Сорго как сырье для производства биоэтанола

Как растение С4 сорго обладает высокой фотосинтетической эффективностью и может за короткий срок формировать мощную биомассу, богатую энергией. При этом в сорго значительная часть энергии заключена в веществах, легко конвертируемых в этанол. В сахарном сорго таким веществом является комплекс сахаров сока стеблей, в зерновом сорго — крахмал зерна.

 

В мире большая часть биоэтанола производится из сока сахарного тростника и зерна кукурузы. Сахарное и зерновое сорго вполне способны стать альтернативой для обоих традиционных видов сырья.
В зерне зернового сорго в среднем содержится от 70 до 74 % крахмала, т.е. больше чем в зерне кукурузы (в среднем от 67 до 72%) при сравнимой урожайности.

Что касается сахарного сорго, то даже в местах традиционного возделывания сахарного тростника сорго обладает преимуществами, не говоря о том, что ареал возделывания сахарного тростника весьма ограничен по сравнению с возможностями распространения сахарного сорго.

Так, в условиях Индий, где для производства биоэтанола в основном используется сахарный тростник, сравнивали эффективность производства двух культур.

Было выяснено, что на формирование урожая сорго требуется около 4 месяцев при потребности во влаге 8,000 м3 на урожай. Период роста сахарного тростника составляет от 12 до 16 месяцев при потребности во влаге 36,000 м3 на урожай. Показатели урожайности и продуктивности одного гектара для сахарного тростника и сахарного
сорго приведены в таблице 1.

Таблица 1

Урожайность культур и продуктивности одного гектара при возделывании сахарного тростника и сахарного сорго

Культура

Кол-во уро­

т/стеблей

Кол-во спирта

л/га

жаев в год

с га

из 1 т сырья (л)

в год

Сахарное сорго

2

70

40

5 600

Сахарный тростник

1

85-90

75

6 500

И хотя в целом выход спирта с гектара для сахарного тростника выше, сорго часто более привлекательно во-первых, благодаря го­раздо меньшей требовательности к влаге (что увеличивает потен­циальные площади посевов], во-вторых, благодаря возможности получать наряду с урожаем стеблей значительного урожая зерна, которое также можно использовать для получения биоэтанола. С учетом урожая зерна отдача спирта с гектара существенно увели­чивается и достигает 7 000 и более л/га в год. К тому же сахарное сорго лучше приспособлено для механизации процесса выращива­ния и семенного размножения.

В условиях России два урожая стеблей технической спелости воз­можно получить при благоприятных условиях только в отдельных субъектах РФ (Краснодарский, Ставропольский края, юг Ростовской области), но и один урожай в год способен обеспечить до 4000 л/га.

Таблица 2

Расчетные показатели выхода спирта из зернового и сахарного сорго в условиях России

Сырье

Урожайность

т/га

Количество сбражи­ваемых углеводов т/га

Выход

спирта

дал/га

Выход спирта дал/1 т сырья

Зерновое

сорго

[зерно)

3-5

2,19-3,65 (при содержании крах­мала 73%)

135-225

45

Сахарное

сорго

(сок)

22,5-36 (при урожайности зеле­ной массы 50-80 т/га и

3,37-5,4 (при содержании саха­ров в соке 15%)

200-320

4 (в пересчете на зеленую массу)

9 (в пересчете на сок)

 

выходе сока 45%)

  

 

Если при переработке сахарного сорго на спирт использовать не только стебли, но и урожай зерна, выход спирта можно увеличить до приблизительно 400 дал/га:

Сахарное

 

1,0-1,5

616-

 

сорго

2-3

(при содержании

92,4

30,8

(зерно)

 

крахмала 50%)

 

Поскольку и сахарное и зерновое сорго являются ценным пище­вым и кормовым ресурсом, возникает вопрос о рациональности их использования в качестве сырья для получения биоэтанола. Опти­мальным был бы процесс, включающий отделение сока для изго­товления пищевых продуктов и переработку на биоэтанол отжатых стеблей (багассы).

Этот путь может быть осуществлен при наличии промышлен­ных технологий ферментации лигноцеллюлозного сырья. Такие разработки существуют, однако их промышленная реализация в настоящее время затруднена из-за высокой стоимости процесса. Необходимая доработка и внедрение этой технологии может зна­чительно продвинуть решение проблемы биоэтанола в цивилизо­ванном направлении, без ущерба для продовольственных запасов.

источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ