane.
Poluarea poate fi de 2 tipuri: poluare naturala si poluare artificiala.
Poluarea naturala este data de emisiile temporare sau permanente cu influente locale sau
regionale. Sursele naturale principale ale poluarii sunt eruptiile vulcanice, furtunile de praf,
incendiile naturale ale padurilor si altele cum ar fi gheizerele sau descompunerea unor substante
organice.
Poluare artificiala a aparut odata cu dezvoltarea primelor asezari urbane, sub influenta factorului
antropic. Initial, produsele poluante erau putine, de natura organica si usor degradabile de catre
microorganismele mediului. Pe masura dezvoltarii industriei, a cresterii demografice si a
modernizarii tehnicii, poluarea s-a extins, poluantii s-au inmultit si au aparut deseuri greu
biodegradabile, ca de exemplu detergenti, pesticide de sinteza, deseuri radioactive. Cand cantitatea
de poluanti depaseste capacitatea de neutralizare a mediului, ecosistemele sufera un proces de
alterare si distrugere a lor, rezultand zone lipsite total de viata.
Poluarea artificiala se imparte in 3 mari categorii:
- poluare industriala :20 - 25%
- poluare casnica: 50 - 60 %
- poluare datorata mijloacelor de transport: 20 - 25 %
Industria este, la momentul actual, principalul poluant la scara mondiala. In fiecare an dezvoltarea
industriei generează miliarde de tone de materiale poluante care sunt eliberate in atmosfera.
Poluarea solului cu produse reziduale
Poluarea solului este considerata ca o consecinta a unor obiceiuri neigienice sau practici
necorespunzatoare, datorata indepartarii si depozitarii la intamplare a reziduurilor rezultate din
activitatea omului, a deseurilor industriale sau utilizarii necorespunzatoare a unor substanţe chimice
in practica agricola.
Produsul rezidual este un produs secundar rezultat in urma unui proces tehnologic. El nu reprezinta
produsul finit la care se doreste a se ajunge, motiv pentru care se urmareste reciclarea lui, respectiv
gasirea unor modalitati de reutilizare a lui, realizandu-se astfel o poluare a mediului in cantitati mult
mai mici.
Provenienta reziduurilor industriale
Reziduurile industriale provin din:
- desfasurarea proceselor tehnologice din intreprinderile industriale. Ele au aceeasi compozitie
fizico-chimica cu materia prima, materialele prelucrate si materialele auxiliare folosite in industrie.
Aceste reziduuri se impart in doua categorii:
-reziduuri care pot fi recuperate/reciclate intern;
-reziduuri care nu mai pot fi reciclate intern si care se livreaza cu acte comerciale intreprinderilor
judetene de recuperare/valorificare a materialelor refolosite pentru a fi valorificate in cadrul altor
industrii ca materii prime sau materiale refolosibile.
- activitatile oamenilor, care sunt colectate si tratate impreuna cu cele de la populatie.
Poluarea datorita apelor reziduale din industria alimentara
Apele reziduale rezulta in urma poluarii apelor. Prin poluarea apelor se intelege alterarea
calitatii fizice, chimice sau bacteriologice ale acesteia produsa direct/indirect de activitati umane
care face ca apele sa devina improprii pentru folosirea normala in scopurile in care aceasta folosire
este posibila inainte de a interveni alterarea.
Apele uzate (reziduale, poluate) sunt acele ape, care prin folosire si-au modificat proprietatile
initiale; astfel ca reintroducerea lor in circuitul apelor naturale conduce la impurificarea acestora.
Apele reziduale din industria alimentara sunt reprezentate de apele de transport si spalare a
materiilor prime, apele tehnologice, apele de condens/de racire, apele de la spalarea/dezinfectia
salilor de fabricatie, a utilajelor si a ambalajelor si de apele de la instalatiile sanitar-veterinare.
Principalul efect al apelor uzate asupra apelor receptoare
Principalul efect asupra apelor receptoare consta in impurificarea cu materie organica
degradabila, care implica scaderea continutului de oxigen dizolvat din apa. Ca urmare, imbogatirea
apei cu materii nutritive introduse sub forma minerala determina o forma indirecta de poluare
(eutrofizare), care se manifesta printr-o productie crescuta de alge si alte plante acvatice, cu
influenta nefasta asupra celorlalte vietuitoare din apa si deteriorarea generala a calitatii apei.
1.3. APELE UZATE DE LA FABRICAREA BERII ŞI A MALŢULUI
Fabricile de bere şi malt sunt întreprinderi ale industriei fermentative, care folosesc ca
materii prime orzul, porumbul, grâul, orezul şi hameiul. Ele sunt, în general, amplasate în localităţi
(mai ales unităţile vechi) sau pe platforme ale industriei alimentare aferente localităţilor. Perioada
de activitate productive (de campanie) durează 282 zile, restul de 62 fiind folosite pentru diverse
operaţii de curăţire şi întreţinere a instalaţiilor (remount). Pentru ca în sezonul rece cerinţele de bere
sunt reduse, activitatea de remount este, de obicei, situată în această perioadă a anului. Fabricile de
bere au în alcătuire şi secţii de fabricare a malţului. În ţara noastră, capacitatea fabricilor de bere
variază între 100.000 şi 600.000hl/an.
Capitolul 2. TEHNOLOGIA DE FABRICAŢIE A BERII
Din această definiţie rezultă şi principalele materii prime folosite la fabricarea berii:malţul,
cereale nemalţificate, hameiul şi apa. Fabricarea berii din aceste materii prime are loc în trei etape
mari şi anume:
- fabricarea malţului din orz ( malţificarea);
- obţinerea malţului de bere ( fierberea);
- fermentarea mustului de bere cu ajutorul drojdiei, inclusiv condiţionarea berii rezultate.
2.1. SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A MALŢULUI
Orz pentru bere
Agregare si receptie
Precuratire corpuri straine
Depozitare orz brut
Curatire (triere) corpuri straine
Sortare (categ. I si II) orz categ. III si IV
Orz maltificabil
apa Inmuiere
Germinare
Malt verde
Uscare
Racire (35-45°)
Degerminare colt de malt (radicele)
Malt uscat
2.2. DESCRIEREA OPERAŢIILOR TEHNOLOGICE ALE MALŢULUI
Recepţia calitativă şi cantitativă
Prin recepţia calitativă se urmăreşte ca materia primă să corespundă condiţiilor impuse de
standardele de calitate în vigoare pentru orz şi orzoaică. Orzul este adus în fabrică cu vagoane de
cale ferată care pot fi vagoane de marfă obişnuite sau vagoane - siloz sau cu autocamioane. Orzul se
supune recepţiei cantitative, cantităţile respective fiind înregistrate în documentele de evidenţă
primară. Din vagoanele de marfă obişnuite, orzul se descarcă cu lopata mecanică cu ajutorul căreia
un vagon de 40 tone se descarcă în 20 minute sau descărcarea se efectuează manual, cu lopată
obişnuită, durata descărcării fiind mult mai mare în acest caz. În cazul vagoanelor siloz, descărcarea
se efectuează automat în buncărul de primire al silozului de cereale al fabricii.
Din acest buncăr orzul este preluat cu un transportor cu lanţ şi apoi de un elevator cu cupe
care-l dirijează într-o celulă în siloz. Descărcarea orzului din autocamioane se face prin bascularea
platformei prin acţionare mecanică sau hidraulică. Pentru descărcarea orzului din vagoane şi
autocamioane şi pentru transportul orzului până la silozul de depozitare se pot folosi şi instalaţii
pneumatice care pot acţiona:
•prin aspiraţie;
•prin refulare;
•mixt.
Depozitarea orzului
Se efectuează în magazii sau silozuri, la care se impune existenţa unei posibilităţi de
aerisire. Nu se recomandă depozitarea boabelor de orz în saci, deoarece se reduc posibilităţile de
aerisire a acestora. Silozurile pentru depozitare sunt celule metalice sau din beton de diferite
dimensiuni, cu secţiune pătrată, dreptunghiulară, rotundă sau hexagonală. Corpurile de siloz
moderne au de obicei o formă rotundă sau hexagonală, grupate sub formă de fagure. Depozitarea
orzului proaspăt recoltat este necesară pentru maturizarea boabelor în vederea unei germinări
uniforme. Boabele proaspăt recoltate se află în aşa numitul repaus de germinare, care reprezintă un
mijloc de apărare a perpetuăriispeciei. Acest repaus de germinare durează între 3 şi 9 săptămâni şi
constă în imposibilitatea orzului de a germina chiar dacă i se asigură condiţii optime de germinare.
Germinarea boabelor este condiţionată şi de sensibilitatea la apă aorzului.
La sfârşitul perioadei de postmaturare, orzul iese din repausul germinativ şi atinge energia
de germinare maximă. În timpul depozitării, datorită activităţii vitale, bobul de orz respiră,
producându-se o anumită cantitate de căldură şi pierderi, în special în amidon. De aceea trebuiesă se
controleze în permanenţă temperatura stratului de orz şi atunci când aceasta creşte cu mai mult de
1°C/24 h este necesară aerarea imediată a orzului care se poate face prin insuflare de aer prin masa
de orz sau prin prefirarea orzului. Aerareaorzului se efectuează cu aer care are o umiditate relativă
în echilibru cu umiditatea orzului.
Conditionarea orzului
Orzul brut constituie o masă de boabe mai mult sau mai puţin uniforme, care conţine
întotdeauna şi impurităţi. În tehnologiile actuale, orzul brut este precurăţit pentru îndepărtarea
impurităţilor mari (pietre, bulgări de pământ) şi de praf, după care este însilozat urmând ca înaintea
intrării în procesul de malţificare să fie supus unei curăţiri şi sortări corespunzătoare.
Precurăţirea orzului
Prin această operaţie se urmăreşte îndepărtarea din masa de orz a impurităţilor de natură organică şi
anorganică mai mici şi mai mari ca boabele de orz ca: paie, buruieni, coji, seminţe de buruieni şi de
alte plante cultivate, bulgări de pământ, pietre, corpuri metalice, nisip, praf, etc. Precurăţirea orzului
se realizează cu ajutorul tararului aspirator (separator-aspirator) şi a separatorului
ectromagnetic.Tararul-aspirator este prevăzut cu un sistem de 3 site cu următoarele dimensiuni ale
ochiurilor:
• sita superioară – lungime 20 mm şi lăţime 12 mm;
• sita mijlocie – lungime 15 mm şi lăţime 3,5 mm;
• sita inferioară – lungime 15 mm şi lăţime 1,5 mm.
De pe primele două site se separă impurităţile mai mari decât boabele de orz de diferite dimensiuni,
de pe ultima sită rezultă orzul, iar de sub ea impurităţile mai mici decât boabele de orz.
Utilajul este prevăzut cu un ventilator şi cu două camere de depunere a impurităţilor uşoare
(praf, pleavă, paie). Aceste separatoare cu trei site au capacitate mare de lucru, putând prelucra
5000÷6000 kg boabe /oră.
Curăţirea orzului
Scopul acestei operaţii este acela de a îndepărta din masa de orz impurităţilecare se
deosebesc de orz prin grosime şi lungime (neghină, mazăre, mei, boabesparte) care, datorită formei
şi dimensiunilor lor nu au putut fi separate cu tararul-aspirator.Operaţia de curăţire se realizează cu
ajutorul trioarelor care pot fi de mai multetipuri:
•trioare cilindrice cu manta alveolată;
•trioare cu discuri şi alveole;
•trioare cu bandă alveolată;
•trioare cu palete.
Sortarea orzului
După efectuarea operaţiilor de precurăţire şi curăţire, orzul sau orzoaica sunt supuse sortării după
dimensiuni. Această operaţie este necesară deoarece boabelede diferite dimensiuni se caracterizează
prin:
•conţinut diferit de azot;
•viteză de absorbţie a apei diferită;
•capacitate de germinare diferită
Orzul de calitatea I şi a II-a se utilizează la fabricarea berii, iar cel de calitateaa III-a şi a IV-a la
obţinerea malţului pentru alcool sau în scopuri furajere. Calităţile rezultate de la sortare se malţifică
separat pentru a se obţine un malţ de calitate omogena.
Înmuierea orzului
Orzul maturizat, după repaosul germinativ, poate fi supus procesului de malţificare. În silozuri,
procesele de sinteză din bobul de orz stagnează, activitatea enzimatică este minimă. Prin crearea
condiţiilor necesare desfăşurării germinării, bobul de orz poate fi readus la activitate prin asigurarea
cantităţii suficiente de apă, pentru atingerea unui anumit grad de umiditate a orzului, asigurarea
oxigenului necesar respiraţiei embrionului, precum şi asigurarea temperaturii adecvate desfăşurării
procesului. În timpul înmuierii au loc trei procese mai importante: absorbţia apei în bob, alimentarea
cu oxigen , spălarea şi dezinfecţia orzului. Prin absorbţia apei boabele îşi măresc volumul,
învelişurile se întind, devin netede, embrionul creşte şi se dezvoltă dând naştere la apariţia
radicelelor şi a plumulei.
Procesul de înmuiere trebuie astfel condus încât acesta să ţină seama de sensibilitatea orzului
faţă de apă, evitându-se sufocarea embrionului şi să se elimine inhibitorii germinaţiei, cu ajutorul
apei de înmuiere. Prin acumularea apei în cursul procesului de înmuiere se declanşează germinaţia.
Pentru obţinerea unei cantităţi mari de enzime şi pentru solubilizarea părţii făinoase a bobului într-
un timp relativ scurt, orzul trebuie să aibă o umiditate de 44-48%.Prin numeroase experimentări s-a
stabilit că temperatura normală pentru desfăşurarea proceselor fiziologice la înmuiere este de 12-
13°C. Absorbţia apei se produce cu intensitatea cea mai mare în primele 4÷8 ore ale procesului de
înmuiere, apoi ea scade treptat până la punctul de saturaţie. Absorbţia apei este mai rapidă dacă
înmuierea se realizează alternativ cu şi fără apă, iar eficienţa absorbţiei va creşte şi mai mult prin
lungirea perioadelor de înmuiere fără apă, care reprezintă circa 50÷80% din timpul total de
înmuiere. Se supune operaţiei de înmuiere numai orzul sortat în prealabil pe calităţi, deoarece
capacitatea de absorbţie a apei depinde de mărimea şi structura bobului.Boabele mai mari de orz şi
boabele mai pline se înmoaie mai încet decât boabele mai mici şi mai slabe.
Conţinutul iniţial de apă al orzului nu influenţează capacitateade absorbţie, în schimb, de
exemplu, un orz bogat în substanţe proteice şi sticlos, necesită timp mai îndelungat pentru atingerea
aceluiaşi grad de înmuiere. În timpul înmuierii se realizează şi spălarea şi dezinfectarea orzului. Se
îndepărtează praful ce nu a fost separat din masa de orz în decursul precurăţirii şi curăţirii orzului,
ca şi orzul plutitor, printr-o bună agitare a orzului în apa de înmuiere cu ajutorul aerului comprimat
cât şi prin recircularea amestecului de apă-orz. De regulă, la spălarea mecanică se aplică şi o spălare
chimică, prin introducerea în a doua apă de înmuiere a unor substanţe alcaline cu acţiune detergentă.
Germinarea orzului
După înmuiere, bobul de orz trece din starea latentă în starea activă. Germinarea este un fenomen
fiziologic şi biochimic în cursul căruia se dezvoltă radicelele şi plumula. Radicelele străpung baza
bobului formând 3÷5 radicele. Plumula străpunge testa, dar nu şi tegumentul exterior şi se dezvoltă
între ele, în partea posterioară a bobului. Dacă nu se intervine în procesul tehnologic, plumula iese
prin vârful bobului formând aşa numiţii „husari”. La fabricarea malţului pentru industria berii, prin
conducerea procesului tehnologic se urmăreşte evitarea formării husarilor, la malţul blond nefiind
admişi, iar la malţul brun prezenţa lor se admite până la 5-10%. Se produce solubilizarea membranei
celulare cu ajutorul hemicelulazei, asigurându-se astfel accesul enzimelor la substanţele de rezervă
din bob şi se produce dezagregarea acestor substanţe cu molecule mari în altele cu molecule mai
mici.
În urma germinării, malţul trebuie solubilizat în totalitate, deoarece în părţile insolubile, enzimele nu
pot pătrunde, iar substanţele ce nu au fost solubilizate nu mai pot fi dezagregate în timpul operaţiilor
de fabricare a berii şi vor crea dificultăţi în procesul tehnologic.
Malţul insuficient solubilizat va avea activitate enzimatică scăzută, se zaharifică încet la
plămădire, mustul de bere şi berea se filtrează greu,randamentul la fierberea mustului va fi mai mic,
iar berea rezultată va avea un grad de fermentare scăzut.
Uscarea maltului
Uscarea malţului verde se realizează în scopul:
• reducerii umidităţii malţului verde la valori care să-i asigure conservabilitatea de lungă durată, în
condiţii normale de depozitare;
• opririi sau dirijării transformărilor biochimice şi chimice care au loc la germinare şi stabilizării
unei anumite compoziţii chimice a malţului;
• îndepărtării mirosului şi gustului „de verde” şi formarea unei anumite arome şi culori caracteristice
tipului de malţ;
• favorizării îndepărtării radicelelor care conferă malţului gustul amar şi intensifică absorbţia de apă
în malţul uscat, în condiţii de depozitare necorespunzătoare. Uscarea nu influenţează în mod
hotărâtor calitatea malţului, deoarece nu se poate echilibra o conducere necorespunzătoare a
proceselor de înmuiere şi germinare prin tehnici de uscare.
Obţinerea unui malţ cu calităţi biotehnologice superioare rezultă în urma desfăşurării corecte a
diverselor faze ale uscării. Un proces de uscare insuficient în faza de veştejire, distribuţia
neuniformă a temperaturii sub grătar sau uscarea finală necorespunzătoare pot conduce la înrăutăţiri
serioase ale calităţii malţului. Procesul de uscare cuprinde două faze:
- în prima fază umiditatea malţului scade de la 40-48% până la circa 10% în cazul malţului blond şi
circa 20% la malţul brun. Temperatura de uscare în această fază este de 45-55°C;
- în faza a doua de uscare umiditatea se reduce până la 3-4% pentru malţul blond şi 1,5-3% pentru
malţul brun. Conducerea uscării malţului este diferită în cele două faze în funcţie de tipul de malţ,
blond sau brun. În timpul uscării au loc modificări fizice, biochimice şi chimice care contribuie în
mod hotărâtor la definitivarea tipului de malţ fabricat. Pierderea activităţiienzimatice este cu atât
mai mare cu cât malţul ajunge mai umed la temperaturi ridicate.
Tratamentele maltului dupa uscare
Imediat după uscare, malţul este supus operaţiilor de răcire, degerminare şi depozitare în vederea
maturării.
Răcirea malţului
Răcirea malţului se efectuează până la temperatura de 20°C, pentru a se evita inactivarea în
continuare a enzimelor şi intensificarea culorii malţului. Răcirea se poate realiza chiar în uscător în
cazul uscătoarelor cu un singur grătar, prin trecerea unui curent de aer neîncălzit prin stratul de malţ
timp de circa 30 minute. La uscătoarele de mare capacitate pentru răcirea malţului se folosesc
buncăre speciale pentru răcire, prevăzute şi cu posibilităţi de aerare.
Depozitarea malţului
Înainte de a se utiliza la obţinerea mustului de bere, malţul uscat este supus depozitării în
vederea maturării, operaţia fiind obligatorie deoarece:
• procesul de plămădire-zaharificare în care s-a utilizat malţ nematurat a fost îngreunat şi filtrarea
defectuoasă;
• musturile obţinute din malţ nematurat sunt tulburi cu randamente scăzute la fierbere şi greu
filtrabile;
• fermentarea ar fi îngreunată, iar caracteristicile senzoriale ale berii (limpiditate,gust, capacitate de
spumare) sunt influenţate negativ.
Prin depozitare corespunzătoare se produce o creştere lentă a umidităţii malţului cu 1%, ceea ce
influenţează pozitiv starea coloizilor protectori şi de natură hemicelulozică. În urma maturării,
malţul îşi îmbunătăţeşte solubilizarea, randamentul în extract al mustului rezultat va fi mai mare.
Durata de depozitare a malţului pentru maturare este de minimum 4 săptămâni şi se realizează în
silozuri uscate şi curate. Dacă malţul se depozitează rece şi uscat în siloz poate fi păstrat timp de 1-2
ani fără modificarea calităţii. Depozitarea malţului se face în funcţie de provenienţă, culoare,
solubilizare la temperaturi de 15-20°C.
2.3.SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A BERII
Macinare Macinare
Plamadire Plamadire
Zaharificare
Filtrarea plamezii borhot
Fierberea mustului cu hamei
Separare trub cald trub cald
Racirea mustului
Separare trub rece trub rece
propagare Must de bere
Valorificare Drojdie Fermentare primara CO2
Hamei si preparat
e de hamei
Apatehnologic
a
Malt Cereale nemaltificat
e
Enzime industriale
Drojdiecultura pura
Fermentare secundara
Filtrarea berii
Tanc de bere filtrata
Pasteurizare/filtrare
Imbuteliere bere
2.4.DESCRIEREA OPERAŢIILOR TEHNOLOGICE ALE BERII
Plamadire | zaharificare
- operatia este deosebit de importanta deoarece are loc o solubilizare a tuturor componentelor
macromoleculare.
Maltul se amesteca cu apa, in cazul maltului blond in raport de 1|4 – 1|5. Iar in cazul maltului brun
1|2 – 1|2,5.
Prin amestecare, o parte din substantele solubile trec din malt in apa, dar intr-o cantitate mica.
Pentru solubilizarea componentelor, se utilizeaza o serie de diagrame de brasaj care mentin plamada
un anumit timp la diferita temperaturi. Brasajul pote fi prin infuzie sau decoctie.
In cazul brasajului prin infuzie, are loc o incalzire directa a plamezii, pe cand in cazul brasujului
prin decoctie, are loc o incalzire a plamezii pana la o anumita temperatura, dupa care se introduce in
alta plamada cu o temperatura mai mica. Principalele componente hidrolizate sunt: amidonul,
gumele, hemicelulozele, proteinele, etc.
Amidonul- este supus solubilizarii in 3 faze si anume:
- gelifierea cu absorbtie de apa la emperatura de peste 60°C cu fisuri radiale ale granulelor de
amidon, permitand un contact mai bun cu enzimele fara a fi un proces biochimic;
- lichefierea respectiv solubilizarea propriu-zisa a amidonului;
- zaharificarea propriu-zisa, respectiv transformarea acestora in glucide fermentescibile.
Proteazele- actioneaza asupra proteinelor rezultand compusi cu masa moleculara mica in procent de
30-40%. Procesul de degradare decurge cu viteza mica si de aceea o parte din compusii cu azot
raman in forma insolubila si se elimina cu borhotul la filtrare. Compusii cu azot au importanta mare
asupra capacitatii de spumare, stabilitatii spumei, capacitatii tampon, plinatatii si rotunjirii gustului
berii. Gumele si hemicelulozele formeaza β-
glucandextrine care au actiune favorabila asupra capacitatii de spumare a berii si asupra plinatatii ei.
Mai sufera transformari si compusii cu fosfor care asigura capacitatea de tamponare a mustului,
polifenolii care se pot oxida sau precipita impreuna cu fractiunile proteice. Polifenolii cu molecula
mare care precipita cu proteinele la brasaj si fierbere, dau stabilitate berii. Compusii intermediari
solubili, pot determina cresterea culorii si gustului amar. Acestia apar la aerarea plamezilor datorita
sistemului de agitare.
Filtrarea
Plamada formata este separata la filtrarea intr-o fractiune solubila si o fractiune insolubila care
poarta denumirea de borhot. Filtrarea poate avea loc in filtru-presa sau in cazane de filtrare in care
se formeaza pe un gratar un strat filtrant (format din fractiuni insolubile), prin care se filtreaza
plamada. Periodic, stratul filtrant se afaneaza cu un agitator cu cutite avand pozitii reglabile.
Filtrarea depinde de natura maltului, modul in care a fost condus brasajul, temperatura plamaezii,
tipul de filtrare, etc.
Spalarea borhotului
Deoarece borhotul contine o cantitate mare din must, acesta se spala cu apa calda la
temperatura de 70-80°C pana la extragerea unei cantitati cat mai mari de must. Cantitatea extrasa se
va introduce la fieberea cu hamei.
Separarea trubului la cald
Mustul fiert cu hamei contine in suspensie borhotul de hamei si precipitatele formate in timpul
fierberii mustului, trubul la cald sau trubul grosier. Hameiul sub forma de tulbure se separa o data cu
trubul la cald.
Trubul la cald are particule de 30-80µm. Separarea se face prin sedimentare centrifugare sau filtrare.
Racirea mustului.
Mustul cald limpezit de la temperatura de 95-98°C pana la temperatura de insamantare cu drojdie:
5-7°C pentru drojdia de fermentatie inferioara si 10-15°C pentru metodele rapide de fermentare,
respective 12-18°C pentru drojdia de fermentatie superioara. Operatia se realizeaza in schimbatoare
de caldura cu placi. Racirea mustului este un process complex deoarece operatia se desfasoara in
prezenta aerului, ceea ce conduce la modificari chimice datorita procesului de oxidare. In urma
procesului, mustul se inchide la culoare, iar berea capata un gust placut.
STUDIUL RECICLĂRII BIOTEHNOLOGICE A PRODUSELOR REZIDUALE
3.1.RECICLAREA PRODUSELOR REZIDUALE
Corpurile straine rezulta in urma etapei de precuratire a orzului, operatie ce se realizeaza cu ajutorul
tararelor aspiratoare.
Ele sunt formate din impuritati cu dimensiuni mai mari sau mai mici decat bobul de orz. In urma
acestei etape, raman totusi o serie de impuritati ce nu au fost indepartate, motiv pentru care
realizeaza in continuare o curatire a orzului , etapa in care are loc indepartarea impuritatilor de
forma rotunda care au aceeasi grosime cu bobul de orz si care nu au putut fi indepartate la
precuratire.
Aceste impuritati alcatuite din paie sau din boabe provenite de la alte cereale, boabe sparte sau cu
varfuri maronii sau din boabe incoltite pot fi utilizate ca baza pentru hrana rumegatoarelor din
gospodariile populatiei pe timp de iarna. Acestea nu au un continut foarte ridicat in proteine, insa au
o valoare energetica destul de ridicata.
Orzul de calitatea a III-a si a IV-a rezulta in urma etapei de sortare a orzului pe calitati in functie
de grosimea bobului. La fabricarea maltului pentru bere se utilizeaza doar orzul de calitatea I (boabe
cu grosime peste 2,8 mm) si orzul de calitatea a II-a (boabe cu grosimea peste 2,5 mm). Boabele de
orz de calitatea a III-a si a IV-a, respectiv cele care au grosimea mai mica de 2,5 mm nu se
utilizeaza la fabricarea berii, ele putand fi folosite in alte scopuri.
Utilizarea boabelor de orz este cat se poate de variata. O prima utilizare importanta o reprezinta
alimentatia omului, unde orzul se poate consuma sub forma de arpacas; crupele obtinute din boabele
de orz prin perlare se folosesc la prepararea supelor si a sosurilor, iar macinate se folosesc in hrana
sugarilor si la prepararea unor specialitati. Din boabele de orz, prin prelucrare, se obtin diverse
specialitati: inlocuitori de cafea (cafeaua de malt), faina si siropuri utilizate in industria dulciurilor si
medicamentelor. De asemenea se poate aminti efectul extractului de orz, in cazuri de febra ridicata,
avand efectul de scadere a febrei bolnavului. Un alt beneficiu al orzului il reprezinta faptul ca ajuta
la digestia si tranzitul intestinal, iar sucul de orz are proprietati de detoxifiere si este un bun
expectorant. Orzul este consumat cu placere si de catre animale, in special de catre vacile de lapte,
el reprezentand o proportie de 30-35% din amestecul de concentrat, avand un efect pozitiv asupra
cantitatii si in special asupra calitatii laptelui. Tot ca produs furajer se utilizeaza si coltul de malt
obtinut in urma degerminarii maltului verde. De asemenea, orzul mai poate fi utilizat la pregatirea
substratului nutritiv celulozic pentru cultura ciupercilor din genul Pleurotus. In acest caz se prefera
orzul macinat, intrucat atacul rozatoarelor se face mai putin simtit. Unii cultivatori considera orzul,
ovazul, taratele sau malaiul drept un component obligatoriu al substratului nutritiv pentru cultura
buretilor. De asemenea, orzul de calitatea I si II este valorificat in scopul obtinerii maltului pentru
zaharificarea plamezilor in industria spirtului.
Compozitia chimica medie a orzului pentru fabricarea maltului este urmatoarea, raportat la
substanta uscata :
- apa 14,5 %
- substante proteice 9,5 % (albumina 4% ; globulina 31% ; glutelina 29% ; hordeina 36%).
- amidon 54 %
- grasimi 2,5 % (80 % grasime neutra si restul din acizi grasi liberi, ceara, fitosterina, legitina sau
fosfatide).
- celuloza 5 %
- cenusa 2,5 %
- alte substante fara azot 12 % (substante amare si substante tanante).
Coltul de malt (radicele) rezulta in urma etapei de degerminare , etapa absolut necesara datorita
faptului ca radicelele au un gust amar si sunt higroscopice, favorizand absorbtia apei la depozitarea
maltului. Radicelele separate trebuie sa prezinte o culoare galbe-brun roscata. Compozitia chimica
a radicelelor este: minim 25% proteine si grasimi, maxim 9% cenusa.
Datorita continutului lor ridicat in proteine, coltii de malt reprezinta un furaj pretios.
Borhotul de malt epuizat rezulta in urma etapei de filtrare a mustului din plamezile de orz
zaharificate. Aceasta etapa are ca scop separarea mustului de malt limpede de particulele aflate in
suspensie si de precipitatele formate la brasaj. Partea insolubila a plamezii se numeste borhot de
malt si contine coji, germeni si alte substante care nu au fost solubilizate sau care au precipitat. O
ultima faza a acestei operatii de filtrare o reprezinta si spalare borhotului cu 3-5 ape de spalare in
vederea extragerii cat mai avansate a extractului din borhot, rezultand mustul secundar. Acest must
secundar, impreuna cu mustul prim obtinut, se fierb pana la atingerea concentratiei in extract a
mustului, specifica sortimentului de bere produs.
Compozitia chimica a maltului este urmatoarea : amidon 58 % ; zahar reducator 4 % ; zaharoza 5
% ; pentozani solubili 1 % ; pentozani si hexozani insolubili 9 % ; celuloza 6 % ; substante azotoase
24 % ; grasimi 2,5 % ; substante minerale 2,5 %.
Maltul mai contine mici cantitati de coloranti, substante tanante, substante amare.
Dintre enzimele care se gasesc in malt, amintim : amilofosfataza, α amilaza, β amilaza, proteinaza,
peptidaza, citaza, fitaza, catalaza, peroxidaza.
Compozitia chimica a borhotului raportata la continutul de substanta uscata este: 28% proteine, 8,2
% grasimi, 41 % substante fara azot, 17,5 % celuloza şi 5,3 % substante minerale.
Borhotul de bere, alaturi de sroturi, tarate si drojdie de bere, poate fi utilizat sub forma de
concentrate proteice in alimentatia animalelor. De asemenea, borhotul de bere este administrat
vacilor de lapte inainte de a doua mulgere. O alta utilizare a borhotului, alaturi de paie de grau si
gunoi de pasare, o reprezinta pregatirea compostului necesar pentru insamantarea ciupercilor din
specia Agaricus. De asemenea, borhotul de bere, alaturi de gunoiul de grajd si drojdia de bere poate
fi utilizat pentru dezvoltarea si sustinerea populatiilor de cladocere, care reprezinta hrana preferata a
puilor de Polyodon spathula.
Trubul cald rezulta in urma etapei de separare a trubului cald. Aceasta etapa de formare a trubului
cald are loc in timpul fierberii mustului cu hamei ca urmare a coagularii proteinelor sub actiunea
caldurii si a polifenolilor din hamei.
Compozitia chimica a hameiului este: apa 12,5 %; substante alcaline 7,5 ; celuloza 13,5% ;
substanete azotoase 17,5% ; uleiuri volatile 0,4%; extract eteric 18,3%; substante tanante 3%;
substante extractive fara azot 28,5%.
Compozitia trubului la cald este: 40-70 % proteine, 7-32 % substante amare, 20-30 % polifenoli,
substante minerale, proportia dintre componente prezentand variatii mari, in functie de materiile
prime folosite.
Trubul rece rezulta in urma operatiei de racire a mustului la temperaturi mai mici de 60°C, operatie
care se efectueaza dupa etapa de separare a trubului cald.
Compozitia chimica a trubului la rece este reprezentata in cea mai mare parte din proteine 60-70 %
si din polifenoli 20-30%, existand o compozitie asemanatoare cu cea a trubului la rece din berea
finita. Continutul mustului in trub la rece este de 150-300 mg s.u./l reprezentand mai putin de 1/3
din cantitatea de trub la cald.
Dioxidul de carbon se degaja in urma etapei de fermentare a mustului de bere, etapa prin care se
urmareste transformarea zaharurilor fermentescibile in alcool etilic si CO2 cu ajutorul complexului
enzimatic al drojdiei de bere.
Procesul de captare al bioxidului de carbon este urmatorul: din linurile de fermentare, bioxidul de
carbon este trecut la instalatia de prelucrare a acestuia in care se realizeaza comprimarea. De aici,
bioxidul de carbon este, fie trimis prin conducte la consumatorii din fabrica, reducandu-se in
prealabil presiunea la 2-3 at, fie poate fi in continuare comprimat la 60 at sau lichefiat la
temperatura de -33°C si trimis apoi la aparatul de umplere in butelii sub presiune. Folosirea linurilor
inchise de fermentare permite captarea si prelucrarea bioxidului de carbon, care poate fi utilizat la
fabricare bauturilor carbogazoase, la umplerea berii in sticle si butoaie in atmosfera de bioxid de
carbon in locul aerului comprimat, la obtinerea ghetii carbonice, a carbonatului de calciu sau de
amoniu. Aceste instalatii de prelucrare a bioxidului de carbon sunt foarte rentabile in fabricile mari
de bere, insa in fabricile mici de bere, bioxidul de carbon este evacuat in atmosfera.
Drojdia rezulta atat in urma fermentatiei primare, cat si in urma fermentatiei secundare. Drojdia
ramasa de la fermentatia primara este valorificata pentru insamantarea unor noi cantitati de must
dupa indepartarea stratului inferior (care contine un trub si un numar mare de celule moarte de
drojdie) si a celui superficial (care contine celule autolizate si rasini amare). Stratul superior si cel
inferior reprezinta drojdia excedentara care este trimisa la uscatorul de drojdie sau comercializata ca
atare. In conditii igienice, cand nu are loc contaminarea drojdiilor, se pot folosi 6-20 de recirculari
ale drojdiei. Aceasta drojdie recoltata se poate folosi imediat, ca atare pentru o noua fermentatie, sau
se spala si se pastreaza sub apa.
Berea tanara, rezultata de la fermentarea primara, are un gust pronuntat de drojdie, o amareala
intepatoare, un buchet crud in care se percep mercaptanii cu miros neplăcut. Din acest motiv, berea
tanara este supusa fermentarii lente la temperaturi scazute, pentru descompunerea unei parti cat mai
mari din extractul fermentescibil, ramas dupa fermentarea primara, proces care se numeşte
fermentatie secundara si duraza 4-8 saptamani.
Drojdia de bere, in forma in care se recolteaza de la fermentatia primara si de la cea secundara,
prezinta urmatoarea compozitie chimica : substante proteice (51-58%), carbohidrati (9-11%),
grasimi (2-3%), substante extractive neazotoase (25-30%), substante minerale (8-9%), vitamine (B1,
B6, nicotinamida, acid pantotenic), enzime.
Datorita continutului ridicat in proteine si vitamine, drojdia de bere se valorifica atat in scopuri
furajere, cat si in scopuri alimentare si farmaceutice. In afara de aceasta, se extrag astazi din drojdie
si diferite enzime.
In tara noastra, drojdia de bere reziduala se valorifica sub forma de:
Drojdie lichida – pentru alte fabrici de bere, in scopuri furajere, cat si pentru industria chimico-
farmaceutica.
Drojdia de bere uscata – pentru industria farmaceutica si in scopuri furajere. Aceasta se obtine prin
uscarea pe valturi a drojdiei colectate din linurile de fermentare primara si din tancurile de
depozitare.
Drojdia de bere uscata dezamarata – pentru ridicarea valorii nutritive si vitaminizarea produselor
alimentare, cat si in industria farmaceutica pentru extragerea de vitamine. Aceasta se obtine prin
tratarea prealabila a drojdiei lichide colectate din linurile de fermentare cu o solutie de soda
(Na2CO3) pentru indepartarea substantelor amare.
3.2.BIODEGRADAREA APELOR UZATE
Pentru a putea realiza o biodegradare a apelor uzate, o prima etapa o constituie stabilirea
componentilor de natura organica care se gasesc in aceste ape uzate ce se doresc a fi biodegradate.
Caracteristicile apelor reziduale din industria berii:
Indicatori Ape reziduale din industria berii
CBO5 (mg/) 10 000
CCO (mg/l) 1200 – 3000
Azot (mg/l) 30 – 80
Fosfor (mg/l) 10 – 30
Apele uzate provenite in urma spalarii utilajelor de productie poarta denumirea de ape
reziduale concentrate ( 0,5 % din totalitatea apelor reziduale). Ele contin un numar destul de ridicat
de substante de natura organica. Dintre aceste substante amintim urmatoarele: amidon, zaharoza,
celuloza, grasimi, substante minerele, coloranti, substante tanante, substante amare, proteine,
polifenoli, vitamine (B1, B6, nicotinamida, acid pantotenic) si nu in ultimul rand, ele contin o serie
de enzime (amilofosfataza, α amilaza, β amilaza, proteinaza, peptidaza, citaza, fitaza, catalaza,
peroxidaza).
Procedurile primare care se realizeaza in scopul igienizarii presupun curatirea suprafetelor care intra
in contact direct cu produsul, si anume peretii interiori ai utilajelor, conductele si ambalajele.
Dupa incheierea unui flux de fabricare a berii, utilajele folosite vor fi spalate in prima faza
cu apa pentru a indeparta cea mai mare cantitate de produs ramasa in ele. Aceasta apa uzata
rezultata in urma spalarii se colecteaza intr-un bazin de colectare, separat de celelalte ape rezultate
in urma altor activitati ce au loc in cadrul fabricii de bere, in vederea realizarii unei biodegradari a
acesteia. Dupa prima faza de spalare a utilajelor cu apa, se realizeaza o spalare a acestora folosind
soda caustica pentru a dizolva (proteine, lipide taninuri si pectine) si indeparta impuritatile. Si
aceasta apa, rezultata in urma spalarii cu detergent, se va colecta separat, in vederea biodegradarii
componentilor ei. O ultima etapa a spalarii utilajelor o reprezinta clatirea acestora din nou cu apa
rece, apa care se va colecta impreuna cu cea rezultata in urma spalarii utilajelor cu detergenti.
De asemenea se realizeaza si o igienizare in randul ambalajelor, ceea ce presupune:
- o spalare a buteliilor de sticla returnate de la consumator. Aceasta spalare se realizeaza pentru
indepartarea tuturor microorganismelor de contaminare din interiorul sticlei, a reziduurilor de bere
ramase in sticle, precum si pentru indepartarea etichetelor. Aceste operatii de spalare se realizeaza
cu ajutorul apei si a sodei caustice.
- o spalare a butoaielor metalice sau din lemn. Spalarea in cazul butoaielor de lemn se realizeaza
doar cu apa, iar in cazul butoaielor de metal se realizeaza si cu ajutorul sodei caustice.
- o spalare a navetelor cu ajutorul apei si a sodei caustice.
Aceste ape reziduale rezultate in urma spalarii ambalajelor se colecteaza impreuna cu apa reziduala
rezultata in urma spalarii utilajelor cu detergent.
Apa reziduala ce contine soda caustica este formata din 95% apa murdara si 5% alte
substante, care pot fi: substante insolubile, care pot fi indepartate prin filtrare (hartie, namol,
coloranti de la etichete, reziduuri ce au fost si in butelii), substante coloidate dizolvate (adeziv de la
etichete, uleiuri si grasimi), substante dizolvate (sarurile metalelor), reziduuri de bere.
Dupa indepartarea substantelor insolubile, lichidul de curatare poate fi utilizat fara tratament timp de
1-2 ori. Acesta este introdus intr-un bazin de linistire, bine izolat termic, pentru depunerea
reziduului, dupa care este pompat din nou in masina de spalat. O alta metoda a indepartarii solutiei
alcaline din apa reziduala o reprezinta filtarea. O a treia varianta presupune indepartarea murdariei
in instalatii speciale, prin introducerea in baia da spalare a unor agenti de precipitare.
Procedurile secundare care se realizeaza in scopul igienizarii presupun curatarea suprafetelor
care nu intra in contact direct cu produsul, si anume suprafata exterioara a tancurilor, masina de
imbuteliat, peretii, benzile transportoare.
In acest caz, metoda de recuperare si reutilizare a solutiei de spalare este metoda CIP (cleaning in
place) care presupune utilizarea unor rezervoare pentru stocarea acestor solutii, pentru apa de
clatire, precum si pompe si conducte pentru circulatia acestora. Solutiile sunt utilizate una sau mai
multe saptamani inainte de a fi indepartate din instalatie si inlocuite cu solutii proaspete.
Indicatorii apelor uzate epurate:
Indicatori Ape reziduale epurate
CBO5 (mg/) 25
CCO (mg/l) 125
Azot (mg/l) 10
Fosfor (mg/l) 1
Biotehnologiile mediului, in ansamblul lor, constituie un nou mod de a evalua si de a rezolva
problemele date. Ele nu se constituie intr-un nou sector, dar, precum informatica, se raspandesc in
ansamblul de activitati productive existente. Tratarea poluarii ca rezultat al unui mod inadecvat de
utilizare a resurselor va presupune gasirea unor solutii optime pentru reciclarea si reutilizarea
deseurilor, determinand, astfel, atat reducerea gradului de poluare, cat si cresterea profiturilor.
Se recomanda stoparea utilizarii substantelor chimice pentru tratarea deseurilor si rezolvarea
problemelor ecologice, avand in vedere ca beneficiile aduse de acestea sunt adesea de durata prea
scurta fata de efectele secundare cu efect negativ care pot interveni, determinand astfel scaderea
rentabilitatii metodelor.
3.3.CARACTERISTICILE APELOR UZATE ŞI INFLUENŢA LOR ASUPRA
RECEPTORILOR
Apele uzate rezultate la fabricarea berii conţin în general borhoturi, resturi de hamei, bere,
drojdie, detergent şi sodă şi se pot clasifica, în funcţie de încărcare, în: ape puternic impurificate
(CBO5 > 500 mg/l), ape impurificate mediu, la nivelul apelor uzate oraşeneşti şi ape neimpurificate.
Cantitativ, la o fabrică de bere cu o capacitate de 100.00 hl/an se evacuează cca 350-360 m3/zi ape
uzate, puternic impurificate, cca 50-55 m3/zi ape impurifiacte mediu şi cca 330-350 m3/zi ape uzate
neimpurificate.
Există o variaţie pronunţată a concentraţiei apelor uzate evacuate, în timpul unei zile, dar mai ales
pe parcursul întregii campanii.
3.4.EVACUAREA APELOR UZATE DE LA FABRICILE DE BERE
Datorită prezenţei substanţelor organice, care determină procese de fermentare acidă, cu
degajare de mirosuri neplacute şi consum de oxigen dizolvat, evacuarea acestor ape în receptori are
efecte nefavorabile. Prin sedimentări successive, în timp, marea cantitate de materii prime în
suspensie micşorează treptat capacitatea de transport a râului receptor.
3.5.MĂSURI PENTRU REDUCEREA CANTITĂŢII DE APE UZATE ŞI DE SUBSTANŢE
IMPURIFICATOARE EVACUATE
Prin utilizarea unor tehnologii şi utilaje de producţie perfecţionate, precum şi prin
recuperarea tuturor rezidurilor valorificabile, care se pot reţine la locul de producere sau din apele
uzate, debitele specifice de ape şi indicatorii specifici de impurificare pe unitatea de produs pot fi
reduşi cu 40% până la 75% faţă de cei realizaţi în medie, la majoritatea unităţilor în funcţiune.
Rezidurile valorificabile ce pot fi recuperate la locul de producere sau din apele uzate sunt:
- borhotul de la benzile de separare şi filtrele presă, valorificabil la hrana animalelor;
- rezidurile de la fabricarea mustului, reţinute prin filtre şi site (hamei şi substanţe albuminoide), ce
pot fi valorificate ca îngrăşăminte agricole sau la furajarea animalelor;
- drojdiile din straturile superioare şi inferioare, separate în bazinele de fermentare a berii, care pot fi
valorificate la furajarea animalelor, ca înlocuitor al făinii de soia sau a făinii de peşte;
- rezidurile de la filtrarea finală a berii, care conţin substanţe albuminoide şi resturi de hamei, care,
deasemenea, pot fi folosite la hrana animalelor.
Recirculările şi refolosirile de ape în procesul de producţie, care se pot realiza în condiţiile
tehnologiilor de fabricaţie aplicate în prezent, se referă numai la operaţiile de răcire-uscare.
Operaţiile de colectare şi valorificare a rezidurilor rezultate din procesele de producţie şi reducerea
impurificării apelor uzate evacuate sunt posibile prin urmatoarele măsuri:
- reţinerea prin site a resturilor de malţ şi hamei;
- separarea, la locul de producţie, a rezidurilor valorificabile în furajarea animalelor şi concentrarea
lor prin centrifuge sau filtre-vacuum în vederea transportului la locul de consum;
- separarea reţelei de ape uzate, puternic impurificate, de celelalte reţele.
3.6.PROCEDEE ŞI INSTALAŢII DE EPURARE. VALORIFICAREA APELOR UZATE
Fabricile de malţ şi bere sunt, de cele mai multe ori, amplasate în localităţi sau pe platform
industrial, aşa încât apele uzate sunt epurate în instalaţii de epurare comune.
Una din cele mai acceptabile şi recomandabile soluţii, privind destinaţia apelor uzate de la fabricile
de malţ şi bere, este evacuarea în cursul de ape, după o prealabilă epurare într-o staţie alcătuită, de
exemplu, dintr-o treaptă biologică anaerobă urmată de una aerobă.
În scopul valorificării energetice superioare a tuturor rezidurilor care rezultă din procesul de
fabricaţie, materiile reţinute la locul de producere (cele de la operaţiile de sitare, drojdiile, etc )
trebuie descărcate în reţeaua de canalizare a fabricii, întruct soluţia cea mai avantajoasă este
fermentarea anaerobă în comun a acestora cu apele uzate.Prin fermentare, încărcarea apelor uzate
evacuate se poate reduce în acelaşi timp cu 70-90%, iar nămolul fermentat rezultat este bun
îngrăşământ agricol. Dintre procedeele de epurare aerobă, filtrele biologice se impun pentru că
acestea, în general, necesită consumuri mai reduse de energie în comparaţie cu procedeul cu nămol
active în condiţiile epurării unor ape uzate mai puţin încărcate, cum sunt cele rezultate după treapta
întâi de epurare biologică.
Din cauza eficienţei relative reduse ce se poate obţine şi a dificultăţilor întâmpinate în
exploatare, în cazul fabricilor de bere sunt preferabile procedeele anaerobe, care, în condiţiile date,
în care apele uzate au temperaturi de peste 20°C, pot constitui şi resurse de energie convenţională.
Studiu de caz
CONSIDERAŢII PRIVIND EPURAREA APELOR
UZATE PROVENITE DIN INDUSTRIA BERII, ÎN BAZINUL BEGA – TIMIŞ
1. CONSIDERAŢII PRIVIND CALITATEA APELOR DE SUPRAFAŢĂ
În contextul noilor condiţii, de aliniere la cerinţele UE, precum şi al creşterii interesului privind
menţinerea şi exploatarea judicioasă a resurselor de mediu din ţara noastră, se constată o preocupare
tot mai intensă privind conservarea şi îmbunătăţirea resurselor existente. Apele uzate, prin
conţinutul lor în diferite substanţe şi prin
diversele bacterii patogene pe care le conţin, constituie importante surse de contaminare,
reprezentând un grav pericol pentru sănătatea publică.
Apele uzate trebuie evacuate în aval de localităţi, în bazine naturale de apă, cu condiţia de a
păstra apei salubritatea necesară sănătăţii publice, pisciculturii şi, nu în ultimul rând, specificităţii
microclimatului existent.
Infiltrarea apelor uzate în sol poate conduce la infectarea apelor subterane, făcându-le improprii
pentru alimentările cu apă potabilă. Deversarea directă în cursurile de apa modifica regimul natural
de scurgere, inrautatind calitatea apei prin marirea
turbidităţii, schimbarea com-poziţiei chimice, distrugerea peisajului turistic, reducerea conţinutului
de oxigen dizolvat, provocând mari riscuri ecologice, utilizarea lor ca surse pentru alimentarea cu
apă, irigaţii sau agrement devenind imposibilă.
Indicatorii apelor uzate
Încărcarea cu poluanţi a apelor uzate se exprimă în echivalenţi locuitori (e.l.) şi se calculează
pe baza încărcării medii maxime săptămânale în CBO5 intrat în staţia de epurare în cursul unui an,
exceptând situaţiile de fenomene hidrometeorologice neobişnuite.
În urma procesului de epurare a apelor uzate, în tabelul 1 sunt precizate o parte din limitele de
încărcare pentru
evacuarea apelor uzate într-un emisar, valori stabilite NTPA 001-2002, privind stabilirea limitelor
de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptori naturali.
Principalii indicatori analizaţi la stabilirea gradului de încărcare al apelor uzate şi în funcţie de care
se determină gradul de epurare al apelor uzate sunt:
– MTS – suspensiile din apa uzată, care sunt mai puţin sedimentabile decât materiile organice
solubile şi care sedimentează cu timpul în bazinele de decantare sub formă de nămol.
– CBO – consumul biochimic de oxigen reprezintă un indicator al poluării apei cu substanţe
biochimice;
CCO – consumul chimic de oxigen reprezintă un indicator al poluării apei cu substanţe organice
oxidabile.
Tabelul nr. 1. Limitele de încărcare pentru evacuarea apelor uzate într-un emisar conf. NTPA 001-
2002
Nr.crt Indicator de calitate U/M Val. Lim. Metoda de
admise analiză
1 Materii în suspensie (MTS) mg/dm335 STAS 6953/81
2 (CBO5) mg/dm325 STAS 6560/82
3 Sulfuri şi hidrogen sulfurat (H2S+S2-) mg/dm30,5 SR ISO 10530/97
4 Cianuri (CN-) mg/dm30,1 SR ISO 6703/98
5 Fier total ionic (Fe2++Fe3+) mg/dm35,0 SR ISO 6332/96
6 Mercur (Hg2+) mg/dm30,05 STAS 8045/79
7 Cadmiu (Cd2+) mg/dm30,2 STAS 7852/80
8 Plumb (Pb2+) mg/dm30,2 SR ISO 7980/97
9 Zinc ( Zn2+) mg/dm30,5 STAS 8314/87
10 Detergenţi sintetici mg/dm30,5 SR ISO 7825/96
11 Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH) mg/dm30,3 STAS 7167/92
12 Concentraţia ionilor de oxigen (pH) U pH 6,5–8,5 SR ISO 10523/97
Compoziţia apelor reziduale provenite din industria berii
Apele provenite din industria berii reprezintă un mediu prielnic pentru dezvoltarea
microorganismelor, care produc diverşi acizi organici (lactic, butiric, acetic, formic) şi în final
produc putrefacţia acestor ape.
Apele uzate din industria berii conţin:
– ape de spălare şi înmuiere a orzoaicei; conţin zaharuri, proteine, săruri, precum şi impurităţi
insolubile;
– ape de spălare – provenite din curăţarea spaţiilor de producţie, anexelor şi utilajelor;
– substanţe antrenate de la ultima apă de spălare a borhotului de malţ;
– borhotul epuizat şi drojdii epuizate care ajung ocazional în apele uzate;
– baze şi acizi proveniţi din soluţiile de spălare ale diferitelor utilaje, care antrenează şi material
organic;
– polifenoli antrenaţi de apa alcalină provenită de la filtrul P.V.P.P., kieselgur provenit de la filtrare;
– materiale insolubile (hârtie de etichete);
- adezivi–proveniţi de la etichetele lipite pe sticlă, ulei şi lubrifianţi folosiţi în fabrică
Metode de epurare a apelor uzate
Prin epurarea apelor uzate se înţelege totalitatea proce-deelor prin care se reduc sub limita impusă
de un emisar impurităţile minerale organice, chimice şi biologice, folo-sind cu eficienţă diferite
construcţii şi instalaţii de epurare, iar nămolul este prelucrat prin fermentare, stabilizare şi
deshidratare. Metodele cel mai des întâlnite sunt: metoda mecanică, metoda mecanico-chimică,
biologica.
SOLUŢII FUNCŢIONAL-CONSTRUCTIVE
Procesul pe care dorim să-l prezentăm se bazează pe fenomenul potrivit căruia, în anumite
condiţii, bacteriile anaerobe sunt capabile să se aglomereze în formă granulară, oferind caracteristici
bune de fixare şi o mare atracţie biochimică (fig. 1).
Fig. 1. Schema tehnologică a instalaţiei de epurare a apelor uzate:
1 – staţie pompare apă uzată; 2 – canal instalaţie cernere; 3 – bazin apă; 4 – deznisipator, 5 –
decantor primar; 6 – bazin tampon;
7 – bazin condiţionare; 8 – reactor tratare anaerobă; 9 – bazin post-aerare; 10 – bazin stocare nămol
în exces; 11 – staţie pompare apă uzată;
12 – gazometru; 13 – arzător
La alegerea metodei de epurare a apelor uzate, a instalaţiilor aferente, se urmăreşte:
– respectarea reglementărilor în vigoare;
– respectarea normelor de protecţie a mediului;
– respectarea factorilor specifici:
– extinderea centrului populat;
– extinderea staţiei;
– protecţia malului răului;
– relieful terenului;
– direcţia vânturilor dominante;
– natura solului, nivelul apelor subterane;
– culturile agricole existente în vecinătate;
– sursele de energie electrică şi pentru apă potabilă. Pentru apele uzate încărcate cu suspensii peste
limitele
admise, în funcţie de gradul de diluţie, se recurge la epurarea mecanică. Aceasta denumită şi
preepurare, implică: îndepărtarea solidelor grosiere şi a suspensiilor prin intermediul: grătarelor
metalice, sitelor, deznisipatoarelor
, decantoarelor şi foselor septice, uniformizarea debitelor şi concentraţiei apelor uzate, realizată în
bazine de distribuţie şi colectare (se reduc substanţele în suspensie cu 40–65%, iar CBO5 cu 25–40%).
Epurarea biologică urmăreşte reducerea conţinutului de substanţe degradabile cu ajutorul
microorganismelor prezente în mod natural în apele uzate (se reduce CBO5 cu 90–95% şi se distrug
bacteriile cu 90–95% din cantitatea iniţială).
Apa brută uzată (fig. 1) intră în staţia de pompare, care o transferă către grătarele fine, unde se reţin
particulele solide. Materialul reţinut este transportat în bazinele de stocare (2), particulele solide care
pot cauza abraziunea sau afectează echipamentul electromecanic sunt reţinute în deznisipator (4), iar
suspensia de nisip diluată este pompată către separatorul de nisip. Nisipul este deshidratat
în bazine de stocare iar apa uzată fără conţinut de particule solide şi nisip curge gravitaţional, în
decantorul primar radial (5), de unde materialul decantat este înlăturat prin pompare în bazinul de
stocare nămol (10). Apa uzată obţinută după operaţia de decantare ajunge în bazinul tampon (6) şi apoi
în cel de preacidificare (7), unde variaţiile de debit şi parametrii apei uzate sunt uniformizaţi (pH-ul
reglat la nivelul dorit prin dozarea fie a soluţiei de sodă caustică, fie de acid clorhidric, injectate prin
intermediul a două sisteme de dozare separate conectate la un sistem automat de măsurare şi verificare
a pH-ului, acţionat cu microprocesor). După ajustarea pH-ului şi a nutrienţilor (cu adaos de uree şi acid
fosforic), apa uzată preacidificată, cu debitul controlat, este pompată către reactorul (8), care constă din
două secţiuni de reactor montate pe o carcasă cilindrică. Biogazul colectat în prima treaptă generează
un gaz lichefiat, rezultând o circulare internă a apei uzate şi a nămolului. Efluentul tratat anaerob curge
gravitaţional din reactor în bazinul de postaerare (9), aici este amestecat cu nămolul activ diluat, care
este menţinut în sistem fără recirculare. Metanul dizolvat este purjat afară, materiile organice reziduale
şi sulfiţii sunt simultan oxidaţi în dioxid de carbon şi, respectiv, sulfaţi. Efluentul tratat fără separarea
nămolului este descărcat către linia de tratare. Biogazul, colectat din separatorul de gaz, este trimis în
gazometrul (12) pentru stocare. Un sistem automat de arzător (13) este folosit pentru arderea
biogazului fără degajare de miros. Surplusul de nămol anaerob poate fi extras periodic din reactor prin
intermediul unei pompe reversibile de nămol şi va fi descărcat în teren, fie trimis la bazinul de stocare
nămol (10). Nămolul primar şi cel aerob sunt stocate, stabilizate şi îngroşate în bazinul de stocare
nămol care este aerat şi ulterior deshidratat într-un decantor centrifugal.
MĂSURĂTORI ALE PRINCIPALILOR INDICATORI ÎN BAZINUL BEGA–TIMIŞ
Măsurătorile efectuate în perioada 2000–2006 au avut ca obiectiv monitorizarea principalilor
indicatori ai apelor de suprafaţă în bazinul Bega–Timiş, evoluţia acestora, conform reglementărilor în
vigoare, precum şi identificarea soluţiilor viitoare de (eliminare) reducere a surselor de poluare a
apelor în zona noastră.
Valori medii măsurate în laborator ale nutrienţilor (azotiţi, azotaţi, amoniu) în apele de suprafaţă
raportate cerinţelor Normativelor 1146–2002 actualizate cu modi-ficările din 25.01. 2005, raion Deta–
Otelec (fig. 2, 3, 4).
Materiale si metode
Prelevarea probelor de apa
Pentru prelevarea apelor reziduale s-a folosit un prelevator alcatuit din piston, furtun si
recipiente din plastic cu un volum de 150 ml. Inainte de prelevare, recipientele au fost dezinfectate cu
alcool etilic.
Dupa examinarea planurilor unitatilor de productie au fost identificate si apoi inspectate
punctele de evacuare ale apelor reziduale din sectii.
Prelevarea s-a realizat din canalele de scurgere amplasate in curtea unitatii de productie in
cazul fabricii de bere si, inainte ca aceste ape reziduale sa fie deversate in sistemul municipal de
colectare. Din ambele unitati s-au prelevat ape din cate doua surse diferite.
La fabrica de bere prelevarile de ape reziduale au fost efectuate din canalizarile unde sunt
deversate apele reziduale de la sectia de fermentare+ filtrare+ imbuteliere- canalizare centralizata.
Probele au fost prelevate la inceputul si sfarsitul lunilor ianuarie si februarie 2013. Probele au
fost pastrate in coditii de refrigerare la temperaturi de 04sC si analizate la Laboratorul de Epurare a
apelor reziduale de la Facultatea Stiinta si Ingineria Alimentelor.
Evaluarea microbiologica a apelor reziduale
Microorganismele din microbiota apelor reziduale au fost izolate prin metoda Koch bazata pe
diluarea si raspandirea celulelor in mediul cu agar cu obtinerea de colonii individuale din care s-au
obtinut ulterior culturi pure de bacterii, drojdii si mucegaiuri prin repicare in eprubete in mediu
inclinat. S-au respectat conditiile optime recomandate pentru cultivarea microorganismelor si anume
cultivarea pe must de malt cu agar, la temperaturi de 25-28sC, timp de 3-5 zile, pentru drojdii si
mucegaiuri si pe bulion de carne cu agar, la temperatura de 37sC timp de 48 h pentru bacterii.
Culturile pure obtinute s-au codificat si s-au pastrat in calitate de culturi stoc pentru evaluarile
biochimice.
Izolatele au fost evaluate din punct de vedere morfologic prin examenul caracterelor culturale
ale coloniilor si prin examen microscopic in frotiuri uscate , colorate Gram, utilizand microscopul cu
epifluorescenta si contrast de faza Olympus
Evaluarea proprietatilor biochimice a culturilor izolate din microbiota apelor reziduale
Pentru evidentierea cresterii pe diverse substraturi de carbon si azot, celule din culturile pure
izolate au fost inoculate in punct pe suprafata mediilor solidificate continanad diverse surse de carbon
si azot ca unica sursa dupa cum urmeaza:
Mediul de baza utilizat pentru dezvoltarea bacteriilor (cod BC):
NaCl 0,5%
NH4H2PO4 0,1%
MgSO4 0,02%
K2HPO4 0,1%
agar 2%
apa distilata
Rezultate si discutii
Diversitatea microbiotei apelor reziduale din industria alimentara
Apele reziduale din industria berii, prezinta un continut ridicat in materii organice
biodegradabile constituind astfel un mediu prielnic dezvoltarii microorganismelor.
Din probele de ape reziduale prelevate, in urma examenului cultural s-au obtinut culturi pure
care au fost examinate din punct de vedere microscopic si macroscopic in vederea identificarii
categoriilor de microorganisme prezente (tabelul 1).
Din datele prezentate in tabelul 1, se observa predominanta bacteriilor in microbiota apelor
reziduale.
In urma examenului microscopic corelat cu caracterele culturale, s-au identificat bacterii Gram
negative apartinanad genurilor Bacillus si Pseudomonas dar si specii de drojdii apartinand probabil
genurilor Saccharomyces, Torulopsis, Kluyveromyces si mucegaiuri apartinand genurilor Aspergillus
si Geotrichum (figurile 1, 2, 3, 4, 5).
Tabelul 1. Categorii de microorganisme evidentiate in microbiota apelor uzate din industria
berii.
Sursa Bacterii (Bc) Drojdii (Dj) Fungi (Fg)
Bere (B)Sursa 1 (S1)
I BS1Bc1 II BS1Fg1
I BS1Bc2 II BS1Fg2
I BS1Bc3
I BS1Bc4
I BS1Bc5
I BS1Bc6
II BS1Bc1
Sursa 2 (S2) I BS2Bc1 I BS2Dj1
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Fig. 1. Aspectul microscopic al bacteriilor izolate din apele reziduale prelevate de la fabrica de
bere (a) tulpina IBS1Bc2, (b) tulpina IBS2Bc1, (c) tulpina IIBS2Bc1. (d) tulpina ILGBc1, (e)
tulpina ILGBc2.
(a) (b)
(c)
Fig. 2. Caracterele microscopice ale drojdiilor izolate din apele reziduale prelevate de la fabrica
de bere :a) tulpina IBS2Dj1, (b) tulpina IILBDj7, (c) tulpina IILBDj8.
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Fig.3. Caracterele microscopice ale mucegaiurilor izolate din apele reziduale prelevate de la
fabrica de bere (a,b) tulpina IILBFg4, (c,d) tulpina IILBFg2, (e) tulpina IIBS1Fg1.
Potentialul microorganismelor izolate de a metaboliza diverse surse de carbon si azot similare cu
cele din apele reziduale
Din culturile pure izolate apartinand celor trei categorii de microorganisme, au fost inoculate
celule pe medii specifice. Astfel, bacteriile au fost testate pentru capacitatea lor de a metaboliza
amidonul, maltoza si lactoza prin cultivarea pe mediul BC cu amidon 1 % , maltoza 1%, sau lactoza
1%. Dupa o termostatare timp de 48 de ore, s-a evaluat dezvoltarea coloniala prin determinarea
diametrului coloniei. S-a calculat media diametrelor si s-a stabilit deviatia standard (figura 3).
Fig. 3. Capacitatea bacteriilor din apele reziduale din industria berii de a metaboliza maltoza
Toate tulpinile de bacterii izolate din apele reziduale din industria berii sunt capabile sa
metabolizeze maltoza. Tulpinile IBS1Bc5, IBS1Bc6, prezinta cea mai buna capacitate de a metaboliza
maltoza.
Capacitatea bacteriilor de a hidroliza amidonul a fost pus in evidenta prin inundare cu solutie
Lugol 0.1N a suprafetei mediului de cultura cu 1% amidon pe suprafata caruia s-au dezvoltat colonii
dupa 48 h de cultivare. Au fost masurate diametrele coloniilor (Dc) si diametrele zonelor de hidroliza
(Dh). Consumul de substrat s-a stabilit prin raportul (Dh)/ (Dc).
Rezultatele sunt prezentate in figura 4.
Culturile de bacterii izolate din apele reziduale din industria berii au capacitatea de a
biodegrada amidonul, cel mai bun potential prezentandu-l tulpina IBS1Bc2.
Fig. 4. Capacitatea bacteriilor izolate din apele reziduale din industria berii, de a degrada
amidonul
Pe mediul cu 1% cazeina, ca unica sursa de azot, s-au inoculat in punct celule de bacterii.
Dupa o termostatare timp de 48 de ore, la temperatura de 37sC, bacteriile au prezentata o crestere
coloniala punctiforma fara sa fie vizibila o zona de hidroliza a cazeinei in jurul coloniilor ; aceasta
sugereaza un metabolism slab al cazeinei.
Bacteriile izolate au capacitatea de a metaboliza lactoza. Prin cultivare pe mediul cu 1%
lactoza ca unica sursa de carbon si energie, dupa 48 h de la cultivare s-a observat o buna crestere
coloniala, majoritatea tulpinilor formand colonii cu diametru mai mare de 0,5 cm, iar tulpina IIBS2Bc1
o colonie cu diametrul de 1.2 cm, ceea ce indica un bun potential de metaboliza a lactozei (fig. 5).
Fig. 5. Metabolizarea lactozei de catre bacteriile din apele reziduale din industria berii
Tulpinile de drojdii izolate au fost testate prin tehnica inocularii in punct prin cultivare pe
mediul cu 1% lactoza sau maltoza ca unice surse de carbon. Diametrul coloniilor au fost masurate
dupa 4 zile de cultivare la temperatura de 25sC.
In figura 6, se observa ca tulpinile de drojdii izolate din apele reziduale din industria berii
prezinta o crestere coloniala redusa pe maltoza, diametrele nedepasind valoarea de 0,5 cm.
Instalatii pentru tratarea apelor uzate din industria berii
Atlantis Pure A 6000 - purificator industrial recomandat pentru un consum
de 11.355 litri pe zi
Stadiile de filtrare:
1) cartuş filtrant Big Blue Slim din polipropilenă presată cu porii de 5
microni (reţine mâl, nisip, rugină, particule fizice mari)
2) cartuş filtrant Big Blue Slim cu granule de carbon activ (pentru a reţine
clorul şi compuşii săi)
3) în aă, substanţele chimice, dar şi microorganismele, virusurile, bacteriile
5) post-filtru de carbon activ - asigură gustul proaspăt al apei purificate
(gustul apei purificate este asemănător cu gustul apei de la un izvor din
munţi, nepoluat)
6) lampa UV pentru sterilizarea microbiologica a apei 1*55W (daca se
utilizeaza pentru debit continuu si stocare in rezervoare mici)
SAU
7) Lampa UV pentru sterilizarea microbiologica a apei 2*55W pentru
stocarea in rezervoare mari si distribuirea apei cu debit mare
Componente:
1) sistem de purificare cu cadru metalic de sine statator
2) intrerupator de presiune ridicata
3) intrerupator de presiune scazuta
4) restrictor de limita a debitului
5) pompă Booster de inalta presiune
6) microcomputer LCD pentru managementul sistemului
7) kitul standard de instalare
8) manometru de presiune
9) manualul utilizatorului
*poate oferi debit continuu de apa pura 946 litri/ora sau poate stoca apa
intr-un rezervor de unde un hidrofor o va prelua pentru distribuire
