Отходы сахарного тростника являются отличным источником биомассы в странах-производителях сахара по всему миру.
Количество отходов зависит от сорта растения, возраста урожая, а также почвы и погодных условий. Как правило, оно составляет около 15% от общей надземной биомассы при сборе урожая, что эквивалентно примерно 10-15 тоннам на гектар сухого вещества.
Во время уборки тростника около 70-80% отходов остается в поле, а 20-30% попадают на мельницу вместе со стеблями в качестве посторонних веществ. Их теплотворная способность аналогична жмыху, но имеет преимущество, заключающееся в более низком содержании влаги.
В настоящее время только небольшое количество этой биомассы используется в качестве топлива, смешанного с жмыхом или отдельно. Остальное просто сжигается в полевых условиях из-за высоких затрат, связанных со сбором и транспортировкой, что создает проблему загрязнения в странах, производящих сахар.
В то же время остатки тростника можно использовать в качестве внесезонного топлива для круглогодичной выработки электроэнергии на сахарных заводах. Существует также высокий спрос на биомассу в качестве котельного топлива во время помола. Отходы также можно перерабатывать в гранулы и сжигать на специальных электростанциях, работающих на биомассе, или совместно с углем.
Замена мазута
В настоящее время значительный процент энергии, используемой для котлов при переработке сахарного тростника, обеспечивается импортным мазутом. В целом, позитивные социально-экономические и экологические последствия использования тростниковых отходов в качестве альтернативы нефтяным продуктам представляются многообещающими и включают обеспечение масштабной занятости в сельской местности и минимизацию импорта нефти. К тому же при этом накапливается опыт, необходимый для создания надежного источника биомассы для круглогодичной выработки электроэнергии.
Альтернативные методы
Оптимизация использования тростниковых отходов подразумевает переход от традиционного метода уборки урожая, который обычно состоит в уничтожении мусора путем поджога огромных площадей полей сахарного тростника до уборки урожая. Альтернативные варианты включают операцию по отделению тростника от мусора комбайном и транспортировке на мельницу. На полях отходы могут подвергаться тюкованию, что связано с целым рядом расходов на обработку, транспортировку и хранение. При прессовании на поле также остается около 10-20% (1-2 тонны на гектар).
Второй альтернативой является измельчение и сбор отдельно от тростника во время уборки урожая, но экономичность этого подхода требует оценки.
Третий вариант – сбор урожая сахарного тростника полностью, что потребовало бы разработки адекватной системы сбора, транспортировки и хранения в дополнение к измельчению и очистке.
Широко распространенный метод состоит в том, что собранный тростник режут на части, а затем в два этапа продувают в устройстве для удаления мусора. Количество мусора, которое идет вместе с тростником, зависит от эффективности очистки комбайна.
В среднем, 68% мусора выдувается из комбайна и остается на земле, а 32% попадает на мельницу вместе с тростником в качестве постороннего вещества. Техника, используемая для извлечения мусора, оставшегося на земле, называется прессованием. Несколько пакетировочных машин были испытаны с маленькими, большими круглыми и квадратными тюками.
Для использования отходов необходимо внедрить новую схему так называемого «зеленого механического сбора урожая», благодаря которому исключается образование загрязнителей воздуха, а также парниковых газов, способствующих неблагоприятным климатическим изменениям.
Кубинский пример
Система сбора сахарного тростника на Кубе является уникальной среди стран-производителей тростника в двух важных аспектах. Во-первых, около 70% урожая собирается машиной без предварительного сжигания — это намного больше, чем в любой другой стране. Второй уникальной особенностью практики сбора урожая на Кубе является давнее коммерческое использование «станций химической чистки» для удаления мусора со стеблей тростника до того, как стебли доставляются на дробильные мельницы.
На Кубе имеется более 900 станций очистки, которые обслуживают 156 сахарных заводов. Как правило, они не примыкают к мельницам, а соединяются с ними с помощью недорогой системы доставки – специализированной железнодорожной сети с длиной пути более 7000 км.
Марко Баянов