Behandlung von Abwasser aus der Fisch- und Meeresfrüchteindustrie

ABSCHNITTE

• Einführung
• Fischkonservenindustrie
• Klassifikation und Definition
• Umweltprobleme im Konservierungssektor
• Abwässer aus Muschel- und Thunfischfabriken
• Fischsalzung
• Zusammenfassung

Einführung

Der Fischereisektor oder die Fischereiindustrie ist ein Teil des Primärsektors und eine wirtschaftliche Tätigkeit, die vollständig auf dem Fang und der Produktion von Fisch, Schalentieren und anderen Meeresprodukten für den späteren Verzehr oder als Rohstoff basiert. Fisch ist nicht nur Teil der menschlichen Ernährung, sondern wird auch in vielen anderen Produkten verwendet, die Teil unseres täglichen Lebens sind; wie Öle und bestimmte Spezialmehle, die beim Kochen verwendet werden. Daher ist es selbstverständlich, ihn als einen lebenswichtigen Teil der Gesellschaft zu betrachten.

Die weltweite Fischproduktion betrug im Jahr 2018 180 Millionen Tonnen, davon entfielen 47 % auf die Aquakultur. Die führenden Länder sind China (14,8 Millionen Tonnen), Indonesien (6,1 Millionen Tonnen) und die Vereinigten Staaten (4,9 Millionen Tonnen), basierend auf Daten aus dem Jahr 2014.

Fischkonservenindustrie

Konservierung ist das Ergebnis des Lebensmittelverarbeitungsprozesses, wodurch es möglich ist, Lebensmittel über einen langen Zeitraum unter bestmöglichen Bedingungen zu erhalten. Das ultimative Ziel der Konservierung ist es, Lebensmittel vor der Wirkung von Mikroorganismen zu schützen, die die Produkte verderben oder deren Geschmack beeinträchtigen können. Die Haltbarkeitsdauer von Konserven ist wesentlich länger als ohne Konservierung. Konserven besitzen viele Eigenschaften, da ihre wesentlichen Bestandteile wie Lipide, Kohlenhydrate, Proteine, Vitamine und Mineralien nahezu unverändert bleiben; diese Qualitäten verleihen ihnen einen hohen industriellen Wert.

Fisch ist der grundlegende Rohstoff für die Konservenindustrie. Im Herstellungsprozess von Fischkonserven werden die Produktionsschritte gemäß technologischer Verfahren beschrieben, darunter: Annahme, Ausnehmen, Kochen, Filetieren, Verpacken, Vakuumbehandlung, Konservierung, Behälterverschluss, Sterilisation, Abkühlung und Etikettierung.

Die als kritisch betrachtete Wärmebehandlung führt zur Inaktivierung von Enzymen und zur Zerstörung der verschiedenen mikrobiellen Formen im Produkt; die tödliche Hitze bei der Sterilisation kann je nach Zeitfaktor und vor allem Behältergröße bei 116 °C oder 121 °C erfolgen.

Klassifikation und Definition

• KONSERVIERTE FISCHPRODUKTE: Dies sind hermetisch verpackte Produkte, die einer kommerziellen Sterilisation unterzogen wurden.
• KONSERVIERTE NATÜRLICHE FISCHPRODUKTE: Dies sind Konserven aus rohen Produkten, mit Salz gewürzt, deren Füllmedium die eigene Flüssigkeit ist.
• KONSERVIERTE FISCHPRODUKTE IN SALZWASSER: Hierbei werden Dosen entweder mit oder ohne Vorkochen des Produkts vorbereitet, wobei Wasser und Salz in den in den entsprechenden SOPs angegebenen Verhältnissen als Grundfüllmittel hinzugefügt werden.
• KONSERVIERTE FISCHPRODUKTE: Dies sind Konserven aus vorgekochtem Produkt, mit Salz gewürzt und mit einem essbaren Öl als Grundfüllmittel.
• ZERKLEINERT: Dies ist eine Mischung aus Fischmuskelteilen, die auf eine einheitliche Größe reduziert und durch ein 12,7 mm INDECOPI-Sieb passiert wurden. Das Produkt muss schuppenfrei sein. Wenn möglich, sollte es frei von Haut, geronnenem Blut, Gräten und dunklem Fleisch sein.
• Der Inhalt nimmt mindestens 95 % des Behältervolumens ein. Das Abtropfgewicht dieser Konserve beträgt mindestens 75 % des Nettogewichts. Gemäß SOP 204.008 kann unter anderem auch Thunfisch „zerkleinert oder gerieben“ sein.

Die folgenden allgemeinen Stufen können zur Herstellung von Fischkonserven unabhängig vom Produkttyp befolgt werden:

Vorbehandlung: Dies umfasst die Behandlung des Rohmaterials, um ihm die geeignete Form und Größe für die Verpackung zu geben. Diese Stufe beinhaltet Vorgänge wie Waschen, Entschuppen, Schälen, Ausnehmen, Filetieren, Entschalen und Schneiden. Viele dieser Vorgänge erfolgen heute automatisch, obwohl es noch Fabriken gibt, in denen sie manuell durchgeführt werden. Bei diesen Prozessen wird viel Wasser verwendet und es entstehen umfangreiche Abwässer mit hoher organischer Belastung.

Vorbereitung: Dies ist das Vorkochen, das in Wasser, Öl oder Heißluft erfolgen kann. Dabei werden die Proteine im Fisch denaturiert, das Fleisch löst sich vom Skelett oder der Schale und die Produkte erhalten die gewünschte Textur und den Geschmack.

Reinigung: Dabei werden Gräten, Haut und ungenießbare Teile des Fisches entfernt.

Frittieren: Einige Produkte werden frittiert oder in Öl gegart, um den Geschmack und das Aroma zu bewahren.

Luftdichte Verpackung: Dies erfolgt in der Regel automatisch.

Verschließen: Dabei werden Gase durch Vakuum im Inneren der Dose entfernt.

Wärmebehandlung: Diese erfolgt in einem Autoklaven, um alle Keime zu zerstören, die die organoleptischen Eigenschaften des Doseninhalts verändern könnten.

Abkühlung: Üblicherweise mit kaltem Wasser oder Luft. Je nach Konservierung erfolgt dies zu einem bestimmten Zeitpunkt, um mögliche Veränderungen der Produkttextur zu verhindern.

Lagerung: Die Ansammlung der Produkte unter Umweltbedingungen, die den Behälter nicht beeinträchtigen, durch Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeit und Verschmutzung. Zum Beispiel der Herstellungsprozess von Thunfischkonserven.

Umweltprobleme im Konservierungssektor

Industrien, die Fisch und Meeresfrüchte verarbeiten, erzeugen Industrieabwässer mit hohem Öl- und Salzgehalt. Daher ist eine Abwasserbehandlung erforderlich; nicht nur, um das Wasser ohne Verschmutzung einleiten zu können, sondern auch, um die durch das Kochen dieser Lebensmittel entstehenden schlechten Gerüche zu kontrollieren.

Lake sollte genauso behandelt werden wie Salzwasser. Erst in jüngerer Zeit haben Unternehmen begonnen, Abwässer aus der Fischverarbeitung zu behandeln; zuvor wurde das salzhaltige Abwasser einfach ins Meer geleitet. Daher ist eine Behandlung erforderlich, die sowohl flüssige als auch feste Abfälle bewältigt. Aufgrund der direkten Einleitung von Salzwasser wurden sogar Optionen zur Minimierung der Umweltbelastung in Betracht gezogen.

Als Beispiel für die konventionelle Behandlung von Abwässern aus der Fisch- und Meeresfrüchtekonservenindustrie betrachten wir Muschel- und Thunfischkonserven.

Zunächst wird das Abwasser in fetthaltiges und fettfreies Wasser getrennt und entsprechend behandelt. Die folgende Tabelle zeigt Daten einer typischen Industrie in den galicischen Flussmündungen:

Abwässer aus Muschel- und Thunfischfabriken

	Durchflussrate (m3/d)	SS (mg/l)	CSB (mg/l)	BSB (mg/l)	Fett (mg/L)
Muschelprozess
Fetthaltiges Wasser	198	289	4444	1925	1945
Fettfreies Wasser	436.5	724	755	385	748
GESAMTABWASSER 1	634.5	588	1906	865	1122
Thunfischprozess
Fetthaltiges Wasser	188	621	3953	1599	1885
Fettfreies Wasser	314	771	714	352	662
GESAMTABWASSER 2	502	715	1890	819	1120

Behandlungslinie für fetthaltige Abwässer:

Folgende Behandlungslinie steht zur Verfügung:

• Automatisches Abschöpfen mittels eines 5 mm Gitters, das Feststoffe wie Schuppen, Algen und Schalenstücke zurückhält.
• Homogenisierung und Durchflussregulierung.
• Fette werden durch Kavitation Air Flotation (CAF) getrennt, die kavitative Luftmikroblasen von 0,5-1 mm Größe erzeugt. Es werden keine Koagulanten oder Flockungsmittel hinzugefügt, da eine ausreichende Trennung ohne Kontamination durch diese erreicht wird; die Rückstände können in der Herstellung von Nebenprodukten wie Rohstoffen für Tierfutter verwendet werden.

Nach dieser Behandlung erhält man ein Abwasser mit folgenden Eigenschaften:

Ergebnisse nach Behandlung des fetthaltigen Wassers

	SS (mg/l)	CSB (mg/l)	BSB (mg/l)	Fett (mg/L)
Prozesswasser	878	5640	3089	2245
Behandeltes Wasser	132	1290	803	253
Ausbeute (%)	80	77	74	89

Der aufschwimmende Schlamm hat eine Trockenmasse-Konzentration von 2-3 % und erfordert einen Konzentrationsprozess, der seinem Verwendungszweck entspricht. Zum Beispiel wird er zur Deponierung wahrscheinlich zentrifugiert, um die erforderlichen Trockenmassewerte (ca. 30 %) zu erreichen; für die Verwendung als Nebenprodukt wäre die effizienteste Behandlung die Vakuumverdampfung, die zusätzlich zum vorherigen Schritt erfolgen kann. Außerdem kann das gewonnene Kondensat aufgrund seiner hohen Qualität als Prozesswasser wiederverwendet werden.

Abwässer mit niedrigem Fettgehalt

Zunächst wird ein Abschöpfen eingesetzt, um größere Stoffe zu entfernen, gefolgt von einem Feinsieb (mit 1,5-3 mm Porengröße), da der niedrige Fettgehalt ein schnelles Verstopfen verhindert. Diese Systeme reinigen automatisch. Das erhaltene Abwasser hat folgende Eigenschaften:

Ergebnisse nach Siebbehandlung des fettfreien Wassers

	SS (mg/l)	CSB (mg/l)	BSB (mg/l)	Fett (mg/L)
Prozesswasser	771	714	352	662
Behandeltes Wasser	154	214	106	200
Ausbeute (%)	80	70	70	70

Beide Abwässer werden zu einem letzten Pumpbrunnen geleitet, der das gemischte Abwasser über eine Unterwasserleitung 800-1000 m von der Küste entfernt ins Meer einleitet, um Probleme mit Schaum und schlechten Gerüchen zu vermeiden. Die geltenden Vorschriften sind einzuhalten.

Maximal zulässige Konzentrationen für die wichtigsten Schadstoffparameter der Fabrikabwässer:

	SS (mg/l)	CSB (mg/l)	BSB (mg/l)	Fett (mg/L)
Anwendbare Parameter für die Bucht von Vigo	600	1000	600	400
Ministerielle Anordnung, Juni 1993, für Unterwasserleitungen (BOE 27.IV)	600		350
Wasservorschriften für das öffentliche Gewässer	300	500	300	40

Fischsalzung

Das Salzen von Fisch ist möglicherweise die älteste gastronomische Spezialität in Spanien. Es geht bis in die Bronzezeit zurück, als Salz bereits kommerziell für die Verwendung bei gesalzenem Fisch abgebaut wurde.

Heutzutage verwenden entwickelte Länder weiterhin gesalzenen Fisch – nicht aus Konservierungsgründen, da es inzwischen effektivere Methoden gibt, die die Fischqualität weniger beeinträchtigen – sondern um dem Fisch das gewünschte Aroma und den Geschmack zu verleihen, den Verbraucher erwarten.

Eigenschaften und Zubereitungsprozess

Salzen ist eine Methode zur Konservierung von Fisch (und anderen Lebensmitteln) durch partielle Dehydration des Produkts, Verstärkung seines Geschmacks und Hemmung bestimmter Bakterien. Es wird mit Salz selbst oder Lake (konzentrierte Salzlösungen) durchgeführt. Der traditionelle Zubereitungsprozess ist wie folgt:

Reinigung Die Eingeweide werden aus dem Fisch entfernt, es bleiben nur Fleisch und Schuppen übrig.

Schichtung Der Fisch wird auf einer etwa 1 cm dicken Salzschicht ausgelegt. Eine weitere Salzschicht wird hinzugefügt, und Schichten aus Fisch und Salz werden abwechselnd aufgeschichtet. Ein Gewicht, das etwas mehr als die Hälfte des Fischgewichts entspricht, wird daraufgelegt.

Konservierungszeit Sie werden eineinhalb Wochen lang konserviert.

Waschen Der Fisch wird entnommen und mit einer Mischung aus Wasser und Essig gewaschen.

Trocknung Sie werden an der frischen Luft, fern von direkter Sonneneinstrahlung, einige Tage lang je nach Klima getrocknet.

Heutzutage unterscheidet sich der Salzungsvorgang in Zeit und verwendeten Materialien. Bei Zubereitungen wie Rogen oder windgetrocknetem Thunfisch werden die Schichten 24 Stunden belassen, danach gewaschen und gepresst, um Wasser abfließen zu lassen. Nach dem Trocknen werden sie vakuumverpackt. Das Trocknen erfolgt im Trockner, einem isolierten Raum mit Wasserabsauger und angewärmter trockener Luft (aus gesundheitlichen Gründen erforderlich).

Die wichtigsten auf diese Weise konservierten Fische sind: Kabeljau, Sardellen, Hering, Weißer Thun, Thunfisch, Fregattenthun, Makrele, Blauwhiting, Oktopus, Dorade und Rogen.

Abwasserbehandlung in der Fischsalzindustrie

Abfälle aus der Fischsalzindustrie können wie folgt klassifiziert werden:

• Flüssig: Besteht hauptsächlich aus organischer Substanz, enthält aber große Mengen an Schwebstoffen, Salzen, Proteinen und Fetten.
• Fest: Entsteht vor allem nach dem Schneiden des Fisches. Dies sind hauptsächlich Eingeweide, Schuppen, Schwanz und Kopf.

Abwasserbehandlung in der Fischsalzindustrie mit einem Vakuumverdampfer

Vakuumverdampfung ist die beste Option für die Abwasserbehandlung in der Fischsalzindustrie. Ein Vorteil ist, dass sie große Abwassermengen bewältigen kann. Zudem können die entstehenden Nebenprodukte wie Fette und Proteine mit Omega-3 verkauft werden. Im Prozess wird eine Ultrafiltrationsmembran eingesetzt, gefolgt von einem Vakuumverdampfer.

Der Vakuumverdampfer kann Null-Abfall erreichen, da diese Abwasserbehandlung der Fischsalzindustrie Salzwasser in ein qualitativ hochwertiges Destillat verwandelt. Bis zu 95 % des ursprünglichen Wassers können zurückgewonnen werden. Dazu wird ein Umkehrosmoseverfahren angewandt, abhängig vom Konzentrationsgrad des Abwassers. Anschließend gelangt es unter Vakuum in den Verdampfer, wo die Salze getrocknet und kristallisiert werden.

Zusammenfassung

Die Fisch- und Meeresfrüchteindustrien befinden sich meist in Küstennähe. Dies liegt hauptsächlich an der einfachen Entsorgung des Fisches und der Möglichkeit, Wasser aus dem Meer zu entnehmen und über Unterwasserleitungen zurückzuführen, um eine hohe Schadstoffkonzentration in Strandnähe und Ballungsgebieten zu vermeiden. Allerdings führen Substanzen wie beim Fischkochen verwendete Öle und die hohe organische Belastung der Abwässer zu hohem Wasserverbrauch und verursachen eine fortschreitende Verschmutzung an den Einleitungsstellen.

Seit einigen Jahren wird das Wasser aus dem Waschprozess recycelt, um Wasserverbrauch und Einleitungen zu reduzieren, zusammen mit physikalisch-chemischen Behandlungen wie Koagulation, Flockung, Siebung und Flotation.

Vakuumverdampfung ist eine gute Lösung, um sowohl die gewonnenen Nebenprodukte zu konzentrieren als auch die Salinität zu reduzieren, um hochwertige Kondensate zu erhalten, die als Wasch- und Kochwasser verwendet werden können.

Bibliographie und Online-Quellen:

Technisches Wasserhandbuch (Dègremont)

http://www.vidamediterranea.es/la-salazon-en-los-pescados/

https://espesca.com/industria-pesquera/

https://es.scribd.com/presentation/92333892/La-Industria-Pesquera-02-1

Flussdiagramm zur Abwasserbehandlung in der Fischkonservenindustrie

Flussdiagramm für die Fischsalzindustrie