Woda stanowi bardzo ważny surowiec w mleczarstwie. Jest wykorzystywana w wielu procesach, a w dodatku za jeden z głównych problemów tej branży uznaje się zbyt duże zużycie wody. W poprawie jakości oraz zmniejszeniu wykorzystywanych ilości jest w stanie pomóc odpowiednio dobrana stacja uzdatniania wody. Jak poprawić jakość wody w mleczarstwie? Jaka jest jej dokładna rola?
Branża mleczarska niejedno ma imię. Przetwarza: mleko, śmietany, maślanki, lody, kefiry, jogurty, masło, sfermentowane przetwory mleczne, różne formy zagęszczonego lub suszonego mleka. Zróżnicowane produkty wymagają zastosowania zróżnicowanych urządzeń, które z kolei potrzebują dostarczania i odzysku ciepła. Zarówno wytwarzanie produktów, jak też obsługa procesów wymagają wody wysokiej jakości, która w wielu z nich jest po prostu niezbędna. W dzisiejszym artykule właśnie na ten temat.
Woda w mleczarstwie – dlaczego jest tak ważna?
Mleczarstwo zużywa i przetwarza bardzo duże ilości wody. Szacuje się, że na każdy litr zużytego mleka lub na kilogram produktu, niezbędne jest zużycie od 2 do nawet 6 litrów wody. Europejskie Stowarzyszenie Mleczarstwa informuje natomiast, że woda stanowi 85-90% składu mleka. Woda jest bardzo istotna do zapewnienia bezpiecznej i wysokiej pod względem standardów produkcji przetworów mlecznych. Woda bierze udział w:
- Ogrzewaniu
- Chłodzeniu
- Myciu
- Czyszczeniu
W przemyśle mleczarskim coraz bardziej dyskutuje się o ilościach przetwarzanej i zużywanej wody. Wszyscy zdają sobie sprawę z faktu, że jest to surowiec ograniczony oraz wrażliwy na zanieczyszczenia. W tym zakresie odbywają się konferencje, a działania są podejmowane na szczeblu krajowym, jak i międzynarodowym. Wiele inwestycji dąży do bardziej zrównoważonego rozwoju i zarządzania zasobami wodnymi. Dąży się do recyklingu wód i ponownego wykorzystania w mniej wymagających procesach. Badania wskazują, że przetwórnie mleka zużywają od 1 do 10 m3 wody na każdy m3 przetworzonego mleka. Zużycie wody jest różne w zależności od produktu oraz wymagań procesowych.
Źródła wody w mleczarstwie
Dostawy wody do mleczarni mają kilka źródeł, a wśród nich można wymienić:
- Wodę wodociągową
- Wodę głębinową – ujęcia własne
- Wodę powierzchniową – ujęcia własne
Jakość wody ma przede wszystkim wpływ na to, jak dużo wody zużywa się do konkretnego procesu. Parametry mogą przekładać się również na jakość i ilość środków myjących oraz chemicznych stosowanych do konkretnych potrzeb.
Klasyfikacja wód w mleczarstwie
Ze względu na zastosowanie wód w mleczarstwie możemy mówić o ich odpowiedniej klasyfikacji:
- Woda stosowana do przetwórstwa żywności – woda musi co najmniej spełniać normy związane z jakością wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi
- Woda pozostająca w kontakcie z wytwarzanym produktem – woda przeznaczona do czyszczenia i sterylizacji, czyszczenia urządzeń, odtwarzania, mycia produktów, solenia serów, dostosowania ilości wody w produkcie, na przykład w maśle
- Woda, która nie ma kontaktu z produktem surowym czy finalnym, półproduktem – to woda stosowana do celów chłodniczych, jak też woda wchodząca w skład technicznej pary wodnej, stosowanej między innymi do zewnętrznego oczyszczania
Na temat wody wykorzystywanej w przemyśle znajdziesz informacje także we wcześniejszym artykule: Czym jest woda procesowa i technologiczna? Niezależnie od źródła pozyskiwania wody, zawsze musi przejść dezynfekcję. Woda techniczna w mleczarstwie znajduje swoje zastosowanie do: celów socjalnych, w procesach technologicznych, ale również do mycia (między innymi: linii produkcyjnych, cystern, zbiorników).
Jaka jakość wody do mleczarstwa?
Kryteria dotyczące jakości wody są bardzo zróżnicowane i zależne od zastosowania wody. Na przykład te, mające bezpośredni kontakt z żywnością muszą co najmniej odpowiadać normom wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Nie mogą zawierać w sobie żadnych mikroorganizmów. Wśród najważniejszych i szczególnie kontrolowanych parametrów można wymienić:
- Mikrobiologiczne – do tej grupy zaliczają się: bakterie, pierwotniaki, wirusy, pasożyty
- Chemiczne – BOD, TOC, substancje związane z zaburzeniami gospodarki hormonalnej, chlor i związki chloru
- Fizyczne – odczyn pH, mętność, przewodność
Wody wtórne w mleczarstwie
O wtórnym wykorzystaniu wody w mleczarstwie mówi się obecnie najwięcej. Stąd i ja chciałbym poświęcić temu zagadnieniu choć kilka akapitów. Pozyskanie takiej wody jest możliwe również za sprawą uzdatniania. Zagospodarowanie wód wtórnych w zakładzie jest w stanie obniżyć całkowite zużycie wody w zakładzie mleczarskim nawet do 1 litra wody na każdy litr mleka i mniej. Przy czym warto wiedzieć, że bez zastosowania wód wtórnych nie da się zejść w zakładzie ze zużyciem wody poniżej 4 litrów na każdy litr wyprodukowanego mleka.
Wodę wtórną można pozyskać w zakładzie mleczarskim z: wody płuczącej wykorzystywanej przy produkcji serka wiejskiego, skroplin z wymienników ciepła, skroplin z rurociągów dystrybucji pary wodnej, skroplin z oparów powstających podczas zagęszczania mleka oraz serwatki, z permeatu po obróbce mleka i serwatki technikami separacji membranowej.
Woda wtórna może mieć dość szerokie zastosowanie. Nie powinna jednak nigdy wchodzić w kontakt z produktem, jeśli nie przejdzie sterylizacji. Należy pamiętać, że powinna być odprowadzana oddzielnym systemem rurociągów z wyraźnie oznaczonymi rurami oraz kranami.
Jak dokładnie wygląda kwestia wykorzystania wód wtórnych?
- Wody pochłodnicze mogą być ponownie wykorzystane w instalacjach chłodniczych, a po dezynfekcji także w: zasilaniu kotłów, myciu, instalacji chłodniczej
- Wody pochodzące z odparowania mleka i serwatki świetnie sprawdzą się ponownie w procesie: zasilania kotłowni, mycia, instalacji chłodniczej
- Permeaty z procesów membranowych zatężania serwatki po uzdatnianiu wody za pomocą przemysłowej odwróconej osmozy dobrze sprawdzą się do: instalacji chłodniczych, zasilania kotłowni, mycia
Zastosowanie wody wtórnej w przemyśle mleczarskim oraz innych odnogach reguluje Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady 852, 853/2004/EU. Według tych norm wody po uzdatnianiu mogą być ponownie wykorzystywane w: produkcji pary, jako wody chłodnicze, wody technologiczne, w systemach przeciwpożarowych.
Procesy technologiczne a woda w mleczarstwie
Woda jest wykorzystywana między innymi do produkcji pary wodnej. Ta jest potrzebna w przemyśle mleczarskim oraz serowarskim do czyszczenia urządzeń i ogrzewania procesowego. O tym, jaka woda będzie najlepsza do takich urządzeń pisałem już między innymi w artykule: Uzdatnianie wody na wytwornice pary, Dlaczego produkcja pary wymaga uzdatniania wody?
W mleczarstwie dużą popularnością cieszą się także kotły grzewcze zasilane wodą. Są niezbędne na przykład w procesach pasteryzacji produktów mlecznych. W przypadku kotłów oraz wytwornic pary wodnej bardzo duży problem stanowią osady. Można je zwalczać na drodze: zmiękczania wody, demineralizacji, odgazowania oraz obróbki chemicznej z pomocą odpowiednio dobranych środków do kondycjonowania wody. Potrzeby związane z jakością wody do obiegów chłodniczych i klimatyzacyjnych również poruszałem już w artykule: Uzdatnianie wody do wież chłodniczych i klimatyzacji
Jakie substancje powinny być usuwane w wodzie w przemyśle mleczarskim?
To z pewnością temat rzeka, bo najwięcej zależy od zapotrzebowania i przeznaczenia wody. Inne parametry będą kluczowe dla wody do wytwornic pary i kotłów, a nieco inne o obiegów chłodniczych. Ogólnie rzecz ujmując w mleczarstwie najważniejsze jest, aby woda była wolna od:
- Żelaza
- Manganu
- Amoniaku
- Zanieczyszczeń mechanicznych
- Mikroorganizmów
Stacje uzdatniania wody w mleczarstwie są dobierane indywidualnie. Często proponuje się przemysłowe filtry mechaniczne, przemysłowe odżelaziacze i odmanganiacze wody. Istotnym procesem jest także demineralizacja, możliwa częściowo na przykład przy zastosowaniu przemysłowych zmiękczaczy wody. Swoje zastosowanie w mleczarstwie znajdują także kolumny węglowe. Trafną propozycją jest przemysłowa stacja odwróconej osmozy, o której więcej w artykule: Przemysłowa odwrócona osmoza o dużych wydajnościach. Ogromną rolę odgrywa również proces dezynfekcji. Tutaj zastosowanie znajdują przemysłowe lampy bakteriobójcze.
Jak dobrać stację uzdatniania wody do mleczarstwa?
Uzdatnianie wody jest szczególnie istotne w przypadku własnych ujęć wody. Zleceniodawca przede wszystkim powinien w pierwszej fazie zlecić kompleksową, profesjonalną analizę wody. Z wynikami należy zgłosić się do specjalistów. Kolejnymi etapami są wywiad oraz wizja lokalna. Na podstawie zebranych informacji tworzony jest projekt technologiczny, który podlega konsultacjom. Stacja uzdatniania wody jest dopasowywana do warunków panujących w przedsiębiorstwie. Po akceptacji projektu można przejść do fazy realizacji.
