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

Tabela 1. Produkcja biopaliw w UE. KRAJBIODIESELBIOETANOL Niemcy Francja Włochy Hiszpania Czechy Dania Szwecja Austria Wielka Brytania Polska Pozostałe Razem

Tabela 2. Stabilne ulgi w akcyzie w UE. KRAJUlga w akcyzie na bioetanol [€/hl] Ulga w akcyzie na biodiesel [€/hl] Czas trwania programu HISZPANIA3929,410 NIEMCY65,4547,046 SZWECJA53364 FRANCJA37339 WIELKA BRYTANIA 29 6 POLSKA3826brak

Tabela 3. Zapotrzebowanie na ziemię orną w 2010r. Na produkcję bioetanolu (i biodiesla) UE 25 w zależności od surowca. SurowiecPlon [t/ha] Produkcja bioetanolu [l/t] Produkcja bioetanolu [l/ha] Zapotrzebowani e na ziemię na bioetanol [ha] Istniejący areał pod poszczególne uprawy [ha] % istniejący areał w UE pod prod. bioetanolu % ziemi ornej pod potrzeby biopaliw Buraki cukrowe ,2 Kukurydza 8, ,7 Pszenica 5, ,6 Żyto 3, ,9 Rzepak 3, ,9 Zapotrzebowanie na bioetanol w 2010: 1,271∙10 10 l; Zapotrzebowanie na biodiesel: 1,037∙10 10 l Ziemia orna EU-25: 1,02∙10 10 ha

Tabela 4. Koszt surowca do produkcji 1 litra bioetanolu Surowiec Plon [t/ha] Produkcja bioetanolu [l/t] Produkcja bioetanolu [l/ha] Cena 1t surowca w EUR Koszt surowca na 1 l bioetanolu EUR Buraki cukrowe ,32 Kukurydza8, ,38 Pszenica5, ,39 Żyto3, ,38 Rzepak3, ,66

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. Buraki Przygotowanie buraków do przerobu EkstrakcjaOczyszczanieZagęszczanie Wypalanie wapna CaCO 3 C CaO CO 2 Krystalizacja 3 stopniowa SuszenieSegregacja MagazynowaniePakowanieMagazynowanie Cukier Melas

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

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

Rys. 5. Schemat produkcji drożdży paszowych z wywaru.

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

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!