Развитие современных технологий утилизации виноградной лозы
Развитие современных технологий утилизации виноградной лозы
Первым видом топлива, которое использовал человек, была древесина. Издавна, в качестве древесины использовалась и виноградная лоза. Также она использовалась, как армирующий материал в саманных постройках в Среденй Азии, на юге Одесской области, Молдавии.
Во Франции, в начале 20-тых годов была получена удовлетворительного качества бумага, которая состояла на 2/3 из древесины лозы. В СССР и Германии, в начале 30-тых годов, также изучался вопрос получения из виноградной лозы беленой целлюлозы для получения бумаги.
Наиболее активно проводились исследования по промышленному использованию виноградной лозы в 60– г. г. В течение этого периода в Грузии была исследована возможность использования виноградной лозы для производства древесноволокнистых плит мокрым способом, тарного и кровельного картонов и строительных плит. Во Франции опробован процесс получения плит из лозы, облицованной шпоном или пластиком. В Болгарии изучено влияние режимов прессования на некоторые физико-механические свойства древесностружечных плит из виноградной лозы. Интересные опытно-исследовательские работы по применению в качестве сырья виноградной лозы для производства ДВП и ДСП производились в Молдавии в период с 1971 по 1973 г. г. В Уральском лесотехническом институте в 1977 году была проведена оригинальная работа по изготовлению лигноуглеводных древесных пластиков (ЛУДП) без добавления связующих.
В 1994 году совместно с производственным объединением «Агропромтехника», Днепропетровским проектным институтом и АП «Днепростальконструкция» создан проект по производству тарных ящиков и облицовочных плит из виноградной лозы, древесных отходов и однолетних растений. Данный технологический процесс изготовления прессованных деталей доступен для любого региона, располагающего ресурсами древесных и растительных отходов. В результате продукт получался экологически чистый, трудносгораемый, био–, водо–, морозоустойчивый.
В условиях острого дефицита органических удобрений в Украине и других странах СНГ одним из путей решения этой важной проблемы сельского хозяйства является использование вторичных материальных ресурсов переработки сельскохозяйственной продукции и продуктов жизнедеятельности растений, животных и человека. Поэтому в начале 2000 г. г., на базе ИВиВ «Магарач» разработана установка для приготовления органических удобрений из вторичного сырья винодельческой промышленности (виноградная лоза, выжимки) и сброженных канализационных осадков городских очистных сооружений. В результате полученное минеральное удобрение обладает всеми качествами полноценного удобрения, отвечающего экологическим и санитарным требованиям.
В период, когда в 1973 году разразился нефтяной и энергетический кризис, особое внимание ученых привлекала проблема использования нетрадиционных источников энергии и массовый интерес к этой проблеме, в большинстве стран Европы. Бесспорный факт быстрого истощения запасов ископаемого топлива, в первую очередь нефти, приобрел вполне реальное очертание и нашел отражение в значительном росте цен на топливо и энергию на мировом рынке. Это заставило подавляющее большинство стран пересмотреть свою энергетическую политику и приступить к разработке мер по уменьшению потребления импортируемого топлива за счет создания и использования энергосберегающих технологий. В результате помимо ветровой энергии, энергии волн, геотермальной энергии, энергии приливов, солнечной энергии начинают широко использовать энергию твердой биомассы (все отходы деревообрабатывающей промышленности, целлюлозосодержащие отходы сельского хозяйства, в том числе виноградной лозы).
Опыт зарубежных стран показывает, что возобновляемые источники энергии, например, в Австрии покрывают более 23 % общего потребления первичных источников энергии. Биомасса, занимает второе место по объемам (ВИЭ) после гидроэнергетики и играет большую роль в энергопотреблении страны. В программе Австрийской энергетической ассоциации поставлена цель: в 2010 году биомасса должна покрывать 40% потребностей страны в тепловой энергии, 4 % электроэнергии.
Еще в 19 веке во многих европейских странах отапливали дома стружкой и опилками, а для их перевозки и складирования древесную массу уплотняли. Поэтому древесные брикеты и гранулы не являются новым сырьем. Впервые остатки древесины были переработаны в гранулы более 20 лет назад баварцем Руди Гуннерманом, живущим в США. Он использовал это для безотходности своего производства и экономии перевозки. Затем в США нашли применение гранулам в отоплении.
В Европе первооткрывателем считается Швеция, где в 1984-1988 годах начинают изготавливать гранулы из остатков деревообработки, а после их используют в отоплении. С начала 90-х годов в Швеции начался бум и промышленное производство древесных гранул.
Затем стремительное развитие получает изготовление «Пеллетса»– топливных гранул в Канаде, Дании, Австрии, Голландии, Финляндии, Норвегии, Англии, Франции, Италии и Прибалтике. Производители полагали, что производство древесных гранул похоже на производство комбикормов. Мало кто задумывался, что это, прежде всего, топливные гранулы. Производилось смешивание древесины с кормовыми продуктами, применялись слабые прессы, производство было сезонным и т. д. В 1996 году древесные гранулы впервые были сертифицированы в Германии как вид топлива. В этот период была также проведена сертификация топливных брикетов. Производство брикетов и гранул в Германии началось в 1998 году. Но как свойственно любому молодому производству, было сделано много ошибок. В настоящее время предприятия по производству топливных брикетов и гранул устанавливают рядом с лесозаготовительными или деревообрабатывающими производствами. Хороший эффект дают сочетание производства «Пеллетс» рядом с теплоэлетроцентралями, работающими на биомассе.
В 1982 году инженером Робертом Блоосом была основана фирма «Heizomat». На базе этой фирмы была разработана технология и комплекс машин для сжигания биомассы в виде щепы и опилок. Эта технология, задуманная ещё в 1982 году и, за 25-летний период прошедшая полный цикл развития и совершенствования, позволила достичь безопасной, полностью автоматической доставки сжигаемого материала, влажностью до 50 %, в топку котла.
В начале 2004 года в ЮФ «Крымский агротехнологический университет» начинают проводить научно–технические и опытно-конструкторские разработки по темам: «Разработка ресурсосберегающей технологии и комплекса машин для переработки срезанных виноградных лоз и веток плодовых деревьев на топливные брикеты и удобрения», а также, совместно с Национальным институтом винограда и вина «Магарач», «Научное обоснование решения проблемы сбора и утилизации виноградной лозы. Создание средств механизации для сбора и измельчения обрезков виноградной лозы». Данные разработки позволили создать два основных этапа переработки виноградной лозы и проекты технологических линий с комплексом машин для получения биотоплива и органических удобрений. На основе первого этапа предполагающего непосредственное измельчение виноградной лозы, создан экспериментальный измельчитель, который производит измельчение виноградной лозы на удобрение в соответствии с агротребованиями. Также, на основе второго этапа, в лабораторных условиях, были получены топливные брикеты из виноградной лозы, теплотворная способность которых была не менее 18 МДж/кг.
Анализ развития переработки виноградной лозы показал, что она является прогрессивным и направлена на повышение потенциала виноградного куста не только за счёт самого винограда, но и за счёт виноградной лозы. Происходит возникновение второй отрасли в виноградарстве, что и способствует повышению её производительности, за счёт постоянно растущего спектра использования виноградной лозы, в основном, как вторичным возобновляемым ресурсом.