ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE

Transkrypt

1 ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE WYDZIAŁ TECHNOLOGII I INŻYNIERII CHEMICZNEJ KIERUNEK STUDIÓW: OCHRONA ŚRODOWISKA SPECJALNOŚĆ: PROCESY I APARATY W OCHRONIE ŚRODOWISKA Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska Patrycja Maria Romanowska Wskaźniki emisji odorantów z działalności gospodarczej Praca magisterska wykonana w Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza роd kierunkiem: Prof. dr hab. inż. Joanny Kośmider Szczecin 2009 rok

2 Streszczenie Celem pracy było wyznaczenie wskaźnika emisji odorantów dla procesu tłoczenia oleju rzepakowego metodą wytłaczania na gorąco i przeciwprądowej ciągłej ekstrakcji heksanem. Pomiary emisji odorantów zostały wykonane w Zakładzie Olejów Roślinnych Komagra S.A. w Tychach, w terminie od 24 do 29 listopada 2008 roku. Wykonano 36 zespołowych pomiarów stężenia zapachowego zanieczyszczeń gazu emitowanego z trzech emitorów, uznanych za najbardziej uciążliwe. Pomiary wykonano zgodnie z normą PN-EN 13725:2007. Zastosowano olfaktometr dynamiczny TO7, zainstalowany w Mobilnym Laboratorium Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza. Wyniki pomiarów umożliwiły: oszacowanie, że wskaźnik emisji zapachowej, odniesiony do tony przetwarzanego rzepaku, wynosi około 1,8*10 8 ou E /Mg, przeprowadzenie symulacji rozprzestrzeniania się odorantów w otoczeniu Zakładu. Symulacje dyspersji zostały wykonane zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 5 grudnia 2002 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu, z użyciem programu OPERAT Obliczono częstość przekraczania progu rozpoznawalności zapachu Zakładu KOMAGRA w skali roku na terenie dzielnic sąsiadujących ze strefą przemysłową. Stwierdzono znaczne przekroczenia poziomów odniesienia, których wprowadzenie jest planowane (załącznik do projektu ustawy o przeciwdziałaniu uciążliwości zapachowej). Dodatkowym efektem realizacji pracy magisterskiej są trzy instruktażowe filmy nt.: Zakład Olejów Roślinnych Komara S.A. w Tychach, zasada działania olfaktometru dynamicznego TO7, pobieranie próbek gazów odlotowych z użyciem sondy do rozcieńczania dynamicznego. Załączone materiały filmowe ilustrują opisy obiektu i metodyki badań. Zostaną włączone do bazy dydaktycznych materiałów Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza, udostępnianych na stronie 2

3 SPIS TREŚCI strona Spis tabel 5 Spis rysunków 6 Spis symboli 8 Spis załączników 9 WSTĘP 10 I. CZĘŚĆ REFERATOWA Wskaźniki emisji zapachowej Informacje ogólne Wskaźnik emisji odorantów dla wytwórni kwasu fosforowego Wskaźnik emisji odorantów z cukrowni w okresie kampanii cukrowniczej Wskaźnik emisji odorantów z fermy norek Wskaźnik emisji odorantów z fermy świń Norma PN-EN 13725:2007 Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia 17 zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej 2.1. Zasada pomiaru Zespół oceniających zapach Przebieg pomiaru 2.4. Wymagania dotyczące materiałów stosowanych w badaniach olfaktometrycznych 2.5. Pomieszczenie do przeprowadzania ocen Pobieranie próbek II. BADANIA WŁASNE Cel pracy Obiekt badań Metodyka pomiarów Organizacja pomiarów Pobieranie próbek 31 3

4 3.3. Zespół pomiarowy Pomiar olfaktometryczny Wyniki pomiarów Wskaźnik emisji zapachowej Wstępna ocena zapachowej jakości powietrza w otoczeniu zakładu 7. Wnioski Piśmiennictwo 58 Załączniki DVD 4

5 Spis tabel L.p. Tytuł strona 1. Część raportu z wykonania pomiaru, dotycząca rozcieńczenia próbki, 20 przekierowana z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego 2. Raport błędów, popełnionych podczas pomiaru 20 przekierowany z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego 3. Część raportu z wykonania pomiaru, dotycząca rozcieńczenia próbki, 21 przekierowana z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego. Przykład nieważnego pomiaru 4. Raport błędów, popełnionych podczas nieważnego pomiaru, 21 przekierowany z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego 5. Przykładowy wycinek historii pomiarów progu wyczuwalności węchowej Dane zarejestrowane w trakcie jednego pomiaru, uzupełnione 34 o dodatkowe informację dotyczące warunków jego przebiegu 7. Wyniki pomiarów olfaktometrycznych próbki gazów z emitora E4 37 z dnia i (bez przedstawicieli Zakładu Komagra) 8. Wyniki pomiarów olfaktometrycznych próbki gazów z emitora E22 39 z dnia i (bez przedstawicieli Zakładu Komagra) 9. Wyniki pomiarów olfaktometrycznych próbki gazów z emitora E13 41 z dnia i (bez przedstawicieli Zakładu Komagra) 10. Zestawienie wyników olfaktometrycznych pomiarów stężenia zapachowego 43 (E22 - hydrocyklon tłoczni, E13 - cyklony ekstrakcji, E4 - chłodnica wytłoku) 11. Dane do obliczeń stężeń w sieci receptorów Meteorologiczne warunki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza 48 a. Temperatura 48 b. Zestawienie udziałów poszczególnych kierunków wiatru % 48 (rok, ilość obserwacji: 29213) c. Zestawienie częstości poszczególnych prędkości wiatru % 48 (rok, ilość obserwacji: 29213) d. Tabela meteorologiczna 49 5

6 Spis rysunków L.p. Tytuł strona 1. Wyniki oznaczeń wskaźnika emisji odorantów, wykonanych w Z.CH. "Police" 13 w czasie przetwarzania fosforytu "TUNEZJA" [22] 2. Zależność pomiędzy zasięgiem zapachowej uciążliwości fermy (oś rzędnych) 16 a wielkością hodowli w tysiącach norek (oś odciętych) 3. Objaśnienie pojęć pomiar, cykl, seria rozcieńczeń i seria prezentacji według 19 Normy PN-EN 13725: Lokalizacja Zakładu Komagra S.A. w Tychach Zakład Komagra, widok od frontu Zakład Komagra, widok od zewnątrz Widok na emitory w Zakładzie Komagra Emitor chłodnicy wytłoków Instalacja w hali tłoczenia Prasa do tłoczenia oleju Fragment planu rozmieszczenia emitorów na terenie Zakładu Komagra Emitor E4 widok na dachu hali Emitor E4 widok wewnątrz hali Wytłoki Odpływ surowego oleju z tłoczni Widok na silosy w zakładzie Komagra Emitor E Mobilne laboratorium Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza Pobór próbek gorących i wilgotnych gazów Butla z azotem używanym do rozcieńczania pobieranej próbki Urządzenie do wstępnych rozcieńczeń dynamicznych Zasada działania urządzenia do wstępnych rozcieńczeń dynamicznych Zasada działania pompy strumieniowej Szklana pompka wodna, jako przykład strumienicy Sonda umieszczona w króćcu emitora Odłączanie napełnionego pojemnika z próbką 32 6

7 27. Zespół przy olfaktometrze TO7 w mobilnym laboratorium Ideowy schemat przedstawiający zasadę działania olfaktometrów TO Pomiar z użyciem olfaktometru dynamicznego TO Stanowiska oceniających zapach, olfaktometr TO Rotametry służące do ustawienia stopnia rozcieńczenia próbki Program TO Zestawienie wyników kolejnych pomiarów stężenia zapachowego cod [ou/m3] 36 w badanych próbkach (bez pomiarów odrzuconych w toku wstecznej weryfikacji 34. Statystyczne rozkłady wyników pomiarów stężenia zapachowego 43 zanieczyszczeń gazów emitowanych z E4, E11 i E Siatka punktów obliczeniowych w bezpośrednim otoczeniu ZOR KOMAGRA; 45 (oczko siatki: 100 m x 100 m; liczba węzłów: 138) 36. Siatka punktów obliczeniowych na obszarze o powierzchni 25km; 46 (oczko siatki: 200 m x 200 m; liczba węzłów: 663) 37. Róża wiatrów stacji meteorologicznej Katowice Częstość przekroczeń poziomu 1 ou/m3 w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 51 obejmującej obszar 1 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 39. Częstość przekroczeń poziomu 5 ou/m3 w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 52 obejmującej obszar 1 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 40. Częstość przekroczeń poziomu 10 ou/m3 w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 53 obejmującej obszar 1 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 41. Częstość przekroczeń poziomu 1 ou/m3w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 54 obejmującej obszar 25 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 42. Częstość przekroczeń poziomu 5 ou/m3w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 55 obejmującej obszar 25 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 43. Częstość przekroczeń poziomu 10 ou/m3 w skali roku w punktach siatki obliczeniowej 56 obejmującej obszar 25 km2 (wysokość receptorów: 1,5 m) 7

8 Spis oznaczeń Symbol Jednostka Opis c od ou/m 3 stężenie odorantów wyrażone w jednostkach zapachowych w metrze sześciennym EO ou/s emisja odorantów E4, E13, E22 symbole emitorów G Mg/h obciążenie wytwórni w okresie pomiarów ITE subst mg/m 3 ocena progu indywidualnego dla znanej substancji ou jednostka zapachowa ou E europejska jednostka zapachowa R tło zapachowe s ITE odchylenie standardowe ocen progu indywidualnego WE ou/... wskaźnik emisji V m 3 /h strumień objętości emitowanych gazów odlotowych Z stopień rozcieńczenia badanego gazu czystym powietrzem Z ITE ocena progu indywidualnego, wyrażona jako stopień rozcieńczenia Z ITE średnia geometryczna Z ITE dla wszystkich członków zespołu w jednym pomiarze Z parametr weryfikacji zespołu z 0 współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu 8

9 Spis załączników (materiały filmowe na płycie DVD) Lp. Tytuł filmu Czas odtwarzania 1. Zakład Olejów Roślinnych Komagra S.A. w Tychach 02:34 2. Pobieranie próbek gazów odlotowych z użyciem sondy 02:55 do rozcieńczania dynamicznego 3. Zasada działania olfaktometru dynamicznego TO7 05:17 9

10 Wstęp Emisja odorantów dotyczy wielu gałęzi gospodarki, w szczególności przemysłu chemicznego, spożywczego i hodowli. Liczba skarg ludności, związanych ze złym zlokalizowaniem uciążliwych obiektów wzrasta. Aby można było uniknąć kolejnych błędnych lokalizacji nowych zakładów należałoby sporządzać prognozy zasięgu uciążliwości, korzystając z referencyjnych modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń i wiarygodnych danych na temat wielkości wskaźników emisji zapachowej. Baza tych danych jest wciąż uboga. Celem niniejszej pracy było jej uzupełnienie o dane dotyczące uciążliwości produkcji oleju rzepakowego. Wyniki modelowania dyspersji odorantów przewidywane częstości przekraczania progu rozpoznawalności zapachu w otoczeniu nowego zakładu powinny być porównywane z wartościami dopuszczalnymi, określonymi w odpowiednich przepisach. Takie przepisy, wzorowane na obowiązujących w innych krajach, są przygotowywane. Projekt ustawy o przeciwdziałaniu uciążliwości zapachowej został wykorzystany w części Badania własne, w czasie wstępnej oceny zapachowej uciążliwości obiektu badań dla otoczenia. Badania własne poprzedzono przeglądem piśmiennictwa dotyczącego wskaźników emisji zapachowej z kilku różnych obiektów rzeczywistych oraz metodyki pomiarów emisji zapachowej zgodnie z PN-EN W rozdziałach referatowej części pracy opisano wyniki wieloletnich badań, wykonanych przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza w wytwórni kwasu fosforowego Z.Ch. POLICE, Cukrowni Szczecin, fermie norek NOREX w Strumianach i fermie trzody chlewnej POLDANOR S.A. w Miętnie. Podstawowe informacje na temat PN-EN 13725:2007 Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej zamieszczono w rozdziale 2. W części Badania własne przedstawiono: informacje o obiekcie badań Zakładzie Olejów Roślinnych KOMAGRA S.A. w Tychach (rozdz. 2 oraz załącznik 1 materiał filmowy), metodyce pobierania próbek z wytypowanych emitorów, uznanych za dominujące zapachowo (rozdz oraz załącznik 2 materiał filmowy), zespole pomiarowym oraz warunkach i metodyce pomiarów olfaktometrycznych (rozdz. 3 oraz załącznik 3 materiał filmowy), wyniki pomiarów stężenia zapachowego oraz obliczeń emisji zapachowej i wskaźnika emisji zapachowej, odniesionego do tony przetwarzanego rzepaku (rozdz. 4 i 5), wyniki modelowania dyspersji odorantów w otoczeniu Zakładu, umożliwiające wstępną ocenę zasięgu nadmiernej zapachowej uciążliwości Zakładu. 10

11 I. CZĘŚĆ REFERATOWA 11

12 1. Wskaźniki emisji zapachowej 1.1. Informacje ogólne Wskaźnik emisji można ogólnie zdefiniować jako stosunek wielkości emisji substancji zanieczyszczającej powietrze w wyniku jakiejś działalności, na przykład produkcji, do wielkości tej produkcji. W przypadku niniejszej pracy jest to ilość europejskich jednostek zapachowych (ou E ) na tonę przetwarzanego surowca. Dokładne dane na temat wskaźników emisji odorantów dla poszczególnych rodzajów działalności gospodarczej pozwoliłyby na podejmowanie decyzji w sprawie lokalizacji nowych inwestycji. W literaturze można znaleźć dane dotyczące między innym wskaźników emisji odorantów ze składowisk odpadów komunalnych, oczyszczalni ścieków, cukrowni, produkcji kwasu fosforowego, hodowli drobiu, norek, świń. Oczywiście, w zależności od konkretnego przypadku działalności, liczba jednostek zapachowych może być odniesiona do, na przykład, jednostki objętości oczyszczanych ścieków, jednostki masy zużywanego surowca, liczby zwierząt w hodowli itd. Poniżej przedstawiono kilka charakterystycznych przykładów. W związku ze zwiększającą się produkcją biopaliw, w Polsce uprawia się coraz więcej roślin oleistych, w tym rzepaku. Można, zatem wysnuć wniosek, iż na terenie naszego kraju będzie przybywało zakładów wytwarzających oleje roślinne, takich jak np. tłocznie oleju rzepakowego. W czasie przeglądu piśmiennictwa nie znaleziono danych dotyczących emisji zapachowej z takich instalacji, mimo że zgłaszane są skargi na ich uciążliwość. Wyznaczenie wskaźnika emisji zapachowej dla procesu tłoczenia oleju rzepakowego uznano za bardzo potrzebne. Wskaźnik powinien być wykorzystywany przy wyborze odpowiedniej lokalizacji dla budowy nowych tłoczni Wskaźnik emisji odorantów dla wytwórni kwasu fosforowego Wskaźniki emisji odorantów mogą zostać wykorzystane do prognozowania zapachowej uciążliwości wytwórni kwasu fosforowego. Przetwarzane fosforyty zawierają zanieczyszczenia organiczne, takie jak liczne węglowodory i kwasy tłuszczowe oraz organiczne związki siarki, które są szczególnie uciążliwe zapachowo [7, 10, 31]. Badania ilościowego i jakościowego składu mieszanin emitowanych odorantów nie pozwalają określić stopnia zapachowej uciążliwości, można ją określić tylko metodami odorymetrycznymi [9, 10]. Badania olfaktometryczne prowadzone były w Zakładach Chemicznych Police S.A., 12

13 które są jednym z największych producentów kwasu fosforowego w Europie, przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza. W latach dokonano 24 oznaczeń wskaźnika emisji [7, 9, 10]. Wskaźnik został obliczony dla wytwórni przetwarzającej 60 Mg fosforytu Tunezja na godzinę. Obliczano go z zależności: w której WE to wskaźnik emisji (megajednostek zapachowych na tonę przetwarzanego fosforytu), c od [ou/m 3 ] zmierzone stężenie odorantów w próbce gazu odlotowego (liczba jednostek zapachowych), V [m 3 /h] strumień objętości emitowanych gazów odlotowych, G [Mg/h] obciążenie wytwórni w okresie pomiarów (ton na godzinę), 10 6 [ou/mou] współczynnik przeliczeniowy [10]. Wyniki oznaczeń wskaźnika emisji odorantów w czasie przetwarzania fosforytu TUNEZJA przedstawiono na rysunku 1. WE [ Mou /Mg ]= c od V G10 6 Rysunek 1. Wyniki oznaczeń wskaźnika emisji odorantów, wykonanych w Z.CH."Police" w czasie przetwarzania fosforytu "TUNEZJA" [10] 13

14 Wskaźniki emisji zapachowej, oznaczone w Zakładach Chemicznych Police w czasie przetwarzania fosforytu Tunezja na kwas fosforowy, zostały w roku 2008 wykorzystane do orientacyjnego oszacowania zasięgu zapachowej uciążliwości zakładu FOSFAN S.A. [21]. W tym Zakładzie fosforyty tunezyjskie są stosowane do produkcji superfosfatu. Skargi na zapachową uciążliwość tej produkcji dominują wśród wszystkich skarg na odory, kierowanych do WIOŚ w Szczecinie [26] Wskaźnik emisji odorantów z cukrowni w okresie kampanii cukrowniczej Zapachowa uciążliwość cukrowni występuje w okresie kampanii cukrowniczej, która przypada na IV kwartał roku. Poza okresem kampanii przyczyną uciążliwości jest beztlenowa fermentacja biomasy pozostającej po odzyskaniu cukru. Do produkcji cukru z buraków cukrowych zużywa się bardzo dużo wody. Łączne zapotrzebowanie wody podczas produkcji cukru przekracza 1500% masy buraków. Można ograniczyć jej zużycie przez oczyszczanie i zawracanie z powrotem do procesu produkcyjnego. Buraki są spławiane silnym strumieniem wody ze składu fabrycznego do płuczki buraczanej, następnie w postaci krajanki, są transportowane do dyfuzorów, w których zachodzi ekstrakcja cukru. Wody po spławianiu i płukaniu buraków zawierają zanieczyszczenia mechaniczne (ziemię, słomę, liście, ogonki buraczane). Są one oczyszczane w odstojnikach ziemnych, wymagających rozległego terenu. Produktem ekstrakcji cukru jest surowy sok dyfuzyjny, a pozostałością wysłodzona krajanka (wysłodki). Wysłodki mogą być poddawane fermentacji i wykorzystywane jako pasza dla bydła. Z surowego soku dyfuzyjnego, w defekatorach i w procesie saturacji, usuwane są zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne. W wodach pochodzących z dyfuzorów, odciskania wysłodków i defekosaturacji znajdują się związki wymagające biologicznego oczyszczania w stawach fermentacyjnych i na polach irygacyjnych. Odstojniki ziemne, stawy fermentacyjne i pola irygacyjne są źródłem gazowych produktów procesów gnilnych, o intensywnym, nieprzyjemnym zapachu [10]. Badania emisji zapachowej zostały wykonane przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza i studentów Politechniki Szczecińskiej podczas kampanii cukrowniczej, zimą 1999 roku, gdy znaczna część powierzchni osadników pokryta była lodem. Za jedyne źródło emisji uznano suszarnie wysłodków. Dzięki temu założeniu łączna emisja odniesiona została do ilości suszonych wysłodków. Obliczono, że emisja odorantów z suszarni wysłodków wynosi około 600 kou/s. Wynik ten został odniesiony do ilości suszonych wysłodków około 3 Mg/h 0,833 kg/s. Otrzymano wskaźnik emisji: 14

15 WE = 600 kou/s : 0,83 kg/s = 720 kou/kg Dzięki oszacowaniu wartości emisji zapachowej i jej wskaźnika, można było dokonać oceny zasięgu i stopnia zapachowej uciążliwości emitora w okresie całej kampanii [10, 17] Wskaźnik emisji odorantów z fermy norek W powietrzu otoczenia ferm hodowlanych, występują liczne odoranty. Są to zazwyczaj typowe produkty biodegradacji biomasy, takie jak amoniak, siarkowodór, związki organiczne zawierające siarkę i azot, fenole, ketony, aldehydy itd. [10]. Wskaźnik emisji odorantów obliczony został dla fermy norek, w której corocznie zachowywane jest podstawowe stado 4000 samic, a w okresie największej liczebności hodowla liczy około norek. Wymiary działki, na której znajduje się hodowla, to 100 x 230 m. Klatki z norkami umieszczone są w pawilonach o wymiarach 5 x 50 x 2 m. W zapełnionym pawilonie znajduje się około 2000 norek. Próbki powietrza były pobierane w zapełnionych pawilonach w różnych odległościach od klatek. Stwierdzono, że średnie stężenie odorantów wewnątrz pawilonów wynosi 40 ou/m 3. Przed obliczeniem wskaźnika została określona średnia emisja odorantów z jednego pawilonu. Ustalono, że w dniu poboru próbek intensywność wentylacji zmieniała się w zakresie od 20 d0 50 wymian powietrza na godzinę (w zależności od siły i kierunku wiatru). Na tej podstawie oszacowano emisję [10,16,32]. EO = V[m 3 /h] c od [ou/m 3 ] = (20 50) 500m 3 /(h pawilon) 40ou/m 3 EO = ou/(h pawilon) = ou/(s pawilon) oraz zakres zmian wskaźnika emisji, odniesionego do 1000 norek: WE = ou/(s 1000 norek) Otrzymany wskaźnik umożliwił prognozowanie zależności stopnia zapachowej uciążliwości fermy dla mieszkańców wsi Strumiany od liczebności stada. Na rysunku 2 przedstawiona jest zależność pomiędzy zasięgiem zapachowej uciążliwości fermy a wielkością hodowanego stada [24]. 15

16 Rysunek 2. Zależność pomiędzy zasięgiem zapachowej uciążliwości fermy (oś rzędnych) a wielkością hodowli w tysiącach norek (oś odciętych) [24] 1.5. Wskaźnik emisji odorantów z fermy świń Wskaźniki emisji odorantów są przydatne do oszacowania potencjalnego zasięgu zapachowej uciążliwości hodowli trzody chlewnej. Wielkość zapachowej uciążliwości fermy zależy od ilości hodowanych świń, ich diety oraz ilości wymian powietrza w chlewni. Hodowla trzody chlewnej jest źródłem emisji przede wszystkim siarkowodoru i amoniaku, które są przyczyną uciążliwego zapachu [10, 23, 25, 27]. Pomiary stężenia zapachowego prowadzone były z użyciem olfaktometru TO7, próbki gazów pobierane były z wylotów wentylacyjnych. Średnia wartość wskaźnika mieści się w granicach: WE = 6,0 : 10,7 ou/(s świnia) przy czym minimalna wartość wskaźnika wyniosła WE = 4,6 ou/(s świnia). Maksymalna wartość wskaźnika to: WE = 66,4 ou/(s świnia) [23]. Wartości wskaźnika emisji zostały wykorzystane do oceny zapachowej uciążliwości fermy tuczu trzody chlewnej POLDANOR S.A. w Miętnie koło Nowogardu [25]. 16

17 2. Norma PN-EN 13725:2007 Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej 2.1. Zasada pomiaru Norma PN-EN 13725:2007 określa sensoryczną metodę pomiaru stężenia zapachowego w próbce gazowej. W 2002 roku została zatwierdzona przez Europejski Komitet Normalizacyjny. W 2004 roku, na zamówienie Polskiego Komitetu Normalizacyjnego, norma została przetłumaczona przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza. Weryfikatorem tłumaczenia była prof. dr hab. inż. Joanna Kośmider [8]. Norma określa metodę obiektywnego pomiaru stężenia zapachowego w próbce gazowej z zastosowaniem olfaktometrii dynamicznej i osób oceniających oraz wskaźnika emisji odorantów uwalnianych ze źródeł punktowych, źródeł powierzchniowych ze strumieniem zewnętrznym oraz źródeł powierzchniowych bez strumienia zewnętrznego. Głównym celem jej stosowania jest zapewnienie wspólnej podstawy oceny emisji odorantów w krajach członkowskich Unii Europejskiej [22]. Według normy pomiary stężenia zapachowego z użyciem olfaktometrii dynamicznej odbywają się z udziałem osób oceniających, pełniących rolę czujnika. Jednostką pomiarową jest europejska jednostka zapachowa w metrze sześciennym: ou E /m 3. Stężenie zapachowe mierzy się określając stopień rozcieńczenia konieczny dla osiągnięcia progu wyczuwalności. Stężenie zapachowe odpowiadające progowi wyczuwalności definiowane jest jako 1 ou E /m 3. Stężenie zapachowe jest więc wyrażane jako wielokrotność progu wyczuwalności [22]. Norma precyzuje między innym zasady przygotowania próbek, przez rozcieńczanie ich obojętnym gazem. W normie przedstawione są zasady dobierania członków do zespołu oceniającego, wymagania dotyczące wyposażenia pomieszczenia do przeprowadzania ocen i jakości urządzeń rozcieńczających, używanych w laboratorium do prezentacji oceniającym różnych stopni rozcieńczeń próbki oraz właściwości materiałów stosowanych w olfaktometrii. W PN-EN 13725:2007 opisane są także wymagania dotyczące pobierania próbek oraz rejestracji danych, ich obliczania i opracowywania. 17

18 2.2. Zespół oceniających zapach Czujnikiem podczas pomiarów olfaktometrycznych jest zespół oceniających zapach. Zespół to według PN-EN 13725:2007, grupa co najmniej 4 osób spełniających kryteria normy dotyczące wrażliwości na zapach n-butanolu. Zespół określa stopień rozcieńczenia próbki konieczny dla osiągnięcia zespołowego progu wyczuwalności (prawdopodobieństwo wyczucia zapachu równe 0,5; stężenie 1 ou E /m 3 ) [19]. Oceniający zapach powinien posiadać swoją historię pomiarów progu wyczuwalności węchowej (co najmniej 10 i co najwyżej 20 najświeższych indywidualnych ocen progu) i spełniać kryteria selekcji: - średnia geometryczna z co najmniej dziesięciu indywidualnych oszacowań ocen progu indywidualnego ITE subst (dla n-butanolu) mieści się w zakresie od 62 µg/m 3 do 246 µg/m 3 (20 80 ppb), - antylogarytm z odchylenia standardowego s ITE, obliczonego z logarytmów (log 10 ) ocen progu indywidualnego wyrażonych w jednostkach masowego stężenia gazu odniesienia, powinien być mniejszy niż 2 [3, 22] Przebieg pomiaru Według PN-EN 13725:2007 pomiar to: prezentacja wszystkim członkom zespołu oceniających takich serii rozcieńczeń, które są niezbędne do zgromadzenia danych wystarczających do obliczenia stężenia zapachowego w jednej próbce [22]. Cykl jest prezentacją serii rozcieńczeń wszystkim oceniającym. Jeden pomiar składa się z co najmniej trzech cykli, Serię rozcieńczeń uzyskuje się rozcieńczając próbkę w różnym stopniu (Z), przy czym kolejne wartości Z tworzą szereg geometryczny (czynnik kroku od 1,4 do 2,4 jednakowy w trakcie całego pomiaru). Wartości rozcieńczeń w olfaktometrze dynamicznym TO7 wynoszą odpowiednio: 640, 320, 160, 80, 40, 20, 10, 5 oraz 2,5. Seria prezentacji to prezentacja jednego rozcieńczenia wszystkim uczestnikom pomiaru, a sama prezentacja polega na zaprezentowaniu jednego rozcieńczenia jednemu członkowi zespołu. Wymienione pojęcia ilustruje rysunek 3. 18

19 Rysunek 3. Objaśnienie pojęć pomiar, cykl, seria rozcieńczeń i seria prezentacji według Normy PN-EN 13725:2007 Zgodnie z PN-EN członkowie zespołu oceniają zapach strumienia powietrza otrzymywanego w olfaktometrze przez precyzyjne mieszanie strumieni badanej próbki i czystego powietrza. W czasie pomiaru zespołowi prezentuje się serię rozcieńczeń próbki. Serie otrzymuje się rozcieńczając próbkę w różnym stopniu (Z), przy czym kolejne wartości Z tworzą szereg geometryczny z czynnikiem kroku 2,0. Sekwencję malejących rozcieńczeń próbki zakłóca się losowymi prezentacjami ślepej próby ( 20% prezentacji powietrza odniesienia, dopuszczalne 20% błędnych wskazań). W czasie jednego pomiaru prezentację całej serii rozcieńczeń wszystkim oceniającym (cykl) powtarza się co najmniej trzykrotnie. Wynik każdej serii - wartość Z ITE oblicza się jako średnią geometryczną między ostatnim Z NIE (nie czuję) i pierwszym z co najmniej dwóch kolejnych Z TAK (czuję). Po zakończeniu pomiaru oblicza się średnią geometryczną z wartości Z ITE, zgromadzonych we wszystkich cyklach, oraz wartości Z, czyli ilorazy: Z ITE /Z ITE lub Z ITE / Z ITE. Odrzuca się wyniki osób niespełniających kryterium 5 Z 5. Pomiar uznaje się za nieważny, jeżeli po weryfikacji pozostaje mniej niż czterech członków zespołu. Wynikiem pomiaru ważnego jest wartość: Z ITE 1 ou E /m 3 = c od [ou E /m 3 ]. 19

20 Pomiary odbywają się z użyciem olfaktometru dynamicznego, czyli urządzenia, które przez wspólny wylot dostarcza oceniającemu kolejno strumienie mieszanin wonnego i obojętnego gazu o znanych stopniach rozcieńczenia. Tabela 1 zawiera dane zarejestrowane w czasie pomiaru złożonego z trzech cykli (pierwsza kolumna - sequence ), wykonanego z udziałem czterech oceniających (kolumny 3-6). Zapis w drugiej kolumnie informuje, że operator zaprogramował serię rozcieńczeń tej próbki, w której pierwsza, największa wartość Z wynosiła 640. Liczby znajdujące się w kolumnach 3-6, to wartości stopnia rozcieńczenia, przy których oceniający sygnalizowali TAK (czuję zapach). Na przykład pierwszy oceniający (Panellist 1) wyczuł w pierwszym cyklu próbkę rozcieńczoną czterdzieści razy. Na podstawie danych zarejestrowanych we wszystkich cyklach można obliczyć wynik pomiaru, należy jednak sprawdzić, czy pomiar jest ważny. W pierwszej kolejności analizowany jest raport błędów. Jeden z nich przedstawiono dla przykładu w tabeli 2. Tabela 1. Część raportu z wykonania pomiaru, dotycząca rozcieńczenia próbki, przekierowana z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego data godzina nr próbki Odour threshold panellist protocol (dilutions): sequence start step Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist Tabela 2. Raport błędów, popełnionych podczas pomiaru, przekierowany z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego Failure report: Ref. air failures sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps Blanks failures(20% random blanks) sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps Pierwsza część (Reference air failures) informuje o tym, czy poszczególni oceniający w poszczególnych cyklach zasygnalizowali TAK, gdy było podawane powietrze odniesienia 20

21 (Reference air). Dolna część tabeli (Blank failures) wskazuje, czy któryś z oceniających zasygnalizował TAK, podczas podawania ślepej próby. W tym przypadku oceniający przy czwartym stanowisku (Panellist 4), podczas drugiego cyklu, zasygnalizował TAK, gdy było podawane powietrze odniesienia. Oceniający przy pierwszym stanowisku (Panellist 1), w trzecim cyklu, zasygnalizował TAK, gdy była podawana ślepa próba. Jednakże pomiar ten jest ważny, ponieważ ilość błędów nie przekroczyła 20% i rozcieńczenie próbki było dobrze dobrane (nikt nie wyczuł próbki przy jej pierwszej prezentacji 640-stokrotnym rozcieńczeniu). Tabele 3 i 4 zawierają dane zarejestrowane w czasie pomiaru, który należy uznać za nieważny. Pomiar jest nieważny, ponieważ został zastosowany zbyt mały stopień rozcieńczenia badanej próbki, oceniający często czuli zapach w czasie pierwszej prezentacji (tabela 3). W takim wypadku pomiar należy przerwać po pierwszej prezentacji pierwszego cyklu i rozpocząć ponownie po zwiększeniu stopnia wstępnego rozcieńczenia próbki. Tabela 4 dowodzi, że popełniano zbyt dużą ilość błędów polegających na sygnalizowaniu TAK w czasie prezentacji powietrza odniesienia i ślepej próby. Należałoby sprawdzić wrażliwość węchu oceniających oraz zorganizować sesję pomiarów treningowych. Tabela 3. Część raportu z wykonania pomiaru, dotycząca rozcieńczenia próbki, przekierowana z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego. Przykład nieważnego pomiaru data godzina nr próbki Odour threshold panellist protocol (dilutions): sequence start step Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist Tabela 4. Raport błędów, popełnionych podczas nieważnego pomiaru, przekierowany z programu TO7 do arkusza kalkulacyjnego Failure report: Ref. air failures sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps Blanks failures(20% random blanks) sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps

22 2.4. Wymagania dotyczące materiałów stosowanych w badaniach olfaktometrycznych Norma PN-EN 13725:2007 precyzuje jakie właściwości powinny posiadać materiały stosowane w olfaktometrii. Pojemniki na próbki i części sprzętu do pobierania próbek, bezpośrednio się z nimi kontaktujące, muszą być przede wszystkim wykonane z bezwonnych materiałów, które nie będą wchodzić w reakcję chemiczne z próbką. Powinny one mieć także niską przenikalność oraz gładką powierzchnię. Sprzęt do pobierania próbek musi uprzednio zostać oczyszczony, aż do osiągnięcia bezwonności. Pojemniki do pobierania próbek muszą być kondycjonowane, przez przynajmniej jednokrotne napełnienie ich próbką i opróżnienie, lub przez odpowiednie długie przemywanie go strumieniem próbki [22] Pomieszczenie do przeprowadzania ocen Według normy PN-EN 13725:2007: Środowisko pracy oceniających powinno być przyjemne i bezwonne. Należy unikać wszelkich zapachowych emisji do pomieszczenia do przeprowadzania ocen, z wyposażenia, umeblowania i użytych materiałów konstrukcyjnych (tj. farby, pokrycia ścian i podłóg, meble itd.), jak również jakiegokolwiek uwolnienia składników zapachowych, które mają być mierzone. [22]. Pomiary stężenia mogą być wykonywane w laboratoriach stacjonarnych, ruchomych jednostkach (mobilnych laboratoriach) ze specjalistycznym wyposażeniem, w specjalnie przystosowanych pomieszczeniach w pobliżu badanego miejsca. Laboratorium musi być wyposażone w odpowiednią wentylację, aby zapewnić w jego wnętrzu odpowiednią do pomiaru, stałą temperaturę, nieprzekraczającą 25 C. Pomieszczenie powinno być wolne od jakichkolwiek źródeł hałasu i światła, które mogłyby wywrzeć negatywny wpływ na pomiary będące w toku [22]. W trakcie pomiaru w laboratorium stale monitorowana jest temperatura, wilgotność oraz stężenie dwutlenku węgla, którego udział objętościowy w pomieszczeniu powinien być mniejszy niż 0,15%. Podczas badań laboratorium umieszczone musi być możliwie blisko emitorów, aby próbka została zbadana jak najszybciej od momentu jej pobrania. Jednocześnie musi ono znajdować się w takim miejscu, w którym nie dotrą do niego zapachy z badanych źródeł emisji. 22

23 2.6. Pobieranie próbek Norma zaleca dwie metody pobierania próbek. Jedna z nich wykorzystuje zasadę płuca - worek na próbkę umieszcza się w sztywnym pojemniku, z którego za pomocą pompy próżniowej usuwa się powietrze. Podciśnienie w pojemniku powoduje, że worek napełnia się próbką o objętości równej tej, która została usunięta z pojemnika. Druga metodą jest bezpośrednie pompowanie, czyli wtłaczanie próbki bezpośrednio do worka na próbkę. Istnieje ryzyko, że podczas przechowywania próbki, ulegnie ona kondensacji. Należy w tym wypadku stosować wstępne rozcieńczanie strumienia wonnych gazów. Wstępne rozcieńczenie powinno być także stosowane, jeżeli próbka jest bardzo gorąca i wymaga ochłodzenia przed jej wprowadzeniem do pojemnika. Wyróżnia się dwie metody wstępnego rozcieńczania: statyczne wstępne rozcieńczanie pobieranych próbek, które polega na tym, że przed pobraniem próbki do worka na próbki o znanej pojemności wprowadza się znaną objętość suchego, bezwonnego powietrza lub azotu. Nie zaleca się stosowania tej techniki, jeżeli jest wymagane wstępne rozcieńczenie w stopniu większym niż 3, dynamiczne rozcieńczanie wstępne pobieranych próbek, które polega na mieszaniu strumienia pobieranego gazu ze strumieniem gazu obojętnego [22]. 23

24 II. BADANIA WŁASNE 24

25 1. Cel pracy Celem pracy jest obliczenie wskaźnika emisji odorantów dla procesu tłoczenia oleju rzepakowego metodą wytłaczania na gorąco i przeciwprądowej ciągłej ekstrakcji heksanem. Do obliczenia wskaźnika zostały wykorzystane badania emisji odorantów z trzech najbardziej uciążliwych zapachowo emitorów. Obliczony wskaźnik może być wykorzystany do wykonania symulacji rozprzestrzeniania się odorantów z emitorów E22, E13 i E4, zmierzających do określenia częstości występowania zapachu w otoczeniu Zakładu w skali roku. Może także zostać wykorzystany do planowania lokalizacji podobnych inwestycji w przyszłości, ponieważ lokalizacja opisanego w pracy badanego obiektu nie jest zbyt trafna. 2. Obiekt badań Lokalizację Zakładu Olejów Roślinnych KOMAGRA S.A. w Tychach przedstawia rysunek 4. Bliższe informacje na temat Spółki KOMAGRA, lokalizacji tłoczni oleju rzepakowego w Tychach i stopniu zapachowej uciążliwości Zakładu dla mieszkańców otoczenia strefy przemysłowej zawiera materiał filmowy (załącznik 1, płyta DVD). Ujęcia z materiału filmowego przedstawiono na rysunkach Rysunek 4. Lokalizacja Zakładu Komagra S.A. w Tychach 25

26 Rysunek 5. Zakład Komagra, widok od frontu Rysunek 6. Zakład Komagra, widok z zewnątrz Rysunek 7. Widok na emitory w Zakładzie Komagra Rysunek 8. Emitor chłodnicy wytłoków Rysunek 9. Instalacja w hali tłoczenia Rysunek 10. Prasa do tłoczenia oleju 26

27 Rozmieszczenie emitorów w zakładzie jest przedstawione na rysunku 11. Rysunek 11. Fragment planu rozmieszczenia emitorów na terenie Zakładu KOMAGRA w Tychach Do produkcji olejów roślinnych w zakładzie Komagra używana jest instalacja typu IPPC (ang. Integrated Pollution Prevention and Control). Oznacza to, że zakład posiada pozwolenie zintegrowane, które jest rodzajem szczegółowej licencji na prowadzenie instalacji, zgodnie z warunkami ustalonymi dla wszystkich komponentów środowiska oraz przy spełnieniu wymagań określonych, jako najlepsze dostępne techniki (ang. Best Available Techniques BAT). Pozwolenie to również określa rodzaj i ilość wykorzystywanej energii, materiałów, surowców i paliw [33]. W instalacji do produkcji olejów roślinnych w zakładzie Komagra można wydzielić cztery główne linie technologiczne: instalację do oczyszczania i przygotowania nasion rzepaku, instalację do tłoczenia, instalację do odszlamiania oleju, instalację do ekstrakcji. 27

28 Poniżej zamieszczono wybrane fragmenty opisu procesu technologicznego udostępnione przez Zakład Komagra: Instalacja do oczyszczania i przygotowania nasion rzepaku Zadaniem instalacji jest oczyszczanie ziarna, które może zawierać części stałe takie jak: piasek, kamienie, łuszczyny; płatkowanie ziarna i przygotowanie do tłoczenia. Nasiona rzepaku są wstępnie oczyszczane na oczyszczarkach w budynku elewatora. Po zważeniu na wadze porcjowej podawane są w sposób okresowy na przenośnik taśmowy ustawiony na estakadzie. Zanieczyszczone pyłami powietrze oczyszczane jest w baterii cyklonów i odprowadzane do atmosfery za pomocą emitorów E1 i E2. Z przenośnika taśmowego nasiona zsypywane są do zbiornika dobowego, następnie ziarno transportowane jest do ważenia i kolejnego etapu czyszczenia. Przewietrzanie podajników ziarna powoduje emisję pyłów do powietrza. Powietrze oczyszczane jest więc przez cyklon i wyrzucane do atmosfery za pomocą emitora E9. Zanieczyszczenia przechwycone przez sita są transportowane do węzła odbioru pyłu, zanieczyszczone powietrze z czyszczarki zasysane jest przez wentylator i oczyszczane za pomocą filtrocyklonów Blowerfilter typu CT 36, a następnie wyrzucane do atmosfery za pomocą emitora E3. Zanieczyszczenia wyłapane z powietrza są zrzucane do podajnika i transportowane do węzła odbioru pyłu. Za pomocą podajników oczyszczony rzepak trafia do wstępnej prażni. Prażnia jest zbiornikiem podzielonym wewnątrz półkami na osiem komór. Półki i płaszcz zbiornika ogrzewane są systemem parowym. Podgrzane ziarno, poprzez transport przez kolejne półki ulega osuszeniu. W tym etapie ziarno jest kondycjonowane i przygotowywane do płatkowania. Po płatkowaniu ziarno jest dzielone i trafia równolegle do czterech prażni. W prażniach płatki rzepaku są przygotowywane do tłoczenia, wysoka temperatura powoduje związanie protein ziarna, ponieważ tak przygotowana struktura jest optymalna dla procesu tłoczenia. Wszystkie prażnie są zaopatrzone w system odbioru i oczyszczania oparów. Zanieczyszczenia odbierane są osobno z każdej prażni, po czym trafiają do wspólnego kolektora skąd zasysane są przez wentylator, oczyszczane w hydrocyklonie BV Behalter i wyrzucane do atmosfery przez emitor E4, przedstawiony na rysunkach 12 i 13. Czyste powietrze kierowane jest do komina wylotowego znajdującego się na dachu budynku tłoczni. Stałe cząstki wyłapane podczas procesu prażenia i zanieczyszczenia z cyklonu zrzucane są do zbiornika i odprowadzane do zbiornika szlamu. Po takim przygotowaniu nasiona rzepaku trafiają na instalację tłoczni nasion rzepaku na gorąco. Rysunek 12. Emitor E4 - widok na dachu hali Rysunek 13. Emitor E4 - widok wewnątrz hali Instalacja do tłoczenia oleju Proces tłoczenia oleju realizowany jest przez dwie równoległe prasy. Wytłoczony olej jest podawany do zbiorników sedymentacyjnych, skąd górne fazy odbierane są przez zgarniacze. Z najniższych części odstojników olej odbierany jest za pomocą pomp i transportowany jest do zbiornika zaopatrzonego w system ogrzewania parowego i mieszadło. Ze zbiornika olej trafia do dwufazowej wirówki dekantacyjnej. Po rozdziale olej zrzucany jest do zbiornika a frakcje stałe zrzucane są do podajnika i dalej do głównego kolektora. Wytłoki z pras są transportowane do budynku ekstrakcji za pomocą przenośnika zasilającego aparat ekstrakcyjny. Przenośnik ten jest zaopatrzony w wentylator wyciągający zanieczyszczenia, które następnie są transportowane do powietrza za pomocą emitora E10. Rysunek 14 przedstawia wytłoki z pras a rysunek 15 odpływ surowego oleju. 28

29 R Rysunek 15. Odpływ surowego oleju z tłoczni Rysunek 14. Wytłoki Instalacja do odszlamiania oleju W surowym oleju mogą być zawarte niepożądane związki takie jak fosfolipidy, lecytyna i guma, które mogą powodować problemy w dalszych etapach przetwarzania. Odszlamianie jest realizowane przez dodanie do oleju wodnego roztworu kwasu fosforowego o podwyższonej temperaturze. Gumy i inne niepożądane substancję są odseparowywane za pomocą wirówek. Zaraz po wymieszaniu oleju z kwasem fosforowym, do mieszaniny dodaję się niewielką ilość ługu sodowego, co ma na celu podwyższenie efektywności procesu odszlamiania i skrócenie czasu separacji. Po odseparowaniu niepożądane substancję są kierowane do zbiornika szlamu. Instalacja do ekstrakcji wytłoków Wytłoki z pras do tłoczenia oleju kierowane są do budynku ekstrakcji. Tam, w ekstraktorze, wydobywa się pozostający w nich tłuszcz. W tym celu, jako rozpuszczalnik stosuje się heksan. W aparacie ekstrakcyjnym wytłoki przemywane są miscelą, czyli roztworem oleju rzepakowego w heksanie. Materiał jest przesuwany w aparacie i przemywany miscelą o coraz niższym stężeniu oleju. Na koniec przemywany jest on kilkakrotnie czystym rozpuszczalnikiem. Produktami ekstrakcji są olej i śruta rzepakowa. Śruta jest wykorzystywana, jako wysokobiałkowa pasza dla zwierząt gospodarskich. W zakładzie znajdują się instalację pomocnicze takie jak: Tr a nsp o r t r ze p a ku i śr ut y Ziarno rzepaku jest dostarczane transportem kolejowym i samochodowym. Ziarno wyładowywane jest do zbiorników zasypowych i transportowane za pomocą taśmociągu do jednego z sześciu silosów, przedstawionych na rysunku 16, gdzie jest czasowo magazynowane. Podczas transportu rzepaku ma miejsce emisja pyłu, który wychwytywany jest przez baterie cyklonów (każda składa się z dwóch cyklonów). Oczyszczone powietrze wyprowadzane jest na zewnątrz przez dwa emitory E5 i E6. Rysunek 16. Widok na silosy w zakładzie Komagra 29

30 Źródłem zorganizowanej emisji pyłów do powietrza są także procesy przewietrzania taśmociągów rzepaku w budynku elewatora. Zapylone powietrze przechodzi przez baterie cyklonów i wyrzucane do atmosfery za pomocą emitora E7. To samo dzieje się z zapylonym powietrzem z przewietrzania rampy kolejowej w budynku elewatora. Jest oczyszczane przez cyklon i odprowadzane do atmosfery za pomocą emitora E8. I n s t a l a c j a d o s u s z e n i a w y t ł o k u Śruta rzepakowa z ekstraktora, o zawartości około 30% heksanu, transportowana jest do półkowego odbenzynowywacza, w którym następuje odpędzenie par heksanu. Pary oddestylowanego rozpuszczalnika wraz z para wodną są skraplane w skraplaczu, a następnie rozdzielane. Rozpuszczalnik powraca do ekstraktora, a oddzielona woda jest odprowadzana do kanalizacji. Pozbawiona heksanu, wysuszona i schłodzona śruta transportowana jest do stalowych zbiorników magazynowych. Źródłem zorganizowanej emisji do powietrza są procesy suszenia i chłodzenia śruty. Zanieczyszczenia z tych operacji wyciągane są przez wentylator i odprowadzane przewodami do cyklonów, a następnie wyprowadzane do atmosfery dwoma emitorami: E12 i E13. Emitor E13 przedstawiony jest na rysunku 17. Rysunek 17. Emitor E13 I n s t a l a c j a o d z ys k u h e k s a n u Instalacja do odzyskiwania heksanu zaopatrzona jest w układ separacji rozpuszczalnika i wody. Układ pozwala na odzyskanie rozpuszczalnika z par wytwarzanych w aparacie ekstrakcyjnym, w chłodnicy urządzenia do usuwania rozpuszczalnika oraz zbiorniku do rozdzielania rozpuszczalnika i wody. Nieskraplające się pary przechodzą do absorbera rozpuszczalnika, w którym schłodzony olej mineralny zastosowany, jako absorbent, przepływa w dół przez wypełnienie w przeciwprądzie z parami rozpuszczalnika, parą wodną i powietrzem, które są usuwane do atmosfery za pomocą wentylatora gazów odlotowych poprzez emitor E11. K o t ł o wnia paro wa Zadaniem kotłowni jest wytworzenie pary wodnej nasyconej o ciśnieniu roboczym 1,3 MPa. Para wodna z kotłowni jest wykorzystywana do następujących celów: zasilenie potrzeb własnych kotłowni, zasilenie linii technologicznych, do ogrzania czynnika wodnego służącego do celów wentylacji mechanicznej i centralnego ogrzewania oraz do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Kotłownia opalana jest gazem ziemnym, zanieczyszczenia z jego spalania są odprowadzane do atmosfery za pomocą dwóch emitorów: E14 i E15. St a c j a d e mi n e r a l i z a c j i Zadaniem stacji demineralizacji jest uzdatnianie wody wodociągowej, wykorzystywanej podczas procesów technologicznych. Składa się na to podgrzanie wody do temperatury 105ºC, odgazowanie oraz dodanie związków chemicznych, niezbędnych do całkowitego usunięcia z wody wolnego tlenu. Do instalacji powiązanych technologicznie w zakładzie zalicza się ponadto chłodnię wentylatorową i sprężarkownię. 30

31 3. Metodyka pomiarów 3.1. Organizacja pomiarów Dzień pomiarowy zaczynał się od badania progu wyczuwalności węchowej członków zespołu z użyciem olfaktometru dynamicznego TO7 w mobilnym laboratorium Pracowni Zapachowej Powietrza (rysunek 18). W trakcie sześciu dni pomiarowych zbadana została emisja z trzech emitorów oznaczonych symbolami E22, E13 i E4. Wynika z tego, że jeden emitor badany był przez dwa dni, z tym iż nie były to dwa dni pod rząd. W ciągu jednego dnia pomiarów, badany był tylko jeden emitor. Próbka pobierana była trzy razy. Osoby pobierające próbkę nie brały udziału w pomiarach olfaktometrycznych, ponieważ przebywanie w pobliżu emitorów okresowo zmniejsza wrażliwość węchową. Rysunek 18. Mobilne laboratorium Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza 3.2. Pobieranie próbek Gazy pobierane były do pojemników z foli NALOPHAN za pomocą sondy, umożliwiającej wstępne dynamiczne rozcieńczanie badanego gazu azotem. Zasada działania sondy oraz metoda pobierania próbek jest przedstawiona w materiale filmowym (załącznik 2, płyta DVD) i na rysunkach (wybrane ujęcia z filmu). W trakcie pobierania próbki były rozcieńczane dynamicznie 240 razy. Próbki dostarczano do Mobilnego Laboratorium Odorymetrii bez zwłoki. 31

32 Rysunek 19. Pobór próbek gorących i wilgotnych gazów Rysunek 20. Butla z azotem używanym do rozcieńczania pobieranej próbki Rysunek 21. Urządzenie do wstępnych rozcieńczeń dynamicznych Rysunek 22. Zasada działania urządzenia do wstępnych rozcieńczeń dynamicznych Rysunek 23. Zasada działania pompy strumieniowej Rysunek 24. Szklana pompka wodna jako przykład strumienicy Rysunek 25. Sonda umieszczona w króćcu emitora Rysunek 26. Odłączanie napełnionego pojemnika z próbką 32

33 3.3 Zespół pomiarowy Pomiary olfaktometryczne wykonywał 6-osobowy zespół Pracowni. Członkowie zespołu byli poddawani badaniom wrażliwości węchowej na zapach n-butanolu zgodnie z normą PN- EN 13725:2007. (patrz: część I, rozdz. 2.2.). Fragment historii ocen sensorycznej wrażliwości jednego z oceniających przedstawiono w tabeli 5. Tabela 5. Przykładowy wycinek historii pomiarów progu wyczuwalności węchowej P A N E LIS TA Analiza błędów OBLICZENIA Wyniki pomiaru TO7 krok startowy powietrze ślepe ITE ilość 640 Z_ITE błędy 1 - "nie czuję odniesienia próby POMIAR [ppm] log ITE Z_TAK krok POMIAR [ppb] ref. śp. 0 - "czuję dy (5% popełnionych wszystkich dy (20% pomiar:1-ok, prezentacji bł wszystkich ślepych 0-zły powietrza prób pomiar:1-ok, prezentacji w całym odniesienia) pomiarze 0-zły 0 - pomiar nie mieści się w granicy ITE bł śr. geom. % pow. % śp. LP ,5 0, ok ok 226,3 0,0285 0, ,46 0,00 0, ,1 0, ,1 0, ok ok 28,3 0,2284 0, ,16 0,00 0, ,3 0, ,6 0, ok ok 226,3 0,0285 0, ,96 0,00 0, ,3 0, ,3 0, ok ok 56,6 0,1922 0, ,28 0,00 0, ,1 0, ,1 0, ok ok 226,3 0,0493 0, ,89 0,00 0, ,1 0, ,3 0, ok ok 226,3 0,0513 0, ,31 0,00 20, ,3 0,4101 liczba Ś P Każdego dnia w pomiarach brali udział oceniający o najbardziej zbliżonych w tym dniu progach wyczuwalności wzorca. W części pomiarów brali udział przedstawiciele Zakładu, których sprawność sensoryczna nie była oceniana. Zadaniem osób nieuczestniczących w pomiarach było pobieranie próbek Pomiar olfaktometryczny Pomiary wykonywano z użyciem dwóch olfaktometrów dynamicznych: czterostanowiskowego TO7 oraz jednostanowiskowego olfaktometru Strοehlein. Badany gaz był wstępnie rozcieńczany w dwóch etapach. W czasie pobierania próbek stosowani rozcieńczenie 240 razy. W drugim etspie wstępnego rozcieńczania stosowano olfaktometr Strοehlein. Łączne rozcieńczenie wstępne zapewniało, że po 640-krotnym rozcieńczeniu w TO7 zapach nie był wyczuwalny przez żadnego z członków zespołu. 33

34 Operator programował serie rozcieńczeń , zawierające 20% ślepych prób w kolejności losowej. Raport z jednego z przeprowadzonych pomiarów przedstawiono dla przykładu w tabeli 6. Tabela 6. Dane zarejestrowane w trakcie jednego pomiaru, uzupełnione o dodatkowe informację dotyczące warunków jego przebiegu :05H p1_1 Odour threshold panellist protocol (dilutions): Operator: Małgorzata Bojarska sequence start step Karolina Wysocka Joanna Przybylska Ewa Madejska Patrycja Romanowska Emitor: E p Worek nr: r Godzina pobrania próbki: ó Metoda pobrania: rozcieńczenie dynamiczne 240 b Rozcieńczenie olf. Stroehlein: 4 k Odorant concentration a Rozcieńczenie próbki: 960 Z50 90Z50 (db) /- (db) 1.8 Z WARUNKI pocz. końc. Z l Temperatura: 17 18,1 o C Z(UL) a Wilgotność: 35,1 38 % Z(LL) 60.0 b Stężenie CO ppm Studentfactor 2.31 Temperatura: 1,7 1,7 o C p Wilgotność: % Failure report: o Ciśnienie: hpa g Ref. air failures Zachmurzenie: umiarkowane o sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps d Opady: brak śnieg na ziemi a Kierunek wiatru: południowy Siła wiatru: 9,5 m/s Blanks failures(20% random blanks) sequence Panellist 1 Panellist 2 Panellist 3 Panellist 4 offered steps Przebieg pomiaru olfaktometrycznego z użyciem TO7 (z zasadą działania olfaktometrów TO) został przedstawiony w materiale filmowym (załącznik 3, płyta DVD). Na rysunkach zamieszczono charakterystyczne ujęcia z materiału filmowego dotyczącego olfaktometrów dynamicznych. 34

35 Rysunek 27. Zespół przy olfaktometrze TO7 w mobilnym laboratorium Rysunek 28. Ideowy schemat przedstawiający zasadę działania olfaktometrów TO Rysunek 29. Pomiar z użyciem olfaktometru dynamicznego TO7 Rysunek 30. Stanowiska oceniających zapach, olfaktometr TO7 Rysunek 31. Rotametry służące do ustawienia stopnia rozcieńczenia próbki Rysunek 32. Program TO7 35