«О »

«ОТХОДЫ В ДОХОДЫ» ИЛИ ПРОИЗВОДСТВО
БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВКИ ИЗ ВТОРИЧНЫХ
МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПИЩЕВЫХ
ПРОИЗВОДСТВ
Автор проекта:
аспирант Жигулина Марина Олеговна
ФГБОУ ВПО «Воронежский Государственный
Университет Инженерных Технологий»
1
Научный руководитель проекта:
д.т.н., проф. Шахов Сергей Васильевич
ФГБОУ ВПО «Воронежский Государственный
Университет Инженерных Технологий»
С ОДНОЙ СТОРОНЫ:
ОТХОДЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ И ИХ ПЕРЕРАБОТКА
Пиво
Масло
растительное
Сахар
Спирт
Мясные продукты
МаслоМясоПивоваренные
Сахарные Спиртовые
экстракционные
перерабатывающие
заводы
заводы
заводы
заводы
заводы
Пивная
дробина
Масленичный Свекловичный
шрот
жом
Спиртовая
барда
Кости
Основное традиционное применение: на корм скоту,
Изготовление
получение пектина из свекловичного жома.
костного клея
Однако есть ряд ограничений при использовании
традиционным способом, главным из которых является
ограниченность транспортировки вследствие быстрой
микробиологической порчи, в случае возникновения которой
утилизация производится в хранилища под открытым небом
(свалки).
Основные инновационные технологии переработки: получение
биогаза и биогумуса.
Готовый
продукт
Пищевое
производство
Отходы
пищевого
производства
(вторичные
материальные
ресурсы)
Утилизация
отходов
пищевого
производства в
настоящее
время
2
С ДРУГОЙ СТОРОНЫ:
УПАКОВКА: ПОЛИМЕРНАЯ, КАРТОННАЯ И БИОРАЗЛАГАЕМАЯ
Биопластики
Традиционные
полимеры
Основной недостаток –
дороговизна технологий
получения, что делает
себестоимость готового
продукта
неконкурентоспособной с
традиционным пластиком
Аналог
традиционного
пластика: PE,
PET, PVC, PA
Полимеры,
изготовленные
путем
глубокой
переработки
растительного
сырья
и
обладающие
свойствами
традиционных пластиков
Биоразлагаемые
растительные:
PLA, PHA и т.п.
Полимеры, изготовленные из
растительного сырья со сроком
разложения до 6 месяцев
PE, PP, PS и т.д.
Срок
разложения до
100 лет
Полимеры, изготовленные из
нефтепродуктов, срок распада в
природе около 100 лет
Основной недостаток –
большой срок
разложения
Полимеры, изготовленные из
нефтепродуктов, с добавлением
специальных
добавок
для
контролируемого
по
срокам
биоразложения
Основной недостаток –
разлагаются только
добавки, сам полимер
по прежнему
находится в почве
Биоразлагаемые
благодаря
добавкам
Традиционные
бумажные
упаковки
Материалы, изготовленные из
древесиной массы, срок распада
в природе около 2 лет ввиду
наличия специальных покрытий
Картон
Материал, изготовленный из
термомеханической
древесной
массы,
полуцеллюлозы
и
макулатуры, срок разложения в
природе около 3 месяцев
Бумажная
упаковка
Основной недостаток –
бумажное производство
требует значительного
количества воды, что
негативно отражается
на экологической
3
обстановке. Кроме
того, использование
древесины – не всегда
экономически оправдано.
БИОРАЗЛАГАЕМАЯ
Групповая
упаковка
УПАКОВКА ИЗ ОТХОДОВ.
Биоразлагаемая
посуда
КОНЦЕПЦИЯ
Единичная
упаковка
Натуральное
растительное
сырье
Удобрение
для почвы
Лабораторный
образец
Виды готового продукта
Слой материала (разрез)
Цикличность
обращения
компонентов
Биоразлагаемая
упаковка
Костный клей
Пивная дробина
Свекловичный жом
Спиртовая барда
Масленичный шрот
Пищевое
производство
Отходы
пищевого
производства
Основные конкурентные преимущества предлагаемой биоразлагаемой упаковки:
• Без использования ГМО;
• Отсутствие необходимости специально выращивать сырье;
• Низкая себестоимость;
• Полная натуральность;
• Снижение экологического следа от отходов предприятий.
Предлагаемый материал соответствует директиве EH 13432:2000 «Упаковка. Требования,
критерии и схема утилизации упаковки посредством компостирования и биологического
разложения» и «ГОСТ Р 54533-2011 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами» по требованиям:
разложение за 180 дней и отсутствие токсичности для растений полученного компоста.
4
РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ
ПРОЕКТА.
ФОТООТЧЕТ
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ
Если
на
предприятии
нет
специального
оборудования
для
сушки отходов, то обезвоживание
проводится на универсальном тепломассообменном
аппарате
в
лабораториях
ФГБОУ
ВПО
«ВГУИТ».
ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИЯ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЕВОГО РАСТВОРА ПЕКТИНА
Параметры работы прибора при
электрокоагуляции
Показатель
Значение
Сила тока
6А
Общее время
20 мин.
электрокоагуляции
При проведении эксперимента были использованы графитовые электроды для исключения
возможности присутствия в конечном продукте металлических примесей.
ОТДЕЛЕНИЕ ОСАЖДЕННОГО
ПЕКТИНОВОГО КЛЕЕВОГО РАСТВОРА ФИЛЬТРОВАНИЕМ
5
Фильтрование пектина, полученного после
электрокоагуляции через техническую ткань
Осажденный отфильтрованный пектиновый
клеевой раствор
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ
ПРОЕКТА
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
• получение высококонкурентного готового продукта – биоразлагаемого материала (по данным проведенных
маркетинговых исследований упаковка будет востребована, т.к. имеет меньшую себестоимость и
следовательно меньшую конечную цену - цена одного пакета будет не более 3 руб.; также есть предложения
от компаний, выпускающих биоразлагаемую упаковку о взаимном;
• повышение рентабельности пищевых предприятий: пивоваренных, маслоэкстракционных, спиртовых,
сахарных и мясоперерабатывающих - за счет отсутствия необходимости платы за утилизацию отходов и
получения прибыли от продажи отходов (как сырья для биоразлагаемого материала);
• возможность получения энергии и биогумуса - при скоплении большого объема биоразлагаемой упаковки в
одном месте (подразумевается управляемый процесс биоразложения с получением биогаза и биогумуса).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
• снижение углеродного следа от техногенной деятельности пищевых предприятий;
• сохранение озонового слоя и замедление процесса глобального потепления (за счет снижения выделения
оксида углерода и метана в окружающую среду);
• рациональное использование земельных ресурсов - высвобождение технических полей (в настоящее время
крахмалосодержащее сырье для получения биоразлагаемых материалов выращивается специально на
технических полях с применением пестицидов и нитратов; на этих полях можно выращивать культуры для
продовольственного использования);
• получение дополнительного удобрения для почвы – в естественных условиях после биодеградации
компостируемая упаковка будет являться органическим удобрением для почвы;
• уменьшение полигонов для отходов в количественном и объемном выражении – ввиду использования
отходов в качестве вторичных материальных ресурсов.
СОЦИАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ
• популяризация значимости вопроса сохранения природы планеты Земля для будущих
поколений;
• развитие концепции перехода на малоотходные и безотходные технологии;
• развитие стратегии перехода к "Зеленой экономике".
6