Рис є один з найбільш значущих харчових продуктів в світі, займаючи 2-е місце по посіву після пшениці.
В результаті переробки рисового зерна в крупу залишається чимало відходів (до 20%), званих рисової лушпинням (або лушпинням), що містить в собі унікальні пористі шари кремнезему.
Рисова лушпиння - це оболонка рисового ядра, що захищає внутрішні компоненти від комах і різних бактерій. Що ж відбувається з нею в подальшому, після очищення зерна?
Проблема утилізації рисового лушпиння в світі
У світі щорічно в результаті обмолоту утворюється близько 600 мільйонів тонн рисового лушпиння. Здебільшого вона спалюється в печах або піддається захороненню, що вимагає залучення великих земельних угідь.
Але найцікавіше, що лушпиння не розпадається в землі через наявність в ній діоксиду кремнію. А при спалюванні лушпиння виділяються речовини, здатні негативно впливати на природу і здоров'я людини.
Утилізація рисового лушпиння є актуальною проблемою в усьому світі, особливо в країнах, де рис є основним злакових продуктом (Китай, Індія, Єгипет, Південна Корея, країни Африки і частково Росія, Узбекистан).
Тим часом утилізована рисова лушпиння може приносити велику користь людині; її потенціал поки мало використовується в промисловості і сільському господарстві.
Опис методів утилізації
На сьогодні відомо три методи утилізації рисового лушпиння.
- Спалювання. Поки це найпоширеніший і небезпечний метод. Крім нанесення шкоди навколишньому середовищу спалювання наражає на небезпеку здоров'я людини. При спалюванні лушпиння дрібнодисперсні елементи потрапляють в легені, викликаючи важке захворювання - силікоз. Фахівці стверджують, що на даний момент безпечної технології зі спалювання рисової лузги не існує. Крім цього, спалювання відходів в печах вимагає чималих фінансових вкладень.
- Створення спеціальних відвалів. які також чинять негативний екологічний вплив. Встановлено, що рисова лузга, створюючи повітряний простір в грунті, сприяє активному окисленню нафтопродуктів киснем повітря і їх деградації.
- Переробка рисового лушпиння. Головними складовими рисової лузги є целюлоза, лігнін, а також мінеральна зола, яка на 92-97% складається з діоксиду кремнію. Перероблена лушпиння може служити дуже цінною сировиною для отримання різноманітних з'єднань кремнію і використовуватися в різних напрямках промисловості і сільського господарства.
Області застосування продуктів переробки рисового лушпиння
В результаті переробки з рисового лушпиння можуть бути отримані наступні види продукції.
- Кремнеуглеродістие матеріали (діоксид кремнію, хлорид кремнію, карбід кремнію, нітрид кремнію). Використовуються в якості наповнювача для автомобільних шин, сорбенту для очищення води від хімічних (нафтових, масляних) забруднень; при виробництві фарб, лаків, абразивних і мастильних матеріалів; при виготовленні паперу, брусків, штучної шкіри, каучуку, виробів металокераміки та ін.
- Альтернативне рідке паливо, що застосовується в агрегатах теплових, газотурбінних і дизельних електростанцій, а також для отримання моторного палива. Використовується також при випалюванні в металургійних печах.
Крім цього, утилізована рисова лузга застосовна в сільському господарстві як добриво для грунтів; в металургії - як теплоізолюючих засипки, у паливній промисловості - паливного матеріалу. У перспективі намічається застосування отриманої сировини в парфумерної, фармацевтичної, металургійної та електронної промисловості.
Технології обробки лушпиння
На сьогоднішній день існує чимало проектів, в яких пропонуються різні методи і технології переробки рисового лушпиння.
Серед провідних можна назвати утилізацію рисового лушпиння методом швидкого піролізу без доступу кисню в газогенераторних котлах. Потужність одного модуля виробництва досить велика - 10 тисяч тонн рисового лушпиння щорічно. При цьому планується отримання суміші двоокису кремнію і вуглецю (3 тисячі тонн на рік) і альтернативного рідкого палива (4 тисячі тонн на рік).
Технологічний процес складається з декількох етапів:
- прийом, зберігання і підготовка рисової лузги;
- засинання лушпиння в бункер;
- піроліз в шнековом реакторі;
- конденсація суміші в рідке паливо;
- подача твердого продукту в піролізні машину;
- газовидалення;
- упаковка, зберігання напівфабрикату.
При цьому кожен модуль забезпечений ефективною системою очищення від газів і пилу.
Пропонується розміщувати таке виробництво поруч з рісопроізводітелямі, щоб мінімізувати транспортні витрати.
Термічна обробка
Перспективним вважається також метод експандуванні рисового лушпиння. Ця технологія має на увазі термічну обробку відходів рису під високим тиском. Експандованих лушпиння володіє підвищеною влагопоглотітельной здатністю і завдяки вмісту кремнезему робить позитивний вплив на зростання сільгоспкультур, а також значно покращує стан грунту, запобігаючи накопиченню солей.
пресування
Ще одним з напрямків утилізації відходів, в тому числі і рисової лузги, стала технологія переробки на основі прес-екструдера УБТ-2, який призначений для отримання екологічно чистих паливних брикетів. Продукт формується в результаті безперервного пресування без участі сполучних компонентів за допомогою шнека, що створює тиск в нагревающей формуючої втулці.
комплексний метод
У числі технологій утилізації слід згадати також метод комплексної переробки рисової лузги, що включає два основних етапи - висушування і термообробку. На виході виходять два види сировини: твердий кремнеуглеродний продукт і рідкий органічний продукт.
гранулювання
Очевидно, що з користю можна застосовувати не тільки рисове зерно, а й перероблену рисову лушпиння. Однак на даному етапі методи і технології її переробки тільки впроваджуються, хоча цей напрямок вважається дуже перспективним.
Завдяки правильній переробці кабелю з нього можна витягти пристойну кількість металу, який модно використовувати повторно.
Основи процесу термічної обробки лушпиння
Перевага термічної обробки лушпиння полягає в тому, що весь процес здійснюється за одну стадію. Не має потреби в додатковому механічному впливі на сировину, такому як подрібнення, класифікація. Це значно спрощує процес переробки і пов'язане з тим, що сама лушпиння складається з гранул, які забезпечують оптимальну термічну обробку при відсутності кисню. Також немає необхідності попередньо висушувати рисову лушпиння.
Мета термічної обробки - отримання з рисової лузги залишку, наповненого летючими речовинами, що представляють собою з'єднання кремнезему і вуглецю. Поступаючи в шнековий реактор, суміш нагрівається до температури 600 ºC. Далі летючі продукти конденсуються в рідке паливо, а сам матеріал насичується кремнеземом і вуглецем.
Як бачите, утилізація рисового лушпиння може розвинутися в досить перспективний напрямок, що приносить користь в різних областях життєдіяльності. Також слід зазначити екологічну значимість переробки і вторинного використання, здавалося б, непотрібних відходів рису. Крім того, фахівці стверджують, що це може стати не тільки корисним, але і вельми прибутковою справою.