Hulladékhasznosítási technológiák a gyakorlatban Növényi eredetű termékeket feldolgozó iparágak esetében.

Az előadások a következő témára: "Hulladékhasznosítási technológiák a gyakorlatban Növényi eredetű termékeket feldolgozó iparágak esetében."— Előadás másolata:

1 Hulladékhasznosítási technológiák a gyakorlatban Növényi eredetű termékeket feldolgozó iparágak esetében

2 Gabona-feldolgozás, malomipar
Hazánkban: Búza-vetésterület nagysága: 1,1-1,2 M ha 4,4 Mt gabona/év (közepes termés) – (5éve 113 malom, ma 62) a gabona-túltermelés a 10 K-Közép Európai országban kb. 8-9 Mt a köv. 6 évben Az EU ha-ral csökkentené a termőterületet! A gabonát érdemes keményítőértékre átszámítani. A malomipar módszerei: -őrlés (búza, rozs) -hántolás (búza, árpa, rizs, köles, borsó, bab, cirok) -darálás (kukorica, árpa, zab, borsó) -takarmány keverés Budai Malomipari Kft. 1839 1999

3 (10-14%, 400 Mt/év, ebből 2 Mt értékes)
Melléktermékek (10-14%, 400 Mt/év, ebből 2 Mt értékes) Csíra (fehérjék, esszenciális aminosavak) Csíraolaj (vitaminok, ásványi anyagok: A, B1 ,B2 , B6 , E , K, Ca, Mg, P, Fe) Korpa (nyomelemek, pl.: Fe –140 mg/100g) fontos a rosttartalom: a premixek vivőanyaga szójakorpa pektin rozskorpa: különleges íz Asp. niger Törtszemek, ocsú (ha 98% tisztaságú, akkor őrlik, takarmánynak) Konkoly: növendék állatnak mérgező H2SO4 Rizspelyva furfurol hidrolízis Kukoricahulladékok: héj – enzimtermelés (pl. BME) csutka - furfurol

4 Hántolási hulladék mennyisége (t/év)
1996 Termék Hántolt mennyiség (t/év) Hántolási hulladék mennyisége (t/év) Hántolási melléktermékek, ill. hulladékok felhasználása Rizs tört szem - rizsliszt készítés rizshéj - tégla, kertészet, pozdorjalap csiszolat – takarmányliszt Borsó 3.500 560 tört szem, héj, porlás - takarmány Árpa Köles 47-94 tört szem – takarmány héj – párna töltés

5 Gabonanövények hulladékának évi szénhidráttartalma
Mezőgazdasági hulladékok szénhidráttartalma (ezer t) Élelmiszeripari hulladékok Búzaszalma 286600 Búzakorpa 57300 Kukoricaszár 120000 Kukoricacsutka 30100 Kilúgozott cukornád (baggasz) 83000 Melasz 9300

6 Új technológiák – új termékek
Cél: egészséges táplálkozás – müzli fogyókúra – extrudált, puffasztott termékek módszer: hidrotermális kezelés – müzli alapanyag pelyhesítés puffasztás EU: környezetvédelmi szabályozásban (`96) BAT: Best Available Technology mosás + szárítás helyett: száraztisztítás porleválasztás (A, D): a por - komposztálható - takarmány - égethető (pellet)

7 Sütőipar Hazánkban: kb. 1 Mt/év sütőipari termék,
éves fogyasztás: 80 kg/fő Tipikus feldolgozóipar: alapanyag a malomiparból + adalékanyagok + hőenergia Szigorú előírások, de így is 10% gyártási hulladék Új technológiák: pl.: mélyhűtött termékek, de így új hulladékforrás Probléma: csomagolóanyagok szelektív gyűjtése, szennyvizek zsírtartalma Németország: A sütőipari termékek 10% -át nem adják el (lejárt szavatosság), ezt be kell gyűjteni korábban: takarmánynak használták

8 Glükóz-szirup további hasznosítása:
Új német eljárás a-amiláz dextrin oldat gluko-amiláz cukor- oldat, zagy Kenyérhulladék dekantálás tisztítás (pl. feh.) aktív szén vákuum- bepárlás dob- szűrö 90%-os glükóz-szirup cukor- oldat derített oldat, zagy Oldat Glükóz-szirup további hasznosítása: Sütőipari termékhez adják Élesztővé Alkohollá alakítják Keletkező melléktermékek

9 Édesipar Értékes alapanyagok: gyümölcs-sűrítmény, tejpor, kakaó
Technológia: általában csak fizikai átalakítások Legnagyobb probléma: a csomagolási hulladék: 6t alufólia/év Tipikus hulladékok: Kakaóhéj felhasználása, Teobromin Szennyvíz Ausztriában és Németországban megoldották a visszagyűjtést Altstoff Recycling, Au. AG ill. Duales System Deutschland Gmbh Magyarország: multinacionális cégek korszerű technológiákat vezettek be (jól halad az EU előírások bevezetése, minőségbiztosítási és körny.menedzsment)

10 Cukoripar (Vízigényes technológia, probléma: szennyvíz, füstgáz, por, zaj) Fejelt c.répa 4,3 Mt beszállítás mosás aprítás ülepítés Földiszap 0,4 Mt Répaszelet lényerés diffúzió szárítás Répaszelet 0,65 Mt 0,11 Mt Nyerslé meszezés szaturálás szűrés Ca(OH)2 CO2 Mésziszap 0,3 Mt 100 kg répából: 14 kg cukor 4 kg melasz 5 kg szárított szelet 8 kg mésziszap Tisztított lé főzés bepárlás kristályosítás Melasz 0,22 Mt Termékek 0,56 Mt finomítás

11 Melléktermékek 1. Melasz: utolsó „szörp”
10% víz, 48% szacharóz és invertcukor, 32% ásványi anyag és szerves anyag értékes tápanyag – takarmányozás (60%) fermentációs iparok alapanyaga (36%) etanol élesztő aminosavak (lizin, valin, glutamin) glicerin tejsav, vajsav, citromsav egyéb felhasználás: leván (kozmetikai, élip., gyógyszeripar) polihidroxi-alkanátok (biol. lebontható polimer)

12 2. Répaszelet pektin, lignin, maradék cukor, hamu silózható, szárítható, pelletizálható (takarmány) a hemicellulózból: monoszacharidok, pektin és cellulóz is nyerhető Hulladékok 1. mésziszap, 7-10% 2. földiszap, 110 kg/t répa 3. mosásnál fennakadt anyagok

13 Vízgazdálkodás a cukoriparban
A répa mennyiségének legalább 10-szerese, melyet csak visszaforgatással lehet fedezni 3 vízkör: hűtővíz technológiai víz úsztató víz ülepítő, homokfogó, tároló tó Költségemelkedés: - szennyvízkibocsátás bírsága - szennyvíztisztítás költsége Mivel a mésziszap nitrátot tartalmaz, korlátozott a felhasználhatósága (deponálás) Néhány lehetőség: Karotinoid előállítás: cukortartalmú hulladékokból élesztőtörzsekkel (szőlőmust, tejsavó, káposztalé, glükózszirup, répamelasz, szójaliszt-kivonat, kukoricakivonat)

14 Kukorica-feldolgozás
Szabadegyháza: izocukor (glükóz + fruktóz) izomeráz kukorica 58-60% keményítő cukor - konzerv - üdítő - édesipar erjesztés etanol csíra + rost tápszer Kukorica v. rizs v. burgonya hidrolízis (sav v. enzim) őrlés fruktóz-szirup Haltenyésztés melasz + sikér + olajpogácsa = présiszap pontyoknak

15 Cukoripar szennyvizei
Vízigény: 85%-ban felszíni vizek: 10 millió m3/a Vízfelhasználás 70%-a technológiai, 30%-a hűtés. Vízkörök: - úsztató és mosó, - diffúziós, - valamint bepárlás-kristályosítás vízkörére

16 Vízforgalom Legszennye-zettebb

17 2. Biológiai tisztítás második fokozat
Természetes eljárások Talajra árasztás Tavas módszerek Gyökérzónás szennyvíztisztítás Mesterséges eljárások Csepegtetőtestes Eleveniszapos tisztítók

18 Cukorgyári szennyvíztisztító
1. befolyóvíz; 2. hőcserélő; 3. metánreaktor; 4. gáztalanító; 5.ülepítő; 6. vízrecier; 7. elfolyó víz; 8. melegvíz; 9. hőcserélő; 10. gáztároló; 11. fáklya; 12. gőzlevezető; 13. iszaprecirk.;

19 Szeszipar Finomszesz: 85000 m3/év Komplex tevékenység; termékei:
ipari és finomszesz takarmány és ipari élesztő ecet tejsav pálinka szeszes és üdítőitalok keményítő és származékai Finomszesz: m3/év Vállalatok: Győri Szeszgyár Rt. (gabonaalapú) Szabadegyháza (kukorica) Budafoki Élesztő és Szeszgyár kft.

20 1. Keményítőtartalmúak burgonya (18-20%), kukorica (80%), árpa, rozs (60-70%), egyéb gabona A keményítőhöz 2 enzim kell: a-amiláz, b-glükoamiláz Csíráztatás, Hence-f. gőzölő 2. Inulintartalmú nyersanyagok (fruktozánok) pl.: csicsóka, cikória gőzöléssel cefre, majd élesztővel erjesztés 3. Szacharóztartalmú nyersanyagok pl.: cukorrépa, melasz, cukorcirok, cukornád fruktóz tart.: gyümölcsök, szőlő: glükóztartalmú kész cefre, csak élesztős erjesztés 4. Hullott gyümölcs, söripari-, boripari cefre melléktermék: törköly Végül: a cefrét ledesztillálják etanol + víz + savak + észterek (és moslék) újabb desztillációval: finomítás

21 Élesztőtermelés brikett (takarmány)
sütőélesztő: Saccharomyces cerevisiae, takarmányélesztő: Candida utilis brikett (takarmány) Győri Szeszgyár: a híg moslékot besűrítik: VINASZ (30% vízatart. , 22-23% fehérje) K, P, Cu, Fe, Mn, Zn takarmány vagy talajjavítás Termelés: 0,72 Mt szeszmoslék, 13 Mt száraz tak.élesztő, 0,12 Mt VINASZ, 12 Mt kukoricacsíra, 30 kt takarmányfehérje Fontos a kisüzemi élesztőgyártás – emberi táplálkozásra alkalmas élesztőt gyártanak Melléktermék még a VEUP, szema

22 Keményítőgyártás melléktermék:
törköly: nedvesen takarmány, szárítva brikett kötőanyag burgonya-fehérje:takarmány kukorica: csíra – olaj + zein búza: fehérje - sikér utótermék: iszapkeményítő (tisztítási maradék) - ha nem erjed meg: hasznosítható - ha piszkos: trágyázásra főtermék: keményítő: etanol v. gyógyászat v. kozmetika v. édesipar v. takarmány Németországban: rendelet írja elő, hogy a szeszfőzdék minden mellékterméket saját üzemben hasznosítsák takarmány, trágya, biogáz 310 üzem – 3 Mm3 gáz, ennek 85%-ából áram

23 Szesz- és keményítőipari szennyvizek
Vízfelhasználása Szennyvíz minősége: KOI: mg/l pH: 4-6 BOI: 3000 mg/l Legszennyezettebb vizek: szűrés vizei, keményítőgyártás szeparációs vizei 100 l szesz melaszból: 1 m3 szennyvíz 100 l szesz gabonából: 5,5 m3 szennyvíz 100 l szesz burgonya: 8,5 m3 szennyvíz Szesz- és keményítőipari szennyvizek A főbb gyártástechnológiai műveletek: - finomszesz gyártás, - takarmányélesztő gyártás, - burgonyakeményítő gyártás, - búza- és kukoricakeményítő gyártás.

24

25

26 Söripar Technológia Mo.-on 5 gyár, 1050 millió hl/év, 1 Mt/év maláta
1. malátagyártás sörárpából (Hordeum sativum) max. 11% fehérje csíráztatás (5 C) áztatás aszalás őrlés 2. sörgyártás főzés komlózás erjesztés szűrés ászokolás palackozás kritikus feltétel: a víz minősége alapanyagok: árpa (keményítő), vagy kukorica, rizs, élesztő (Saccharomyces cerevisiae, S. pombe), komló (Humulus lupulus)

27 élen jár a hulladék újrahasznosításában
fontos, mert pl.: az árpának csak 15%-a kerül a sörbe A világ vezető sörfőzdéje: „Anheuser-Bush” sörfőzde (Williamsburg, USA, Virginia) élen jár a hulladék újrahasznosításában szűrőanyagként kovaföldet használ: 4 Mt iszap (tégla, talajjavítás, betonadalék) már az alapító: Adolf Bush takarmányozásra használta a hulladékot (1900) 1978-tól a napjainkig 2,5 Mt Al-ot dolgozott fel (115*109 doboz) rövidnyakú palackokat vezettek be (28% üveg megtakarítás) az elmúlt 20 évben 55%-al csökkent a lerakókba kerülő szilárd hulladék az irodai papír 80%-át újrahasznosítja 3,5 kt komló hulladékot komposztál évente 1,5 kt állati hulladékot komposztál évente rongyokat is újrahasznosít

28 Technológia Söripar szennyvizei Termékek Vízhasználat
Főzőház Fermentáció Szűrő Fejtés Raktározás Kiszállítás Termékek Vízhasználat Szennyvíz mennyisége 100 l – 400 l szennyvíz Szennyvizek összetétele: nagy KOI, BOI Változó pH Magas ülepíthető anyagtartalom

29 Szennyvíztisztítási technológia
Nem mindig szükséges Előtisztító Élővíz befogadó Mezőgazdasági kihelyezés pH-beállítása: a keletkező szén-dioxiddal (hulladékgáz)

30 Melléktermékek, hulladékok
Borászat Mo.: 4-5 M hl/év Az új bortörvény és a hegyközségi rendszer EU-konform Melléktermékek, hulladékok szőlőfeldolgozásból: mag, kocsány, törköly (COFUNA, BIONIN) malátatörköly üledék, sörtörköly kilúgozott komló sörélesztő kukoricacsíra (USA) rizstörköly (USA) csurgaléksör, törkölypréslé alkoholtartalmú hulladék kovaföld

31 borászatból fehérjetakarmány
(3-10%) borseprő, üledék: (élesztő, fehérje, nyálka, csersav, borkő és alkohol) trágya borkő fehérjetakarmány alkohol újabban csak a szeszfőzdéknek engedélyezik a törköly és a seprő feldolgozását, mert ez a borhamisítás egyik alapanyaga - használt bentonit (szűrés, derítés) - talajjavítás - veszélyes hulladék: kovaföld, azbeszt szűrőlap, kékalj (csapadék)

32 Gyümölcs és zöldségfeldolgozás
Konzerv- és hűtőipar, gyümölcslé-gyártás A melléktermék-felhasználás messze elmarad a lehetőségektől Konzervgyárak éves adatai: 200 kt gyümölcs kt zöldség = 1 Mt nyersanyag 700 kt termék kt hulladék (100 kt elpárolgott víz) Paradicsomlé-gyártás tipikus melléktermékei 25 kt törköly (mag + héj) 12 kt válogatási hulladék 40 kt vegyes hulladék (hámozás, passzírozás)

33 Almatörköly: 20-25 kt/év - pektingazdag
etanol, pektin, cukor fermentációval: citromsav (90 g/kg Aspergillus nigerrel) híg lúggal: két frakció - rostgazdag - pektingazdag Mo.-i példa: Zalaobst (Gutorfölde) 130 Mft fejlesztés alma + bodzabogyó - sűrítmény 4 mt/év - héjból: pektinkészítmény - gyümölcsaroma Németország: rosttartalmú porok Franciaország: szőlőből antocián Oroszország. szőlő-, paradicsom-, csonthéjas gyümőlcs magjából olaj Külföldi technológiák vásárolhatóak a színező- és aromaanyagok kinyerésére héjak: energiatermelésre

34 Konzervipar Széles termékspektrum
A hús-konzervek gyártásának hulladékgazdálkodási kérdései hasonlóak a húsiparban tárgyaltakéhoz A növényi alapanyagok feldolgozásánál melléktermékek Tovább feldolgozással - élelmiszer belőlük aromák nyerhetőek (ízesítés, gyógyszeripar, takarmány) Példák: meggymag - szaporítóanyag barackmag – édesipar (persipán) almatörköly - takarmány csonthéjasok - műszén paradicsommag – olaj(pogácsa) paradicsomhéj - karotin állati, növényi eredetű hulladék - takarmány

35 Gyümölcs- és zöldséghulladék komposztálása
túl nagy a víztartalma (50-60% az optimális) savas (mésszel beállítható a pH) konzisztencia (fűrészpor, rizspor, szalma javítja) C/N = 400/1 (karbamiddal pótolható) előnyös az állati és mezőgazdasági hulladék adagolása Eredmény: 40%-al kisebb térfogatú, de „steril” trágya

36 Növényolaj-ipar Növényi zsírok és olajok előállítása, nyers zsiradékok feldolgozása, szappan és mosószergyártás A legtöbb melléktermék itt keletkezik (az összes élip. melléktermék 40%-a) Nyersanyagok: napraforgó, len, szójabab, gyapotmag, repce, földimogyoró, ricinus, mák, tökmag, dohánymag, olajbogyó, kókusz, olajpálma, kukorica, paradicsommag, paprikamag, stb. pl.. szőlőtörköly, köleshéj + karbamid = KARBAVITID (takarmány) Magyarország: az összes feldolgozás 730 kt ( finomítatlan olaj, olajosmag dara, maghéj) Nyersanyagok olajtartalma: - napraforgó 30-40% - repce, arachis, ricinus, mák, tökmag 40-50% - kókusz % Sedédanyagok: oldószer: pl.: benzin (regenerálás), derítőföldek: agyagásványok (baromfitrágyába)

37 Ált. technológiai vázlat:
hideg v. meleg sajtolás és/vagy extrahálás tisztítás hajalás (hántolás) rostálás aprítás (kezelés) szűrés (finomítás) Melléktermék: Olajosmag-dara (400 mt) – sok fehérje, jó takarmány Napraforgó-maghéj (100 mt): -takarmány - tüzelő - nyersanyag: hidrolízis (furfurol), hőszigetelők Hulladékolaj (előfinomítás – nyák) takarmányba (Martfű, Rákospalota) Olajiszap (préselési üledék)

38 Értékes takarmánykomponens, mert a fehérje mellett lecitintartalmú is
(csontképző, A-vit. felszívódást segítő) így: kukorica takarítható meg és nő a hús fehérjetartalma Extrahált dara (már a XIX. században: dara + repce = takarmány) napraforgóból repcemagból protein 40-45% 35-39% lizin 1,3-1,7% 1,8-2,4% nyersrost 10-14% Előny: A napraforgó emészthetősége jobb a szójáénál (szójaimport!) Lizin adagolással: sertéstáp, egyébként marhatáp Óvatosan kell adagolni (borjaknak: 2-3%, tejelőknek max. 20%) a telítetlen zsírsav fékezi a bendőfermentációt

39 Napraforgómag -feldolgozás folyamatábrája olajsár extr.olaj 8%
100% Olajos mag tisztítás Idegen anyag 1% Tisztított mag szárítás Nedvesség 3% Szárított mag Nedvesség 1% (apadás) tárolás Héj 33% hántolás Hántolt mag Nedvesség 1% aprítás Őrlemény Nedvesség 1% pörkölés Présanyag olajsár sajtolt olaj 20% sajtolás Elősajtolt pogácsa aprítás Napraforgómag -feldolgozás folyamatábrája olajsár extr.olaj 8% extrahálás 34%

40 Bioolaj (Biodízel) Németország, Hollandia: az ilyen célra termelt repce reformálásával (zsírsav-metilészter) USA elnevezés: RME = rape methyl ester (mérgező) SME = soy methyl ester Csehország, Szlovákia, Ausztria már gyárt metilésztert Dánia, Németország, Ausztria – tankolhatunk biodízelt! Magyarországon: étolaj ÁFA Bioodízel:olaj, csak az járhat vele, aki beadta a repcéjét az üzembe, jövedéki adó……. Előny: lebomlik, S- és aromás szénhidr. mentes, kevesebb CO2 de: katalizátor + szigorú előírásokkal a gázolaj is jó Hátrány: a NOx emisszió nő és aldehid emisszió az előállítási (energia) költség 3-szoros

41 Főtermékek: A nem elszappanosítható komponensek: (finomított) olajok
margarin (zsíralapban keményített olaj, zsír + víz v. tej) zsírsavak + glicerin (enzimes hidrolízis) szappan + glicerin (lúgos elszappanosítás) A nem elszappanosítható komponensek: lipoidok: karotinoidok – színezék, gyógyszer szterinek (pl.: szójából) – gyógyszer - lecitin – emulgeátor (gyógyszerekbe is) glicerin: gyógyászat, kozmetika, háztartás bakt. biodetergensek Probléma: olajprés - szennyvíz pl.: Spanyolország: 2-3 Mto/év szennyvíz az olivaolaj gyártásból

42 A tiszta napraforgó-olaj csak átészterezve jó
Repceolaj jó, de indításhoz gázolaj kell A motor átállítása 40 kFt RME-re 400 kFt tiszta repceolajra Csurgón RME üzem épült Németországban: 1913-ban ESBETT-motor, most 35 töltőállomás D-német falvakban fűtenek + áramot termelnek repceolajjal Környezeti probléma: használt éttermi növényolaj USA: krumplisütő-olajból – biodízel ( 1 Mhl/év) Magyarország: csak 8-15%-ot gyűjtenek be BIOFILTER Kft. Budaörs feldolgozás után: 85-90% száradó olajba (kence), 10-15% komposztba