185816. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kukorica fitomassza komplex hasznosítására
1 185816 2 A Î53 249 és 158 580 lajstromszámú magyar szabadalmak szintén zöldnövénv-koncenlrátum előállítását ismertetik. A végtermék rostmentes, növelt fehérjetartalmú, detoxikált, biológiailag teljes értékű. Előnyös, hogy az eljárás élesztőfermentációs lépést is tartalmaz, ami hozzájárul a fehérjekomponens biológiai értékének növekedéséhez, a texikus anyagmennyiség csökkenéséhez. Az élesztősílés és a kapcsolódó feldolgozási fázisok (szeparálás, termolízis, sűrítés, porlasztva szárítás) bonyolult, költséges, rendkívül energiaigényes folyamatok. Ismeretesek azok az eljárások, ahol a fotoszintézis termékei az erjeszthető cukrok vagy a keményítő olyan értéknövelő ipari technológiában kerülnek felhasználásra, ahol a főtermék etanol, a melléktermékek állattartási technológiákban mint takarmány kerülnek felhasználásra. Az alapanyag leggyakrabban melasz, burgonya, gabonafélék szemtermése, gyakran a „defektes” minőségű készletek 'mint olcsó alapanyag. A klasszikus szakaszos, kis kapacitású (20--50 hl/'nap szesz) ún. „mezőgazdasági” szeszgyárak a technológia ismert nehézkessége mellett, a kapcsolódó mezőgazdasági üzemekkel célszerűen, kvázi biológiai-technológiai-ökonómiai optimum közelében működtek a létrehozott fitomassza hasznosítását illetően (pl. cukorrépa - cukor - melasz - szesz - répaszelet + szeszmoslék - marhahizlalás - trágya - talajerő-visszapótlás). A rendszer gyenge pontját az képezi, hogy a cukorrépa nem a legalkalmasabb a fitomasszamaximum üzemi léptékű produkálására, valamint, hogy a szervestrágyája mint energiahordozó ismert módon még további lépésben hasznosítható (biogáz). Ismeretes továbbá, hogy évente több millió tonna mező- és erdőgazdasági melléktermék, hulladék keletkezik Magyarországon is. (Világviszonylatban ez alig pontosítható, de ismert, hogy a szárazföldi növényzet által évente elnyelt energia 10 gigatonna szénhidrátnak felel meg (Kállay-Kralovánszky [1978] a Takarmányozás biológiája, Mg. Kiadó, Bp.). Ha az egyik legelterjedtebb gabonaféle a kukorica fitomasszájának hasznosulását (szemtermés) vizsgáljuk, az csak ott és akkor több, mint 50%, ahol a szár is intenzív hasznosításra kerül. Szinte általános gyakorlat ezzel szemben a nyers szár talajba juttatása, égetése az ismert káros talaj- és környezetvédelmi következményekkel. A fosszilis energiatartalékok csökkenése, a világméretű ármanipulációk és következményei, a fitomassza komplex hasznosítását helyezte előtérbe. Ezeddig kialakított e vonatkozású eljárások bonyolult és költséges kénsavas hidrolízist tartalmaznak. A cellulóz-előállítást ismert módon szubmerz fermentációval külön üzemben és technológiai fázisban valósitják meg, hasonlóképpen az etanol előállítását is. Mindhárom eljárás igen nagy menynyiségü ipari vizet igényel, és nagy mennyiségű szennyvizet termel. Mindezekkel összefüggésben ismeretes, hogy az istállótrágya és más szerves hulladékok mikrobiológiai úton anaerob körülmények között úgy bomlanak, hogy végtermékként éghető gázok is (metán, hidrogén) keletkeznek. Ezek a végtermékek különösen a magasabb polimerizációs fokú vegyületek anaerob mikrobiáiis bomlására jellemzőek. Feltételezés szerint a polinobarid bomlása pl. két lépcsőben történik: I. (C6Hlc05)n + nH£)->3 nCH3COOH ii. c'h,cooh^ch4+co2 a fermentáció bruttó egyenlete: Ili. C6H20 0j+H20 = 3 C02+3 CH4 Az ún. „hidrogénes” erjedésnél a zsírsavak szénhidrogénre és hidrogénre bomlanak, a keletkezett hidrogén a szén-dioxidot redukálja metánná az alábbiak szerint: C02 + 4 Hf—CH4 + 2 H20 A cellulózból mindkét úton szén-dioxid és metán képződik. A szervesanyagok egyéb komponensének, a zsíroknak és fehérjéknek anaerob bomlása is szolgálhat éghető gázt. A zsírok anaerob bomlása során 1250 cmJ/g gáz keletkezik, ennek átlagos összetétele 68 tf% CH4 és 32 tf% C02. A fehérjéből nyerhető fajlagos gázmennyiség átlag 700 cnr'/g, a gázelegy átlagos összetétele 71 tf% CH4 és 29 tf% C02. Az istállótrágyából termelhető biogáz összetétele a következő: eh4 tf% 55-65 co2% 35-45 H2 % 0-1,0 O, % 0-1,0 H2s % 0-1,0 N2 % 0-3,0 A szokásos összetételű biogáz jellemző tulajdonságai a következők: Fútőérték 5200 kcal/Nm3 Égéshő 5800 kcal/Nm3 Gyűli. hőm. 640 °C Égési seb. 18 cm/s Robb, határ 8-25 tf% Térf. súly 1,16 kg/Nm3 5,8 Nm3/Nm3 Elm. levegő Elm. füstgáz térf. 6,78 Nm3/Nm3 A nyers biogáz közvetlenül is felhasználható, azzal a különbséggel, hogy fütőértéke nagyobb, rrint a „városi gázé”. (Dér Á., Bálint, Naszályi L.: Biogáz és mesterséges szervestrágyagyártás, Hőtechnikai Kutató Intézet házi kiadványa, Bp., 1962.) 1 t istáiiótrágyából metános erjesztéssel kb. 70 m3 5000 kalóriás gáz állítható elő. Figyelembe véve, hogy 1 kg víz elpárologtaíásához 900-950 kcal felhasználása szükséges, 85% nedvességtartalmat zóldtakarmányban 15%-ra csökkentve a szükséges gázkalória átlag 65 000 kcaí/100 kg, azaz kb. 12,5 ni1/100 kg. A magas fütőértékü biogáz egyéb célokra is használható mezőgazdasági üzemben; kommunális felhasználás V. hőigényes technológiák (pl. szeszgyártás). Ismeretes, hogy gondos trágyakezelés mellett is a C- és N-veszteség jelentős. 100 kg friss trágyából és 20 kg vizeletből (kb. 3 számosállat napi produk5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
