Зерновые отходы и варианты использование

Зерновые отходы

Зерновые отходы образуются в результате очистки, сушки, хранении и переработки зерна. Для злаковых объем зерновых отходов составляет до 75 % массы сырья (Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 44-2017 «Производство продуктов питания» от 20 декабря 2017 г.).

Сюда входят растительные отходы:

• солома,
• шелуха,
• отруби,
• некачественное зерно,
• зерновая пыль

а также минеральные частицы.

Отходы зерна при очистке

Зерно поступающее с поля, требует дополнительной обработки.

Процесс очистки зерна связан с выделением из зерновой массы отходов и побочных продуктов. Побочные продукты используют для производства кормов для животных. Отходы, которые невозможно использовать, в том числе и зерновая пыль, как правило уничтожаются.

Рекомендации по использованию зерновых отходов образующихся в результате обработки зерна и семян

Побочные продукты	Рекомендации к использованию
а) зерновой материал, полученный в результате первичной очистки, в котором содержится от 70 до 85 процентов продовольственного зерна и зерен других культур, соответствующих стандартам зерновой массы	Производство комбикорма, этанола, направление на корм
б) зерновой материал, полученный в результате первичной очистки, в котором содержится от 50 до 70 процентов продовольственного зерна и зерен других культур, соответствующих стандартам зерновой массы	Изготовление кормов
в) измельченные кукурузные зерна, проходящие через отверстия сита размером 2,5 мм	Изготовление кормов

Если в результате первичной обработки в отходах обнаружено более 10 процентов зерна, а в составе побочного продукта зерновой смеси, рекомендуется провести дополнительную подработку зерновой смеси и отходов для сокращения зерновой массы в отходах.

Полученные отходы и побочные продукты, пригодные к дальнейшему использованию, как и зерновая смесь не должны иметь посторонних запахов, быть не затхлыми, с влажностью менее 17 процентов.

В одном килограмме смеси должно быть не более 30 миллиграммов металломагнитных примесей с размерами частиц до 2 миллиметров, частиц размером 0,5–2 мм – не более 10 миллиграммов. Не допускается присутствие в смеси металлических примесей в виде частиц с острыми режущими краями.

При использовании побочных продуктов обработки зерна для производства комбикорма, зерновая смесь не должна содержать более 3 процентов крупных частиц, размерами более 6 мм, и более 3 процентов примесей минерального происхождения.

Обращение с зерновыми отходами

Зерновые отходы размещают и обрабатываются в специальном отведенном отделении зернохранилища.

Не смотря на низкий класс опасности (V класс – Безвредные. Практически неопасные. Их угроза окружающей среде стремится к 0 согласно Федерального классификационного каталога отходов) зерновые отходы представляют биологическую и пожароопасную опасность.

При определенных условиях хранения зерновая пыль взрывоопасна, а также возможно взрывание пыли при сжигании отходов, поэтому требуются особые меры предосторожности и строгое соблюдение правил пожарной и взрывобезопасности при обращении с зерновыми отходами.

Использование зерновых отходов

Отходы зерновых делятся на 4 категории. Способ их дальнейшего использования определяется в зависимости от категории.

Изготовление кормов

Несмотря на большой спрос со стороны фермерских хозяйств только около 40% всех зерновых отходов (отходы I и II категорий) используется для кормления скота. Соответственно, отходы III категории (шелуха и шелуха) хранятся на предприятии.

Рекомендации по использованию зерновых отходов образующихся в результате обработки зерна и семян

Зерновые отходы	Рекомендации к использованию
– первая категория:
а) отходы, содержащие зерно от 30 до 50 процентов	Изготовление кормов
б) отходы, содержащие зерно от 10 до 30 процентов	Изготовление кормов или для технических цели
– вторая категория:
а) отходы, содержащие зерно от 2 до 10 процентов	Изготовление кормов или для технических цели
б) кукурузная пленка, стержни початков кукурузы, полова, гороховая лузга, мягкая лузга овса и ячменя	Изготовление кормов или для технических цели
– третья категория:
а) отходы процесса чистки зерновой массы (сход с приемного сита сепаратора), с содержанием зерна не более 2 процентов с присутствием соломистых частиц	Для технических целей или уничтожение методом сжигания
б) лузга риса, проса, гречихи, овса и ячменя, аспирационная, обоечная черная пыль	На технические цели или уничтожение методом сжигания
в) обертки кукурузных початков	На технические цели или уничтожение методом сжигания
– четвертая категория:
Зерновая пыль	На уничтожение

Удобрение почвы

Одним из возможных способов переработки некоторых зерновых отходов является их использование в качестве удобрений, поскольку внесение в почву служит наиболее ценным энергетическим и питательным материалом для почвенной биоты.

Результаты лабораторных исследований показывают, что большинство отходов зерноперерабатывающих предприятий имеет оптимальное для разложения в почве соотношение углерода к азоту (18,05–24,65), что сравнимо с соотношением данного показателя в подстилочном навозе.

Проведенные агрохимические исследования показывают, что в зерноотходах массовая доля азота варьирует в пределах 1,90–2,64 %, что в два раза выше, чем в соломе (0,49–1,0 %), и сравнима с содержанием азота в подстилочном навозе. Массовая доля общего фосфора в зерноотходах выше, чем в соломе и составляет 0,82–1,38 %.

Производство биотоплива

К сожалению, не все отходы можно использовать в качестве удобрения. Кроме того, использование таких отходов зерна имеет небольшую экономическую выгоду для предприятия.

Но из-за высокой энергетической ценности растительные остатки в качестве биотоплива считаются альтернативой ископаемому топливу.

Широкое распространение получили твердые виды топлива – топливные брикеты и пеллеты (гранулированное топливо). Теплотворная способность такого материала, изготовленного из растительных отходов, сопоставима с углем, а его относительная дешевизна позволяет использовать как в промышленных источниках энергии, так и в бытовых целях.

Также современные исследования зерновых отходов, таких как солома и отруби, богатых простыми сахарами и сложными углеводами, продемонстрировали способность производства биотоплива из таких субстратов. Топливный этанол производился из растительной биомассы почти сто лет назад. Преобразованная путем ферментативного гидролиза, растительная биомасса высвобождает ферментируемые сахара, которые в дальнейшем преобразуются в процессе ферментации в биоэтанол.

Термин "биотопливо' включает широкий спектр продуктов, таких как: биодизельное топливо, биогаз, биоэтанол, биоэфир, биоводород и синтез-газ.

Биоразлагаемые пластмассы

Идеальной заменой пластикам нефтяного происхождения являются полигидроксиалканоаты (PHAs). Для производства PHAs в качестве субстрата используются зерновые отходы, обладающие высоким содержанием лигноцеллюлозных материалов и очень низкой стоимостью.

Основным препятствием на пути коммерциализации PHAs является высокая стоимость его производства.

Разработка биоадсорбентов

Для получения адсорбента для сточных вод используют побочные продукты и отходы сельского и лесного хозяйства. Среди отходов сельского и лесного хозяйства можно упомянуть: рисовые и пшеничные отруби, рисовую и пшеничную шелуху, кукурузные початки, кукурузу и др.

Получаемые материалы обладают низкой ценой и составом рассматриваемые в качестве альтернативы синтезируемым адсорбентам.