Переработка по-итальянски: как отходы сахарного производства превратить в доходы страны

Обзоры, интервью, свежие новости и изменения в законодательстве — оперативно в нашем Telegram-канале. О самых важных событиях — в нашей группе ВКонтакте.

Характеристики и свойства пектина

Пектин в последние годы приобретает все большее значение. В течение многих лет он успешно используется в пищевой промышленности в качестве загустителя, гелеобразующего агента и стабилизатора. Пектин также обладает уникальными свойствами, которые позволяют использовать его в качестве формы для захвата и/или доставки различных лекарственных веществ, белков и клеток.

Полезные свойства пектина оказывают действие на весь организм:

• снижает уровень холестерина;
• способствует гибели раковых клеток в кишечнике;
• снижает уровень сахара в крови;
• уничтожает патогенные бактерии и др.

Проблема утилизации отходов сахарного производства в РФ

Проблема утилизации отходов, которые несут потенциальную опасность окружающей среде и здоровью человека, уже стала глобальной проблемой человечества.

На сегодняшний день на сахарных заводах существуют лишь системы очистки воздуха (с применением циклонов) и сточных вод (с использованием полей фильтрации), отходы же сахарного производства используются не в полной мере и наносят урон окружающей среде.

В России меласса и фильтрационный осадок (прим.ред. — отходы производства сахара) нашли свое применение (меласса используется в производстве дрожжей, получения этилового спирта, в качестве кормовой добавки, а фильтрационный осадок используется в подщелачивании почв и производстве удобрений). Свекловичный жом (СЖ) является побочным продуктом процесса производства свекловичного сахара. Свежий СЖ скармливают сельскохозяйственным животным в течение 1–2 дней после выработки либо консервируют его в жомовых ямах, что связано с его быстрой порчей из-за развития гнилостной микрофлоры, маслянокислого брожения, плесневения.

Согласно оценке Союзроссахара, свекловичный жом, объемы образования которого составляют 65% от объема перерабатываемой свеклы, на 40% остается невостребованным (используется только в качестве корма КРС и производства удобрений).

Как превратить отходы в сырье

Производство пектина позволит решить проблему утилизации свекловичного жома на сахарном заводе. Согласно Рамочной Директиве 2008/98/EC (WFD2008) об отходах, переработка отходов, направленная на получение нового полезного продукта, биоэнергии и/или биотоплива, позволит не только уменьшить их воздействие на окружающую среду, но и извлечь экономические и социальные выгоды.

В России нет собственного производства пектина с 1992 года. Одной из главных причин, тормозивших развитие производства пектина, является отсутствие экологически безопасной технологии по комплексной переработке вторичных сырьевых ресурсов. Традиционная технология предусматривает применение химически агрессивных сред, что обусловливает высокие требования по коррозионной стойкости основного технологического оборудования, его взрыво- и пожаробезопасности. Поэтому, несмотря на имеющуюся сырьевую базу (79 действующих сахарных заводов РФ), в стране существует импортная зависимость в данном продукте.

Стоимость 1 кг пектина в среднем составляет 25$ (приблизительно 2000 руб.). Средняя потребность одной кондитерской фабрики в пектине составляет 10 тонн в месяц, следовательно, кондитерские фабрики, которые являются основными потребителями пектина, тратят в месяц в среднем 20 000 000 руб. на приобретение пектина. Таким образом, в России существует реальная возможность и необходимость производство пектина из свекловичного жома.

Также СЖ можно использовать в качестве биотоплива. Для сравнения: высшая теплотворность угля древесного составляет 29.6 МДж/кг, торфа — 13.8, сырой нефти — 43, угля каменного — 17.0–27.0 МДж/кг, в то время как высшая теплотворная способность отхода свеклы — 17.6–18.08 МДж/кг.

От теории к практике: итальянский опыт переработки

По данным Евростата на сентябрь 2017 г., Италия лидировала в ЕС по переработке мусора — 76,9%, в то время как во Франции этот показатель был равен 54%, в Германии — 43%, в среднем в ЕС — около 37%. Основная часть отходов образуется в производственном секторе — 135 млн т в год. Из них 65% рециклируется, на свалку поступает 9%.

В последнее время в отдельное направление выделилась переработка органических отходов в сырьё для промышленности, сельского хозяйства и энергетики. Италия лидирует в этой области с показателем 86,1%, далеко опережая средний уровень ЕС (58,2%). Страна занимает четвёртое место в мире по производству биогаза (после Германии, Китая и США), которое к 2030 г. намечено довести до 15% потребляемого в стране натурального газа. Италия входит в первую тройку их производителей в Европе, обладая рядом оригинальных технологий: была принята национальная программа развития биоэкономики с разбивкой по регионам.

В рамках научной стажировки в университете города Салерно (Италия, Università degli studi di Salerno), были проведены опыты, направленные на изучение характеристик свекловичного жома — сырья, необходимого для дальнейшего получения пектина, а также потенциального биотоплива.

Основные причины, того почему в Италии возможно получить новый продукт (сырье) из отходов производства:

1. Законодательные инициативы («мусорный кризис» повлиял не только на обращение с ТКО и прочими бытовыми отходами, но и на возможность получения сырья из отходов производства)
2. Повсеместная РОП (за основные показатели эффективности применимости концепции РОП в Италии принимаются уровень сбора и переработки, затраты производителей и удовлетворенность заинтересованных сторон
3. Финансирование перерабатывающих заводов (в Италии приветствуется привлечение бизнес-партнеров и инвесторов в переработку и получение нового продукта из отходов производства; поскольку в стране производятся цитрусовые продукты, пектин возможно получить из отходов, оставшихся от лимонов и апельсинов)
4. Запрет на строительство новых полигонов и увеличение мощностей мусоросжигающих заводов

Предпосылками к реализации проекта по производству пектина являются следующие факторы:

• отсутствие не только в России, но и на всем постсоветском пространстве производства пектина;
• большая емкость рынка потребления пектина;
• наличие устойчивого платежеспособного спроса со стороны потенциальных потребителей;
• идея проекта гармонично вписывается в общую концепцию развития страны и может стать составной частью ряда национальных проектов

Характер разработанной технологии позволяет освободиться от монопольной зависимости от импортных поставок, а также обеспечить существенные преимущества отечественным производителям не только на российском рынке, но и на рынках третьих стран. Кроме того, производимый продукт полезен для всех без исключения слоев населения страны и может быть использован в различных социальных программах, таких как детское и школьное питание; оздоровление населения территорий, пострадавших от различного рода заражений; спецпитание военнослужащих и т. д. А реализация этого проекта позволяет создать дополнительные рабочие места.

Чтобы производить отечественный пектин необходимо:

• разработать технологическую схему (с учетом показателей коррозионной стойкости материалов)
• разработать механизм передачи сырья (отходов сахарного производства) от поставщика к производителю
• повысить и расширить РОП на производство продуктов;
• повысить финансирование и стимулирование агропромышленных хозяйств;
• привести эколого-экономическое обоснование технологии (уникальность применяемой технологии в том, что получение уже на этапе выпуска пектинового экстракта, готового к употреблению продукта, содержащего профилактическую норму пектина, максимизирует конкурентное ценовое преимущество над продуктами, производимыми иностранными компаниями).

Разработанный способ отличается экологичностью и безотходностью, так как в экстракции использованы отходы сахарного завода, а в качестве экстрагента — слабая и дешевая кислота, которую можно получить из отходов лимонов. Также этанол, который используется для выделения пектина, можно восстанавливать дистилляцией, а отходы от экстракции пектина использовать для получения биотоплива (пеллет).