Vue d'ensemble

L'industrie alimentaire dépend directement de l'environnement naturel pour l'approvisionnement en matières premières permettant de fabriquer des produits sans contaminants destinés à la consommation humaine. En raison du traitement extensif d'un grand volume de matériaux, l'impact potentiel sur l'environnement est considérable. Cela vaut également pour l'industrie des boissons.

Les préoccupations environnementales concernant l'industrie alimentaire portent davantage sur les charges de polluants organiques que sur l'impact des substances toxiques. Si les charges de polluants sont insuffisamment empêchées ou contrôlées, elles mettront à rude épreuve l'infrastructure communautaire de contrôle de la pollution ou auront des impacts négatifs sur les écosystèmes locaux. Les techniques de production qui contrôlent les pertes de produits remplissent la double fonction d'améliorer le rendement et l'efficacité tout en réduisant les problèmes potentiels de gaspillage et de pollution.

Bien que la disponibilité de l'eau potable soit essentielle, l'industrie agroalimentaire nécessite également de très grands volumes d'eau pour une grande variété d'utilisations non consommatrices, telles que le nettoyage initial des matières premières, le fluming, le blanchiment, la pasteurisation, le nettoyage des équipements de transformation. et refroidissement du produit fini. Les utilisations de l'eau sont identifiées par des critères de qualité pour différentes applications, les utilisations de la plus haute qualité nécessitant souvent un traitement séparé pour assurer une absence totale d'odeur et de goût et pour garantir des conditions uniformes.

Le traitement de très grands volumes de matériaux introduit un problème potentiellement important de déchets solides dans la phase de production. Les déchets d'emballage font l'objet d'une préoccupation croissante en ce qui concerne la phase post-consommation du cycle de vie d'un produit. Dans certaines branches de l'industrie alimentaire, les activités de transformation sont également associées à des émissions atmosphériques potentielles et à des problèmes de contrôle des odeurs.

Malgré des variations considérables entre les sous-secteurs industriels spécifiques, les approches de prévention et de contrôle de la pollution partagent de nombreuses caractéristiques générales.

Contrôle de la pollution de l'eau

L'industrie agro-alimentaire a un effluent de déchets bruts avant traitement extrêmement riche en matières organiques solubles. Même les petites usines saisonnières sont susceptibles d'avoir des charges de déchets comparables à celles des populations de 15,000 25,000 à XNUMX XNUMX habitants, les grandes usines se rapprochant de la charge de déchets équivalente à la population d'un quart de million de personnes. Si un cours d'eau ou un cours d'eau recevant des effluents est trop petit et que les déchets organiques sont trop volumineux, les déchets organiques utiliseront l'oxygène dissous dans le processus de stabilisation et pollueront ou dégraderont la masse d'eau en réduisant la valeur d'oxygène dissous en dessous de celle requise par organismes aquatiques normaux. Dans la plupart des cas, les déchets des usines de transformation des aliments se prêtent à un traitement biologique.

La force des eaux usées varie considérablement selon l'usine, le processus spécifique et les caractéristiques du produit brut. D'un point de vue économique, il est normalement moins coûteux de traiter un déchet de faible volume à haute résistance qu'un déchet dilué de grand volume. Pour cette raison, les effluents à forte demande biologique en oxygène (DBO), tels que le sang de poulets ou de viande, doivent être tenus à l'écart des égouts des usines de conditionnement de volaille et de viande afin de réduire la charge de pollution, et conservés dans des conteneurs pour une élimination séparée dans un by- produits ou usine d'équarrissage.

Les flux de déchets avec des valeurs extrêmes de pH (acidité) doivent être soigneusement pris en compte en raison de leur effet sur le traitement biologique. La combinaison de flux de déchets acides et basiques peut entraîner une neutralisation et, dans la mesure du possible, la coopération avec les industries adjacentes peut être très bénéfique.

La partie liquide des déchets de la transformation des aliments est normalement tamisée ou séparée après décantation, comme étape préliminaire à tout processus de traitement, de sorte que ces déchets puissent être éliminés comme ordures ou combinés avec d'autres solides dans un programme de récupération des sous-produits.

Le traitement des eaux usées peut être réalisé par une variété de méthodes physiques, chimiques et biologiques. Comme les procédés secondaires sont plus coûteux, l'utilisation maximale du traitement primaire est essentielle pour réduire les charges. Le traitement primaire comprend des processus tels que la décantation ou la sédimentation simple, la filtration (simple, double et multimédia), la floculation, la flottation, la centrifugation, l'échange d'ions, l'osmose inverse, l'absorption de carbone et la précipitation chimique. Les installations de décantation vont des simples bassins de décantation aux clarificateurs sophistiqués conçus spécifiquement pour les caractéristiques particulières du flux de déchets.

L'utilisation d'un traitement secondaire biologique après le traitement primaire est souvent une nécessité pour atteindre les normes d'effluents d'eaux usées. Comme la plupart des eaux usées de l'industrie alimentaire et des boissons contiennent principalement des polluants organiques biodégradables, les procédés biologiques utilisés comme traitement secondaire cherchent à réduire la DBO du flux de déchets en mélangeant des concentrations plus élevées d'organismes et d'oxygène dans le flux de déchets pour fournir une oxydation et une stabilisation rapides du flux de déchets. avant leur rejet dans l'environnement.

Des techniques et des combinaisons de techniques peuvent être adaptées pour faire face à des situations de déchets spécifiques. Par exemple, pour les déchets laitiers, le traitement anaérobie pour éliminer la majeure partie de la charge polluante, avec un post-traitement aérobie pour réduire davantage la DBO résiduelle et la demande chimique en oxygène (DCO) jusqu'à de faibles valeurs et éliminer les nutriments biologiquement, s'est avéré être efficace. Le mélange biogaz de méthane (CH₄) et Cie₂ qui est produit à partir d'un traitement anaérobie peut être capturé et utilisé comme alternative aux combustibles fossiles ou comme source de production d'électricité (généralement 0.30 m³ biogaz par kg de DCO éliminée).

D'autres méthodes secondaires largement utilisées comprennent le procédé des boues activées, les filtres bactériens aérobies, l'irrigation par aspersion et l'utilisation d'une variété d'étangs et de lagunes. Des nuisances olfactives ont été associées à des étangs de profondeur insuffisante. Les odeurs des processus anaérobies peuvent être éliminées par l'utilisation de filtres de sol qui peuvent oxyder les gaz polaires indésirables.

Contrôle de la pollution atmosphérique

La pollution de l'air provenant de l'industrie alimentaire tourne généralement autour de la question des odeurs désagréables plutôt que des émissions atmosphériques toxiques, à quelques exceptions près. Pour cette raison, par exemple, de nombreuses villes ont réglementé l'emplacement des abattoirs dans leurs codes de santé. L'isolement est un moyen évident de réduire les plaintes de la communauté concernant les odeurs. Cependant, cela ne supprime pas l'odeur. Des mesures de contrôle des odeurs telles que des absorbeurs ou des épurateurs peuvent parfois être nécessaires.

Les fuites de gaz ammoniac provenant des unités de réfrigération sont un problème de santé majeur dans les industries alimentaires. L'ammoniac est un irritant oculaire et respiratoire grave, et une fuite majeure dans l'environnement pourrait nécessiter l'évacuation des résidents locaux. Un plan de contrôle des fuites et des procédures d'urgence sont nécessaires.

Les procédés alimentaires qui utilisent des solvants (par exemple, le traitement des huiles comestibles) peuvent émettre des vapeurs de solvant dans l'atmosphère. Les systèmes fermés et le recyclage des solvants constituent la meilleure méthode de contrôle. Les industries telles que le raffinage de la canne à sucre, qui utilisent de l'acide sulfurique et d'autres acides, peuvent libérer des oxydes de soufre et d'autres contaminants dans l'atmosphère. Des contrôles tels que des épurateurs doivent être utilisés.

Gestion des ordures solides

Les déchets solides peuvent être assez considérables. Les déchets de tomates destinés à la mise en conserve, par exemple, peuvent représenter 15 à 30 % de la quantité totale de produit transformé ; avec les pois et le maïs, le gaspillage dépasse 75 %. En isolant les déchets solides, la concentration de matières organiques solubles dans les eaux usées peut être réduite et les déchets solides plus secs peuvent être plus facilement utilisés comme sous-produits ou à des fins d'alimentation et comme combustible.

L'utilisation des sous-produits du procédé d'une manière génératrice de revenus réduira le coût total du traitement des déchets et éventuellement le coût du produit final. Les déchets solides doivent être évalués comme sources de nourriture pour les plantes et les animaux. Une importance croissante a été accordée au développement de marchés pour les sous-produits ou pour le compost produit en convertissant les déchets organiques en un humus inoffensif. Le tableau 1 donne des exemples d'utilisations de sous-produits de l'industrie alimentaire.

Tableau 1. Exemples d'utilisations des sous-produits de l'industrie alimentaire

Source : Adapté de Merlo et Rose 1992.

Réutilisation de l'eau et réduction des effluents

La forte dépendance à l'eau des industries agro-alimentaires a encouragé le développement de programmes de conservation et de réutilisation, en particulier dans les régions où l'eau est rare. La réutilisation de l'eau de procédé peut entraîner des réductions substantielles de la consommation d'eau et de la charge de déchets, la réutilisation dans de nombreuses applications de moindre qualité ne nécessitant pas de traitement biologique. Cependant, tout potentiel de fermentation anaérobie des solides organiques doit être évité afin que les produits de décomposition corrosifs et odorants n'affectent pas l'équipement, l'environnement de travail ou la qualité des produits. La croissance bactérienne peut être contrôlée par la désinfection et en modifiant les facteurs environnementaux tels que le pH et la température.

Le tableau 2 présente les ratios typiques de réutilisation de l'eau. Des facteurs tels que l'emplacement des pulvérisations, la température et la pression de l'eau sont des facteurs clés qui influent sur le volume d'eau requis pour les opérations de traitement. Par exemple, l'eau utilisée comme moyen de refroidissement pour refroidir les boîtes de conserve et pour la climatisation peut ensuite être utilisée pour le lavage primaire des légumes et d'autres produits. La même eau peut ensuite être utilisée pour canaliser les déchets, et enfin une partie de celle-ci peut être utilisée pour refroidir les cendres dans la centrale.

Tableau 2. Taux typiques de réutilisation de l'eau pour différents sous-secteurs industriels

Les techniques de conservation de l'eau et les techniques de prévention des déchets comprennent l'utilisation de pulvérisateurs à haute pression pour le nettoyage, l'élimination des débordements excessifs des réservoirs de lavage et de trempage, la substitution de convoyeurs mécaniques aux canaux d'eau, l'utilisation de vannes d'arrêt automatiques sur les tuyaux d'eau, la séparation de l'eau de refroidissement des canettes à partir du flux de déchets composites et de la recirculation de l'eau de refroidissement des canettes.

Les charges de pollution dans les usines de traitement peuvent être réduites grâce à des méthodes de traitement modifiées. Par exemple, la majeure partie de la charge polluante générée par la transformation des fruits et légumes provient des opérations d'épluchage et de blanchiment. En passant du blanchiment conventionnel à l'eau ou à la vapeur à un processus de blanchiment au gaz chaud, les charges polluantes peuvent être réduites jusqu'à 99.9 %. De même, le pelage caustique sec peut réduire la DBO de plus de 90 % par rapport aux procédés de pelage conventionnels.

Conservation de l'énergie

Les besoins énergétiques ont augmenté avec la sophistication accrue de l'industrie alimentaire. L'énergie est nécessaire pour une grande variété d'équipements tels que les fours à gaz; séchoirs; chaudières à vapeur; moteurs électriques; unités de réfrigération; et systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.

Comme le coût de l'énergie a augmenté, il y a eu une tendance à installer des équipements de récupération de chaleur pour conserver l'énergie et à étudier la faisabilité de sources d'énergie alternatives dans diverses situations de transformation des aliments telles que la transformation du fromage, la déshydratation des aliments et le chauffage de l'eau. La conservation de l'énergie, la minimisation des déchets et la conservation de l'eau sont toutes des stratégies qui se renforcent mutuellement.

Problèmes de santé des consommateurs

La séparation croissante du consommateur du secteur de la production alimentaire qui a accompagné l'urbanisation à l'échelle mondiale a entraîné une perte des moyens traditionnels utilisés par le consommateur pour assurer la qualité et la sécurité des aliments, le rendant dépendant d'une alimentation fonctionnelle et responsable. industrie de transformation. La dépendance accrue à l'égard de la transformation des aliments a créé la possibilité d'exposition à des aliments contaminés par des agents pathogènes provenant d'une seule installation de production. Pour se protéger de cette menace, de vastes structures réglementaires ont été mises en place, en particulier dans les pays industrialisés, pour protéger la santé publique et réglementer l'utilisation d'additifs et d'autres produits chimiques. L'harmonisation des réglementations et des normes au-delà des frontières apparaît comme un enjeu pour assurer la libre circulation des denrées alimentaires entre tous les pays du monde.

Traitement des eaux usées de l'industrie laitière

L'industrie laitière est composée d'un grand nombre d'usines relativement petites fournissant des produits tels que le lait, le fromage, le fromage cottage, la crème sure, la crème glacée, les solides de lactosérum et le lactose.

L'industrie laitière est depuis longtemps un partisan du traitement biologique aérobie des eaux usées. De nombreuses usines laitières ont investi massivement dans des boues activées, des biotours, des réacteurs discontinus séquentiels et des systèmes de traitement en colis. L'intérêt pour la conservation de l'eau et de l'énergie a conduit de nombreuses installations laitières à réduire leur consommation d'eau. Cette tendance, avec la présence de flux d'eaux usées normalement à haute résistance dans les usines laitières, a entraîné la conception et la construction de nombreux systèmes de traitement anaérobie des eaux usées.

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