Użytkowanie instalacji technicznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Andrzej Pyszczek Użytkowanie instalacji technicznych 827[01].Z1.02 Poradnik dla ucznia

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1

Recenzenci: mgr inż. Andrzej Kulka mgr inż. Marek Rudziński Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Andrzej Pyszczek Konsultacja: mgr Radosław Kacperczyk Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 827[01].Z1.02 „Użytkowanie instalacji technicznych”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu operator maszyn i urządzeń przemysłu spożywczego.

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007


SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7

4.1. Instalacje wodne, wykorzystanie wody w zakładach przetwórstwa spożywczego 7

4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 10 4.1.3. Ćwiczenia 11 4.1.4. Sprawdzian postępów 11

4.2. Instalacje kanalizacyjne i oczyszczanie ścieków 12 4.2.1. Materiał nauczania 12 4.2.2. Pytania sprawdzające 16 4.2.3. Ćwiczenia 17 4.2.4. Sprawdzian postępów 18

4.3. Instalacje elektryczne, gazowe, parowe i chłodnicze 19 4.3.1. Materiał nauczania 19 4.3.2. Pytania sprawdzające 23 4.3.3. Ćwiczenia 24 4.3.4. Sprawdzian postępów 24

4.4. Instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne 25 4.4.1. Materiał nauczania 25 4.4.2. Pytania sprawdzające 28 4.4.3. Ćwiczenia 28 4.4.4. Sprawdzian postępów 29

4.5. Zagrożenia dla środowiska z przemysłu spożywczego i sposoby ich unieszkodliwiania 30

4.5.1. Materiał nauczania 30 4.5.2. Pytania sprawdzające 31 4.5.3. Ćwiczenia 32 4.5.4. Sprawdzian postępów 33

5. Sprawdzian osiągnięć 34 6. Literatura 39


1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o użytkowaniu instalacji technicznych stosowanych w przemyśle spożywczym.

W poradniku zamieszczono: – wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,

abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, – cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, – materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej, – zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści, – ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne, – sprawdzian postępów, – sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi

opanowanie materiału całej jednostki modułowej, – literaturę uzupełniającą.


Schemat układu jednostek modułowych

827[01].Z1 Eksploatacja maszyn i urządzeń stosowanych

w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.01 Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.02 Użytkowanie instalacji

technicznych

827[01].Z1.03 Obsługiwanie urządzeń chłodniczych i aparatury kontrolno-pomiarowej

827[01].Z1.04 Stosowanie środków

transportu w przemyśle spożywczym


2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− wyszukiwać podstawowe informacje o instalacjach stosowanych w zakładach przetwórstwa spożywczego,

− korzystać z różnych źródeł informacji, − selekcjonować, porządkować, dokumentować i przechowywać informacje, − rozróżniać zagrożenia wywołane przez przemysł spożywczy, − określać sposoby zasilania zakładu, − komunikować się i pracować w zespole, − dokonywać oceny swoich umiejętności, − analizować treść działania, dobierać metody i plan rozwiązania problemu, − samodzielnie podejmować decyzje, − współpracować w grupie, − przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przeciwpożarowych oraz

ochrony środowiska.


3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: – rozpoznać instalacje techniczne znajdujące się w zakładzie przetwórstwa spożywczego, – określić sposoby zasilania zakładu w energię elektryczną, wodę, gaz, – zastosować zabezpieczenia instalacji: elektrycznej, gazowej, wodnej, parowej

i chłodniczej, – określić rolę izolacji cieplnej w instalacjach grzewczych i chłodniczych, – rozróżnić rodzaje i elementy instalacji wentylacyjnej i klimatyzacyjnej, – rozpoznać zagrożenia spowodowane złym działaniem instalacji gazowych, parowych,

chłodniczych wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, – rozróżnić sposoby zapobiegania szkodliwemu oddziaływaniu technologii produkcji na

środowisko, – określić technologię oczyszczania ścieków, – zastosować sposoby uzdatniania wody dla celów produkcyjnych.


4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Instalacje wodne, wykorzystanie wody w zakładach

przetwórstwa spożywczego 4.1.1. Materiał nauczania

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie związków. Prawie 75% powierzchni Ziemi jest pokryte oceanami. Z tej powierzchni wód to bardzo małą część stanowią wody rzek i jezior. Wody rzeczne są zanieczyszczone osadami, ściekami oraz mułem, woda morska zawiera roztwory różnych soli. Wody źródlane i studzienne przechodzą naturalną filtrację przepływając przez porowate warstwy gleby, nie zawierają, więc zanieczyszczeń organicznych i mikrobiologicznych. Są jednak w nich rozpuszczone sole mineralne. Całkiem czystą wodę można otrzymać poprzez destylację. Czysta woda jest cieczą bez smaku i zapachu, która w temperaturze 00C przechodzi w stan stały – zamarzania. Podczas zamarzania zwiększa swoją objętość o, około 9%, dlatego lód pływa po powierzchni wody. Woda wrze w temperaturze 1000C. Jest ona dobrym rozpuszczalnikiem związków stałych, ciekłych i gazowych. Woda jest niezbędna w każdej gałęzi przemysłu. Może ona być składnikiem otrzymywanego produktu lub bezpośrednio z nim się stykać, wtedy nazywa się wtedy woda technologiczną. W innych przypadkach, gdy wodę stosuje się do zasilania kotłów parowych, mycia naczyń, pomieszczeń itp., nazywa się ją wodą techniczną.

Instalacje wodociągowe stosowane w zakładach przetwórstwa spożywczego mogą być zasilane wodą z wodociągu publicznego, lub lokalnego. Woda jest doprowadzana do punktów poboru ciśnieniowymi rurami stalowymi ze szwem lub bez szwu, rurami z nieplastyfikowanego polichlorku winylu (PCV), twardego polietylenu (PE). Instalacje wodociągowe dostarczające wodę dla zakładów produkcyjnych nazywa się wodociągami przemysłowymi. W celu doprowadzenia wody od ujęcia do punktu czerpania wykorzystuje się dwie metody: grawitacyjna i ciśnieniową. Instalacje grawitacyjne pracują na zasadzie grawitacji ziemi i naturalnej zdolności cieczy do spływania. W systemach ciśnieniowych do wytworzenia ciśnienia wody wykorzystuje się pompy. Podstawowymi elementami instalacji wodociągowej oprócz rur są zasuwy, zawory, odpowietrzniki, reduktory ciśnienia, wodomierze.

Rys. 1. Zasuwa [5, s. 141]


Rys. 2. Zawór przelotowy prosty. 1 – kółko,

2 – wrzeciono, 3 – dławica, 4 – grzybek, 5 – korpus, 6 – gniazdo. [6, s. 66]

Rys. 3. Odpowietrznik 1 – zamknięty, 2 – otwarty,

3 – widok [5, s. 142]

Rys. 4. Reduktor ciśnienia: 1 – membrana, 2 – wskaźnik położenia, 3 – pokrywa, 4 – śruby, 5 – siedzisko, 6 – korek spustowy, 7 – pierścień uszczelniający, 8 – korpus, 9 i 10 – przyłącza do kontroli ciśnień [5, s 143]


W przemyśle spożywczym wody używa się na każdym etapie produkcyjnym do różnych czynności technologicznych. Można tu wymienić między innymi mycie produktów, pasteryzacja, produkcja, mycie urządzeń produkcyjnych i transportowych. Z tego to powodu woda stosowana w przetwórstwie spożywczym, a zwłaszcza do produkcji żywności, musi być bezpieczna pod względem bakteriologicznym i nie powinna zawierać ubocznych produktów utleniania i dezynfekcji. Wody wykorzystywane w przemyśle spożywczym są to wody najwyższej jakości klasy I. W przypadku mycia warzyw lub mycia sprzętu, urządzeń transportowych można stosować wody niższej kategorii, ale odpowiadającej normie przeznaczonej dla przemysłu spożywczego. Jak wcześniej zaznaczono, wszystkie wody są zanieczyszczone. Z tego powodu przed użyciem należy wody oczyścić i uzdatnić. Do oczyszczania wody z zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych stosuje się specjalne filtry. Wodę, z grubych zanieczyszczeń oczyszcza się na sitach, następnie tłoczy się ja pod ciśnieniem przez filtry. Materiałem filtrującym jest piasek i żwir. Do usunięcia z wody niewłaściwych zapachów stosuje się filtry z węgla aktywnego. Woda używana w produkcji spożywczej ma specjalne wymagania. Minimalne wymagania jakościowe wody określa Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. z 5.12.2002 r. nr 203, poz. 1718). Tym samym parametrom musi odpowiadać woda stosowana do celów technologicznych w przemyśle spożywczym.

Woda bezpośrednio używana w przemyśle spożywczym powinna być bezbarwna, przezroczysta, bez zapachu i smaku. Woda kotłowa powinna być przede wszystkim miękka, nie zawierać zawiesin i koloidów, składników działających korodująco, jak dwutlenek węgla, tlen i produktów rozkładu związków organicznych. Szczególnie szkodliwa jest obecność w wodzie siarczanu wapnia, który tworzy kamień silnie przylegający do ścian kotła. Zawiesiny i inne zanieczyszczenia mogą powodować pienienie się wody podczas ogrzewania, co utrudnia pracę kotłów. Wodę twardą w przemyśle spożywczym oczyszcza się metodami stosowanymi w oczyszczaniu wody dla ludności, są to metody termiczne, chemiczne i jonitowe.

Metoda termiczna polega na ogrzaniu wody do temperatury 75–800C w odpowiednich urządzeniach. W tej temperaturze wodorowęglan wapnia i magnezu wytrącają się w postaci nierozpuszczalnych węglanów, które są oddzielone od wody. Metoda chemiczna polega na działaniu na wodę węglanem sodu i wodorotlenkiem wapnia. Metodę tę stosuje się tylko do wody przeznaczonej na cele techniczne. Metoda jonitowa stosowana jest nie tylko do zmiękczania wody, ale także do całkowitego usuwania z niej związków mineralnych. Metoda ta polega na wymianie jonowej między wymieniaczami jonowymi, kationitami i anionitami a substancjami mineralnymi rozpuszczonymi w wodzie. Jony dodatnie wapnia, magnezu i inne, zawarte w wodzie wymieniają się na kationy H+, aniony zaś na jony OH-. Wodę demineralizuje się przepuszczając kolejno przez kationit i anionit, a następnie przez odgazowywacz, w którym jest pozbawiana gazów. Po tych zabiegach woda nie zawiera rozpuszczonych związków mineralnych.

Rys. 5. Schemat urządzenia do odmineralizowania wody metodą jonitową. [5, s. 35]


Usuwanie z wody żelaza polega na utlenianiu żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego, które wytrąca się w postaci wodorotlenku żelaza (III). Jako utleniacz działa sprężone powietrze. Powstający osad oddziela się na filtrach. Do odżelaziania stosuje się specjalne urządzenia otwarte i zamknięte.

Rys. 6. Schemat odżelaziacza zamkniętego [5, s. 35]

Dodatkowo woda do celów spożywczych wymaga często wyjałowienia w celu

zmniejszenia drobnoustrojów. Odkażanie przeprowadza się przez chlorowanie, ozonowanie lub naświetlanie promieniami ultrafioletowymi. Chlorowanie należy do chemicznych metod oczyszczania wody i polega na dawkowaniu do niej wody w postaci wody chlorowej. Jest to bardzo skuteczna metoda i trwała, niszcząca wszystkie zanieczyszczenia w wodzie, jednak nie zawsze może być stosowana w przemyśle spożywczym ze względu na specyficzny rodzaj produkcji. Jest to jednak najtańsza metoda dezynfekcji wody. Inną metodą stosowaną w dezynfekcji jest ozonowanie wody. Ozon jest bardzo silnym utleniaczem jak również dezynfekantem. Ozon jest bardzo często stosowany do niszczenia substancji będących przyczyną smaku i zapachu wody. Oprócz opisanych metod stosowane są inne metody fizyczne i chemiczne do oczyszczania wody i jej dezynfekcji. Dobranie odpowiedniej metody oczyszczania wody zależy od rodzaju produkcji spożywczej.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie jest znaczenie wody w przetwórstwie spożywczym? 2. Jak zasilana jest instalacja wodna zakładu przemysłowego? 3. Jakie są elementy instalacji wodnej? 4. Jakie wody wykorzystuje w zakładach przetwórstwa spożywczego? 5. Jaka powinna być woda używana w przemyśle spożywczym? 6. Jakie są metody uzdatniania wody? 7. Na czym polega termiczna metoda oczyszczania wody? 8. Jakiego związku używamy do dezynfekcji wody?


4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Na podstawie filmu przedstawiającego urządzenia do uzdatniania wody dobierz metodę uzdatniania wody.

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych metod uzdatniania wody, 2) dokonać analizy stosowania metod w uzdatnianiu wody, 3) obejrzeć film o uzdatnianiu wody, 4) rozpoznać i nazwać urządzenia do uzdatniania wody, 5) nazwy rozpoznanych urządzeń zanotować w notatniku.

Wyposażenie stanowiska pracy: − film dotyczący uzdatniania wody, − schematy urządzeń uzdatniania wody, − zdjęcia urządzeń stosowanych w uzdatnianiu wody, − notatnik, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2

Na podstawie uzyskanych informacji od nauczyciela zaproponuj metodę zmiękczania wody stosowaną w przetwórstwie spożywczym.


1) odszukać w materiałach dydaktycznych metody zmiękczania wody, 2) scharakteryzować metody zmiękczania wody do celów spożywczych, 3) zanotować w notatniku zdobyte informacje, 4) scharakteryzować na forum grupy proponowaną metodę zmiękczania wody.

Wyposażenie stanowiska pracy: − literatura z rozdziału 6, − przybory do pisania, − notatnik. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie

1) wyjaśnić określenie czysta woda? 2) wyjaśnić, jaka powinna być woda używana w przemyśle spożywczym? 3) wymienić metody oczyszczania wody? 4) wyjaśnić metodę termiczną zmiękczania wody? 5) scharakteryzować sposób zasilania zakładu w wodę? 6) wyjaśnić, jakich materiałów używamy do budowy instalacji

wodociągowej? 7) wyszukać Rozporządzenie w sprawie wymagań dotyczących jakości

wody?


4.2. Instalacje kanalizacyjne i oczyszczanie ścieków 4.2.1. Materiał nauczania

Instalacja kanalizacyjna jest to zespół powiązanych ze sobą elementów służących do

odprowadzania ścieków z obiektu budowlanego i jego otoczenia do sieci kanalizacyjnej zewnętrznej lub innego odbiornika ścieków. Urządzeniami łączącymi instalacje wodociągowe z kanalizacyjnymi są przybory sanitarne, czyli urządzenia służące do odbierania i odprowadzania zanieczyszczeń płynnych powstałych w wyniku działalności gospodarczej. W zakładach przemysłowych powstają 3 rodzaje ścieków: − ścieki przemysłowe – powstające z różnych procesów produkcyjnych, w ich jakość jest

bardzo różna i całkowicie zależy od rodzaju produkcji, − ścieki bytowo-gospodarcze będącymi odpływami z ubikacji, umywalni, łaźni, kuchni,

pralni itp. Ilość tych ścieków określa się na podstawie przyjętych norm. Jeżeli chodzi o skład tych ścieków to przyjmuje się, że zawiesina waha się w granicach od 2 do 15 mg/dm3, ChZT od 50 do 1000 mg O2/dm3, BZT od 150 do 500 mg O2/dm3,

− ścieki opadowe pochodzące z opadów atmosferycznych, topniejącego śniegu, lodu, polewania placów i ulic. Ścieki opadowe powstające w ciągu pierwszych 10-15 minut są równie zanieczyszczone jak typowe ścieki przemysłowe. Powstające ścieki mogą być odprowadzane z zakładu w systemie kanalizacji

ogólnospławnej (ścieki bytowo-gospodarcze, przemysłowe, opadowe zmieszane płyną jednym kanałem) lub kanalizacji rozdzielczej (osobna sieć dla każdego rodzaju ścieków). Jeżeli zakład nie jest podłączony do sieci kanalizacyjnej lub oczyszczalni ścieków wówczas ścieki powinny być zbierane w szambie, a następnie wywożone przez wozy asenizacyjne do najbliższej oczyszczalni ścieków.

Uzbrojenie każdej instalacji kanalizacyjnej stanowią: − czyszczaki – odcinki rur z wziernikiem z boku, które służą do czyszczenia instalacji, − rury wywiewne – odcinki pionów wyprowadzone ponad dach budynku w celu wentylacji

instalacji, − syfony – zawory wodne instalowane w urządzeniach sanitarnych, niedopuszczające do

przedostawania się gazów i zapachów z instalacji kanalizacyjnej do wnętrza pomieszczeń, w których są zainstalowane,

− wpusty podłogowe – służą do odprowadzania z powierzchni podłóg ścieków, które gromadzą się na nich w wyniku procesów technologicznych,

− odtłuszczacze – urządzenie oddzielające tłuszcz od reszty ścieków, − oddzielacze piasku – są to małe osadniki montowane w pomieszczeniach w których

piasek i inne zanieczyszczenia stałe przedostają się do ścieków.

Rys. 7. Wpusty podłogowe: a – z kratą żeliwną, b – podłogowy z kratą [6, s. 70]


Rys. 8. Czyszczak [6, s. 70] Ścieki są mieszaniną zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych,

gazowych, radioaktywnych oraz ciepła, usuwanych z terenów miast i zakładów przemysłowych. W zależności od pochodzenia ścieki dzieli się na bytowo-gospodarcze, przemysłowe i opadowe.

Ścieki przemysłowe powstają w zakładach produkcyjnych i usługowych podczas różnych procesów technologicznych, np. przy otrzymywaniu, uszlachetnianiu i przeróbce surowców. Ilość i rodzaj ścieków przemysłowych zależy od rodzaju przedsiębiorstwa, technologii produkcji, ilości zużywanej wody. Do najważniejszych źródeł zanieczyszczenia wód ściekami należą przemysły; paliwowo-energetyczny, metalurgiczny, górniczy, elektromaszynowy, włókienniczy, chemiczny, celulozowy, garbarski i spożywczy. Spośród wielu zakładów przemysłu spożywczego opisane zostaną sposoby oczyszczania ścieków w mleczarniach i z zakładów przetwórstwa mięsnego.

Ścieki mleczarskie to głównie ścieki z mycia i płukania, gdzie głównym zanieczyszczeniem jest mleko, pochodzące ze strat produktu oraz środki myjące. Mleko dostarczane do mleczarni jest cysternami, które należy myć bezpośrednio po opróżnieniu. Powstające tu ścieki to bardzo rozcieńczone mleko z dodatkiem środków myjących. Na terenie mleczarni transport mleka odbywa się rurociągami, które płucze się kilka razy dziennie. Tradycyjne środki myjące to roztwory kwasu azotowego i ługu sodowego. Kwas usuwa lub zapobiega tworzeniu się osadów nieorganicznych, natomiast wodorotlenek zmywa białka i tłuszcze. Obecnie te tradycyjne środki myjące zastępuje się o wiele skuteczniejszymi preparatami. Do mycia kwasowego stosuje się preparat Acidclean w postaci 0,5–2,0-procentowego roztworu, a do mycia alkalicznego – Combiclean zawierający w swym składzie EDTA. Procedura mycia instalacji obejmuje następujące operacje: − mycie wstępne wodą, − mycie zasadowe, − mycie kwasowe, − płukanie właściwe, − dezynfekcję, − płukanie końcowe.

Zużycie wody zmienia się w granicach 5–10 m3/1000 l mleka, a ilość ścieków wynosi 1–2 m3/m3 produktu. Zakresy stężenia zanieczyszczeń w ściekach mleczarskich ogólnych wynoszą: – BZT5 500–2000 mg tlenu na 1l, – ChZT 700–2800 mg tlenu na 1l, – azot ogólny 30–150 g/ m3, – fosfor ogólny 20–100 g/ m3, – pH 9–10,5.

Jednym ze sposobów oczyszczania jest mechaniczne oczyszczanie ścieków mleczarskich, które powinno być nastawione nie na usuwanie zawiesin, lecz na usuwanie tłuszczów.


Ze względu na podwyższoną zawartość tłuszczu w ściekach mleczarskich niekiedy wymagane jest ich odtłuszczanie. Szczególnie istotne jest to dla zakładów mleczarskich położonych w miastach i odprowadzających swoje ścieki do kanalizacji miejskiej. Jednak podstawową metodą oczyszczania ścieków mleczarskich jest oczyszczanie biologiczne. W warunkach naturalnych ścieki oczyszczane są w stawach. Ścieki w ten sposób oczyszczane osiągają nawet 90%stopień oczyszczenia i jest znacznie tańszy od metody osadu czynnego, lecz jest przyczyną przykrych zapachów. Mimo wyższych kosztów coraz powszechniej stosuje się oczyszczanie ścieków mleczarskich za pomocą osadu czynnego. W Polsce rozpowszechniony jest sposób uproszczony, w rowach cyrkulacyjnych. W mleczarni przerabiającej 140 m3 mleka na dobę odprowadzającej 330–520 m3/d ścieków, służy zbiornik wstępnego napowietrzania o pojemności 65 m3 i rów biologiczny o pojemności 1220 m3, czyli na minimum dwie doby napowietrzania. Stopień oczyszczania wynosi 95–98%. Poniżej przedstawiono schematy rowów cyrkulacyjnych, a także różne metody ich wykonania.

Rys. 9. Oczyszczanie ścieków z zastosowaniem rowów biologicznych w mleczarniach:

a) Wysokie Mazowieckie, b) Hajnówka, c) Siemiatycze; 1 – zbiornik wstępny, 2 – rów [1, s. 225]

Mleczarnia i proszkownia przerabiająca dziennie: 200 m3 mleka na mleko spożywcze,

śmietanę, masło i sery oraz 400 m3/d mleka w proszku, wytwarzają przy tej produkcji 2380 m3/d ścieków. Schemat oczyszczania przewiduje wstępne napowietrzanie ścieków w zbiorniku o poj. 650 m3 aeratorami o średnicy rotora 3,0 m, dalej ścieki przepływają do komór napowietrzania o pojemności 5380 m3 obliczonych na 60-godzinny czas napowietrzania. Do końcowego klarowania służą dwa osadniki wtórne po 175 m3. Osad recyrkulowany jest regeneracyjnie, a nadmierny usuwany na poletka.

Rys. 10. Schemat oczyszczalni ścieków z mleczarni: 1 – pompownia, 2 – piaskownik, 3 – komora wstępnego oczyszczania, 4 – komory napowietrzania z osadem czynnym, 5 – osadniki wtórne, 6 – komory regeneracyjne osadu, 7 – poletka osadowe. [1, s. 226]


Kolejnym zakładem wytwarzającym duże ilości ścieków są zakłady przetwórstwa mięsnego. Pierwszym źródłem ścieków z rzeźni jest dostawa zwierząt, rozładunek, mycie środków transportu i przetrzymywanie zwierząt na placu spędowym. Źródłami ścieków z rzeźni są poszczególne etapy uboju i przerobu zwierząt. W pierwszym etapie uboju powstają ścieki silnie zanieczyszczone krwią zwierzęcą. Kolejny etap to mycie i oparzanie gdzie ścieki zawierają znaczne ilości zanieczyszczeń mechanicznych, głownie szczeciny. Na etapie usuwania wnętrzności do ścieków dostaje się treść przewodu pokarmowego. Oprócz tego powstają ścieki z mycia urządzeń i hal ubojowych i stosunkowo mało zanieczyszczone ścieki z chłodni i kotłowni. Ścieki ogólne z nowoczesnej rzeźni z odzyskiem krwi i treści żołądków charakteryzują się następującymi wskaźnikami: – BZT5 1000–4000 mg tlenu na 1 l, – ChZT 1000–6000 mg tlenu na 1 l, – azot 140–580 mg/l, – fosfor 800 mg/l.

Oczyszczanie metodami fizykochemicznymi. Ze względu na znaczną zawartość zanieczyszczeń stałych o dużych rozmiarach oraz zawiesin i tłuszczów ścieki z rzeźni wymagają dokładnego oczyszczania mechanicznego. Oczyszczanie rozpoczyna się od cedzenia na kratach i sitach. Stosuje się kraty gęste lub sita z automatycznym usuwaniem osadu o prześwicie np. 1 mm. Sita zmniejszają zawartość zawiesin o 20–30%, a tłuszczów o 25%. Prawidłowo działające sita powinny zmniejszyć zawartość zawiesin nawet o około 90%, a zanieczyszczenia te powinny być kierowane do zakładów utylizacyjnych. Klarowanie ścieków w osadnikach oraz odtłuszczanie jest mało skuteczne, dlatego stosuje się powszechnie flotację. Zakłady mięsne wyposażone we flotacyjne oczyszczalnie ścieków firmy Koppers funkcjonują według następującego schematu. Schemat technologiczny obejmuje usuwanie zanieczyszczeń na kracie i rozdrabnianie zanieczyszczeń z kratek. Drugim procesem jest flotacja ciśnieniowa z nasyceniem części recyrkulatu sprężonym powietrzem. Dopływ ścieków z zakładów wynosi 200–250 m3/h, objętość recyrkulatu 90-180 m3/h. Komora flotacji ma kształt prostopadłościanu o wymiarach 13x5,2x2,7 m i pojemności 175 m3. Zbiornik ciśnieniowy ma pojemność 3 m3 i pracuje pod ciśnieniem 0,4–0,5 MPa. Z flokatora ścieki przepływają do flokulatora, a zawiesiny powstałe w wyniku koagulacji za pomocą siarczanu żelaza(III) oddziela się w osadniku Dorra. W komorze flokulacji wydziela się ok. 75 m3/d kożucha, w osadniku 75m3/d osadu. Oba rodzaje zanieczyszczeń kierowane są do zagęszczacza grawitacyjnego, a następnie odwadniane w wirówkach.

Rys. 11. Schemat flotacyjnej oczyszczalni ścieków z zakładów mięsnych: 1 – krata

z rozdrabniarką, 2 – pompownia, 3 – komora flotacyjna, 4 - – flokulator, 5 – osadnik, 6 – zbiornik ciśnieniowy, 7 – zagęszczacz, 8 – wirówka [1, s. 244]


Oczyszczanie biologiczne. Ze względu na duże stężenie zanieczyszczeń w postaci rozpuszczonej ścieki z rzeźni wymagają oczyszczania biologicznego. W warunkach sztucznych najczęściej oczyszcza się ścieki osadem czynnym. W Polsce oczyszczalnie takie mają m.in. zakłady mięsne Morliny k. Ostródy.

Rys. 12. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków z zakładów Morfiny: 1 – zbiornik

magazynowy, 2 – piaskownik, 3 – zbiornik wyrównawczy, 4 – dawkowanie chemikaliów, 5 – osadnik z komora flokulacji, 6 – komora osadu czynnego, 7 – osadnik wtórny, 8 – zagęszczacz osadu, 9 – komory fermentacji, 10 – poletka osadowe [1, s. 248]

Po przejściu przez piaskownik ścieki dopływają do zbiornika wyrównawczego

o pojemności 3500 m3, napowietrzanego mechanicznie. Po dodaniu chemikaliów i strąceniu osadów ścieki przepływają do dwóch komór napowietrzania o pojemności po 1400 m3. Osad czynny oddzielany jest w dwóch osadnikach wtórnych o pojemności 600 m3, natomiast osad nadmierny kierowany jest do dwóch komór fermentacyjnych łącznej pojemności 13000 m3.

Ścieki z rzeźni często wymagają dezynfekcji. Chlor nie likwiduje całkowicie bakterii chorobotwórczych, dlatego zaleca się stosować silniejsze środki jak np. nadtlenek wodoru.


Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co to są ścieki? 2. Jakie są rodzaje ścieków? 3. Jakie są ścieki przemysłowe? 4. Jaki jest skład ścieków mleczarskich? 5. Jakie etapy obejmuje procedura mycia instalacji? 6. Na czym polega oczyszczanie ścieków mleczarskich? 7. Jakie są źródła ścieków z rzeźni? 8. Na czym polega metoda oczyszczania fizykochemiczna? 9. Na czym polega metoda biologiczna oczyszczania ścieków? 10. Jakie są różnice oczyszczania ścieków metodami biologicznymi i fizykochemicznymi?


4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Zaproponuj sposób oczyszczania ścieków mleczarskich. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć informacje o oczyszczaniu ścieków mleczarskich, 2) przeanalizować skład ścieków mleczarskich, 3) zanotować informacje o metodach oczyszczania ścieków mleczarskich, 4) zaproponować metodę oczyszczania ścieków mleczarskich, 5) przedstawić swoją propozycje pozostałym kolegom.

Wyposażenie stanowiska pracy: − komputer z dostępem do internetu, − ustawa o ochronie środowiska, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2

Wykonaj schemat flotacyjnej oczyszczalni ścieków. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć schemat flotacyjnej oczyszczalni ścieków, 2) wykonać schemat na arkuszu A4, 3) opisać poszczególne elementy oczyszczalni, 4) przedstawić na forum grupy wykonany schemat.

Wyposażenie stanowiska pracy: − materiały kreślarskie, − blok techniczny A4, − schematy oczyszczalni ścieków, − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 3

Zaproponuj metodę oczyszczania ścieków z zakładów przetwórstwa mięsnego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć informacje o oczyszczaniu ścieków z zakładów przetwórstwa mięsnego, 2) przeanalizować skład i rodzaj ścieków przetwórstwa mięsnego, 3) zanotować informacje o metodach oczyszczania ścieków przetwórstwa mięsnego, 4) zaproponować metodę oczyszczania ścieków przetwórstwa mięsnego, 5) przedstawić swoją propozycje pozostałym kolegom.


Wyposażenie stanowiska pracy: − komputer z dostępem do internetu, − schematy oczyszczalni ścieków, − ustawa o ochronie środowiska, − literatura z rozdziału 6. 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz:

Tak Nie 1) określić cel oczyszczania ścieków? 2) wymienić metody oczyszczania ścieków? 3) scharakteryzować metody oczyszczania ścieków

z mleczarni? 4) wyjaśnić budowę oczyszczalni ścieków? 5) scharakteryzować metody oczyszczania ścieków z mleczarni? 6) wymienić wskaźniki ogólne ścieków? 7) wyjaśnić metodę biologiczną oczyszczania ścieków z rzeźni?


4.3. Instalacje elektryczne, gazowe, parowe i chłodnicze 4.3.1. Materiał nauczania

Instalacja elektryczna jest zespołem zmontowanych przewodów i urządzeń, służących do przesyłania prądu elektrycznego z sieci zasilającej niskiego napięcia do odbiorników w sposób ciągły i niezawodny oraz całkowicie bezpieczny. Praktyczne zastosowanie mają dwa rodzaje prądu stały (-) i przemienny (~). Instalacje prądu stałego mają zasięg lokalny np. w pojazdach, w urządzeniach oraz jako instalacja bezpiecznego napięcia np. w pomieszczeniach, w których istnieje duże ryzyko porażenia prądem elektrycznym. Najszersze zastosowanie mają instalacje prądu przemiennego jedno - i trójfazowego. W zakładach przetwórstwa spożywczego spotykamy instalacje mieszane, zasilające zarówno oświetlenie i silniki małej mocy (230 V), stanowiące napęd różnych maszyn i urządzeń jak i silniki trójfazowe (400 V)oraz urządzenia grzejne większej mocy. W skład instalacji elektrycznych wchodzą: przewody, osprzęt instalacyjny, rozdzielnie, urządzenia automatyki. Instalacja elektryczna w nowoczesnych i modernizowanych zakładach sterowana jest mikroprocesorami.

Rys. 13. Elementy instalacji elektrycznej: 1 – sieć energetyczna, 2 – przyłącze, 3 – złącze,

4 – wewnętrzna linia zasilająca, 5 – tablica rozdzielcza [6, s. 49] Obsługa urządzeń i instalacji elektrycznych jest związana z niebezpieczeństwem

porażenia prądem w wyniku zużywania się urządzeń, nieprzewidzianych awarii lub nieostrożności obsługującego. Zakłady wyposażone są w różnego rodzaju nowoczesne urządzenia niezwykle wrażliwe na zmiany napięcia i awarie w sieci zasilającej.

W zakładach stosuje się różne środki ochronne, do których zaliczamy: uziemienie ochronne lub zerowanie, izolacje ochronną, ochronne obniżenie napięcia, wyłączniki ochronne różnicowoprądowe, połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, ochronniki przeciwprzepięciowe, wyłączniki samoczynne z przekaźnikami lub wyzwalaczami


przeciążeniowymi i zwarciowymi zamiast tradycyjnych bezpieczników topikowych, separacje odbiorników, izolowanie stanowisk, stosowanie odbiorników II klasy ochronności o podwójnej lub wzmocnionej izolacji elektrycznej.

Uziemienie ochronne polega na połączeniu przewodem specjalnego zacisku znajdującego się na obudowie maszyny, z przedmiotem metalowym stykającym się bezpośrednio z ziemią i przeznaczonym wyłącznie do tego celu.

Rys. 14. Uziemienie ochronne [6, s. 52]

Zerowanie to fabrycznie wykonane połączenie obudowy silnika lub maszyny

z przewodem ochronno neutralnym PEN. Sieci chronione są za pomocą przewodu PEN znajdującego się w dwu lub czterożyłowym kablu w tradycyjnym układzie TN-C lub za pomocą przewodów neutralnego N i ochronnego PE znajdującego się w 3 – lub 5 – żyłowym kablu w układzie TN-C-S.

Ze względu na napięcie w przewodach wyróżniamy sieci: − niskiego napięcia, − średniego napięcia, − wysokiego napięcia.


Rys. 14. Zerowanie: a) silnika trójfazowego w układzie TN-C, b) silnika jednofazowego

w układzie TN-C-S z osobnym przewodem ochronnym PE [6, s 52]

Instalacje gazowe Zadaniem instalacji gazowej jest transport, rozdzielanie i dostarczanie gazu do

odbiorców. Sieci gazu dzielimy na przesyłowe i rozdzielcze. Ze względu na ciśnienie gazu w przewodach wyróżniamy sieci: − niskiego ciśnienia, − średniego ciśnienia, − wysokiego ciśnienia.

Przyłączenie do sieci zakładu, czyli doprowadzenie gazu od gazociągu do głównego zaworu wykonuje zakład gazownictwa na zlecenie odbiorcy gazu. Przyłączenie polega na montażu reduktora ciśnienia i sprawdzeniu szczelności instalacji oraz prawidłowej pracy urządzeń. Instalację gazową wewnętrzną stanowi układ przewodów za zaworem głównym, prowadzonych na zewnątrz lub wewnątrz budynku, wraz z armaturą, kształtkami i innym wyposażeniem. W jej skład wchodzą również urządzenia do pomiaru zużycia gazu, urządzenia gazowe, przewody spalinowe oraz powietrzno spalinowe, jeśli są elementami wyposażenia tych urządzeń. Do budowy instalacji wewnętrznej w zakładach wykorzystuje się tylko rury stalowe łączone poprzez spawanie. Odbiornikami gazu są paleniska urządzeń, zmywalnie, oraz przybory pomieszczeń socjalnych, sanitarnych. Podstawowym elementem wszystkich palenisk i przyborów są palniki gazowe różnych typów. Najprostszy jest palnik o płomieniu świecącym. Jest to rurka z otworem okrągłym lub owalnym u wylotu lub kilkoma otworami na powierzchni bocznej. Wykonywane są też palniki rusztowe, złożone z kilku rurek z otworkami, połączonych rurą doprowadzającą gaz.


Rys. 15. Zwykłe palniki gazowe: a) rurkowy, b) dyfuzyjny rurkowy, c) gazowy promiennik

podczerwieni, 1 – dysza, 2 – rura, 3 – komora rozdzielcza, 4 – płytki ceramiczne z otworami, 5 – płaszczyzna spalania. [6, s. 61]

Obróbkę termiczną stosuje się we wszystkich branżach przemysłu spożywczego.

Do obróbki termicznej zaliczamy: ogrzewanie, pieczenie, gotowanie, sterylizację, pasteryzację, odparowanie, suszenie, prażenie, chłodzenie i zamrażanie. Jako czynnik grzejny tych procesów najczęściej stosuje się parę lub gorącą wodę. Wymianę ciepła między czynnikiem grzejnym a ośrodkiem ogrzewanym lub odwrotnie uzyskuje się systemem przeponowym. Przeponę stanowi np. metalowa przegroda w postaci ścianki puszki, wężownicy lub ścianki naczynia szklanego. Do wytworzenia pary wodnej służą kotły parowe.

Kotły parowe są to urządzenia do zamiany energii cieplnej powstałej w trakcie spalania paliwa w kotle na parę wodną o wysokim ciśnieniu i temperaturze, przeznaczoną do bezpośredniego wykorzystania ciepła lub zamiany go na energię elektryczną.

Rys. 16. Kocioł parowy [www.systemyogrzewania.pl]

Do najważniejszych elementów osprzętu należy układ zasilania kotła

z wysokociśnieniową pompą zasilającą wyposażoną w zawór zwrotny zapobiegający wypływowi wody pod wpływem ciśnienia panującego w kotle, manometr z grubościenną rurka do pomiaru ciśnienia w walczaku, poziomowskaz, manometr ciągu kominowego, analizator składu chemicznego spalin, termometr elektrooporowy do pomiaru temperatury

http://www.systemyogrzewania.pl


wody w walczaku oraz zawory bezpieczeństwa. W zakładach przetwórczych stosuje się instalacje parowa wysokoprężną, która może być zaprojektowana z rozdziałem dolnym lub górnym. Do poprawnego działania instalacji parowej wysokoprężnej niezbędne są urządzenia odpowietrzające i napowietrzające. Stosuje się: − odpowietrzanie centralne, montowane np. na zbiorniku, − odpowietrzanie długich rurociągów kondensacyjnych, − odpowietrzanie odbiorników o dużym poborze pary.

Do odpowietrzania służą przewody odpowietrzające o średnicy 15 mm z zaworem zaporowym oraz odpowietrzniki automatyczne. Kotły parowe wysokoprężne muszą być wyposażone w dwa niezależne zawory bezpieczeństwa.

Rys. 17. Schemat instalacji parowej wysokoprężnej z przyłączonymi różnymi

odbiornikami ciepła. [7, s. 227] Instalacje chłodnicze służą do wymiany ciepła między produktem spożywczym

i środkiem chłodniczym. Informacje na temat urządzeń chłodniczych znajdujących się w zakładach przetwórstwa spożywczego znajdziesz w kolejnej jednostce modułowej obsługiwanie urządzeń chłodniczych. Tam tez znajdziesz informacje o izolacjach cieplnych stosowanych w chłodnictwie.


Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest instalacja elektryczna? 2. Jakie znasz rodzaje prądu? 3. Co wchodzi w skład instalacji elektrycznej? 4. Jakie jest zabezpieczenie instalacji elektrycznej? 5. Jakie jest zadanie instalacji gazowej? 6. Jakie są elementy instalacji gazowej? 7. W co muszą być wyposażone urządzenia wytwarzające parę wodną? 8. Do czego używamy pary wodnej w przetwórstwie spożywczym? 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Przeanalizuj zagrożenia dla ludzi wywołane uszkodzeniem instalacji elektrycznej w zakładzie przetwórczym. Zaproponuj metodę usunięcia awarii.



1) przeanalizować rodzaje występujących awarii instalacji elektrycznych, 2) skorzystać ze schematów instalacji elektrycznych znajdujących się w zakładzie, 3) zaplanować kolejność wykonywanych czynności, 4) zlokalizować uszkodzenie instalacji, 5) rozpoznać zagrożenia wywołane uszkodzeniem, 6) zaproponować metodę usunięcia awarii, 7) zapisać w notatniku kolejność wykonywanych czynności.

Wyposażenie stanowiska pracy: − schematy instalacji elektrycznych, − narzędzia i przyrządy do wykrywania i naprawy uszkodzeń instalacji (kontrolki,

amperomierze, czujniki prądu), − literatura z rozdziału 6. Ćwiczenie 2

Wykonaj schemat palnika gazowego na arkuszu A4. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wyszukać informacje na temat instalacji i osprzętu gazowego, 2) przeanalizować schematy palników gazowych, 3) wymienić rodzaje osprzętu gazowego, 4) wykonać schemat palnika gazowego na arkuszu A4, 5) przedstawić pozostałym uczniom wykonany schemat.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− materiały kreślarskie, − papier formatu A4, − literatura z rozdziału 6. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie

1) wyjaśnić zastosowanie i przeznaczenie instalacji elektrycznej? 2) wymienić rodzaje prądu? 3) wymienić elementy instalacji elektrycznej? 4) wyjaśnić cel stosowania środków ochronnych? 5) wyjaśnić cel uziemienia ochronnego? 6) wymienić rodzaje sieci gazowych? 7) scharakteryzować odbiorniki gazu? 8) wskazać rodzaje obróbki termicznej w zakładach

przetwórczych? 9) scharakteryzować czynnik grzejny? 10) wyjaśnić cel stosowania zaworów bezpieczeństwa w kotłach? 11) wyjaśnić pracę kotła parowego?


4.4. Instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne 4.4.1. Materiał nauczania

Wentylacją nazywamy proces wymiany powietrza w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi lub w pomieszczeniach przemysłowych i magazynach żywności. Zadaniem wentylacji jest usunięcie z pomieszczenia powietrza zanieczyszczonego dwutlenkiem węgla, kurzem, parą wodną i nadmiernymi ilościami ciepła, a doprowadzenie powietrza czystego, o dużej zawartości tlenu. Wentylacja może być nawiewna – gdy jest doprowadzone świeże powietrze, wywiewna – gdy usuwamy zanieczyszczone powietrze, nawiewno-wywiewna, gdy jest jednocześnie doprowadzane świeże powietrze i usuwane zanieczyszczone. Ilość usuwanego i doprowadzanego powietrza oblicza się na podstawie ilości ciepła i wilgoci wydzielanych przez ludzi, urządzenia oraz produkowaną żywność. Można również ilość te obliczyć przyjmując wielokrotność wymiany powietrza w pomieszczeniu w ciągu godziny,

n = VL

gdzie: V – pojemność pomieszczenia w m3, n – krotność wymiany powietrza w l/h, L – objętość powietrza dostarczanego do danego pomieszczenia w ciągu godziny w m3/h.

W zależności od czynników powodujących ruch powietrza, wentylację klasyfikujemy na mechaniczną i grawitacyjną (naturalną). Wentylacja naturalna polega na wymianie powietrza w pomieszczeniu następującej na skutek oddziaływania na budynek czynników atmosferycznych (ruch powietrza – wiatr), bez konieczności stosowania urządzeń mechanicznych z napędem elektrycznym. Ma ona charakter grawitacyjny, czyli jest wywołana różnicą temperatur oraz ciśnień powietrza na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia. W pomieszczeniach wykonuje się kanały wentylacyjne, zaopatrzone w kratki wentylacyjne, umieszczane w górnych częściach pomieszczeń. W dużych pomieszczeniach, gdzie nie jest konieczna wentylacja mechaniczna przeprowadza się kanały nawiewne i wywiewne. Wentylacja naturalna nie zawsze jest wystarczająca, a także zależna jest od różnicy temperatur, warunków atmosferycznych oraz siły wiatru.

W wyniku działania wentylacji mechanicznej, wymiana powietrza w pomieszczeniu następuje na skutek działania wentylatorów. Powietrze wyciągane lub nawiewane do pomieszczeń jest prowadzone kanałami blaszanymi lub z tworzyw sztucznych po oczyszczeniu na filtrach. Do regulacji ilości przepływającego powietrza w kanałach służą przepustnice i zasuwy. Wentylacja mechaniczna może być podciśnieniowa, gdy wytwarza podciśnienie w wentylowanym pomieszczeniu; niskoprężna, w której prędkość przepływu powietrza wynosi 3,5–11 m/s w głównych przewodach wentylacyjnych i 3–9 m/s w odnogach, oraz wysokoprężna, gdzie prędkość przepływu powietrza wynosi 13–30 m/s w głównych przewodach i 10–24 m/s w odnogach. Wentylację mechaniczną klasyfikujemy na ogólną i miejscową. Wentylacja ogólna obejmuje swym działaniem całe pomieszczenie zapewniając w nim równomierną wymianę powietrza. Wentylacja miejscowa przeciwdziała bezpośrednio zanieczyszczeniu powietrza w pomieszczeniach, a jej zadaniem jest doprowadzenie powietrza czystego lub odprowadzenie zanieczyszczonego z określonego miejsca. Na rysunku przedstawiono wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną. W skład tej instalacji wchodzą: czerpnia powietrza, filtr powietrza, nagrzewnica, wentylator, nawiewniki oraz przewody wentylacyjne, a zespół wywiewny z:wywiewników, przewodów wentylacyjnych, wentylatora oraz wyrzutni powietrza.


Rys. 18. Schemat instalacji wentylacyjnej mechanicznej nawiewno-wywiewnej [7, s. 440]

Rysunek 19 przedstawia schemat instalacji wentylacji kombinowanej, gdzie świeże

powietrze doprowadza się przewodami wentylacji nawiewnej zakończonymi kratkami, a odciąga okapami połączonymi z przewodami wentylacji wyciągowej.

Rys. 19. Schemat wentylacji mechanicznej miejscowej i ogólnej: 1 – przewody dopływu

powietrza, 2 – przewody wyciągowe, 3 – szyb do pobierania świeżego powietrza, 4 – podgrzewacze powietrza, 5 – wentylatory, 6 – odpylacz [6, s. 75]

Zadaniem klimatyzacji jest doprowadzenie do pomieszczeń czystego powietrza

o temperaturze i wilgotności względnej najwłaściwszej do zapewnienia odpowiednich warunków higienicznych i dobrego samopoczucia przebywających w nich osób. Zadaniem klimatyzacji przemysłowej jest utrzymanie w pomieszczeniach parametrów powietrza


odpowiadającego wymaganiom bhp i procesu technologicznego. Stworzenie takich warunków wiąże się z uzależnieniem powietrza zewnętrznego oraz od wpływu zysków i strat ciepła i wilgoci w pomieszczeniu powstałych w wyniku realizacji procesu technologicznego. Klimatyzacja składa się z: urządzeń do oczyszczania, ogrzewania, chłodzenia, nawilżania, osuszania, przetłaczania oraz automatycznej regulacji zadanych warunków klimatycznych pomieszczeń. Podstawowym elementem instalacji klimatyzacyjnej jest komora klimatyzacyjna.

Rys. 20. Schemat komory klimatyzacyjnej; 1 – przepustnica powietrza zewnętrznego, 2 – przepustnica powietrza obiegowego, 3 – filtr powietrza, 4 – nagrzewnica wstępna, 5 – ochładzacz, 6 – komora zraszania, 7 – nagrzewnica wtórna, 8 – wentylator [6, s. 77]

Rys. 21. Schemat urządzenia klimatyzacyjnego; a) scentralizowanego, b) dwustrefowego [6, s. 77]


Zasada działania komory klimatyzacyjnej przedstawionej na rysunku. Powietrze świeże 1 i częściowo obiegowe 2 z pomieszczeń jest zasysane przez wentylator 8 i kierowane na filtr powietrza 3, nagrzewnicę wstępną 4 lub ochładzacz 5, a następnie komorę zraszania z dyszami wodnymi 6 i nagrzewnice wtórną 7 do wentylatora 8, skąd jest wytłaczane do klimatyzowanych pomieszczeń. Powietrze na potrzeby klimatyzacji może być przygotowywane centralnie, miejscowo lub w urządzeniach mieszanych. W klimatyzacji centralnej powietrze przygotowuje się w urządzeniach umieszczonych poza klimatyzowanymi pomieszczeniami. Całkowicie przygotowane powietrze jest rozprowadzane kanałami do żądanych pomieszczeń.


Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co nazywamy wentylacją? 2. Jaka jest różnica między wentylacja naturalną a mechaniczną? 3. Jakie elementy wchodzą w skład instalacji wentylacyjnej? 4. Jak działa wentylacja ogólna? 5. Jakie są rodzaje wentylacji mechanicznej? 6. Co nazywamy klimatyzacją? 7. Jakie zadanie ma klimatyzacja przemysłowa? 8. Jakie elementy wchodzą w skład klimatyzacji? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Oblicz krotność wymiany powietrza w sali dydaktycznej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odszukać informacje o instalacjach wentylacyjnych, 2) odnaleźć sposób wykonania obliczeń, 3) zanotować dane do wyliczenia krotności wymiany powietrza, 4) zanotować wymiary sali dydaktycznej, 5) zanotować ilość uczniów przebywających w sali dydaktycznej, 6) zanotować w notatniku wykonane obliczenia, 7) przedstawić pozostałym kolegom wykonane obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy: − wzory obliczenia wymian powietrza, − normy wymian powietrza − literatura z rozdziału 6, − przybory do pisania.


Ćwiczenie 2 Zaznacz i opisz na schemacie elementy komory klimatyzacyjnej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć schemat komory klimatyzacyjnej, 2) wymienić elementy komory klimatyzacyjnej, 3) zapisać proponowane nazwy elementów komory klimatyzacyjnej na schemacie, 4) przedstawić nazwy elementów pozostałym kolegom.

Wyposażenie stanowiska pracy: − materiały kreślarskie, − schematy komór klimatyzacyjnych, − literatura z rozdziału 6.

4.4.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz:

Tak

Nie 1) wyjaśnić, co to jest klimatyzacja? 2) wyjaśnić co to jest klimatyzacja? 3) wyjaśnić różnicę między klimatyzacją a wentylacją? 4) dokonać podziału wentylacji? 5) wymienić elementy instalacji wentylacyjnej? 6) wymienić elementy instalacji klimatyzacyjnej? 7) dobrać rodzaj wentylacji do zadanych parametrów? 8) scharakteryzować elementy wentylacji mechanicznej nawiewno-

wywiewnej?


4.5. Zagrożenia dla środowiska z przemysłu spożywczego i sposoby ich unieszkodliwiania

4.5.1. Materiał nauczania

Przedsiębiorstwa przemysłu spożywczego, ze specyfiką poszczególnych branż mogą stanowić źródło wielu zagrożeń dla wszystkich elementów środowiska naturalnego – gleby, wody, powietrza, roślin, zwierząt i człowieka. Problematyka ochrony środowiska w przemyśle spożywczym obejmuje przede wszystkim gospodarkę wodno-ściekową, gospodarkę odpadami ze szczególnym uwzględnieniem odpadów organicznych, ochronę powietrza przed zanieczyszczeniami, ochronę gleby oraz ochronę przed hałasem. W porównaniu z innymi gałęziami przemysłu, w korzystaniu ze środowiska oraz stopniu oddziaływania na nie, przedsiębiorstwa przemysłu spożywczego wyróżniają się znacznym zużyciem wody na jednostkę produktu, uciążliwymi ściekami, wytwarzaniem odpadów, hałasem emitowanym przez urządzenia, oraz często przestarzałością technologii i urządzeń ochronnych

Głównym zadaniem w dziedzinie ochrony środowiska stojącym przed przedsiębiorstwami przetwórstwa żywności jest eliminacja bądź ograniczenie poboru i wprowadzania ścieków, wprowadzania substancji zanieczyszczających do powietrza oraz wytwarzania i składowania odpadów. Możliwe jest to poprzez ciągłą kontrolę każdego etapu procesu technologicznego i analizowanie możliwości wprowadzenia działań, które w rezultacie mogą doprowadzić do zmniejszenia skutków oddziaływania procesu produkcyjnego a tym samym całego przedsiębiorstwa na środowisko.

Przemysł spożywczy obejmujący branże mleczarską, mięsną, drobiarską, tłuszczową, skrobiową, przetwórstwo owocowo-warzywne, cukrownicze, oraz przetwórstwa zbóż i jaj jest źródłem wielu obciążeń i zagrożeń dla środowiska naturalnego. Problemy ochrony środowiska w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego dotyczą głównie gospodarki wodno-ściekowej, a przede wszystkim ilości i jakości odprowadzanych ścieków do środowiska.

Odpady powstające w przetwórstwie żywności powstają głównie w zakładach przetwórstwa mięsnego, owocowo-warzywnego, w cukrowniach, browarach, gorzelniach oraz zakładach gastronomicznych. Dominują przede wszystkim w nich odpady organiczne pochodzenia zwierzęcego i roślinnego oraz odpady opakowaniowe. Jednak głównym problemem związanym z odpadami, szczególnie w małych i średnich zakładach spożywczych, jest brak ewidencji wytwarzanych rodzajów i ilości odpadów, a tym samym brak dokładnych danych o aktualnym stanie i potrzebach w zakresie gospodarki odpadami.

Emisja zanieczyszczeń do atmosfery przez przedsiębiorstwa przemysłu spożywczego dotyczy głównie zanieczyszczeń pyłowych oraz gazowych. Ogólnie można przyjąć, że głównym źródłem emisji zorganizowanej są kotły węglowe, które odprowadzają tlenek węgla, dwutlenek siarki oraz pyły do atmosfery W zakładach przetwórstwa mięsa i drobiu obserwuje się emisję z komór wędzarniczych, substancji nieprzyjemnych z magazynów zwierząt i obróbki poubojowej, gazów z działów utylizacji odpadów z rzeźni, a także emisji amoniaku. Zakłady utylizacji odpadów zanieczyszczają atmosferę gazami z termicznego przetwarzania odpadów oraz powodują emisję pyłów.

Problemy ochrony środowiska w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego obejmują głównie gospodarkę wodno-ściekową, gospodarkę odpadami oraz emisję zanieczyszczeń do atmosfery. Skala oraz rodzaj obciążeń środowiska przyrodniczego uwarunkowana jest specyfiką poszczególnych branż przemysłu spożywczego, rozproszeniem źródeł oddziaływań na środowisko oraz przeważającą liczbą małych i średnich przedsiębiorstw przetwórstwa


żywności. Problemy ochrony środowiska są udziałem przede wszystkim małych i średnich zakładów i dotyczą szczególnie nieprzestrzegania podstawowych wymagań i zaleceń aktów prawnych o korzystaniu ze środowiska, przestarzałych urządzeń i instalacji produkcyjnych, niespełniających standardów ochrony środowiska, oraz braku prowadzenia kompleksowej analizy oddziaływań procesu technologicznego na środowisko. Największa skala problemów związanych z ochroną środowiska, dotyczy zakładów przetwórstwa mięsa i drobiu oraz powiązanych z nimi zakładów utylizacyjnych. W branży przetwórstwa mięsa oraz utylizacji odpadów zwierzęcych, nastąpiły znaczące zmiany w ochronie środowiska, wywołane dostosowaniem polskiego ustawodawstwa do wymagań prawnych w krajach Unii Europejskiej. Problemy te dotyczą zarówno gospodarki wodno-ściekowej, odpadowej a także emisji zanieczyszczeń do atmosfery.

Zadania, jakie powinny być realizowane przez zakłady przemysłu spożywczego w zakresie ochrony środowiska, obejmują przede wszystkim spełnienie wymagań obowiązujących aktów prawnych dotyczących korzystania ze środowiska naturalnego. Przedsiębiorstwa powinny prowadzić kompleksową analizę wszystkich procesów technologicznych, obejmującą zużycie surowców oraz energii w procesie produkcyjnym, ilość wytworzonych ścieków, odpadów oraz emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Przydatnym narzędziem do przeprowadzenia całościowej analizy oddziaływań przedsiębiorstwa na środowisko może być bilans ekologiczny, obejmujący bilans zakładowy, procesowy, linii wyrobu oraz lokalizacji i otoczenia. Pozwala on również na identyfikację problemów oraz potrzeb związanych z ochroną środowiska. Bilans ekologiczny może stanowić podstawę do wprowadzenia działań mających na celu wyeliminowanie lub ograniczenie obciążeń środowiska naturalnego przez procesy przetwórstwa żywności. W zakresie gospodarki wodno-ściekowej, zakłady przemysłu spożywczego, uwzględniając analizę poszczególnych etapów produkcyjnych, powinny dążyć do zmniejszenia zużycia ilości wody, np. poprzez wprowadzenie zamkniętych obiegów wody, a tym samym do zmniejszenia ilości produkowanych ścieków. Ścieki pochodzące z zakładów przetwórstwa żywności powinny spełniać wymagania norm krajowych lub zakładowych dla ścieków odprowadzanych do kanalizacji lub wód powierzchniowych. Przedsiębiorstwa, w których ścieki znacznie obciążają środowisko, powinny znaleźć środki na budowę własnych oczyszczalni ścieków. W gospodarce odpadami istnieje potrzeba ograniczenia i zapobiegania powstawaniu odpadów poprzez analizę procesów technologicznych, w szczególności praktyk postępowania z surowcami produkcyjnymi. Zgodnie z przyjętą klasyfikacją odpadów oraz listą odpadów niebezpiecznych, przedsiębiorstwa są zobowiązane do prowadzenia ewidencji odpadów. Również w zakresie stosowania opakowań do produktów żywnościowych, zakłady powinny w miarę możliwości dostosowywać profil produkcyjny do obecnych trendów biologicznego recyclingu opakowań i wprowadzać opakowania nieszkodliwe dla środowiska, np. z polimerów biodegradowalnych, które można utylizować na drodze kompostowania. Ochrona powietrza w przedsiębiorstwach powinna być ukierunkowana głównie na redukcję emisji dwutlenku siarki i dwutlenku węgla, a także unowocześnienie amoniakalnych systemów chłodniczych i ograniczenie emisji pyłów i nieprzyjemnych zapachów. Ograniczanie emisji hałasu w zakładach przetwórstwa żywności wiąże się z modernizacją i wymianą przestarzałych urządzeń i linii technologicznych, a także wprowadzeniem ekranów dźwiękochłonnych. 4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakich zagrożeń dla środowiska są źródłem zakłady przemysłu spożywczego? 2. Jakie jest główne zadanie zakładów przetwórczych w dziedzinie ochrony środowiska?


3. Jaki jest główny problem ochrony środowiska w gospodarce zakładów przetwórczych? 4. Gdzie powstają odpady w przemyśle spożywczym? 5. Jaką analizę powinny prowadzić zakłady spożywcze? 6. Jak należy postępować ze ściekami znacznie obciążającymi środowisko? 7. Jakie należy podjąć działania w kierunku ochrony powietrza ze strony przedsiębiorstw

spożywczych? 4.5.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Na podstawie uzyskanych informacji zaproponuj sposób unieszkodliwiania ścieków z przedsiębiorstwa spożywczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje o metodach oczyszczania ścieków, 2) odnaleźć informacje o możliwościach odprowadzania ścieków do kanalizacji, 3) zanotować w notatniku zdobyte informacje, 4) zaproponować sposób unieszkodliwiania ścieków, 5) przedstawić propozycję pozostałym kolegom.

Wyposażenie stanowiska pracy: − komputer z dostępem do internetu, − schematy oczyszczania ścieków, − literatura z rozdziału 6, − notatnik i materiały piśmienne. Ćwiczenie 2

Zaprezentuj zadania zakładu przemysłu spożywczego w zakresie ochrony środowiska. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) odnaleźć informacje o działalności zakładu przetwórstwa spożywczego, 2) odnaleźć informacje o zadaniach zakładów przemysłowych w zakresie ochrony

środowiska, 3) przeanalizować akty prawne dotyczące produkcji spożywczej i korzystania ze

środowiska, 4) zanotować w notatniku zadania zakładu przemysłu spożywczego w dziedzinie ochrony

środowiska. Wyposażenie stanowiska pracy:

− akty prawne dotyczące ochrony środowiska, − komputer z dostępem do internetu, − literatura z rozdziału 6, − notatnik.


4.5.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz:

Tak

Nie 1) wyjaśnić, jakie są źródła zagrożeń środowiska? 2) wymienić zadania zakładów przetwórstwa spożywczego? 3) dokonać podziału zanieczyszczeń powodowanych przez przemysł

spożywczy? 4) wyjaśnić problem ścieków? 5) wymienić rodzaje zanieczyszczeń emitowanych przez przemysł

spożywczy? 6) wymienić odpady niebezpieczne w przemyśle spożywczym?


5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa. 5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 8. Na rozwiązanie testu masz 35 minut.

Powodzenia!


ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Ziemia jest pokryta wodami w części

a) 41 .

b) 22 .

c) 43 .

d) 52 .

2. Woda wrze w temperaturze

a) 750C. b) 80 0C. c) 1000C. d) 1200C.

3. Woda w stanie stałym znajduje się w temperaturze

a) 250C. b) 00C. c) 50C. d) 110C.

4. Do zakładów spożywczych woda jest dostarczana

a) beczkowozami. b) wodociągiem. c) wozem strażackim. d) nie jest dostarczana.

5. Woda do produkcji spożywczej powinna być

a) bezbarwna, zanieczyszczona. b) bez zapachu, przezroczysta. c) bez smaku, lekko zanieczyszczona. d) twarda, zażelaziona.

6. Wodę twardą należy uzdatniać

a) metodą mechaniczną. b) poprzez gotowanie. c) poprzez przepuszczanie przez osadnik. d) poprzez podgrzewanie.

7. Instalacje kanalizacyjne służą do

a) dostarczania wody do zakładu. b) dostarczania energii elektrycznej. c) dostarczania gazu d) odprowadzania ścieków.

8. Ścieki mleczarskie powstają przede wszystkim podczas

a) przewożenia mleka cysternami. b) dojenia krów. c) mycia cystern dostarczających mleko. d) sprzedaży mleka i jego produktów.


9. Ścieki mleczarskie oczyszczamy a) chemicznie. b) biologicznie. c) mechanicznie. d) chemiczno-mechanicznie.

10. PH ścieków mleczarskich wynosi

a) 6,0–6.5. b) 7.0–7.5. c) 11.0–12.0. d) 9.0–10.5.

11. BZT5 ścieków rzeźnickich wynosi

a) 100–1000 mg tlenu na 1l. b) 1000–5500 mg tlenu na 1l. c) 1000–4000 mg tlenu na 1l. d) 2500–5000 mg tlenu na 1l.

12. Pierwszym etapem oczyszczania ścieków przemysłu mięsnego jest oczyszczanie a) chemiczne. b) mechaniczne. c) biologiczne. d) fizykochemiczne.

13. Do zakładów przemysłu spożywczego dostarczana jest energia elektryczna o napięciu

a) 280V. b) 210V. c) 400V. d) 150V.

14. Zadaniem instalacji gazowej jest

a) transport gazu i wody. b) transport ścieków i pary wodnej. c) przemsył energii elektrycznej i gazu. d) transport i rozdział gazu do odbiorców.

15. Kotły parowe stosowane w przetwórstwie spożywczym są wykorzystywane do

a) spalania paliwa. b) spalania odpadów poprodukcyjnych. c) zamiany energii cieplnej na parę wodną. d) nie są używane.

16. Wentylacja w zakładach spożywczych jest wykorzystywana do

a) wymiany powietrza w pomieszczeniach. b) poprawy procesu spalania w kotłach. c) osuszania pomieszczeń wilgotnych. d) w zakładach spożywczych nie jest stosowana.


17. We wzorze na obliczanie wymiany powietrza, pojemność pomieszczenia jest oznaczona a) n. b) L. c) nL. d) V.

18. Do wentylacji mechanicznej wykorzystujemy

a) okna znajdujące się w pomieszczeniach. b) dzwi znajdujące się w pomieszczeniach. c) wentylatorów. d) znajdujących się otworów nawiewnych.

19. W skład klimatyzacji wchodzą między innymi urządzenia

a) oczyszczające i sprzątające b) grzejne i oświetlające. c) chłodzące i gotujące. d) ogrzewające i chłodzące.

20. Najważniejszy problem ochrony środowiska w przedsiębiorstwach przemysłu

spożywczego dotyczy a) produktów i opakowań. b) gospodarki wodno-ściekowej. c) ilości zatrudnionych pracowników. d) przestarzałych technologii produkcyjnych.


KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko............................................................................... Użytkowanie instalacji technicznych Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr zadania Odpowiedź Punkty

1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d

Razem:


6. LITERATURA

1. Bartkiewicz B.: Oczyszczanie scieków przemysłowych. PWN, Warszawa 2002 2. Dąbrowski A.: Aparatura i urządzenia techniczne w przemyśle spożywczym. WSiP,

Warszawa1994 3. Dąbrowski A.: Podstawy techniki w przemyśle spożywczym. WSiP, Warszawa 1999 4. Dłużewski M.: Technologia żywienia. WSiP, Warszawa 2001 5. Hoszek W. Urządzanie zakładów gastronomicznych i gospodarstw domowych. Format

AB, Warszawa 1998 6. Jastrzębski W.: Wyposażenie techniczne zakładów gastronomicznych. WSiP, Warszawa

1982 7. Krygier K.: Ogrzewalnictwo wentylacja klimatyzacja. WSiP, Warszawa 2005 8. Leszczyński H.: Aparatura i urządzenia chłodnicze. WSiP, Warszawa 2000 9. Podstawy przetwórstwa spożywczego. Format AB, Warszawa 1998 10. Przydrożny S.: Wentylacja. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1991

Education

Użytkowanie instalacji technicznych