Με γνώμονα την υψηλή ποιότητα και τη βιωσιμότητα, η Meister με την τις τεχνολογίας των νανοφυσαλίδων, έλυσε σύνθετες προκλήσεις που αφορούσαν την επεξεργασία των λυμάτων και περιόριζαν την ανάπτυξη της τόσο παραγωγικά όσο και κοστολογικά.
Κατά μήκος των γραφικών τοπίων του Ουισκόνσιν, όπου η γαλακτοκομία είναι τρόπος ζωής, η Meister Cheese (Meister) είναι μια οικογενειακή επιχείρηση που παρασκευάζει τυρί και γαλακτοκομικά προϊόντα ιδιωτικής ετικέτας από το 1916. Ενώ είναι αφοσιωμένη στην υψηλή ποιότητα και τη βιωσιμότητα, η Meister αντιμετώπισε σύνθετες προκλήσεις σχετικά με τα λύματα που περιόρισαν τον στόχο της να αναπτυχθεί και να ανταποκριθεί στη ζήτηση της αγοράς. Οι υψηλές συγκεντρώσεις αντιμικροβιακών ενώσεων στα γαλακτοκομικά απόβλητα που προέρχονταν από τις πρακτικές Clean-in-Place καθιστούσαν εξαιρετικά δύσκολη τη διαχείριση της βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων. Ως αποτέλεσμα, η Meister δεν μπορούσε να αυξήσει την παραγωγή, καθώς οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων δεν μπορούσαν να διαχειριστούν το πρόσθετο φορτίο.
Οι ανεπάρκειες της αναερόβιας χώνευσης ανακόπτει την ανάπτυξη της εταιρείας.
Η Meister έχει πάντα ενσωματώσει βιώσιμες πρακτικές σε ολόκληρη την επιχείρησή της – από την παραγωγή τυριού έως την επεξεργασία λυμάτων. Για να είναι καλοί περιβαλλοντικοί διαχειριστές της κοινότητάς τους, διασφαλίζουν ότι επιστρέφουν στο περιβάλλον τα επεξεργασμένα λύματα απαλλαγμένα από το ρυπαντικό φορτίο τους. Η εταιρεία χρησιμοποιεί έναν αναερόβιο χωνευτή για την παραγωγή αερίου μεθανίου ή βιοαερίου, το οποίο τροφοδοτεί το σύστημα συμπαραγωγής που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια για τις δραστηριότητές της.
Ωστόσο, η διαδικασία παραγωγής βιοαερίου μπορεί να είναι ευαίσθητη. Από τα αυστηρά πρότυπα ασφάλειας τροφίμων και τις διαδικασίες Clean-in-Place, η υψηλή συγκέντρωση αντιμικροβιακών ενώσεων στα λύματα παραγωγής τυριού αναστέλλει τα μικρόβια που μετατρέπουν τα απόβλητα σε πολύτιμο βιοαέριο. Η αδυναμία της αναερόβιας χώνευσης στο εργοστάσιο της Meister οδήγησε σε μια υπερφορτωμένη μονάδα επεξεργασίας που ήταν δύσκολο να διαχειριστεί μαζί το υψηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης.
Οι επιλογές της Meister ήταν σκληρές. Με ένα υπερφορτωμένο σύστημα επεξεργασίας λυμάτων, η γαλακτοβιομηχανία θα έπρεπε να μειώσει την παραγωγή τυριού ή να επωμιστεί το κόστος της μεταφοράς της ιλύος. Καμία από τις δύο επιλογές δεν ήταν οικονομικά ή περιβαλλοντικά ελκυστική. Η Meister χρειαζόταν μια λύση που θα αφαιρούσε τις αντιμικροβιακές ενώσεις από τα λύματά της ώστε να ενισχύσει την παραγωγή βιοαερίου, να μειώσει το κόστος μεταφοράς της ιλύος και να αποφύγει σοβαρές επιπτώσεις στο τελικό της αποτέλεσμα.
Υιοθετώντας την τεχνολογία νανοφυσαλίδων
Η Meister εγκατέστησε τη γεννήτρια νανοφυσαλίδων (NBG) της Moleaer τον Οκτώβριο του 2022 στο εσωτερικό του αναερόβιου χωνευτή της για να διασπάσει τα αντιμικροβιακά επιφανειοδραστικά που διατάρασσαν τη διαδικασία. Δύο μήνες αργότερα, η Meister εγκατέστησε μια άλλη μονάδα ανάντη του χωνευτήρα για την ανακυκλοφορία νανοφυσαλίδων στο σταθμό ανύψωσης. Η τεχνολογία των νανοφυσαλίδων χρησιμοποιεί αέρα και νερό για να παράγει επιτόπου καθαρή χημεία και αφαιρεί επιλεκτικά ανασταλτικές ενώσεις, όπως προϊόντα απολύμανσης, σαπούνια και επιφανειοδραστικές ουσίες.
Ενώ είναι 2.500 φορές μικρότερες από έναν κόκκο αλατιού, οι νανοφυσαλίδες παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά που βελτιώνουν πολλές φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες επεξεργασίας. Οι φυσικές τους ιδιότητες ενισχύουν μια σειρά από γνωστές διαδικασίες οξείδωσης που βελτιώνουν την ποιότητα των υγρών αποβλήτων χωρίς προσθήκη χημικών ουσιών. Οι γεννήτριες νανοφυσαλίδων της Moleaer σε συνδυασμό με τις ιδιότητες των νανοφυσαλίδων επιτρέπουν στις βιομηχανίες να εφαρμόζουν γνωστά οξειδωτικά αέρια, όπως οξυγόνο και όζον, πιο αποτελεσματικά από οποιαδήποτε άλλη συσκευή έγχυσης, βελτιώνοντας περαιτέρω το οξειδωτικό αποτέλεσμα. Αυτή η ικανότητα επιτρέπει στην τεχνολογία της Moleaer να παρέχει απαράμιλλα αποτελέσματα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους οξείδωσης για την απομάκρυνση/διάσπαση ανασταλτικών ενώσεων όπως λίπη, έλαια, επιφανειοδραστικές ουσίες και ορισμένους ρύπους που προκαλούν ανησυχία.
Τα αποτελέσματα του Meister ήταν άμεσα. Οι νανοφυσαλίδες μείωσαν τις συγκεντρώσεις των αντιμικροβιακών επιφανειοδραστικών ουσιών στα υγρά απόβλητα από 19 mg/L σε μη ανιχνεύσιμες. Η απομάκρυνση των επιφανειοδραστικών ουσιών από τα λύματα της Meister αύξησε τη μετατροπή της χημικής ζήτησης οξυγόνου (COD) σε βιοαέριο στον αναερόβιο χωνευτή και τον χρόνο λειτουργίας της συμπαραγωγής.
Οφέλη των νανοφυσαλίδων: Αύξηση της παραγωγής και της βιωσιμότητας
Πριν από την εγκατάσταση των γεννητριών παράγωγης νανοφυσαλίδων της Moleaer, η δύσκολα επεξεργάσιμη ιλύς ανάγκαζε τη φάρμα να μεταφέρει έως και τρία εκατομμύρια γαλόνια αποβλήτων το 2022. Η αφαίρεση της ιλύος από τη διαδικασία μείωσε επίσης την παραγωγή αερίου, διαταράσσοντας τα οφέλη του συστήματος συμπαραγωγής. Μετά την εγκατάσταση, η μεταφορά σχεδόν σταμάτησε, με μόνο 12.000 γαλόνια αποβλήτων να μεταφέρονται με φορτηγά εκτός του εργοταξίου. Η παραγωγή αερίου αυξήθηκε κατά μέσο όρο 20% μετά την εγκατάσταση της τεχνολογίας νανοφυσαλίδων. Ο όγκος του βιοαερίου που παράγεται ανά λίβρα COD που καταστράφηκε αυξήθηκε κατά 30%, ενισχύοντας την παραγωγή αερίου και τη συνολική απόδοση του συστήματος επεξεργασίας.
Ο οικονομικός αντίκτυπος ήταν εξίσου εντυπωσιακός. Ο Larry Harris, υπεύθυνος λειτουργίας της Meister δήλωσε: “Σχεδιάζουμε να αυξήσουμε την παραγωγή κατά πάνω από 20 εκατομμύρια κιλά τυριού και προϊόντων ορού γάλακτος τα επόμενα τρία χρόνια μετά την εγκατάσταση του εξοπλισμού Moleaer στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων μας. Αυτό περιλαμβάνει την αποφυγή βελτιώσεων CAPEX ύψους 10 εκατομμυρίων δολαρίων που θα χρειαζόταν να κάνουμε. Συνιστούμε το σύστημα της Moleaer και σε άλλους παραγωγούς τυριών που επιθυμούν να αυξήσουν την ικανότητα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων και ταυτόχρονα την παραγωγή τους”.
Πέρα από τις αποφευχθείσες κεφαλαιουχικές δαπάνες, μειώθηκε και το κόστος λειτουργίας. Μετά τις εγκαταστάσεις των γεννητριών παράγωγης νανοφυσαλίδων, η αλκαλικότητα αυξήθηκε εντός του χωνευτήρα, μειώνοντας τη ζήτηση για χημική προσθήκη υδροξειδίου του μαγνησίου. Η γαλακτωματοποιητική δράση των νανοφυσλίδων βελτίωσε επίσης την καθιζησιμότητα, η οποία αύξησε τη δυναμικότητα της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας. Με τον αναερόβιο χωνευτή να παράγει προβλέψιμα περισσότερο βιοαέριο, ο χρόνος λειτουργίας της συμπαραγωγής αυξήθηκε κατά 21%. Μεταξύ της αξίας του βιοαερίου και της βελτιωμένης επεξεργασίας της Meister, η γαλακτοβιομηχανία είδε περίοδο απόσβεσης λιγότερο από ένα μήνα μετά την εγκατάσταση και των δύο γεννητριών παραγωγής νανοφυσαλίδων.
Ένα μέλλον με την τεχνολογία νανοφυσαλίδων.
Οι δοκιμασμένες τεχνολογίες συνεχίζουν να αναδιαμορφώνουν τους κανόνες επεξεργασίας υγρών αποβλήτων γαλακτοκομικών προϊόντων. Η προεπεξεργασία με την τεχνολογία των ναοφυσαλλιδων επέτρεψε στην Meister να αλλάξει την κατεύθυνση των κεφαλαιακών και λειτουργικών δαπανών της μονάδας της σε βαθμό που ήταν αδιανόητος πριν από ένα χρόνο. Η άμεση απομάκρυνση των ανασταλτικών ενώσεων εντατικοποίησε την εγκατάσταση επεξεργασίας και εξισορρόπησε την ποιότητα των λυμάτων, μειώνοντας παράλληλα την παραδοσιακή προσθήκη χημικών ουσιών.
Υιοθετώντας αυτην την τεχνολογία αιχμής, ο παραγωγός τυριών ενίσχυσε τις πρακτικές βιωσιμότητας και ταυτόχρονα βελτίωσε την επιχείρησή του. Η απομάκρυνση αντιμικροβιακών ενώσεων από τα υγρά απόβλητα με την τεχνολογια των νανοφυσαλλίδων επιτρέπει στους παραγωγούς γαλακτοκομικών προϊόντων να συμμορφώνονται με τους υγειονομικούς κανονισμούς, ενώ παράλληλα μετριάζουν τις επιπτώσεις τους στη διαδικασία επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Σε έναν κόσμο όπου η βιωσιμότητα και η αποδοτικότητα είναι υψίστης σημασίας, η συνεργασία μεταξύ της Meister και της Moleaer προσφέρει στη γαλακτοβιομηχανία ένα μοντέλο για οικονομική αποδοτική επεξεργασία των υγρών αποβλήτων και την επίλυση των μοναδικών προκλήσεων που αντιμετωπίζουν.
