Proiect Sisteme de Monitorizare a Mediului

5/26/2018 Proiect Sisteme de Monitorizare a Mediului

1/27

I.Introducere

Romnia este una din marile ri viticole ale lumii. Dezvoltarea viticulturii se datoreaz

condiiilor prielnice pe care via de vie le gsete pe tot cuprinsul rii. Aezarea geografic i

relieful variat al trii noastre asigur condiii naturale, favorabile viei de vie, pentru a obine

vinuri de calitate.

Vinificaia reprezint procesul industrial de prelucrare a strugurilor n scopul preparrii

vinurilor i a produselor pe baz de vin.

n economia unei ri, industria vinului poate avea un rol important prin volumul de

produse obinute, a diversitii i a valorii economice a acestora..

Vinul esteo butur alcoolic natural, obinut prin fermentarea complet sau parial a

strugurilor zdrobii sau nezdrobii, proaspei sau stafidii, ori prin fermentarea mustului de

struguri.

n industria vinului, n urma prelucrrii strugurilor pentru obinerea produsului finit,

rezult o serie de subproduse i deeuri care pot fi valorificate (ciorchinii, tescovina, tirighia,

drojdiile), iar prin prelucrarea acestora se realizeaz o bun protecie a mediului nconjurtor.

Tehnologiile de valorificare a subproduselor vinicole se realizeaz n condiii tehnico-

ecologice avantajoase.

Valorificarea complex a subproduselor este determinat de ponderea mare a acestora i a

substanelor pe care le conin, fiind utile diferitelor industrii : obinerea alcoolului etilic prin

distilarea tescovinei, acidul tartric i tartraii utilizai n diferite industrii (alimentar, chimic,

farmaceutic, textil), uleiul de semine care poate fi utilizat n industria chimic, utilizarea

drojdiilor i a seminelor ca surse de proteine furajere, enocolorantul alimentar folosit n industria

alimentar la colorarea produselor.

Tehnologia vinului este un proces tehnologic foarte fin, dar i costisitor,deoarece numai70% din materia folosit este pentru producerea vinului, iar restul de 30% se pierde sub form de

deeuri.

n tehnologiile moderne de prelucrare a produselor viticole se prevede proiectarea i

realizarea tehnologiilor integrate, n care produsul principal i produsele secundare s prezinte o

atenie similar prin aplicarea unui grad de industrializare intensive. Astfel, este evident


2/27

importana msurilor ecologice de protecie a factorilor de mediu, fr a se pierde din vedere

eficiena obinut prin valorificarea subproduselor, apreciat cantitativ la circa 25% din producia

recoltei de struguri.

Deeurile vinificaiei cauzeaz probleme ecologice, deoarece neutralizarea i utilizarea

deeurilor fermentative amestecate cu diferii compui, prezint un pericol pentru mediu i

sntatea populaiei.

II. Generaliti despre materia prim

Ca alctuire, strugurii sunt formai din dou pri principale : ciorchini i boabe.

Cantitativ, structura unui strugure este caracterizat prin :

ciorchine : 4-7% ;

boabe : pieli (epicarp) 7-11%, miez 85-90% ;

semine : 3-5%.

Alctuirea mecanic a strugurilor ajut la alegerea corect a schemei tehnologice de

prelucrare, ct i la conducerea procesului de vinificaie. Aceasta variaz n funcie de soi, gradul

de coacere al strugurilor, starea de sntate, condiiile pedoclimatice etc.

Ciorchinele reprezint scheletul strugurelui i are rol de susinere a boabelor i de a

conduce substanele elaborate de la frunze spre boabe. Din punct de vedere morfologic,

ciorchinele este alctuit dintr-un penducul, care se continu cu axul principal, pe care se afl

ramificaii de ordinul II, iar pe acestea de ordinul III i mai rar de ordinul IV. n funcie de soi,

faza de coacere, starea de sntate a recoltei i gradul de coacere, ciorchinele reprezint 4-7% din

greutatea strugurelui.

Rolul ciorchinilor n vinificaie. Majoritatea cercettorilor consider c ciorchinii au o

influen nefavorabil asupra calitii vinurilor, iar desciorchinarea a devenit o operaie

obligatorie. ndeprtarea ciorchinilor prezint o serie de avantaje :

se realizeaz o economie de spaiu pentru prese, vase de fermentaie ; se asigur o manipulare mai uoar a mustuielii ;


3/27

contribuie la ameliorarea gustului, deoarece ciorchinele imprim vinului un gustierbos ;

asigur realizarea unor vinuri cu un grad alcoholic mai ridicat cu 0,5% vol.; musturile i vinurile se limpezesc mai uor ; evit poluarea mustului i vinului cu pesticide care s-au folosit ca tratamente.

Boabele reprezint 93-97% din greutatea strugurelui. Ele sunt alctuite din pieli, miez i

semine, caelemente uvologice principale.

Strugurii au o compoziie chimic complex, strns legat de soiul strugurilor, gradul de

coacere, starea lor fito-sanitar, condiiile mediului, mijloacele agrotehnice aplicate viei.

Compoziia chimic a ciorchinilor depinde de starea n care se gasesc acetia, verzi sau

lignificai, i de gradul de coacere al strugurilor. Astfel, coninutul n ap poate ajunge la 85 -90%

la ciorchinele verde, iar la cel lignificat apa reprezint 34-35% din greutatea lui.

Ciorchinele mai conine zaharuri, sub 1%, amidon i substane azotoase 1 -2%, compui

fenolici 3-5%, cenu 6-10% (din substana uscat), 0-0,3% acid tartric.

Compoziia chimic a pieliei este mai complex dect cea a ciorchinelui, pe suprafaa

boabelor fiind prezent stratul ceros numitpruin. Acest strat ceros diminueaz evaporarea apei,

face pielia neumectabil i favorizeaz alunecarea picturii de ap.

Apa reprezint 50-80% din greutatea pieliei proaspete, iar restul de 20-50% reprezint

substana uscat, care poate ajunge pn la 60% (n anii secetoi i la unele soiuri de struguri). Compoziia chimic a miezului. Pulpa este unitatea ovologic cu cea mai mare

importan, deoarece majoritatea substanelor principale, glucide, acizi, substane minerale,

substane azotoase, se gasesc n compoziia miezului.

Apa se gsete n cea mai mare cantitate, 70-80% i are rolul de a dizolva substanele

hidrosolubile.

Glucidele reprezint 15-20%, cele mai importante fiind glucoza i fructoza i intr-o

msur redus manoza 0,1-0,2%, pentozanii 0,4-0,5%, celuloza i substanele pectice ( acidul

pectic 0,6-1 g/L, iar pectina 0,11-0,3%)

Pentru struguri sunt caracteristici 2 acizi : acidul tartric i acidul malic ce formeaz 90%

din aciditate. Pe lang acetia se mai gsesc i acidul piruvic 20-70 g/L, acidul fumaric, gliceric,

glucuronic, galacturonic, citric, oxalic, acizi volatili (acid acetic i acid formic).

n miez mai ntlnim i o cantitate mare de substane minerale : K, Ca, Na, Mg, P, S, F,


4/27

Br, I, Al, .

Substanele azotoase le ntlnim n cantiti mici 0,6-2,4 g/kg i sunt reprezentate prin

aminoacizi ( glicin, alanin, valin, leucin, serin, cistin, treonin, etc).

Smna are un coninut de ap este de 28-40%, celuloza 28%, substane minerale 2-

4%, substane azotate 0,8-1,2%, tanante 4-6%, uleiuri 10-25%. Cea mai mare importan

tehnologic o au substanele tanante.

Smna este bogat n substane uleioase lipide care trec n vin dac seminele sunt

zdrobite. Coninutul ridicat n substane uleioase i substane tanante justific separarea

seminelor din botin i folosirea lor ca materie prim pentru valorificarea uleiului sau obinerea

oenocoloranilor.

III. Posibiliti de valorificare a produselor secundare

vinicole

n industria vinului, n urma operaiilor tehnologice, rezult o serie de produse

secundare: ciorchinii, tescovina, drojdiile, CO2, tirighia, borhotul.

inndu-se seama de unele produse obinute din subprodusele vinicole, se contureaz

urmtoarele orientri :

recuperarea alcoolului etilic, paralel cu ameliorarea produciei rachiului de tescovin ; producerea acidului tartric i a srurilor sale ; producerea uleiului alimentar din semine ; utilizarea drojdiilor i a seminelor ca surse de proteine furajere ; obinerea enocolorantului alimentar.Din tescovina de struguri i drojdia de vin se pot obine produse ca : distilat de

tescovin, rachiu de tescovin, pichet, distilat de drojdie, rachiu de drojdie, spum de drojdie,

alcool etilic de origine vinicol. Din celulele dedrojdii se pot obine i o serie de produse cu o

important valoare nutriional : aminoacizi, preparate enzimatice i vitaminice etc.


5/27

3.1. Valorificarea tescovinei

Tescovina reprezint subprodusul rezultat la presarea strugurilor i este alctuit din

ciorchini, pielie, semine i resturi de vin neextrase la presare. Componenii valoroi ntlnii ntescovin : glucide, alcool etilic, ulei de semine, sruri tartrice, servesc la obinerea furajelor

proteice, acidului tartric, uleiului alimentar, alcoolului etilic, uleiului tehnic i taninului.

Tescovina poate fi nefermentat i fermentat. Tescovina nefermentat (dulce) rezult

de la prelucrarea strugurilor i se obineimediat dup presarea strugurilor. Ea se altereaz repede

daca este lsat n aer liber, n grmezi, iar daca nu este pstrat n condiii corespunztoare, este

expus mucegirii i oeirii.

Imediat dup presarea strugurilor la vinificare, tescovina rmas se scoate din prese, se

mrunete i se depoziteaz n czi, tocitori, putini, bazine de ciment, n straturi de 30-40 cm

grosime, care se taseaz bine cu ajutorul unui compresor, pentru a nltura spaiile de aer din

masa tescovinei care pot provoca mucegirea, oeirea sau pierderea unei cantiti mari de zahr.

Ultimul strat se izoleaz cu folii de polietilen.

Fermentaia normal a tescovinei se face la o temperatur de 12-15C.

Tescovina rezultat la prelucrarea strugurilor avariai sau infectai cu microorganisme

se va trata cu o soluie slab de anhidrid sulfuroas care mpiedic dezvoltarea

microorganismelor i astfel procesele se vor desfura normal.


6/27

roa Turte, roturi

Fig. 1. Schema general de valorificare a tescovinei proaspete

Pentru obinerea uleiului i taninului se recomand ca :

uscarea seminelor s se fac la o temperatur mxim de 110C ; separarea seminelor s se fac din tescovina dulce ; umiditatea pe durata conservrii s fie 11-12% ;

TESCOVINPROASPT

Cntrire

Mrunire

Filtrare

Splare

Soluie de difuzie

Tescovin

Presare

Uscare

Tescovin splat

Separare

Pieli eSemin e

Precipitare

Filtrare

Separare precipitat

Uscare

Presare Extracie

Ulei

alimentar

Ulei

tehnic

Tanin Fin

furajer

Tartrat de calciu

Acid tartric

Soluie bogat n glucide

Fermentare

Distilare

Furaje

proteice

Alcool

CaCl2Ca(OH)2

AP

Mcinare


7/27

3.2. Valorificarea drojdiei de vin

Prin drojdie de vin se nelege totalitatea substanelor care formeaz depozitul tulbure igros de pe fundul vasului, fie dup decantarea mustului (deburbare), fie dup fermentarea lui i

tragerea vinului limpede pe deasupra (operaia de pritoc). Drojdiile reprezint una din sursele

cele mai bogate pentru obinere alcoolului i a srurilor tartrice.

Separarea drojdiilor din mustul n fermentaie sau din vin seface prin operaia denumit

pritoci se efectueaz de mai multe ori la anumite intervale de timp. Cantitatea de drojdii este

diferit, deoarece depinde de sntatea strugurilor, felul preselor folosite, modul de conducere a

fermentaiei etc.

Cantitatea de drojdie de vin la primul pritoc este de 5-6%, la al doila pritoc de 3-4%, iar

la al treilea 2-3%. Cantitatea de alcool din drojdie este cu 1,5% mai mic dect la vinul obinut.

Dup uscare,drojdia are urmtoarea compoziie:

- umiditate,max. 12%;

- pH,min. 4,0soluie cu 10% drojdie

- proteine, max. 25%;

- cenu,max. 14%.

Complexul enzimatic celular obinut prin majorarea celulelor de drojdie este constituit

din 15 enzime cu aciune catalitic n etapele reaciei de oxido-reducere a glucidelor

fermentescibile i n final formarea produsului principal, alcoolul etilic.

3.2.1. Obinerea alcoolului din drojdia de vin

Pentru a recupera alcoolul, drojdiile se supun distilrii. Distilarea se poate realiza n

instalaii nclzite cu foc direct sau cu abur.


8/27

Drojdiile presate sau cele prea vscoase,nainte de distilare, trebuie diluate cu ap sau

alcool cu trie mic ,pn la obinerea unei consistene suficient de fluide. Nu este indicat o

diluare prea mare deoarece cu ct drojdiile sunt mai diluate, cu att distilatul are o trie mai mic

i cresc consumurile energetice la distilare. Concomitent, borhotul dup distilare ar fi prea diluat,

ceea ce ar duce la mrirea consumului de acizi minerali pentru prelucrarea lui i la diminuarea

randamentului n compui tartrici. Pentru amestecarea drojdiilor cu ap,trebuie s se stabileasc

vase cu agitatoare i cu site la nivelul tuului de evacuare pentru a mpiedica trecerea

particulelor grosiere ce ar mpiedica funcionarea pompelor.

Pentru distilarea drojdiilor se folosesc urmtoarele tipuri de instalaii: instalaia de

distilare cu dou sau trei blaze, instalaia de distilare cu sau fr prenclzitor de materie prim i

instalaia continu de distilare.

Randamentul drojdiilor n alcool depinde de consistena lor. Astfel randamentul n alcooleste cu att mai mare cu ct drojdiile sunt mai subiri i cu ct tria vinului a fost mai mare.

Distilarea drojdiilor se face n cazane numite alambicuri. Pentru a obine un rachiu de

calitate, se evit arderea drojdiilor i trecerea spumei n distilat, se vor separa frunile i

cozile distilatului care au un miros neplcut.

Distilatul de drojdie este produsul obinut prin distilarea drojdiei de vin sau prin

redistilarea unui distilat de drojdie. Tria maxim admis este de 86% volume.

Rachiul de drojdie este butura alcoolic obinut din distilatul de drojdie, nenvechit saunvechit n vase de stejar minimum 6 luni. Tria alcoolic minim de comercializare este de

37,5% n volume. Rachiul de drojdie este bogat n eter enantic i de aceea are o arom puternic

ce nu condiioneaz ns obinerea unor produse de calitate deosebit.

Spuma de drojdie este butura alcoolic obinut din distilat de vin obinut prin

distilarea i redistilarea drojdiei de vin n instalaii care permit separarea frunilor i cozilor

i nvechit minimum 3 luni n vase de stejar. Concentraia alcoolic este de mi nimum 37,5% n

volume.


9/27

3.2.2.Obinerea tartratului de calciu din drojdia de vin

Tartratul de calciu se poate obine din drojdie presat sau din drojdiile epuizate n alcool

prin distilare. Procedeul tehnologic cuprinde urmtoarele faze: dizolvarea compuilor tartrici din

precipitate, separarea soluiei tartrice de substanele insolubile, neutralizarea soluiei tartrice,precipitarea tartratului de calciu, splarea i uscarea acestuia. Aceste faze sunt ntlnite i la

obinerea tartratului de calciudin tescovin.

Dizolvarea compuilor tartrici

Se poate face cu soda i cu acizi minerali. Tratarea cu sod este mai puin periculoas i

mai simpl iar tratarea cu acizi minerali este mai ieftin i d randamente mai mari de tartrat de

calciu.

Indiferent de metoda folosit, tratarea drojdiilor trebuie s se fac la temperaturi

ridicate,75-80C,imediat dup distilare,deoarece reacia de solubilizare a tartrailor este redus,

odat cu scderea temperaturii. La procedeul acid se utilizeaz acidul sulfuric dei utilizarea

acidului clorhidric la T=Ca e de mai bun calitate.

Tratarea cu acid sulfuric se face in vase reactoare pn la pH=2,6-2,9, iar acidul

clorhidric se adaug n aa fel nct s reacioneze cu 60 -65% din tartratul acid de potasiu

coninut n drojdii.

Dup o pauz de 1-3 ore i agitare continu, borhotul acidifiat este limpezit prin

sedimentare, filtrare sau centrifugare, operaie ce este urmat de splarea depozitului. Apele de

splare acide sunt conduse laneutralizare, iar cele slab acide la diluarea drojdiilor.

Tratarea cu sod calcinat de concentraie 20% se face n mod similar, adaosul fcndu-

se n poriuni mici din cauza efervescenei puternice date de eliberarea dioxidului de carbon n

mediul de reacie pn cnd reacia mediului devine slab bazic. Dup neutralizarea borhotului

se procedeaz la separarea soluiei tartrice i splarea depozitului ca la metoda acid.

Precipitarea tartratului de calciu

Se face cu lapte de var, dar calitatea tartratului de calciu este mai slab fa de

neutralizarea cu carbonat de calciu. Reacia trebuie s se fac sub agitare la temperatura minim

de 50C i pn la pH=5,5.


10/27

Neutralizarea compuilor tartrici prin metode cu baze se realizeaz numai cu CaCl2 sub

form de soluie 20% n cantitate de dou ori mai mare dect cantitatea de sod calcinat folosit

la calcinarea borhotului de drojdie. Finalul reaciei de neutralizare se realizeaz cu ajutorul

oxalatului acid de amoniu 10%, ce trebuie s indice ioni de calciu n exces prin formarea unui

precipitat alb de oxalat de calciu.

Separarea tartratului de calciu din soluia neutralizat

Se poate realiza prin sedimentare, filtrare sau centrifugare cu utilizarea eventual a

hidrocicloanelor.

Splarea i uscarea se efectueaz cu aceeai tehnic ca la obinerea tartratului de calciu

din tescovin.

3.2.3. Obinerea esterului enantic

Esterul enantic reprezint produsul secundar al fermentaiei alcoolice. Acesta se gsete

n mici cantiti n tescovin i depozitele de drojdii. Tescovina fiind mult mai srac n ester

enantic vom obine 0,4 kg din aproximativ o ton de drojdii.

Esterul enantic n stare pur e un lichid transparent,incolor,solubil n alcool,eter sulfuric

i de petrol, ns insolubil n ap, iar temperatura de fierbere este de 225 -230C. Esterul enantic

se mai numete i ulei de coniac i este folosit n industria alimentar pentru mbuntirea

calitii coniacului, ampaniei i n parfumerie.

Extragerea esterului enantic se poate realiza prin antrenare cu vapori sau prin reinerea lui

pe carbune activ, solubilizare n eter sulfuric i apoi distilare pe baie de ap la 45-50C.

Cea mai simpl metod de extracie a esterului enantic este cea prin antrenare cu vapori.

Drojdia de vinproaspt presat se introduce n blaz, apoi se dilueaz cu ap pe jumtate.

Se realizeaz mai nti distilarea alcoolului, iar n timpul distilrii se agit soluia pentru a evitaarderea drojdiei pe fundul blazei.

Dup distilarea alcoolului n blaz se introduce abur direct. Vaporii introdui antreneaza

esterul,iar dup condensare n condensator intr n decantorul lichid-lichid numit si vasul

florentin. Esterul se colecteaz din vasul florentin pe la un robinet aezat n partea de sus a

vasului. Prin distilri repetate esterul brut se purific.


11/27

3.3. Valorificarea dioxidului de carbon

Dioxidul de carbon se degaj n urma procesului de fermentare. Acesta reprezint

subprodusul cel mai important, ns cu o recuperare sporadic sau experimental. Pentrucolectarea CO2 este necesar ca fermentarea mustului s fie realizat n rezervoare nchise, de

unde gazul s fie stocat n rezervoare de gaz i apoi comprimat. n timpul fermentaiei circa 45%

din zahrul fermentat se transform n CO2.

CO2comprimat poate fi folosit n industria vinului sau la fabricarea vinurilor spumante.

Aceast substan este important pentru condiionarea, conservarea i mbutelierea vinurilor.

n timpul fermentaiei, odat cu degajarea CO2 se antreneaz i vapori de alcool,

recuperarea acestuia realizndu-se prin splarea gazului cu ap n condensatoare peliculare.

Alcoolul este recuperat sub form de soluie slab alcoolic, de concentraie 58% vol. alcool, care

urmeaz a fi distilat.


12/27

IV. Posibiliti de valorificare a deeurilor vinicole

4.1. Valorificarea seminelor din struguri

Seminele din struguri figureaz printre deeurile vinicole.

Tescovina uscat conine ntre 40-65% semine, al cror coninut n grsimi variaz ntre

12-22%, funcie de soiul de struguri, gradul de maturare, condiiile pedoclimatice.

Seminele sunt separate din tescovin dup distilare cu ajutorul unor separatoare

speciale. Dup separare, seminele se pstreaz n ncperi uscate i bine aerisite, uscarea

fcndu-se la o tempeatur mai mica de 110C, deoarece temperaturile mai mari conduc la

degradarea termic a uleiului i a taninului. Umiditatea trebuie s fie ntre 11-25%, altfel

favorizeaz procesele de degradare a substanelor extractabile.

Uleiul i taninul se extrag din semine uscate.

Extragerea uleiului din semine se face nainte extragerii taninului. Seminele se

macin n valurile zdrobitoarelor, iar fina rezultat se supune nclzirii cu ap la 50-60C, apoi

se preseaz cu ajutorul preselor hidraulice. Uleiul obinut are o culoare galben deschis. Prin

presare se obine un randament n ulei de 11% (8-10 kg ulei la 100 kg semine).n urma presrii,rezult turtele care conin 2-4% ulei, de aceea, prin tratarea finii sau a turtelor cu diferii

solveni (sulfur de carbon, triclorur de etilen, tetraclorur de carbon, benzin) se poate extrage

cantitatea total de ulei.

Obinerea uleiului alimentar necesit purificarea i decolorarea uleiului brut. Crbunele

activ s-a dovedit cel mai eficient pentru purificarea i decolorarea uleiului brut din semine de

struguri.

Uleiul de semine rafinat are un coninut ridicat de acizigrai eseniali, fiind apreciat caun ulei dietetic.

Uleiul de semine de struguri poate fi folosit la lacuri i vopsele, n parfumerie,

farmaceutic, la fabricarea spunurilor i n industria alimentar.

Extragerea taninului din semine se realizeaz dup extragerea uleiului. Turtele

degresate se macin i se trateaz cu o soluie de alcool 20%, n care se in 24 de ore,


13/27

amestecndu-se periodic pentru dizolvarea ct mai complet a taninului. Soluia obinut se

poate folosi pentru tratarea vinurilor mai srace n tanin sau se poate distila pentru recuperarea

alcoolului. Dup distilare, soluia se concentreaz, iar pasta de tanin se usuc, apoi se macin

transformndu-se n praf de enotanin. Acesta se folosete la tanizarea vinurilor i limpezirea lor

prin cleire.

Procesul de extracie a grsimilor i taninurilor din semine este influenat de durata

extraciei, umiditatea mcinturii de semine, temperatura i natura solventului.


14/27

Fig. 2. Schema general de valorificare a uleiului din semine de struguri

extract

Turte care

contin spirt

Separarea

spirtului prin

distilare

Diluare cu apa

separare

Solutie de

i

Seminte

uscare

maruntire

extractie

Solvent


15/27

4.2. Valorificarea tirighiei

Tirighia, numit i piatra vinului sau crem de tartru, este constituit din cristale detartrat acid de potasiu (80%), cristale de tartrat de calciu (5%) i impuriti (bacterii, drojdii,

taninuri). Aceste sruri se formeaz pe pereii interiori ai vaselor cu vin, fiind mai abundent pe

suprafeele aspre (butoaie, cisterne de beton) . n decursul unui an, stratul de tirighie depus pe

pereii vaselor cu vin, ajunge pn la 4-6 mm grosime.

ndeprtarea tirighiei trebuie fcut anual sau cel mult la doi ani, deoarece depozitul

constituie un focar de infecie cu bacterii (B. Tartarophthorum) i mucegaiuri.

Pentru desprinderea tirighiei se folosesc 2 procedee : mecanic i chimic. Pe cale

mecanic, tirighia se nltur prin ciocniri, rzuire i nclzirea pereilor cu lampa de sudat care

provoac crparea i dezlipirea bucilor de tirighie. Pe cale chimic, tirighia se inltur cu

ajutorul unei soluii fierbini de sod (2,5%) sau acizi minerali, iar precipitarea acidului tartric se

face cu CaCl i lapte de var.

Tirighia constituie materia prim la fabricarea acidului tartric. Acesta se utilizeaz n

panificaie, produse zaharoase, conserve vegetale, fabricarea buturilor rcoritoare, vinificaie,

medicin, farmacie, industria coloranilor, industria chimic.


16/27

Fig.3. Schema general de valorificare a tirighiei

4.3. Valorificarea ciorchinilor

Deschiorchiantul strugurilor const n detaarea boabelor de ciorchine i eliberarea

separat a sucului. Aceste operaii trebuie s se execute ntr-un ritm alert. Zdrobirea strugurilor

const n strivireai spargerea prin presare sau lovire, care au drept scop eliberarea sucului, fr

ns a produce spargerea seminelor i strivirea ciorchinilor.

Dezciorchinarea strugurilor reprezint operaia prin care boabele de struguri se separ de

ciorchini, n scopul evitrii influenei negative a acestora asupra calitii mustului. Eliminarea

ciorchinelor este o conditie obligatorie pentru prepararea vinurilor roii de nalta calitate.

n anumite cazuri se pstreaz o parte din ciorchini (maxim doua treimi) pentru a mri

Desprindere

Mecanic: Chimic: soluie fierbinte de

NaOH sau acizi minerali

Acid tartricNeutralizare:

CaCl2, Ca(OH)2

Tartrat ce calciu

Tirighie


17/27

suprafea de contactdintre botin i must.

Pe msura ce se zdrobesc i se desciorchineaz strugurii se obine mustuiala care este este

condus n vasele de fermentare, czi de lemn sau recipiente de beton.

Ciorchini rmai n urma acestei operaiuni sunt valorificai.

4.4. Valorificarea vinurilor calitativ alterate n obinerea oetului

Oetul este o soluie de acid acetic diluat n ap, care se obine din lichide cu coninut

de alcool, prin supunerea acestora fermentaiei acetice. Pentru obinerea unui oet de bun

calitate trebuie ca materia prim sa fie calitativ la nivelul cerinelor tehnologice.

Oetul de fermentaie se obine dup natura materiei prime folosite : fabricarea din vinul

alterat, din mal, plmad de mal supus fermentaiei alcoolice, din fructe, din alcool etilic

obinut din industria vinului. n funcie de materia prim folosit, aceasta mai conine : glucide,

alcool etilic, colorani, substane tanante, vitamine, sruri minerale, etc.

Cea mai mare cantitate de oet rezult prin transformarea alcoolului n fermentaie

acetic.

Viteza de conversie a alcoolului etilic la acid acetic depinde de naturamicroorganismelor i a substratului, de gradul de aerare, de temperatur.

Dup calitile gustative, primul loc l ocup oetul din vin i ce din mal.

Din cauza preului de vnzare redus, la fabricarea oetului din vin nu se ntrebuineaz

vinurile de calitate superioar. Vinurile amare nu pot fi folosite la fabricarea oetului, deoarece

acest gust se poate transmite i oetului.

Cel mai bun oet este cel obinut din vinurile care au o concentraie de 8-9% alcool.

Vinurile mai slabe produc un oet slab, greu de conservat. Aciditatea total a oetului alimentareste 9 aciditate, iar culoarea de la alb-glbui pn la brun-rocat.

Pentru obinerea oetului vinurile trebuie s fie limpezi, filtrarea constituie una dintre

operaiile cele mai importante ale fabricrii oetului, n caz contrar bacteriile acetice acioneaz

foarte greu. Aceste bacterii aparin genurilor Acetobacter i Gluconobacter (A. aceti, A.

acetigenus, A. hansenii, A. xilinus, etc.).


18/27

V. Surse de poluare i epurarea apelor reziduale

5.1. Surse de poluare a materiei prime

Poluarea se poate produce la obinerea materiei prime pentru vinificaie, la prepararea

strugurilor, la ngrijirea i condiionarea vinului.

Pentru a prepara un vin bun, de calitate, strugurii trebuie s fie sntoi, bine maturai,

altfel stabilitatea vinului nu poate fi asigurat dect prin efectuarea unor corecii i adugarea

unor substane conservante n anumite doze.

Prin folosirea excesiv a ngrmintelor, a pesticidelor, a erbicidelor, pe lng poluarea

mediului este afectat i producia de struguri.

Aplicarea ngrmintelor trebuie s se fac n echilibru cu protecia mediului

nconjurtor, n special s se evite splarea i deplasarea acestora n sursele de ap.

Aplicarea excesiv a ngrmintelor cu azot, favorizeaz atacul bolilor i n final

deprecierea materiei prime, din care se vor obine vinuri de calitate inferioar, greu de stabilizat.

Pe cale experimental s-a demonstrat c doza de 4 kg de azot la o ton de struguri nu

trebuie depit.

O poluare accentuat a materiei prime rezult din poluarea cu Pb a plantaiilor viti cole

prin apropierea zonelor industriale i a oselelor intens circulate, strugurii provenii din aceste

plantaii, au un coninut ridicat de Pb datorit gazelor de eapament prin adugarea n benzin a

tetraetilului de plumb ca antidetonant.


19/27

5.2. Epurarea apelor reziduale

Pentru igienizarea spaiilor, a mainilor i a utilajelor de prelucrare a strugurilor i

condiionarea vinurilor, se folosesc cantiti importante de ap, estimate la dublul celor de vin.La scar mondial, n sectorul vinicol, se folosesc annual peste 600 de milioane m3 de ap.

Acest cantitate de ap este considerat din punct de vedere ecologic defavorabil pentru mediul

nconjurtor.

n ultimii ani, o atenie deosebit a fost acordat valorificrii subproduselor din

vinificaie, ntocmindu-se metode nepoluante pentru tratarea i epurarea deeurilor vinicole care

s mreasc simultan i potenialul lor energetic.

Apele care prin folosire i-au modificat proprietile iniiale reprezint ape reziduale, care

reintroduse n circuitul apelor naturale conduce la impurificarea acestora.

Apele reziduale din industria alimentar sunt reprezentate prin apele de transport i

splare a meteriei prime, apele tehnologice, apele de condens sau de rcire, apele de la splarea

i dezinfecia spaiilor de procesare, a utilajelor i ambalajelor, apele de la instalaiile sanitare.

Agenii poluani ai acestora sunt reprezentai de materii mineral sau organice dizolvate sau n

suspensie, de forme de energie i de organisme vii, microorganisme banale sau patogene.

Din procesul de productie, reziduu principal este tescovina, formata mai ales din pielite

de struguri, seminte, pulpa si drojdie acumulate prin limpezirea vinului in recipiente de

fermentare si imbatranire; cand tescovina sau drojdiile sunt folosite pentru fabricarea de rachiuri,

apar in plus, drept reziduuri, borhoturile de la distilare. Borhoturile rezultate la distilarea

fermentatelor de tescovina, de drojdii de vin si de fructe pentru obtinerea de rachiuri si spirt sunt

reziduurile cele mai nocive in procesele de vinificare.

Datorita continutului ridicat de materii in suspensie, apele uzate de la distilarea vinului au

culoarea galben-brun deschis, au o temperatura ridicata si degaja un miros specific proceselor de

vinificatie.n general, toate apele uzate rezultate de la fabricarea vinului au un impact profund

negativ asupra receptorilor naturali prin consumarea rapid a oxigenului dizolvat n ap. Se

degaj substane urat mirositoare, de cele mai multe ori ca rezultat aldescompunerii produilor


20/27

cu sulf, iar n unii emisari, poluai cu astfel de ape, poate avea loc i o dezvoltare a ciupercilor ,

cu depozitarea lor , ndeosebi n zonele unde viteza de curgere a apei este mic.

Compoziia chimic a apelor uzate industrialeeste foarte mult influenat de coninutul

de proteine, grsimi i hidrocarbonai din produsele alimentare, precum i de compoziia apei dinreeaua de alimentare, care conine n anumite limite, carbonai, sulfai, cloruri,fier .

Proteinele din organismul viu, n procesul schimbului de substane, conduc la formarea

ureei, care sub influena bacteriilor fermentative se transform n azot amoniacal, form

frecvent n care azotul se afl n apele uzate.

Determinrile de laborator ale caracteristicilor chimice se pot clasifica n analize

anorganice (aciditatea, pH, nitrai) i analize organice (oxigenul dizolvat, consum biochimic de

oxigen) .

a) Analize anorganice:

Aciditatea apelor uzate este determinat de prezena bioxidului de carbon liber, a

acizilor minerali i a srurilor acizilor tari cu baze slabe. Acest parametru este indicat pentru

apele uzate industriale care ajung n staia de epurare.

pH-ul apelor uzate poate fi acid sau alcalin i constituie o cauz important n

perturbarea proceselor biologice din cadrul unei staii de epurare.

Acest parametru exprim numai intensitatea aciditii sau alcalinitii, neexistnd

o legtur direct ntre pH-ul unei ape i cantitatea de acizi aflat n compoziia apei respective.

Concentraia n ioni de hidrogen a apelor naturale, adic pH-ul care exprim

reacia activ a apei prezint valoarea 7 (ape neutre). Reacia apelor va fi acid pentru pH=0-7 i

va fi alcalin pentru pH=7-14. Pentru determinarea pH-ului apei se folosesc metode

colorimetrice i electrocolorimetrice. Pentru rapiditatea operaiei se folosesc discuri colorante cu

hrtie de tunesol sau aparate digitale electronice .

Clorurile i sulfurile din apele uzate pot influena procesele biologice de epurare daccantitile lordepesc anumite limite. Sulfurile din apele uzate industriale pot fi determinate i

puse n eviden sub form de sulfuri totale, sulfuri de carbon i puse n eviden sub form de

sulfuri totale, sulfuri de carbon i hidrogen sulfurat.

b) Analize organice:


21/27

Oxigenul dizolvat reprezint gradul de poluare al apelor cu substae organice.

Nivelul de oxigen dizolvat n ap se numete limit de saturaie i depinde de temperatur i

variaz de la 7,63 mg/dm la 30 C, la 9,17 mg/dm la 20 C i la 14,23 mg/dm la 0C.

Solubilitatea oxigenului n ap mai depinde i de turbulen la suprafaa apei, de

presiunea atmosferic, mrimea suprafeei de contact, cantitatea de oxigen din ap sau din

atmosfer. Oxigenarea apei poate avea loc prin dizolvarea oxigenului din aer sau, n anumite

condiii speciale, prin degajarea oxigenului n procesul de fotosintez al vegetaiei acvatice. La

un grad de saturaie de 100 % dizolvarea oxigenului atmosferic se reduce ajungnd la zero.

Caracteristicile calitative principale ale apelor uzate sunt: materii in suspensie 522mg/l,

reziduu total 14000mg/l, materia organica exprimata prin CCO reprezinta 20800mg/l, iar

CBO5=9000mg/l, fosfor are o concentratie de 0,2 mg/l, iar azotul de 207mg/l, iar pH are valori

intre 3,6-3,8, datorita cantitatii apreciabile de acizi organici.

Procedeele biologice de epurare, precedate de decantarea apelor uzate, se preteaza cel

mai bine la epurarea acestor ape uzate, datorita temperaturii lor ridicate (in cele mai multe

cazuri). Borhoturile pot fi epurate prin fermentare anaeroba, in bazine de fermentare inchise sau

deschise.

n afara vinurilor i a altor produse care se obin din vinificaie, mai rezult i cantiti

mari de ape reziduale, n special n urma igienizrii. Acestea se pot colecta i prelucra, separatesau mpreun cu deeurile lichide i semilichide.

1.2.Procedee i tehnici de epurare a apelor uzate

Necesitatea epurrii nainte de evacuarea n emisari a aprut iniial numai pentru apele uzate

menajere colectate din localiti. inndu-se seama de caracterul acestor ape au fost elaborate

cteva procese de epurare i instalaii corespunztoare suficiente pentru a realiza gradul de

epurare dorit [2].

Odat cu dezvoltarea industriei i cu creterea volumului de ape uzate industriale a devenit

necesar i epurarea acestor ape. Epurarea lor s-a realizat n mare masur tot prin procedeele

clasice, adic acelea adoptate iniial pentru apele menajere.


22/27

Procedeele clasice de epurare ofer ns posibilitai limitate n epurarea apelor uzate. Ele nu

sunt capabile s micoreze de loc coninutul apei n impuriti minerale dizolvate, iar unele

substane organice, mai ales cele obinute prin sintez nu sunt degradate de ctre microorganisme

i trec neschimbate prin staiile de epurare. Astfel de impuritai ramn nemodificate i n apa

emisarilor, nefiind eliminate nici n cursul proceselor naturale de autoepurare [2].

Problema eliminrii impuritailor rezistente la epurarea prin metodele clasice a impus

adoptarea unor metode noi de epurare care s le completeze pe cele clasice.

Astfel de metode sunt: neutralizarea, flotaia, extracia, aerarea pentru eliminarea

impuritailor volatile, spumarea, exidarea chimic sau electrochimic.

Procesele de tratare i cele de epurare a apelor produc schimbri asupra concentrailor

substanelor anume, care sunt scoase, fie introduse n ap. Un exemplu este introducerea

oxigenului n ap (transfer din faza gazoas n faza lichid) sau ndeprtarea amoniacului (din

faza lichid n faza gazoas) [3].

Orice procedeu de transformare este format dintr-o niruire de operaii consecutive, de

natur mecanic, fizic, chimic sau biologic. Ea const dintr-un numr limitat de operaii

simple, distincte care se realizeaz n instalaii i aparate corespunztoare pentru diverse variante

de tehnologii.

1.2.1. Procedee i tehnici fizico-mecanice de epurare a apelor uzate industriale

Cele mai importante grupe de procese fizice de epurare au la baz separarea

gravitaional, filtrarea i transferul poluanilor din faz apoas ntr-o alta faz [3].

Epurarea fizico-mecanic asigur eliminarea din apele uzate a corpurilor mari, a

impuritailor grosiere. Aceast metod este folosit n faza primar a epurrii dup care este

urmat de alte trepte de epurare [3].

a) Reinerea pe grtare i site. Grtarele servesc la ndeprtarea din apele uzate a

impuritilor grosiere (buci de hrtie, folii de material plastic, achii i alte fragmente de lemn,


23/27

fragmente de produse vegetale i animale). ndeprtarea corpurilor grosiere din apele uzate

trebuie s constituie primul proces aplicat ntr-o staie de epurare, pentru evitarea

inconvenienelor pe care astfel de impuritai le pot provoca n celelalte sectoare ale staiei

(depuneri greu de evacuat, blocarea pompelor i vanelor, depunerea pe utilajele de aerare,

blocarea deversoarelor i a gurilor de evacuare). Materialele reinute, cu dimensiuni mai mari

dect distanierea dintre bare, produce straturi filtrante care mrete gradul de pierdere de sarcin

a apei n grtar i de aceea trebuie ndeprtate periodic. Operaia este realizat manual sau

mecanizat, cu ajutorul unor greble care degajeaz dintre bare materialele acumulate. Dup

drenare, acestea sunt transportate la locurile de depozitare a deeurilor solide [2].

Viteza apei la intrarea n grtare trebuie s fie de circa 0,3 m/s pentru prevenirea

depunerilor n camera grtarului, dar s nu depeasca circa 1 m/s pentru a evita nepenirea

corpurilor grosiere ntre bare.

b) Centrifugareareprezint o aciune de separare gravitaional a suspensiilor din apn

care intervin acceleraii superioare celei corespunztoare cmpului gravitaional al Pmntului.

n aceste condiii, se obin viteze de sedimentare mai ridicate care se traduc prin productiviti

mai mari ale instalaiilor i prin obinerea unor concentrate mai compacte.

n epurarea apelor uzate se utilizeaz centrifugele decantoare cu ax orizontal, cu

funcionare continu. n principiu, acestea sunt constituite dintr-un corp cilindro-conic rotativ n

care se rotete, la rndul su cu o vitez ceva mai mic un ax melcat. Apa cu suspensii este

introdus prin axul corpului melcat i este proiectat spre faa interioar a peretelui corpului

centrifugei [2].

c) Deznisipareaare rolul de a reine suspensiile minerale grele aduse mai ales de apele

de ploaie dar i de apele uzate industriale (fig. 1.1). ndeprtarea acestor suspensii nainteainstalaiilor de pompare i a celor de epurare propiu-zise au ca scop evitarea uzurii utilajelor i a

acumulrilor de materiale consistente n bazine de decantare, de aerare, de fermantare.

Deznisipatoarele constau din bazine compartimentate relativ nguste, prevzute uneori cu agitare

(cu aer sau hidraulic) pentru a mpiedica nglobarea n sedimente a suspensiilor organice [2].


24/27

Fig. 1.1. Imaginea unui deznisipator.

1.2.2. Procedee i tehnici de epurare biologic a apelor uzate industriale

Un alt proces de epurare este cel biologic n care epurarea efectundu-se pe baza

transferului de materiale urmnd traseul de la ap la celulele vii i invers [2].

Materiile organice folosite de ctre microorganisme ajut la producerea energiei utile

pentru micare sau pentru efectuarea altor reacii consumatoare de energie.

Epurarea fcut cu ajutorul microorganismelor este denumit biologic. Ea se realizez

prin reacii de descompunere i de sintez, indirect de enzime, catalizatori biologici generai de

ctre celulele vii [2].

Reaciile enzimate se realizeaz n mai muli pai. ntr-o prim faz, ntre moleculele de

enzim i de substan utilizat ca hran se formeaz compleci iar n urmtoare etap se

descompun elibernd produsul de reacie i enzima regenerat, care poate aciona asupra unor

noi molecule de substrat ntr-o ordine succesiv.


25/27

Substanele organice sunt oxidate, n activitatea de epurare i i diminueaz coninutul de

hidrogen [2].

n funcie de categoria microorganismelor care asigur nlturarea poluanilor organici

din ap se disting procesele aerobe i cele anaerobe.

Prezent n proporie foarte mic (0,8 % volum) fa de cea din aer (21 % volum). Aceasta

sporeste sensibilitatea mediului acvatic la necesarul de oxigen.

Ca produse finale ale degradrii aerobe se intalnesc principalii indicatori cum ar fi:

bioxidul de carbon, apa i nitraii [3].

n absena oxigenului dizolvat, organismele aerobe dispar (eventualtrec n forme latente),

iar poziia lor este luat de organismele anaerobe care utilizeaz oxigenul din materia organicsau din unele combinaii anorganice. Produii importani de descompunere anaerob sunt

bioxidul de carbon i metanul [3].

Gradul de epurare a unei instalaii biologice este direct proporional cu masa de

microorganisme pe care o conine. Ea este limitat de cantitatea de poluani care poate fi

asimilat de unitatea de biomas n unitatea de timp. De aceea, cantitatea de poluani organi ci

aplicat n unitatea de timp unitii de biomas este la rndul su limitat.

Att n procesele aerobe ct i n cele anaerobe nmulirea microorganismelor determin

formarea de biomas nou (nmol excedentar), care esteunul dintre produsele concentrate ale

epurrii biologice

Epurarea ecologic a apelor reziduale i a deeurilor, se poate face folosind un sistem

bazat pe mijloace mecanice, chimice i biologice cu ajutorul unor instalaii de epurare.

O staie este alctuit din :

paturi de decantare i deshidratare ;

bazinul de egalizare i decantare ;


26/27

filtrul biologic.Cele 3 paturi de decantare i deshidratare (fig.4 ) mprejmuite cu gard de beton, n

suprafa total de 450m2 (50m2 fiecare) sunt prevzute drenuri de pietri cu subsol la 40 cm

adncime, care au rolul de a colecta partea lichid i a o conduce la decantare.

Fig.4. Paturile de decantare i deshidratare

Bazinul de egalizare i decantare (fig. 5) n suprafa de 50m2, se compune din bazin de

egalizare, tratare i decantare si bazin de aspiraie pentru gruparea pe filtru a apei decantate.

ntre cele dou bazine exist este un perete despritor, cu o deschidere tip stvilar.

Decantorul este prevzut cu un separator de grsimi i bazin colector.

Fig.5. Bazinul de egalizare i decontare


27/27

Separatorul de grsimi are capacitatea de 20m3, iar bazinul colector de 40m3. din bazinul

colector, apele uzate sunt pompate.

Filtrul biologic (fig.6) se prezint ca un rezervor de 50m3, umplut cu piatr spart. n el se

face corecia ncrcturii apelor prin diluarea i aerisirea nct, n final, s nu depeasc 60 mg/l

(cantitatea admis pentru apele rului Some).

Fig.6. Filtrul biologic

Documents

Proiect Sisteme de Monitorizare a Mediului