Burak cukrowy

alternatywnym

surowcem do

pozyskiwania

bioproduktów

Jan Iciek

Politechnika Łódzka
Wydział Biotechnologii i Nauk o
Żywności

Tabela 1. Produkcja biopaliw w UE.

KRAJ

BIODIESEL

BIOETANOL

2002

200

3

200

4

200

5

2002 200

3

2004

2005

2006

Niemcy

450

715

103

5

166

9

0

0

20

127

576

Francja

366

357

348

492

91

82

102

112

499

Włochy

210

273

320

396

0

0

0

0

33

Hiszpani

a

0

6

13

73

177

160

243

194

415

Czechy

69

70

60

133

5

0

0

0

0

Dania

10

41

70

71

0

0

0

0

0

Szwecja

1

1

1

1

50

52

127

52

55

Austria

25

32

57

85

0

0

0

0

0

Wielka

Brytania

3

9

9

51

0

0

0

0

0

Polska

0

0

0

100

60

60

57

36

107

Pozostał

e

0

0

20

113

70

70

45

87

73

Razem

1134 150

4

193

3

318

4

424

424

711

491

1758

Tabela 2. Stabilne ulgi w akcyzie w UE.

KRAJ

Ulga w

akcyzie na

bioetanol

[€/hl]

Ulga w

akcyzie na

biodiesel

[€/hl]

Czas trwania

programu

HISZPANIA

39

29,4

10

NIEMCY

65,45

47,04

6

SZWECJA

53

36

4

FRANCJA

37

33

9

WIELKA

BRYTANIA

29

29

6

POLSKA

38

26

brak

Tabela 3. Zapotrzebowanie na ziemię orną w

2010r. Na produkcję bioetanolu (i

biodiesla) UE 25 w zależności od

surowca.

Surowiec

Plon

[t/h

a]

Produkcj

a

bioetanol

u [l/t]

Produkcj

a

bioetanol

u [l/ha]

Zapotrzebowa

nie na ziemię

na bioetanol

[ha]

Istniejący

areał pod

poszczególne

uprawy [ha]

%

istniejący

areał w

UE pod

prod.

bioetanol

u

% ziemi

ornej

pod

potrzeb

y

biopaliw

Buraki
cukrowe

56

103

5768

2203537

2249000

98

2,2

Kukurydz
a

8,4

400

3360

3782738

6500000

58

3,7

Pszenica

5,8

384

2227

5706717

23563000

24

5,6

Żyto

3,5

360

1260

10087302

2568000

393

9,9

Rzepak

3,4

380

1292

8026316

4244118

189

7,9

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

56

103

5768

33

0,32

Kukurydz

a

8,4

400

3360

150

0,38

Pszenica

5,8

384

2227

148

0,39

Żyto

3,5

352

1232

135

0,38

Rzepak

3,4

380

1292

250

0,66

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

Ekstrakcja

Oczyszczanie

Zagęszczanie

Wypalanie

wapna

CaCO

3

C

CaO

CO

2

Krystalizacja

3 stopniowa

Suszenie

Segregacja

Magazynowanie

Pakowanie

Magazynowanie

Cukier

Melas

Rys. 3 Schemat blokowy produkcji

zagęszczonego soku

surowego z buraków

cukrowych.

Buraki

Przygotowanie

buraków

do przerobu

Ekstrakcja

Zagęszczanie

Biokonwersja

Magazynowanie

Sok

surowy

Zag.

sok

surow

y

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

Wywa

r

Etanol

Wysłodk

i

Rys. 5. Schemat produkcji

drożdży paszowych z

wywaru.

Rys. 6. Schemat otrzymywania

paszowego preparatu L-

lizyny.

Namnażani

e szczepu

Fermentacja

główna

Koncentracj

a

Suszenie

i

granulacja

Woda

Szczep

Inokulu

m

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!