통조림 공업은 식생활의 개선 및 합리화에 따라 급속히 발전하고 있다. 통조림 공업의 원료는 계절에 따라 원료의 종류가 다양하여 폐수의 수질도 계절적으로 변동한다. 야채통조림 공장에서도 그 원료 및 제품의 종류가 다양하며 주 제조공정은 대체로 원료세정, 탕자(湯煮), 착즙(搾汁), 통조림, 자비공정(煮沸工程)이다.

2.야채통조림 공업

a. 일반적인 제조법
    일반적인 제조법은 아래의 그림과 같으며 채집된 원료는 일정한 품질의 제품을 얻기 위하여 부적당한 것을 선별, 제거하고 일단 저장한 후 물로 세정하여 토사, 부착된 미생물, 병충해의 방제에 사용된 약제 등을 완전히 제거한다. 세정이 끝난 원료는 다음과 같은 목적으로  탕자(湯煮 : scalding)를 하든가 또는 탕통(湯通 : blanching) 시킨다.( 이 공정을 보통 표백공정이라고 하나 일반표백과는 성질이 다르다)
껍질을 벗기기 쉽게 하기 위해
외피의 점착물을 제거하기 위해
통조림 후 용액의 혼탁을 방지키 위해
육류에 취약한 조직을 굳게 하기 위해
산화효소를 파괴하여 산화를 방지하고 빛깔을 고정시키고 향기를 좋게 하고 청정하게 하기 위해
    이 공정을 끝낸 원료는 증기, 열탕, 산 알칼리 및 기계로 껍질을 벗긴다. 다음으로 제품의 상품 가치를 저하시키지 않도록  숙도(熟度)에 의한 선별, 불완전 과실, 형상이 고르지 않은 것을 선별하여 일정량씩 통에 넣는다. 원료를 채운 통에는 맛을 위해 식염용액(과실통조림은 보통 10~60% 사탕용액이 주입된다)을 정량 주입한다. 관에 채워진 것을 임시로 뚜껑을 덮고 탈기 상자에 90~97℃로 6~10분 가열, 탈기한 후에 본래의 뚜껑을 덮는다. 탈기에 의해 관내의 공기를 완전히 배제함은 빛깔, 향미가 유지되고 관과 내용물의 산화 및 호기성 세균의 번식을 방지하기 위한 것이다. 살균시간 및 온도는 내용물과 관의 크기에 따라 다르나 80~90℃에서 10~20분 동안 살균하는 것이 표준이다. 상압증기 또는 열탕에 의해 살균된 것은 즉시 냉수에 넣어 저장한다.

b. 폐수 배출원 수량과 수질
    야채통조림공업 폐수의 종류를 대별하면 원료세정폐수, 표백장 폐수, 바닥 및 기계설비의 세정폐수, 고체폐기물 저장소에서의 침출폐수이다. 이중 표백장 폐수와 고체폐기물 저장소에서의 침출폐수가 더욱 농후하다.

① 원료세정폐수
    원료세정폐수와 원료에 부착된 토사, 가는 모래, 살충제, 곤충류를 제거하는 공정으로부터 배출되는 것으로 토사 등의 침전물은 물론, 껍질, 잎 등의 식물체 파편과 colloid상 전분질, 용해성의 유기물을 다량 포함하고 있다. 따라서 이 폐수의 BOD는 상당히 높아 평균 3,500ppm 이며 전 고형물은 2,800ppm 이고, 수량도 비교적 많다.

< 완두통조림 공장폐수의 수량과 수질 >

폐수의 종류	전고형물(ppm)	BOD (ppm)	pH	No. 2 Case 당 수량 ℓ
완두세정수	2,800	3,500	5,0	-
표백장폐수	21,000	11,000	6.8	-
바닥세정폐수	1,200	175	7.2	-
총합폐수	1,750	1,400	7.0	94.7
덩쿨퇴적폐수	75,000	50,000	3.0	-

② 표백장 폐수
    표백장 폐수는 원료를 탕자 또는 끓는 물을 사용하는 것으로서 수온이 극히 높고, 그 중에 콩을 쪄서 우량의 콩, 껍질 벗기는 공정으로 잔존한 알칼리류, 다시 영양원으로 이용할 수 있는 용해성 유기물, 즉 당류, 전해질을 다량 포함하고 있다.
    이것은 통조림공장 폐수 중에서도 더욱 농도가 높고 BOD도 11,000ppm 이상으로 조업의 전 기간을 통하여 연속적으로 배출된다.
    표백공정은 통조림공장의 총합폐수의 농도를 좌우하는 중요한 공정이므로 각종의 야채, 과실료에 대해서만 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
    예를 들면 토마토는 주로 껍질을 벗기기 쉽게 하기 위하여 증기, 또는 끓는 물로 36~60초 동안 처리하고 다음에 물로 냉각한다. 아스파라거스는 청정과 탕자를 목적으로 끓는 물을 바스켓에 넣고 통과시킨다. 이러한 목적을 scalding이라고 한다.
    또 복숭아의 알칼리피(皮)를 벗긴 후의 탕자는 잔존하는 알칼리제거와 동시에 열에 의하여 표면의 산화효소를 파괴하려는 목적이다. 많은 야채류는 그의 제조공정 중 주로 산화효소의 작용을 방지하고 색깔을 고정하고 향기를 돋구는 한편 청정케 하기 위하여 증기 또는 탕으로 표백하는 수가 있다(이런 때는 blanching이라고 하나 염소제제, 기타 화학약품으로 하는 표백과는 전혀 다르다).
    그러나 이 조작시간이 너무 지나치면 야채, 과실 중에 함유되어 있는 비타민류, 무기염류, 당 및 단백질류 등의 유효성분이 증자수(蒸煮水) 중에 용출하여 폐수의 농도를 높이고 다시 내용물의 빛깔을 손상시켜 상품 가치를 감소시키는 결과가 된다.

③ 바닥 및 기계설비의 세정폐수
    생산공장, 특히 식품공장에서는 기계의 성능을 항상 유지할 목적과 엄밀한 위생관리를 하기 위하여 기계설비와 작업장을 정기적으로 세정한다.
    이 세정폐수 중에는 토사, 야채조각, 콩알 등을 포함하나 BOD는 일반적으로 낮아 150~200ppm의 범위이다.

④ 폐기물 저장소에서의 침출폐수
    공장 내에서 제거된 야채의 조각, 덩굴, 잎, 줄기 등은 공장 내의 노천저장소에 퇴적하고 충분히 발효시켜 유기비료로서 판매된다. 장기간의 퇴적에 의하여 발효 액화한 침출액은 상당히 농후한 액이며 BOD 50,000~80,000ppm, 전고형물 70,000ppm, 휘산물질 55,000~60,000ppm이다. 이 농후한 폐수는 공장에서의 폐수에 합류 시키지 않고 보통 산화지 등에서 별도로 처리한다.

3. 과즙 통조림

a. 일반적 제조법
    과즙은 생과와 비슷한 맛과 우아한 향기, 영양가를 가진 식품으로 그 제조공정은 원료에 따라 다소 차이가 있으마 대체로 다음과 같다.

    부적합한 것을 제거하고 선택된 과실은 세정하고 각종 이물과 부착물을 제거한다. 다음에 파쇄, 착즙, 즉 과즙의 추출공정에서는 과실은 세정하고 각종 이물과 부착물을 제거한다. 즉 과즙의 추출공정에서는 과실의 종류에 따라 그대로 혹은 급격히 가열시켜 효소를 파괴시킨 후 압착기에서 과즙을 추출한다. 진공처리공정에서는 과즙을 진공 중에 무상으로 분출 시키거나 과즙을 넣은 탱크를 진공조건 하에서 교반하여 과즙 중의 공기를 배제한다. 탈기된 과즙은 여과기로 여과하여 맑게 하여 겉모양을 향상시킨다. (不透明果汁, 예를 들어, orange 쥬스 중에는 많은 고형물이 함유되어 있으므로 미세한 그물눈을 통하여 거른다. 이 조작은 straning이라고 한다) 과즙혼탁의 원인은 단백질, pectin질 및 미세한 과육편(果肉片)등이 cilloid상으로 부유 되어 있기 때문이며 이것은 여과기를 통하는 것만으로는 맑게 되지 않을 뿐더러 여과 효과율도 나빠지므로, 과즙을 70~80℃로 가열하여 단백질을 응고시키고 또한 여과조제로서 석면(石綿), 청징제(淸澄劑)로서는 난백(卵白), casein, gelatin, 규조토 등을 가하여 여과시키는 것이 통례로 되어 있다. 이후의 저장, 살균공정은 야채통조림 공장일 때와 그 분질이 같다. 대부분의 과즙은 강산성으로서 세균의 해를 받을 기회가 적으므로 일단 저장한 후 구연산, 주석산 등의 산류, 각종의 당류를 첨가하여 맛의 보정을 한 후 통조림으로 또는 병에 담는다.

b. 폐수의 배출원과 수량 및 수질
    과즙통조림 공장에서 유발되는 주요한 폐수는 원료세정폐수, 바닥기계설비의 세정수, 착즙폐수 등이다.
① 원료 세정폐수
    과즙제조의 제1공정에서 배출되는 것으로서 세정조 또는 spray식 세정기에서의 폐수 이외에 각종의 폐기물이 포함된다. 이 폐수는 양적으로 많고 과일을 씻을 때 떨어진 물질, 부패, 손상된 과일에서의 즙, 껍질 등의 대형 고형물은 물론이고 colloid상 물질, 용해성 유기물을 다량 함유하여 BOD가 매우 높다.

② 바닥설비의 세정폐수
    이 폐수는 주로 표피제거나 정돈공정 또는 착즙공정의 작업장 청소에서 배출되는 것이며 본질적으로는 야채통조림공장의 바닥세정폐수와 별 차이가 없다. 이 폐수에는 설비의 세정수가 합류되므로 바닥과 설비에 산재하는 다량의 고형물이 포함되며, 수량도 비교적 많다.

③ 파쇄, 착즙, 여과폐수
    이 폐수는 파쇄, 착즙, 여과의 공정에서 누출되는 다량의 과즙과 고형물을 포함하며 이 공장폐수 중에서 가장 농후하다. 폐수량은 원료의 종류에 따라 크게 변동한다.

c. 야채가공공장 폐수의 처리법 
    원료와 제조공정으로 인한 당, 전분의 탄수화물, 단백질, 유기산류가 다량 함유되어 있으며 이들 성분은 폐수 중에 colloid상 또는 침전성 물질로서 부유하거나 또는 용해성 물질로 구성되어 있다. 이들 유기물은 미생물의 영양원으로 좋으므로 활성슬러지법 등의 생물학적 처리가 적당하다.
    그러나 통조림공장 중에서 계절적인 단기조업을 하는 공장이 비교적 많으므로 폐수처리의 실시에 큰 제약을 받는다.

< 토마토 통조림공장 폐수>

공  정	부유물질(ppm)	BOD (ppm)	pH	case당 수량(ℓ)
둥근 토마토	-	-	-	-
최    대	220	850	7.5	-
최    소	170	410	6.6	-
평    균	190	570	6.9	-
둥근 토마토 및 토마토즙	-	-	-	11~57
최    대	1,164	3,880	8.4	-
최    소	667	2,160	4.0	-
평    균	950	2,916	6.0	-
토마토 제품	-	-	-	-
최    대	-	1,336	8.4	-
최    소	-	373	4.8	145~
평    균	500	1,000	6.0	380

<각종 통조림공장 폐수의 수량과 수질 >

제품종류	case당 폐수량(ℓㆍ㎥)	5-day BOD (ppm)	부유물질 (ppm)
과실 통조림공장 폐수분석 값
사 과	-	1,685~3,453	-
살 구	216~303 ℓ	200~1,020	260
버 찌	46~152 ℓ	700~2,100	20~605
포 도	19~212 ℓ	310~2,000	170~287
복숭아	4.93~9.86 ㎥	1,350	600
서양배	4.93 ㎥	2,250~4,700	1,200~6,700
아스파라거스	265 ℓ	100	30
누에콩(green or style)	99~167 ℓ	160~600	60~85
첨  채	102~227 ℓ	1,580~5,480	740~2,188
당  근	87 ℓ	520~3,030	1,830
옥수수(cream style)	91 ℓ	623	302
버 섯	25 ㎥	76~390	50~242
완 두	53~212 ℓ	380~4,700	272~400
고구마(sweet)	13.3 ㎥	295	610
감 자(white)	-	200~2,900	990~1,180
호 박	76~159 ℓ	2,850~6,875	785~3,500
염착캐비지	11.4 ℓ	6,300	630
시금치	606 ℓ	280~730	90~580
둥근토마토	11.5~57 ℓ	570~4,000	190~2,000
토마토(juice or products)	144~379 ℓ	178~3,880	170~1,168

* 제품 톤당 폐수량

    한편 계절에 별 관계없이 각종 통조림을 제조하는 대규모 공장에서 조업기간이 길어서 생물처리를 적용하더라도 수질, 수량의 변동이 심하므로 현실로는 약품 응집법이 통조림공장 폐수처리의 주체가 되어 있다. 따라서 이 처리법에 중점을 두고 생물학적 처리실시의 예를 소개한다.

① 예비처리
    통조림공장의 종합폐수 중에는 비중이 큰 토사성분, 야채, 과실의 파편과 기타 협잡물, 유기성의 부유물질이 다량 함유되어 있으므로 침사지, screen, 침전지에 의한 예비처리를 반드시 행해야 한다.
    screen을 통과한 폐수 중에는 아직 상당히 세분된 고형물이 함유되어 있으므로 후처리 과정에서의 부하를 경감시키기 위하여 1.5~2.0시간 침전처리를 하는 것이 이상적이나 약품 응집법이 적용되고 있는 처리장에서는 최초 침전을 생략하고 응집 후에 침전한다.
    그러나 약품응집에서 예비침전을 하는 것은 소요 약품류의 절감을 기하기 위함이며 더 좋은 응집을 하기 위해서는 바람직한 것이다.

② 약품 응집침전법
    통조림공장 폐수에 적용되는  응집침전장치로서는 연속식과 간헐식이 있다. 통조림 폐수는 일반적으로 pH가 낮아 응집제는 소석회가 사용되며, 그 주입률은 폐수 1㎥당 0.8~1.2㎏이 표준이나 더욱 침전효과를 향상시키기 위하여 황산제1철, 황산제2철, 과염화철, 황산알루미늄, 염화아연 등의 응집조제를 사용한다.
    당근, 근대, 토마토를 원료로 하는 폐수에 대하여 소석회를 단독으로 사용하면 어느 정도는 BOD가 제거된다. 그러나 철염, 황산알루미늄 등의 조제를 병용하지 않으면 floc이 미세하여 침강속도가 늦고 정화율도 좋지 않은 결과를 가져온다.
    실제 처리 규모의 응집장치에 의한 BOD 제거율은 평균 50%, 생성되는 슬러지량은 폐수량의 10~15vol%이므로 고속응집침전농축장치의 적용이 가능하여 배출되는 슬러지 농도도 1~2%로서 슬러지 처리도 용이하게 된다.
    통조림공장 폐수의 약제 처리시 문제가 되는 것은 특수한 폐수 이외는 BOD 제거율은 평균 50% 정도로 그 효율이 상당히 나쁘다. 이것은 폐수 중에 다량 포함된 용해성 유기물이 약품 응집법으로는 제거되지 않기 때문이다.
    이런 때는 약품처리 이전에 1~3시간의 예비 폭기를 하면, 폐수의 부패에 의해서 축적 되었던 휘발성 유기산과 폐수 중의 용존가스가 발산되고, 때때로 유기물이 산화를 일으켜서 20~30%의 BOD를 제거할 수 있다. 이러한 예비 폭기의 결과 폐수의 산화성이 향상되므로 약품
처리비도 경감된다.

③ 생물학적 활성슬러지 처리법
    활성슬러지법에 의해 통조림공장 폐수를 단독으로 처리하는 예는 적고 보통 도시하수와 혼합처리를 하는 수가 많다.
    활성슬러지법은 일반적으로 변동에 대하여 예민하고 폐수농도를 일정하게 유지하거나 또는 complete mixing process를 적용치 않는 한 양호한 처리 결과는 얻기 ㅣㅁ들다. 더욱이 통조림공장폐수는 대부분 단기조업이 행해지므로 특히 제약을 받게된다.
    고속 폭기침전장치를 사용하여 첨채, 완두 및 당근을 원료로 한 통조림공장의 혼합폐수를 처리한 예이다. 폭기는 폐수 BOD부하 10㎏/㎥/일에 대하여 체류시간 6.6시간의 대단히 높은 부하조건에서 89~90%의 BOD 제거율을 얻고 있다.

<고속 폭기침전장치에 의한 야채통조림공장 폐수의 처리결과(예:완두,당근,첨채) >

처리횟수	체류시간 (hr)	pH		BOD (ppm)		BOD 제거율	현탁중의 용존산소(ppm)
		원수	처리수	원수	처리수
1	6.6	6.0	7.0	1,052	352	70	0.5
2	"	6.8	8.3	973	237	76	0.5
3	"	-	7.9	2,332	150	94	6.0
4	"	-	8.5	1,749	126	93	2.0
5	"	-	8.0	2,254	101	96	0.6
6	"	6.2	7.7	1,563	238	85	-
7	"	5.8	7.8	1,192	39	97	3.0
8	"	6.3	7.6	771	69	91	1.3
9	"	5.6	7.4	1,027	123	88	1.2
10	"	6.2	7.6	1,142	83	93	1.0
평균값	6.6	6.1	7.8	1,406	152	89~90	1.78

    또 장치에 유입되는 폐수농도가 1,000~2,300ppm의 넓은 범위로 변동해도 처리수의 수질은 안정되고 제거율도 거의 일정하다. 따라서 고속 폭기침전장치와 같이 완전혼합방식으로 산소흡수효율이 높은 장치를 하면 수량, 수질의 변동에도 충분히 처리할 수 있다.
    이외에도 미생물에 의한 호기성 처리의 일환으로 하여 산화지법이 있다. 미국 등에서는 소규모 통조림 폐수의 처리법으로 이 법이 널리 채용되고 있다.
    산화지의 용적은 보통 조업기간 중에 배출되는 전 폐수량의 120~140% 표준이며 호기성 세균의 활동에 효과적인 깊이는 0.5~0.6m에 제한되므로 상당히 광대한 면적을 필요로 한다.