음식물폐수 처리와 제과제빵 폐수의 고도화가 필요한 시점

오늘 소개 할 폐수처리 분야는 제과제빵 및 음식물 폐수처리 분야입니다. 오늘날 대한민국은 식생활 패턴이 많이 변했습니다. 쌀에 대한 소비는 날로 줄어들어가고 있으며 쌀 생산도 줄고 있습니다.

전통적인 백반과 반찬위주의 식습관에서 빵소비와 인스턴트 비중이 늘게 되었습니다. 이는 곧 ‘베이커리 시장’의 대중화로 서구화 된 식생활의 변모를 뜻합니다.

특히, 프랜차이즈의 비중만 봐도 요식업 분야에선 커피 중심의 다양한 먹거리 프랜차이즈들이 즐비하며 이와 더불어 각종 디저트 음식들이 각광받고 있습니다.

다양한 제과제빵 산업 뿐만 아니라 대한민국은 라면, 초코파이 등으로도 해외수출의 호조를 보이며 세계적인 명성을 떨치고 있습니다.

그렇다면 먼저 제과제빵 분야의 국내 시장동향을 살펴볼까요?

국내 제과제빵 가공식품 시장의 동향

출처: 농림축산식품부/한국농수산식품유통공사(aT) ‘2018 가공식품 세분시장 현황 보고서’

농림축산식품부의 조사처럼, 베이커리 제품의 소비는 계속 늘어나고 있습니다. 올해 국내 과자시장의 경우 4조원대를 돌파했으며, 이는 포스트 코로나의 영향으로 ‘집콕족’이 늘어난데를 원인으로 두고 있습니다.

마찬가지로 1인의 빵소비도 크게 늘었습니다.

출처 : 국내 베이커리 시장 동향과 소비트랜드 변화(KB자영업 분석 보고서)

● 1인가구 증가, 식생활 변화 등으로 빵 소비가 늘어나면서 국내 베이커리 전문점 시장 규모는 지속적으로 성장
● 국민 1인당 하루 빵 소비량은 2012년 18.2g에서 2018년 21.3g으로 증가하였으며 베이커리 전문점 시장 규모도 매년 4.1%씩 성장
● 식료품이나 쌀을 포함한 곡류 관련 지출에 비해 빵 관련 소비지출이 빠르게 증가하고 있으며 특히, 식사 대용 빵 수요가 젋은층을 중심으로 확대

출처 : 국내 베이커리 시장 동향과 소비트랜드 변화(KB자영업 분석 보고서)

KB자영업 분석 보고서에 따르는 프랜차이즈의 경우도 제과제빵은 커피에 이어 2위를 기록하며, 커피전문점에서도 제과제빵은 디저트로 팔리고 있습니다. 전체외식업에서도 제과제빵은 상위권을 랭크하고 있습니다.

제과폐수의 생산의 원인

제과폐수에는 기본적으로 두 가지 출처가 있습니다.

가공폐수 : 전통에서 현대에 이르기까지 모든 제과 생산 공정은 전처리, 재료 조리, 포장 및 기계 청소 단계를 거쳐야 합니다. 그 이후로 폐수는 엄청난 양을 생성하기 시작합니다.

생활폐수 : 폐수는 산업 기계 시스템의 냉각 및 냉각 단계에서 화장실, 식당, 기숙사 등에서 직원의 활동에서 발생합니다. 제과 공장에는 많은 작업자와 기계가 있습니다. 가공생산시설에 투입되는 인력은 24시간 교대근무가 많은 편입니다.

제과 폐수의 성분

기사의 시작 부분에서 Why는 이러한 유형의 폐수의 위험과 긴급성을 강조했습니다. 제과 폐수 처리의 기술적 과정에 대해 알아보기 전에 그 구성과 특성이 왜 그렇게 복잡한지 알아보겠습니다.

제과폐수는 일반폐수와 달리 투입물질에 따라 조성이 다릅니다. 수십억 가지 재료를 가진 수백만 가지의 다양한 사탕이 있습니다.

그러나 그들은 여전히 매우 높은 농도의 유기 오염 물질을 포함하고 있다는 공통점이 있습니다. 부유 물질(SS), 지방, 오일 및 그리스는 화학적 산소 요구량(COD)이 커서 처리 공정에 시간과 비용이 많이 듭니다.

파라미터	단위	First value	배출기준(예제)
파라미터	단위	First value	Column A	Column B
pH	–	5,5 – 10,5	6 – 9	5,5 – 9
BOD5	mg/l	1200	30	50
COD	mg/l	1850	75	150
TSS	mg/l	500	50	100
총 나이트로화합물	mg/l	42	20	40
총 인	mg/l	9,5	4	6
기름	mg/l	150	5	10
총대장균균	MPN/100ml	10^4 – 10^5	3000	5000

작동 원리

상업용 식품 또는 음료 가공 공장의 폐수는 도시 하수도 시스템으로 배출하기 전에 사전 처리가 필요합니다. 도시 처리 공장은 이러한 공장 폐수의 전형적인 오염 밀도를 제거할 수 없기 때문입니다. 효과적인 전처리를 달성하기 위한 매우 효율적이고 비용 효과적인 방법은 DAF(Dissolved Air Flotation) 시스템 및/또는 생물학적 처리 시스템을 작동하는 것입니다. 이러한 시스템은 고형물, 생화학적 산소 요구량(BOD), 지방, 오일 및 그리스(FOG)와 같은 물질을 제거하기 위한 최적의 솔루션입니다.

상업용 식품 또는 음료 가공 공장에서 DAF 시스템을 사용하여 전처리하면 FOG를 최대 99%까지, 총 부유 물질(TSS)을 최대 97%까지 줄일 수 있습니다. 효과적인 FOG 제거를 위한 응집제 및 물의 pH 조정에 대한 요구 사항은 위와같은 시스템으로 완전히 자동화할 수 있습니다.

프로세스 설명

DAF 시스템은 미세한 기포를 DAF 탱크에 주입하는 분리 기술을 사용합니다.
이 작은 기포는 불용성 오염 물질에 달라붙어 구명 조끼가 사람을 물에 띄우는 것처럼 표면에 떠 있게 합니다.
베이킹 과정에 사용되는 특정 재료는 물보다 무겁습니다. 부유 오염 입자와 공기를 끌어당기는 응집제를 추가해야 합니다. 이 두 물질이 결합되면 오염 물질이 클러스터로 결합되어 전처리 용기 표면으로 부유하게 됩니다.
DAF 용기 표면에 이렇게 축적되는 오염 물질을 “슬러지”라고 합니다. 그런 다음 물 표면에서 긁어내어 처리 과정에서 제거됩니다.
그러면 깨끗한 물이 DAF 용기 바닥으로 빠져나가 이제 안전하게 하수구로 배출될 수 있습니다.

기타 제과제빵, 음식물 처리공정시 쓰일 수 있는 설비용어

1. 오일 분리기 탱크

수거 후 폐수는 오일 탱크로 직접 펌핑되어 수면에 떠 있는 기름기를 제거합니다. 그리스는 물에 녹지 않으므로 기계 손상을 방지하기 위해 쉽게 제거할 수 있습니다.

오일 분리가 무시되거나 비효율적으로 수행되면 펌프 막힘 및 생화학 미생물 활동 억제가 확실합니다.

2. 공조 탱크

오염 농도를 조절하고 제과 폐수 흐름의 균형을 맞추는 것은 컨디셔닝 탱크가 수행하는 작업입니다. 탱크에서는 공기 송풍기 시스템에서 공기가 공급되어 지속적으로 교반되고 악취를 유발하는 미생물의 성장 및 분해를 방지하며 동시에 예측할 수 없는 많은 독성 물질을 생성합니다.