Большинство людей, если их спросить «Что производят из сахарной свеклы?», ответят «сахар» и будут, несомненно, правы. Но в скором времени жители Молдавии начнут отвечать «биогаз». Ведь именно сейчас в этой стране, на инвестиции молдавско-немецкой компании, идет строительство второго в Европе завода по производству биогаза из сахарной свеклы, которое, как ожидается, будет закончено в 2013 году. Руководители проекта надеются ежегодно получать примерно 7,3 млн м3 биогаза (51% метана).
А в это время немецкие исследователи пытаются ответить на ряд вопросов, связанных с ограниченным сроком хранения сырья для производства биогаза – корнеплодов сахарной свеклы. Для того чтобы отправить свеклу на производство, необходимо её очистить, нарезать, отделить от мелких камешков и от песка, для чего придется её вымыть. Но как хранить корнеплоды? В нарезанном или целом виде? Как поддерживать в них потенциал получения метана настолько долго насколько это возможно? И какой потенциал получения ожидать от свежесобранной и хранившейся свеклы? На все эти вопросы пытаются ответить несколько сотрудничающих компаний. Проводятся проверки различных способов сохранения свеклы. Одна из идей заключается в промывке цельного корнеплода и обработке его химическим веществом (добавкой) для ингибирования развития грибковых заболеваний, и упаковке обработанной свеклы в большие, вместимостью 75-240 тонн, пластиковые пакеты (без доступа влаги и воздуха). Сейчас для хранения используются и пластиковые пакеты, и специальные контейнеры (вместимость 230 кг), но для больших объемов производства использование контейнеров нецелесообразно.
Эксперимент начался ещё в 2007 году, когда были проведены предварительные тесты о возможности сохранения цельных корнеплодов в пластиковых пакетах. Далее проводились сравнительные исследования. Целые и разрезанные корнеплоды (собранные в ноябре 2008 года) были разделены на две группы: обработанные и необработанные. Обработка производилась препаратом на основе бензойнокислого натрия и сорбата калия для ингибирования развития грибковых заболеваний. Далее все корнеплоды были запакованы в пластиковые упаковки. Время хранения составляло 4,5 и 9 месяцев. По истечении указанных сроков свекла (целая и нарезанная) была гомогенизирована. Силос свеклы и стоки были проанализированы на все летучие продукты брожения с помощью газовой хроматографии. Также были вычислены потери органического вещества, потенциал получения (производства) метана во время силосования и т.д.
Были получены следующие результаты. Цельные корнеплоды сахарной свеклы в пластиковых пакетах подвергались интенсивному брожению (как при анаэробных условиях). Были получены высокие концентрации продуктов брожения, главным из которых является спирт. Спирт показывает более высокий энергетический потенциал, чем сахара и поэтому из него можно получить большее количество метана. Так содержание метана в биогазе, производимом на основе углеводов, составляет 50%, а на основе спирта – 75%. Потенциал получения метана из стоков от хранившихся корнеплодов так же высок, как и из свежей свеклы или из силоса. Таким образом, их тоже можно и нужно собирать и использовать при производстве.
При хранении цельных корнеплодов между ними образуются пустоты, что может привести к потерям во время брожения, по сравнению с разрезанной свеклой, где пустот значительно меньше. А при длительном процессе хранения в пластиковых упаковках и при компенсации давления между пустотами и атмосферой есть риск проникновения кислорода и микроорганизмов. Но здесь приходит на помощь химическая добавка, которой были обработаны часть образцов, препятствующая развитию грибкового заболевания и уменьшающая возможные потери. Потери потенциала получения метана были равными и низкими как у цельных корнеплодов, так и у нарезанных. Применение добавки также может улучшить аэробную стабильность при открытии пластиковой упаковки.
Таким образом, эксперименты показали возможности использования сахарной свеклы в течение всего года в качестве сырья для производства биогаза. Хранение цельной промытой свеклы в больших пластиковых упаковках позволяет уменьшить количество стоков, т.е. непосредственной потери сырья. Однако есть и некоторые проблемы, возникающие при брожении, аэробных условиях и т.д., некоторые из которых можно решить дополнительной обработкой корнеплодов перед хранением специальным химическим препаратом. Все эти процедуры позволят уменьшить риски потери потенциала получения метана до 5%.
Седа Саакян
По материалам статьи «Preservation of sugar beets for biogas production»
