Hulladékhasznosítási technológiák a gyakorlatban Növényi eredetű termékeket feldolgozó iparágak esetében

1. Hulladékhasznosításitechnológiák a gyakorlatbanNövényi eredetű termékeket feldolgozó iparágakesetében

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 15000 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. 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. 1996

5. Gabonanövények hulladékának évi szénhidráttartalma

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. 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 0,4 Mt Földiszap 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) pektin és cellulóz is nyerhető a hemicellulózból: monoszacharidok, 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 cukor 58-60% keményítő - 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. Legszennye-zettebb Vízforgalom

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 Komplex tevékenység; termékei: • ipari és finomszesz • takarmány és ipari élesztő • ecet • tejsav • pálinka • szeszes és üdítőitalok • keményítő és származékai Finomszesz: 85000 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 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. Vízfelhasználása Szesz- és keményítőipari szennyvizek • Szennyvíz minősége: • KOI: 7-10000 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 • A főbb gyártástechnológiai műveletek: • - finomszesz gyártás, • - takarmányélesztő gyártás, • - burgonyakeményítő gyártás, • - búza- és kukoricakeményítő gyártás.

26. Söripar Mo.-on 5 gyár, 1050 millió hl/év, 1 Mt/év maláta Technológia 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. Újrahasznosítás 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 • Szennyvíz mennyisége • 100 l – 400 l szennyvíz • Szennyvizek összetétele: • nagy KOI, BOI • Változó pH • Magas ülepíthető anyagtartalom Főzőház Fermentáció Szűrő Fejtés Raktározás Kiszállítás

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

30. 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 (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 + 800 kt zöldség = 1 Mt nyersanyag • 700 kt termék + 200 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 • 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 60-70% Sedédanyagok: oldószer: pl.: benzin (regenerálás), derítőföldek: agyagásványok (baromfitrágyába)

37. Ált. technológiai vázlat: hideg v. meleg sajtolás és/vagy extrahálás hajalás (hántolás) tisztítás 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) 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. 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: (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