Analysis of Possibility of Yeast Production Increase at Maintained Carbon Dioxide Emission Level

Open access

Abstract

Main parameters polluting of technological wastewater (dregs from decantation and thicken of the wort) from yeast industry are: nitrogen, potassium and COD. Such wastewater are utilized mostly on agricultural fields. Unfortunately, these fields can only accept a limited amount of wastes. The basic parameter limiting there the amount of wastewater is nitrogen. When capacity of the production is large sewages are often pretreated at an evaporator station. However, due to the fairly high running costs of the evaporator station currently such a solution is applied only to a small amount of wastes (just to meet legal requirements). Replacement of the earth gas with a biomass being supplied to the evaporator station from the agricultural fields will both allow to maintain the carbon dioxide emission level and enable the production growth. Moreover, the biomass growing on the agricultural fields being fertilized with the wastewater coming from the yeast production allows consequently to utilize the greater volume of wastewater. Theoretically, the possible increase in the yeasts production, with maintaining the carbon dioxide emission level, can reach even 70%. Therefore, the solution presented in this paper combines both intensification of the yeasts production and maintaining the carbon dioxide emission level.

1. Aparicio I., Santos J. L., Alonso E.: Limitation of the concentration of organic pollutants in sewage sludge for agricultural purposes, Waste Management, 29 (5) (2009) pp. 1747–1753.

2. Brendecke J.: Axelson R., Pepper I., Soil microbial activity as an indicator of soil fertility: Long-term effects of municipal sewage sludge on an arid soil, Soil Biology and Biochemistry, 25 (6) (1993) pp. 751–758.

3. Csuk R., Glanzer B.I.: Baker’s yeast mediated transformations in organic chemistry. Chem. Rev., 91 (1) (1991) pp. 49-97.

4. Czyżyk F. (red.): Wytyczne w zakresie wykorzystania produktów ubocznych oraz zalecanego postępowania z odpadami w rolnictwie i przemyśle rolno-spożywczym, Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi Instytut, Technologiczno-Przyrodniczy, Falenty 2010.

5. Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.

6. Directive 2001/77/EC of European Parliament and of the Council on the Promotion of Electricity Produced from Renewable Energy Sources in the Internal Electicity Market.

7. Directive 2009/28/EC the European Parliament and of the Council of 23 April on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.

8. Drożdż J.: Inwestycje w przemyśle spożywczym w okresie integrowania z UE, Przemysł Spożywczy, 59 (1) (2005) pp.6-8.

9. Fjaervoll A.: The theory and use of centrifugal machines in the dairy industry, International Journal of Dairy Technology, 21 (4) (1968) pp. 180-186.

10. Gawdzik A., Włodarczyk B.: Effects of the industrial wastes purification system on the productivity of the yeast factory Lesaffre in Wolczyn, Environmental Engineering, DOI: 10.3846/enviro.2014.020

11. George S., Larsson G., Olsson K., Enfors S:, Comparison of the Baker's yeast process performance in laboratory and production scale, Bioprocess Enfineering, 18 (1998) pp. 135-142.

12. Hugo E.: Handbook of cane sugar engineering, Elsevier Publ. Comp., New York, 1974.

13. Ifrim G., Bahrim G., Rapeanu G., Nitrogen removal strategy from baker’s yeast industry effluens, Innovative Romanian Food Biotechnology, (2) (2008) pp.11-24.

14. Jensen C.: Localized Spillovers in the Polish Food Industry: The Role of FDI in the Development Process, Regional Studies, 38 (5) (2004) pp. 535-550.

15. Kaltschmitt M.: Hartmann H.: Energie aus Biomasse: Grundlagen, Techniken und Verfahren, Springer-Verlag 2001.

16. Kamiński J., Leduc G.: Energy efficiency improvement options for the EU food industry, Polityka Energetyczna, IGSMiE PAN, 13 (1) (2010).

17. Kelling K.A., Keeney D.R, Walsh L.M., Ryan J.A.: A Field Study of the Agricultural Use of Sewage Sludge, Journal of Environmental Quality, 6 (4) (1977) pp. 352-358.

18. Kessler, H. G.: Lebensmttel- und Bioverfahrenstechnik, Molkereitechnologie, Verlag A. Kessler, Munchen 1996.

19. Kessler, H. G.: Food and Bio Process Engineering, Diary Technology, Verlag A. Kessler, Munchen 2002.

20. Kobya M., Delipinar S.: Treatment of the baker's yeast wastewater by electrocoagulation, Journal of Hazardous Materials, 154 (1-3) (2008) pp. 1133-1140.

21. Kutera J.: Wykorzystanie ścieków przemysłu spirytusowo- drożdżowego w rolnictwie, Materiały instruktażowe IMUZ (52), Falenty, 1986.

22. Lewandowski W.: Proekologiczne odnawialne źródła energii, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.

23. Manning DAC, Mineral sources of potassium for plant nutrition. A review, Agronomy for Sustainable Development, (2009) pp.281-294 DOI: 10.1051/agro/2009023.

24. Nowak A.J., Królik D., Kostecki J.: Wastewater treatment in constructed wetlands, Civil and Environmental Engineering Reports, 11 (2013) 93-99.

25. Opinia Instytutu Nawożenia i Gleboznawstwa o przydatności nawozu organicznego o nazwie „Vinassa - wywar melasowy” do nawożenia roślin w uprawie polowej i na trwałych użytkach zielonych użytkowanych kośnie, Puławy, 2005.

26. Opinia Państwowego Instytutu Weterynaryjnego dotycząca oddziaływania nawozu organicznego o nazwie „Vinassa - wywar melasowy” na zdrowie zwierząt, po prawidłowym jego zastosowaniu, Puławy, 2005.

27. Opinia Instytutu Medycyny Wsi dotycząca wpływu nawozu organicznego o nazwie „Vinassa - wywar melasowy” na zdrowie ludzi, Lublin, 2005.

28. Pawełczyk A., Górecki H.: Perspektywy utylizacji odpadów rolno - spożywczych na nawozy mineralno-organiczne, Chemia dla Rolnictwa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, (1996) pp.108-113.

29. Płuciennik-Koropczuk E., Sadecka Z.: Myszograj S., COD fractions in raw and mechanically treated wastewater, Civil and Environmental Engineering Reports, 11 (2013) 101-113.

30. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014r. w sprawie warunków, jakie należy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Na podstawie art. 45 ust. 1 pkt 1, 3 i 4 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Dz. U. z 2012 r. poz. 145, z późn. zm.

31. Sauerbeck D.: Effects of agricultural practices on the physical, chemical and biological properties of soils: part II—use of sewage sludge and agricultural wastes, Scientific Basis for Soil Protection in the European Community, Springer, (1987) pp. 181–210.

32. Schnaak W., Küchler Th., Kujawa M., Henscherl K.-P., Süssenbach D., Donau R.: Organic contaminants in sewage sludge and their ecotoxicological significance in the agricultural utilization of sewage sludge, Chemosphere, 35 (1/2) (1997) pp. 5-11.

33. Singh R.P., Agrawal M., Potential benefits and risks of land application of sewage sludge, Waste Management, 28 (2008) pp. 347-358.

34. Special report on carbon dioxide capture and storage, Interngovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Cambridge University Press, New York 2005.

35. Thornton I. (scienticic co-ordinator): Pollutants in urban waste water and sawage sludge, Final Report, ICON, London 2001.

36. Urban R.: Polski przemysł spożywczy w pierwszych miesiącach po integracji z Unią Europejską, Warszawa, 2005.

37. Urban R.: Polish market of food and drinks, Przemysł spożywczy, 62 (8) (2008) pp. 26-30.

38. Urban R.: Food industry in the prospect of joining European Union, Przemysł Spożywczy, 54 (6) (2000), pp. 4-7.

39. Urban R., Drożdż J.: Development Tendencies in the Sectors of Bakery and Sugar Confectionery, Przemysł Spożywczy, 56 (6) (2002) pp. 22-27.

40. Urban R.: Developmental tendencies of Polish food industry, Przemysł Spożywczy 61 (8) (2007) pp. 20-25.

41. Walker G.M.: Yeast-physiology and biotechnology, ed. J. Wiley, Chichester, 1998.

42. Walkenhorst P., Determinants of foreign direct investment in the food industry: The case of Poland, Agribusiness, vol. 17 (3) (2001) pp. 383–395.

43. Wang M-J., Land application of sewage sludge in China, Science of The Total Environment, 197 (1-3) (1997) pp. 149-160.

44. Wang X., Chen T., Ge Y., Jia Y., Studies on land application of sewage sludge and its limiting factors, Journal of Hazardous Materials, 160 (2008) pp. 554-558.

45. Włodarczyk, P.P., Włodarczyk, B., Analysis of the possibility of using stainless steel and copper boride alloy as catalyst for microbial fuel cell fuel electrode, Archives of Waste Management and Environmental Protection, 17 (1) (2015) pp. 111-118.

46. Włodarczyk B., Gawdzik A.: Ocena gleb uprawnych na podstawie poziomu substancji nawozowych w wyniku nawożenia nawozem organicznym powstałym z przemysłu drożdżowego, Monografia Uniwersytetu Opolskiego, Inżynieria Procesowa w Ochronie Środowiska, (2011) pp. 92-100.

47. Włodarczyk B., Gawdzik A.: Wykorzystanie biomasy w celu obniżenia kosztów użytkowania stacji wyparnej, Monografia Uniwersytetu Opolskiego, Inżynieria Procesowa w Ochronie Środowiska, (2011) pp. 109-115.

48. Wrzosek J., Gworek B.: Biomass as renewable energy source, Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, nr 43 (2010) pp. 104-116.

49. Zub S., Kurissoo T., Menert A., Blonskaja V.: Combined biological treatment of high-sulphate wastewater from yeast production, Water and Environment Journal, 22 (4) (2008) pp. 274–286.

Civil and Environmental Engineering Reports

The Journal of University of Zielona Góra

Journal Information

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 181 142 11
PDF Downloads 68 64 8