Проблема безотходной переработки луба кенафа с использованием вторичных материальных ресурсов

Введение. Современное состояние перерабатывающей промышленности Узбекистана, как в сельском хозяйстве, так и в овощеконсервной отрасли, требует комплексного подхода к решению вопросов утилизации вторичных отходов в целях улучшения экологической обстановки в окружающей среде.

Как правило, пищевая промышленность, овощеконсервная отрасль, а также многие отрасли сельского хозяйства перерабатывают многокомпонентное сырье с целью извлечения из него какого-либо целевого продукта. Так, для Узбекистана с его развитой аграрной структурой характерна переработка хлопчатника, различного плодоовощного сырья, кенафа, джута и многого другого сырья. При этом, получая основную продукцию, сырье используют в лучшем случае лишь на 40-60%, остальная часть остается в отходах непереработанной, либо запахивается в почву или идет на корм крупному рогатому скоту.

Практически все эти отходы являются ценными вторичными ресурсами и содержат в себе ряд полезных веществ: витаминов, белка, клетчатки, микроэлементов, красителей, пектиновых веществ и др. Поэтому возникает необходимость повысить степень и комплексную переработку сырья за счет внедрения инновационных технологий, обеспечивающих получение из них дополнительной товарной продукции.

В этом аспекте научными сотрудниками Гулистанского государственного университета были проведены научно-изыскательские работы по комплексной переработке луба-сырца кенафа.

Методы исследования. Как известно, кенаф, джут и лен-долгунец являются основными источниками луба-сырца, используемого в текстильной и лубо-прядильной отрасли для производства канатов, технической бечевки, мешковины, парусины и др.

Кенаф как растительное сырье заготавливается в период зеленцового созревания стебля, и оптимальным сроком уборки культуры является наличие одной сформированной коробочки не менее чем на половине растений и ланцетного листа на верхушке стебля, что предвещает наступление технической спелости, созревание волокна. После уборки кенаф пропускают через лубоотделительную машину для удаления костры, обвязывают в снопы по 6-9 кг и подвергают естественной сушке прямо в полевых условиях до влажности 14-20%.

На лубозаводах снопы подвергают мокрому тереблению в бильном барабане, при котором в сточные воды кроме механической грязи вымываются некоторые природные соединения, в том числе и пектиновые вещества, сопутствующие в растительном сырье.

Результаты исследования. Наши исследования показали, что в лубе-сырце кенафа содержится до 4% пектина, который является ценным возобновляемым вторичным сырьем и который может быть извлечен при соответствующей технологической обработке.

Сочетая влаготепловую обработку луба-сырца в бильном барабане с предварительной отмочкой сырья в отдельном аппарате в кислотном растворе, можно извлечь целевой продукт, не нарушая при этом физико-механических свойств волокна.

По предлагаемой нами технологии (рис. 1) снопы луба-сырца замачивают в аппарате из нержавеющей стали Х18Н10Т, имеющем двойное перфорированное днище для барботирования сжатым воздухом.

В качестве экстрагируемой среды (отмачивающей жидкости) использовали равные объемы 0,05%-ного раствора щавелевой кислоты с 0,1%-ным раствором соляной кислоты. Гидромодуль при замочке принимали 1:60, температуру поддерживали в пределах 50-52°С, а обработку проводили в течение 15-20 мин. Для лучшего вымывания пектиновых веществ подачу сжатого воздуха поддерживали постоянно за весь период цикла. По окончании процесса экстрагирования гидролизат сливают для последующей обработки, а отмоченные снопы передают на чесально-теребильную машину.

Извлечение пектина из гидролизата осуществляется по общим известным способам производства пектина из растительного сырья, включающим декантацию и фильтрование гидролизата, вакуум-концентрирование, коагуляцию пектина спиртовым раствором, его обезвоживание, сушку и помол. Полученный пектин после помола представляет собой порошок без комков и посторонних примесей, светло-кремового цвета. Хорошо растворяется в воде с образованием вязкого раствора. Молекулярная масса, определенная по вязкости, - 52000±5000.

Физико-технические свойства кенафного волокна при такой химической обработке не потеряли основные свои свойства.

Таким образом, комбинированный способ обработки луба кенафа является экологически чистой технологией, обеспечивающей максимальное уменьшение вредных выбросов в виде сточных вод и при этом позволяющей получить полезный продукт -пектин, имеющий большое народнохозяйственное значение.

Технико-экономические расчеты на базе Жумабазарского кенафного завода (Ташкентская область, Республика Узбекистан) показали, что при производительности завода 30000 т кенафа в год и среднем содержании пектина в зеленом лубе-сырце 4%, общий годовой выход продуктового пектина составит П = 30000 • 0,04 = 1200 т. Из расчета на душу населения 2 г пектина, необходимого для вывода из организма человека радионуклидов, этого количества пектина хватит на компенсацию части потребности Республики Узбекистан.