Make your own free website on Tripod.com

Meyve Sebze Sanayii

Meyve sebze atiklari
Atik degerlendirme
Meyve suyu sanayii
Sarap sanayii
Dondurulmus sebze sanayii
Alkol Eldesi
Dogal renk madde eldesi
Atik sular
Kaynaklar
ANA SAYFA

water.jpg

MEYVE SEBZE İŞLEME SANAYİİNDE ATIK SULAR

 

Bir işletme dışına atılan, anorganik, organik bileşikleri içeren ve gıda ile direkt veya dolaylı temas ettirilmeyen, gıdalarda kullanıomayan ve gereksinme duyduğu oksijen indirgenmiş olan su, atık sudur.

 

Meyve sebzelerde bulunan karbonhidratlar, mineral maddeler, suda çözünür vitaminler ve diğer bileşikler suya geçerek kirletirler. Başta baklagiller olmak üzere meyve sebze işleme sanayinde meyve ve sebzeler organik bulaşıklık yaparlar. Tablo ’ de bazı meyve sebzelerin işlenmeleri sırasında ortaya çıkan atık su miktarları BOİ ve askıda katı maddeler  (AKM) görülmektedir.

 

Tablo . Meyve Sebze İşletmelerinde Atık Sularının Hacmi ve Kirlilik Özelikleri

Ürün

1 kasa sebze meyve için gerekli su (L)

BOİ

(mg/L)

Askıda katı madde (mg/L)

Kuşkonmaz

265.0

100

30

Taze fasulye

98.4-972.7

160-600

60-422

Pancar

102.2-246.0

1580-5480

720-2188

Havuç

87.1

520-3030

1830

Mısır

90.8-265.0

623-6025

300-4000

Bezelye

53.0-212.0

380-4700

272-400

Mantar

24981.0 (1)

76-390

50-242

Patates

13247.5 (1)

200-2900

610-1180

Kabak

75.7-159.0

2850-6875

785-3500

Ispanak

605.6

280-730

90-580

Kayısı

215.7-302.8

200-1020

260

Domates

11.4-56.8

570-4000

190-2000

Domates suyu

143.8-378.5

178-3880

170-1168

(1)   Ton başına

 

Meyve sebze işleme tesislerinin genel akış şeması incelenecek olursa, mevsimsel ve işletmenin dizaynına bağlı olrak üretilen ürün farklılığı varmış gibi görünmesine rağmen kirlilik tamamen organik bir kirliliktir. Proses atıkları; yıkama suları, temizleme suları, işletme içi taşıma suları ve yer ile makina yıkama sularından oluşmaktadır. O gün işlenen meyve sebzeye göre tüm kullanılan sular aynı kirliliği gösterirler.

 

Atık suyun arıtılmasında ve terk edilmesinde uygulancak yöntemler şu şekilde sıralanabilir:

  1. Kentsel kanalizasyon sistemine boşaltılması
  2. Kimyasal stabilizatörlerle bekletme
  3. Toprağa geri verme (Toprak absorbsiyonu)
  4. Anaerobik çürütme
  5. Tesiste değişiklik yapma
  6. Ön arıtma

 

(a) şıkkında belirtilen atık suyun terki yerleşim merkezlerinde yer alan ve ufak miktarlarda su kullanan meyve sebze işletmeleri için geçerlidir. Kimyasal stabilizatörlerin yan etkilerinin olmaması gerekir ve bunlar genel olarak nötralizasyon ve pH ayarlamada kullanılan kimyasal maddelerdir. Toprağa geri verme işlemi ise oldukça risklidir. Bu işlem bir ön çöktürme işlemi sonrası yapılmalı ve eğer sulama suyu olarak kullanılacaksa zamanla oluşacak kirlilik gözlenmelidir. Anaerobik çürütmede atık suya geçen organik bileşiklerin parçalanması ve zararsız bileşiklere dönüştürülmesinde mikrobiyolojik bir faaliyet söz konusudur. Bu ayrıştırmada patlayıcı ve yanıcı gazların çıkması söz konusu olabilir. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

1. Atık Suların Geri Kazanılması

 

Meyve sebze işletmelerinde atık suların arıtılması ve geri kazanılmasında atık su miktarı ve özelikleri ile tesisin işlem ve çalışma süresi gibi faktörler göz önüne alınmalıdır. Meyve sebze işleme fabrikalarında bulunan arıtma tesislerindeki aşamalar Şekil’ de görülmektedir.

su.jpg

Şekil . Meyve sebze işletmelerinde arıtma akışı

 

Meyve sebze işleme sanayinde atık suların geri kazanılmasında birçok değişik yöntem uygulanmaktadır. Meyve sebze işletmelerinde biyolojik arıtma yaygın olarak kullanılmaz. Ancak anaerobik fermantasyom modellerinin kullanıldığı tesisler bulunmaktadır. Mekanik filtrasyon, arıtılacak suyun poroz bir membran üzerinden geçirildiği bir süreçtir. Poroz membran sık çubuk ve parmaklıklardan, delikli plakalardan, özel tel veya kumaş dokumadan ibaret olup, bu süzme aletinin deliklerinden daha büyük boyutlu olan yüzen ve askıda parçacıkları alıkoyar. Mekanik filtrasyon değişik amaçlara hizmet edebilir. Su ve atıksu arıtımında aşağıdaki uygulama alanlarına sahiptirler:

a.                 Yüzen ve askıdaki safsızlıkları uzaklaştırarak arıtma tesisindeki mekanik aksamın korunması ve arıtma veriminin artırılması. Yoksa bunlar boruları, kanalları tıkayabilir, pompalara ve diğer mekanik aksama zarar verebilir.

b.                Mekanik filtrasyonun tek başına istenen miktarda arıtma gerçekleştirmesi oldukça güçtür. Bir sonraki arıtma süreçlerinin yükünü hafifletmede yararlıdır. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

 

1.1.  Elek ve Izgaralar

 

Meyve sebze işletmelerinde, ön işlemlerde kullanılan suların gözle görülebilen organik ve anorganik kirliliği eleme ve ızgaralardan geçirilerek giderilebilmektedir. Ön işlemlerde kullanılan sularla, toprak artıkları, sap, çöp, bitki artıkları ve çekirdekler gibi istenmeyen unsurlar uzaklaştırılır ve böylece sonraki tesislerin tıkanma ve zarar görmeleri önlenmiş olur.

            Izgaralar sabit ızgaralar ve işletme anında sabit ancak temizleme temizleme amacı ile ayrılabilen ızgaralar olmak üzere 2 kısma ayrılırlar. Sabir ızgaralar genelikle dikdörtgen, yaklaşık 10 mm kalınlık ve 50 mm genişliğinde paralel çubuklardan meydana gelmişlerdir. Izgaralara gelen suyun hızı, askıda maddelerin çökelmesini önlemek için 0.3 – 0.5 m/s’den az olmamalıdır.  Çubuklar arasındaki açıklıklardan suyun geçiş hızı ise 1 m/s’den büyük olmamalıdır.

            Atık sulardaki katı parçacıkları ayırmak karşılaşılan en ciddi ve çözümü güç sorunlardan biridir. Klasik filtrasyon makinelerindeki filtrelerin sık sık tıkanması, temizleme, bakım, işgücü, yedek parça ve onarım giderlerini büyük ölçüde artırır. Katı parçacıkları ayırmada kullanılan elek sistemleri genelikle 12-30 mesh olarak dizayn edilirler ve sabit sabit ve dönerli olabilirler.

            Elekler, poroz membranın bir kısmı su altında işleyen, diğer kısmı temizlik için su üzerinde olan hareketli ızgaralardır. Elek hareket ettiği için tutulan katılarla tıkanması kısmendir ve suyun geçişine karşı direnci düşüktür. Suyu terk ettikten sonra, elek, temizleme düzenekleri ile tutulmuş maddelerden temizlenir ve sonra suyun içine tekrar temiz olarak girer.

            Ayrıca vibrasyonlu eleklerde kullanılmaktadır. Bunlarda, eleğin üzeerinden organik atıklar uzaklaştırılırken su alt kanaldan pompa ile alınır. Bu sistemlerde organik atıklar %70-90 su tuttuklarıdan paketli veya bantlı pres ile preslenerek geri kazanılabilir. Bunlar ön yıkama işleminde kullanılan sular için uygundur. Meyve işleme ile domates salçası sanayinde yaygın olarak kullanılırlar. Çıkan katı atıkların değerlendirme olanağı yoksa, toprağa gömülerek organik gübre olarak istifade edilirler. Hayvan yemi olarak değerlendirilebilir nitelikteki atıklar doğal kurutma yapılarak yem sanayinde kullanılır.

            Parmak patates veya cips işleyen bir patates tesisinde, patates işleme atıklarını oluşturan atık su önce toplama tankına gelir ve 152 cm çapında ve 304.8 cm uzunluğunda döner silindirik elekten geçer. Bütün katı parçacıkları 20 mesh’lik elekte tutularak ayrılırlar. Bu katı atıkların nemi alınarak 3.048 m çaplı klarifikatöre girer ve burada çökeltilen katının büyük bölümü atılır. Geriye kalan su atık kanalına boşaltılmadan önce Parshall kanalından geçer. Klarifikatörde toplananlar bir santrifüj aracılığı ile katı ve sıvı faza ayrıldıktan sonra çamur başka bir yerde depolanır. Santrifüjden çıkan su ise klorlanarak kanala deşarj edilir. Santrifüj ve elekten elde edilen atıkların yem sanayinde kullanılması olasıdır.

            Uluslararası Konseveciler Birliği’nin (NCA) katı atık azaltılması üzerine yaptırdığı bir çalışmada, delik şekli ve işleme modeline göre yapılan irdelemede delik tek donatımlı dairesel salınımlı eleklerin, kademeli eleklerden iki kat daha fazla kapasiteye sahip oldukları saptanmıştır. Buna karşılık çift katmanlı dairesel elekler titreşimli eleklerden %50 daha büyük bir alana sahip oldukları da gözlenmiştir.

            Ön yıkama sularının arıtılmasında kullanılan atık su filtrasyon tamburunun sanayide pekçok kullanım alanları bulunmaktadır. Bunda filtre edilecek atık su, hızını yavaşlatmak ve suyu dağıtmak üzere özel olarak tasarlanmış olan dağıtım haznesine dolar ve 14 devir/dk gibi düşük bir hızla dönen elek silindirin üzerinden akarak geçer. Bu akış sırasında silindirin dış yüzeyinde biriken katı atıklar sıyırıcı bıçakla kazınarak alınır. Filtre edilen su, silindirin alt bölümünden, içeriden dışarıya doğru bir kez daha geçer. Silindirin içindeki serbest düşüş sırasında hızlanmış olan büyük su kütlesi, içinden aktığı elek deliklerini son derece etkili bir biçimde yıkar. Böylece, silindirin suyla beslenen bölümü her zman temiz kalır, üstelik suyun geri dönüş hareketi, elek silindirin içinde yapışkan tortu oluşmasını da engeller.

Elekler ızgaralardan sonra kullanılabilirler. Çökeltme ve filtrasyon gibi daha sonraki arıtma süreçlerinin verimli çalışmasını sağlarlar. Mekanik bozulmaların önlenmesinde ve tesisin sorunsuz çalıştırılmasında büyük önemi vardır. Eleklerden geçirilen ve kaba katı atıkları temizlenmiş olan atık su, sulama amacıyla göletlere ve belediye kanalizasyonlarına aktarılabilir. Ancak bunlarda askıda kalan organik maddeler bulunabildiği için gönderildikleri yerlerde sorun yaratabilirler. Meyve sebze işleme atık suları bahçe ve tarla tarımı yapılan arazilerin sulanmasında kullanılacak ise, bu suların patojenik olmaması, klorür ve toksik özellikler taşımaması gerekmektedir. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

 

1.2.  Vakumlu Elekler

 

Atık sudaki katı partiküllerin vakumlu filtrasyon sistemleri ile tutulması işlemi oldukça pahalıdır ve meyve sebze işleme tesislerinde kullanımı sınırlıdır. Bu sistem daha çok patates nişasta işleme tesislerinde kullanılır. Bu sistemin meyve sebze işleme tesislerinde kullanılabilirliği hakkında ve ayrıca vakumdan geçen suyun tekrar kullanılabilirliği hakkında da yeterli bilgi bulunmamaktadır. (Yurdagel ve ark., 1997)

techwa1.jpg

1.3. Diğer Sistemler

Meyve sebze işleme tesislerindeki atık suların içerdiği organik atıkların uzaklaştırılması için Biyolojik Oksidayon işlemi gereklidir. Kısa süreli çalışan tesislerde biyolojik oksidasyonla arıtma yapan tesilerin yaptırılması yatırım maliyeti açısından zorlayıcı bir faktör olarak ortaya çıkar. Ancak bu sistemlerin atık suları çevre sosyal tesislerin evsel atıkları ile beraber arıtılacaksa biyolojik arıtma uygun ve ekonomik olabilir.

 Bezelye, domates, taze fasulye atık sularının yüksek hızlı damlatmalı filtrelerde arıtılması sonrası %97 oranında BOİ giderme sağlanabilmiştir. Elma, kiraz, çilek ve narenciye gibi meyve suyu atıklarının da bu yöntemlerle arıtılması olasıdır. Narenciye işletmeleri için klasik aktif çamur yöntemi de başarı ile kullanılmaktadır. Bu yöntemlerle %90 BOİ giderme verimi elde edilebilmektedir. BOİ konsantrasyonu 1350-1500 mg O2/L olan karışık konserve sanayi atık sularının aktif çamur yöntemi ile arıtılmış sularda %91-95 BOİ giderme verimi sağlanmıştır.

Soğutma sularının tekrar kullanılmalarındaki en önemli husus, amabalajın patlaması veya kırılması sonrası suya konserve metaryelinin geçmesidir. Böylece bu temiz dönüşümlü su kirlenmektedir. Böyle durumlarda suyun ısısal işlemle veya kimyasal yöntemlerle arıtılması gerekebilir. (Yurdagel ve ark., 1997)

1.3.1. Biyolojik Arıtma Sistemleri

Biyolojik arıtma sistemleri, ortamdaki oksijen varlığına göre aerobik ve anaerobik olarak iki gruba ayrılabilir. Aerobik arıtma katı, sıvı ve gaz atıklara uygulanabilen ve oksijen varlığında karbon, azot kükürtlü bileşiklerin CO2, NO3- ve SO4-2’e yükseltilmesini sağlayan işlemlerdir. Katı atıklar kompostlaştırma adı verilen aerobik işlemle, sıvı atıklar aktif çamur, damlatmalı filtre, biodisk, akışkan yatak yada oksidasyon havuzları ile ve gaz atıklar da sıvı içine absorbe edildikten sonra uygun organizmalarla oksitlenebilirler. Sıvı atıkların arıtılmasında kullanılan sistemler ya asıltı organizmalarla (aktif çamur) ya da film halinde tutturulmuş organizmalarla (damlatmalı filtre, biodisk, akışkan yatak) yapılabilir.

Hızlı kum filtreleri ve aktif çamur işlemi biyolojik arıtma sistemlerinden en etkili olanlardır. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

1.3.2. Santrifüj İşlemi

Genelikle atık suda ekonomik değeri olan dispers fazların geriye kazanılması mümkün görülmektedir. Elekten geçirilen meyve sebze işleme tesislerine ait suların santrifüjden geçirilmesi ile ilgili hiç bir işlem ve proses bulunmamaktadır. Genel olarak pilot tesis çapındaki işletmelerde işlenen mısır, havuç ve pancardan geçen dispers fazın santrifüj ile ayrılması mümkün görülmektedir. Meyve sebze işlemede atık sulardaki dispers katıların konsantrasyonunun çok az oluşu da bu yöntemin uygulanmasına engel teşkil eder. Yapılan bir çalışmada kanalizasyona atılan meyve-sebze atıkları içeren suyun, kanallarda köpürme ve koku oluşturduğu saptanmıştır. (Yurdagel ve ark., 1997)

1.3.3. Yüzdürme Yöntemi

Yüzdürme çökeltme işleminin tersidir ve sudan hafif olan askıda katı taneciklerin değişik yöntemlerle su yüzeyine yükseltilerek uzaklaştırılmasıdır. Yağ ve gres gibi maddeler durgunluk sırasında kendiliğinden yüzeye doğru yükselir. Bu tür havuzlar biriken köpüğü uzaklaştırmak için köpük sıyırma ekipmanı ile donatılmışlardır. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

 

2.        Salamuraya Aktif Karbon Uygulaması

 

Meyve sebze işleme tesislerinde kirlilik kaynaklarından birisi de salamura ve şurup kirliliğidir.  Bu kirliliğin temelinde artık salamuranın kanala verilmesi, bunların hazırlandığı kapların yıkanması ve ısısal işlem veya taşıma anında kaplardaki ve cam kavanozların kırılması sonrası dolgu suyu olan salamura ve şurubun suya geçmesi yatmaktadır. Genel olarak turşu ve zeytin işletmelerinde tuzlu atık sular doğrudan kanala verilir. Bu tesislerde kullanılan alkaliler de atık su kirliliğini oluşturmaktadır.

Tuzlu ve kostikli suyun arıtılmasındaki en önemli zorluk, bu kirliliğin biyolojik değerde olmamasındandır. Bu suyun arıtılmasındaki en ekonomik yol, NaCl’ün geri kazanılmasıdır. Bunu için gerekli olan işlem, tuzun doygunluk konsantrasyonu olan % 24’ün üzerinde çökelmeyi sağlayacak sistemlerdir.

Bazı denize yakın tesislerde en ekonomik yöntem, bu suyu denizin derinliğine enjekte edilmesidir. Geri kazanma olanakları olmayan tesislerde su ilavesi ile tuz derişiminin azaltılarak yer altına enjekte edilmesi işlemi de uygulanmaktadır.

1967 yılında geliştirilen bir yöntemde, salamura aktif karbon filtresinden geçirilerek temizlenmiştir. Bu temizlenmiş salamura suyu, taze olark hasat edilmiş zeytin ve turşuluk salatalıkların depolanmasında başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Bu sudan hazırlanmış salamura, dolgu suyu olarak da kullanılabilir. Bu aktif karbon filtre yöntemi daha geliştirilmiş, böylece salamuranın tekrar kullanılabilirliği sağlanmıştır. Bu yöntemde aktif karbon kolonu 34 ft boyunda olup bu kolonda organik kirlilik tutularak salamura saflaştırılmaktadır. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

3.        Çökeltme (Sedimentasyon)

Çökelme, arıtılacak suyun uzun bir süre tank içinde tutulması ile gerçekleştirilen arıtma sürecidir. Kendini çevreleyen sıvı ortamdakinden daha büyük yoğunluğa sahip tanecikler yerçekimi etkisi ile aşağı doğru hareket ederler. Böylece askıda katı maddeler tankın tabanındaki çamur tabakasında alıkonurlar. Sedimentasyon işlemi daha çok meyve sebze atıklarında bulunan süspanse veya çökebilen katıların uzaklaştırılmasında kullanılır.

Çökeltilebilen katı maddelerin uzaklaştırılması için atık konsantrasyonunun fazla olduğu proses hatlarında farklı durumlarda akış yaratmanın büyük önemi vardır. Domates ve şeftali atıklarındaki çökeltilebilen katıların konsantrasyonu, kabuk soyma aşamasında ve durulama suyunda çok fazladır. Buna benzer konsantrasyonların, kayısı, mısır, pancari havuç ve patates işlme hatlarında da olduğu vurgulanmıştır. Katı maddelerden bazılarnın bu proses içinde etkili bir biçimde uzaklaştırılabileceği görülmüştür. Buna rağmen bu sistemin uygulanabilirliği için ekonomik hesaplamalar gereklidir.

Kimyasasl yöntemler basit olmalarına karşın oldukça pahalı sistemlerdir. Çökeltme yöntemi ile atık suyun temizlenmesinde basit çökeltme, havuz biçimlerine göre çökelme sistemleri, pıhtılaştırıcılarla çöktürme gibi yöntemler kullanılmaktadır. (Yurdagel ve ark., 1997)

wastewater.jpg

4.        Oksidayon yöntemi ile atık suların temizlenmesi

Meyve sebze işleme tesislerindeki atık suların temizlenmesinde kullanılan bir yöntem de suyun oksidasyon havuzlarına pompalanmasıdır. Atık suların içine belirli oranda sodyum nitrat katılarak belli bir noktaya kadar istenmeyen kokular yok edilir. Ortamdaki oksijen aerobik koşullar oluşturur ve bu da oluşan kötü kokuları önler. Bu sistemde koku oluşmasını önlemek için derinliği en fazla 1 m olan alçak havuzlar yapılmalıdır.

Atıklar içeren su önce ızgaralardan geçirilirve tüm katı askı maddeleri alındıktan sonra yer altına enjekte edilir. Bunda dikkat edilecek nokta temiz yer altı sularının kirletilmemesidir. Bu sular akarsuya dejarj edilecekler ise, akarsuya yakın bir alanda yayılarak süzülmesi sağlandıktan sonra akarsuya iletilmesi en uygun olanıdır. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

5.        Soğutma sistemi ile suyun temizlenmesi

Meyve sebze tesislerinde açığa çıkan atık sularda bulunan SO2’nin kaynağı; kükürtlenerek muhafaza edilmiş meyvelerde bulunan kükürtdioksitin, vakumla işlenerek reçel-marmelat yapılması sırasında soğutma suyu ile atıklara karışmasıdır. 0.5 m derinliğindeki soğutma havuzlarında bu bileşik giderilir. (Yurdagel ve ark., 1997)

 

sblu2.gif