Burak cukrowy alternatywnym surowcem do pozyskiwania bioproduktw Jan

Burak cukrowy alternatywnym surowcem do pozyskiwania bioproduktów Jan Iciek Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Tabela 1. Produkcja biopaliw w UE. KRAJ BIODIESEL 2002 2003 2004 Niemcy 450 715 Francja 366 Włochy BIOETANOL 2002 2003 2004 2005 2006 1035 1669 0 0 20 127 576 357 348 492 91 82 102 112 499 210 273 320 396 0 0 33 0 6 13 73 177 160 243 194 415 Czechy 69 70 60 133 5 0 0 Dania 10 41 70 71 0 0 0 Szwecja 1 1 50 52 127 52 55 Austria 25 32 57 85 0 0 0 Wielka Brytania 3 9 9 51 0 0 0 Polska 0 0 0 100 60 60 57 36 107 Pozostałe 0 0 20 113 70 70 45 87 73 1504 1933 3184 424 711 491 1758 Hiszpania Razem 1134 2005

Tabela 2. Stabilne ulgi w akcyzie w UE. KRAJ Ulga w akcyzie na bioetanol [€/hl] Ulga w akcyzie na biodiesel [€/hl] Czas trwania programu 39 29, 4 10 65, 45 47, 04 6 SZWECJA 53 36 4 FRANCJA 37 33 9 WIELKA BRYTANIA 29 29 6 POLSKA 38 26 brak HISZPANIA NIEMCY

Tabela 3. Zapotrzebowanie na ziemię orną w 2010 r. Na produkcję bioetanolu (i biodiesla) UE 25 w zależności od surowca. Surowiec Plon [t/ha] Produkcja Zapotrzebowanie bioetanolu na ziemię na [l/t] [l/ha] bioetanol [ha] Istniejący areał pod poszczególne uprawy [ha] % istniejący areał w UE pod prod. bioetanolu % ziemi ornej pod potrzeby biopaliw Buraki cukrowe 56 103 5768 2203537 2249000 98 2, 2 Kukurydza 8, 4 400 3360 3782738 6500000 58 3, 7 Pszenica 5, 8 384 2227 5706717 23563000 24 5, 6 Żyto 3, 5 360 1260 10087302 2568000 393 9, 9 Rzepak 3, 4 380 1292 8026316 4244118 189 7, 9 Zapotrzebowanie na bioetanol w 2010: 1, 271∙ 1010 l; Zapotrzebowanie na biodiesel: 1, 037∙ 1010 l Ziemia orna EU-25: 1, 02∙ 1010 ha

Tabela 4. Koszt surowca do produkcji 1 litra bioetanolu Plon [t/ha] Produkcja bioetanolu [l/t] Produkcja bioetanolu [l/ha] Cena 1 t surowca w EUR Koszt surowca na 1 l bioetanolu EUR Buraki cukrowe 56 103 5768 33 0, 32 Kukurydza 8, 4 400 3360 150 0, 38 Pszenica 5, 8 384 2227 148 0, 39 Żyto 3, 5 352 1232 135 0, 38 Rzepak 3, 4 380 1292 250 0, 66 Surowiec

Rys 1. Schemat łączący produkcję cukru z produkcją etanolu.

Cel referatu Celem autorów referatu jest przedstawienie propozycji alternatywnych technologii przerobu buraków cukrowych i produktów ubocznych ich przetwórstwa, które będą mogły być zrealizowane w polskich cukrowniach bez ich poważnej modernizacji, a także kilku propozycji potencjalnych technologii, które po badaniach mogą być wdrożone do przemysłu.

Rys. 2 Schemat blokowy produkcji cukru z buraków cukrowych. Ca. CO 3 Wypalanie wapna C Buraki Ca. O Przygotowanie buraków do przerobu Segregacja Magazynowanie CO 2 Ekstrakcja Suszenie Pakowanie Cukier Oczyszczanie Zagęszczanie Krystalizacja 3 stopniowa Melas Magazynowanie

Rys. 3 Schemat blokowy produkcji zagęszczonego soku surowego z buraków cukrowych. Buraki Przygotowanie buraków do przerobu Ekstrakcja Biokonwersja Sok surowy Zag. sok surowy Magazynowanie Zagęszczanie

Rys. 4 Schemat produkcji bioetanolu z buraków cukrowych. Wysłodki Buraki Krojenie i ekstrakcja cukru Odwadnianie Etanol Sok surowy Rektyfikacja Przygotowanie zacierów Fermentacja wg technologii ekstrakcyjnej np. „Biostil” Wywar CO 2

Rys. 5. Schemat produkcji drożdży paszowych z wywaru.

Rys. 6. Schemat otrzymywania paszowego preparatu L-lizyny. Szczep Inokulum Namnażanie szczepu Fermentacja główna Źródło sacharozy (melas, sok, syrop) sacharozy (melas, sok, syrop) Paszowy preparat Llizyny × HCl Suszenie i granulacja Koncentracja Woda

Tabela 5. Potencjalne produkty biokonwersji buraczanego soku surowego. Bioetanol Biomasa drożdży lub bakterii do celów paszowych lub produkcji preparatów białka, barwników, witamin itp. Preparaty lizyny i innych aminokwasów. Sorbitol, mannitol i inne niskokaloryczne środki słodzące o strukturze alkoholi cukrowych lub bezwodników fruktozy. Bioplastiki o strukturze polimerów polihydroksykwasów. Polisacharydy bakteryjne: celuloza, dekstran, pululan, mutan, alternan, reuteran itp. Prebiotyczne oligosacharydy, głównie fruktooligosacharydy i izomaltooligosacharydy

Tabela 6. Potencjalne produkty biokonwersji melasu. Etanol Celuloza bakteryjna Preparaty enzymatyczne Preparaty farmaceutyczne (witaminy) Szereg innych (melas jest stosunkowo tanim składnikiem podłóż do hodowli drobnoustrojów)

Tabela 7. Możliwości zagospodarowania wysłodków buraczanych na drodze biokonwersji lub odpowiedniej obróbki fizykochemicznej zawartych w nich polisacharydów. Biokonwersja produktów enzymatycznej depolimeryzacji polisacharydów Kwas ferulowy –> wanilina, lignany (nutraceutyki przeciwdziałające chorobom serca i układu pokarmowego) Monosacharydy -> estry cukrów i kwasów tłuszczowych (biosurfaktanty), farmaceutyki Glukoza (i ksyloza)-> bioetanol Wysłodki jako składnik podłoży do hodowli drobnoustrojów Produkcja preparatów enzymatycznych Beztlenowa fermentacja Biogaz (wartość energetyczna około 35 MJ/m 3) Polisacharydy jako funkcjonalne składniki żywności Błonnik pokarmowy (celuloza, hemicelulozy, pektyna), zabielacz do kawy (oczyszczona celuloza lub celuloza z dodatkiem pektyny), stabilizator emulsji (pektyna)

W imieniu Pracowników Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności Politechniki Łódzkiej deklaruję chęć współpracy w zakresie badań, opracowania nowych technologii oraz projektów budowy nowych lub modernizacji istniejących linii technologicznych w cukrowniach, gorzelniach i w innych zakładach przetwórstwa surowców roślinnych.

Dziękuję Państwu za uwagę!