Биологические науки/6.Микробиология

Студент Гречанюк Н.Ю., доц., к.б.н. Волошина О.С.

Національний університет харчових технологій, Україна

Переробка жировмісних відходів

Переробка промислових відходів, в тому числі жировмісних, є однією з найважливіших завдань, вирішенню яких приділяється велика увага. Щорічно в Україні в ході роботи підприємств харчової промисловості накопичується величезна кількість жировмісних відходів.

Характерною рисою систем очищення стічних вод масложирових підприємств є поєднання класичних методів (механічні, фізико-хімічні, біологічні), з відносно новими методами (зворотній осмос, ультрафільтрація, мікрофільтрація, електродіаліз і т.д.) [1].

Аналіз фактичного стану очисних споруд олійно-жирової промисловості України і більшості країн СНД показує, що в основному використовуються реагентні класичні фізико-хімічні методи очищення (напірна флотація, застосування хлористого кальцію та ін.).

Практично всі підприємства олійно-жирової промисловості мають цехові або дворові жироуловлювачі первинного очищення стічних вод. Звичайні жироуловлювачі в багатьох випадках не забезпечують належного знежирення через особливості умов розподілення жиру у вигляді тонких плівок на поверхні води. Механічне очищення, навіть при дотриманні необхідного часу відстоювання, дає ефект очищення від жирових речовин не вище 40-50 % [1].

На ряді заводів продовжують працювати очисні споруди по очищенню жировмісних стічних вод методом напірної флотації. Однак ефект очищення за допомогою даного методу становить лише 60-70 % і то за умови 5-10 – кратного розведення водою. Утворена у флотаторі жиромаса не знайшла промислового застосування і вивозиться на звалища або спалюється на спеціальних установках [2].

На ряді підприємств набув поширення метод очищення промивних миложирвмісних стічних вод із застосуванням хлористого кальцію і одержанням в якості продукту очищення концентрату кальцієвих солей жирних кислот, рекомендованих в якості добавки до корму тварин [4]. Однак поряд зі своїми перевагами (простота, типове обладнання, малі площі, можливість утилізації вторинних відходів), вказаний метод виявився дуже чутливим до зміни складу стічних вод за співвідношенням мило : нейтральний жир і малоефективним при збільшенні кількості нейтрального жиру в стічній воді. Надлишок хлористого кальцію в очищеній воді, взаємодіючи в каналізаційних системах з солями мінеральних і органічних кислот, призводить до утворення різних відкладень солей і забивання каналізаційних труб [1].

Загалом всім реагентним методам властиві загальні недоліки, а саме:

- потреба в реагентах;

- малоефективність при наявності декількох видів забруднень;

- чутливість до зміни технології;

- труднощі в реалізації продукта очищення;

- накопичення жиромаси, яка потребує утилізації.

Це призводить до накопичення жиромаси і в кінцевому результаті – до зупинки роботи очисних установок. Крім того, жирові речовини, що містяться в стічних водах, піддаються зміні під впливом різних реагентів, що ускладнює проблему їх утилізації [2].

Проблема вилучення жирової фракції із стічних вод олійно-жирових підприємств поряд із санітарно-гігієнічним та екологічним має також і економічне значення. Вилучені зі стічних вод жири та олії є цінною сировиною для виробництвства мила, гумових виробів, мастильних матеріалів та ін. [4].

Вилучення із стічних вод цінних домішок пов’язано з певними труднощами. По-перше, через великі енерговитрати не може бути застосоване центрифугування. По-друге, при використанні таких методів, як термічна обробка, хімічна або електрохімічна коагуляція, в жировій фракції відбуваються незворотні хімічні перетворення або забруднення реактивами, що в свою чергу знижує цінність продукту, що виділяється.

Одним з напрямів в області видалення жирових речовин із стічних вод підприємств олійно-жирової галузі є розташування додаткового обладнання. На деяких підприємствах використовуються додаткові флотаційні установки [1]. Однак і вони не дають змоги повною мірою видалити жирові речовини з відпрацьованих вод. У більшості випадків не досягається необхідний ступінь очищення. Так, залишкова концентрація жирів в очищеній воді, як правило, перевищує гранично допустиму концентрацію (ГДК). Зазначена ситуація обумовлена низкою причин, зокрема використанням малоефективних технічних рішень, а також недбалим ставленням до експлуатації очисних споруд [2].

В якості одного з найбільш перспективних шляхів, що дозволить вирішити проблему утилізації жировмісних відходів можна розглядати їх біологічну конверсію. На даний момент найефективнішою є технологія біоконверсії жирових відходів з використанням дріжджів Yarrowia lipolytica. Встановлено, що дріжджова культура Y. lipolytica здатна асимілювати вищевказані відходи в якості єдиного джерела вуглецю, причому утворюється біомаса, яка має високий вміст білка [3]. Отримані в результаті біоконверсії гідролізати моно-, ди- і триацилгілцерідів, жирні кислоти можуть бути надалі використані у виробництві гумовотехнічних виробів в якості пом’якшувачів гумових сумішей та ін.

Згідно техніко-економічної оцінки реалізація даної технології дозволяє ефективно утилізувати жировмісні відходи з утворенням практично цінної добавки для гумових сумішей та без утворення побічних відходів [3].

Отже, застосування механічних, хімічних та фізико-хімічних способів очищення стічних вод від жирових забруднень або не забезпечує необхідного ступеня очищення таких висококонцентрованих за забрудненням вод, або є досить дороговартісним. Найефективнішою та найбільш вигідною для використання з практичної точки зору є технологія біологічної конверсії жирових відходів з використанням дріжджів Y. lipolytica.

Література:

1. Березуцкий В.В., Горбенко В.В., Мезенцева И. А. К вопросу о возможности утилизации жиросодержащих сточных вод, образующихся на предприятиях масложировой промышленности // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2011. – Т. 6, № 8. – С. 57-60.

2. Ксенофонтов Б. С., Козодаев А. С., Таранов Р. А., Кашаева Е. И. Технология очистки промышленных сточных вод маргаринового производства // Сб. науч. трудов Московского государственного технического университета. – 2012. – № 48. – С. 35-39.

3. Репин П. С., Корнеева О. С., Карманова О. В. Биоконверсия отходов масложировой промышленности липазой дрожжей Yarrowia lipolytica // Фундаментальные исследования. – 2010. – № 12. – С. 147-152.

4. Рогатинський Р. М., Деркач К. М. Видалення жирових речовин з відпрацьованих вод масложирових виробництв для отримання кормових добавок // Вісник Тернопільського національного технічного університету. – 2011. – № 3. – С. 410-415.