Несладкая жизнь отходов сахарного производства

Не только сахар

Для начала стоит уточнить: есть два вида свёклы. Одна — столовая, из которой готовят салаты и супы. Другая — сахарная, технический сорт с высоким содержанием сахарозы в корнях. В чистом виде её не едят, зато используют для производства сразу нескольких продуктов промышленного масштаба.

В первую очередь из сахарной свёклы добывают сахар. Делать это начали ещё в конце XVIII века, а уже в 1801 году заработал первый в мире сахарный завод. Это был важный шаг: до этого существовал только тростниковый сахар, который добывали в колониях. Теперь же сахар смогли делать даже в странах Европы, где климат для тростника не подходит.

Но сам сахар — лишь около 20% от массы корнеплода. И это значит, что остаётся ещё примерно 80%, которые тоже можно использовать с пользой. Основных побочных продукта три: меласса, дефекат и жом. Разберём каждый по порядку.

Меласса: спирт, лимонная кислота и дрожжи

Меласса, или чёрная патока, — это густая бурая жидкость, напоминающая по консистенции сироп с огромным, до 60%, количеством углеводов. Чёрную патоку, добываемую из свёклы, используют в основном как корм для скота.

Здесь важно не путать: в зарубежных фильмах и книгах часто фигурирует не свекольная, а тростниковая меласса — золотисто-коричневый или почти чёрный сироп, который применяют в выпечке и для производства рома.

В Европе и России мелассу, добытую из свёклы, в кулинарии не используют из-за её резкого неприятного вкуса и запаха. Зато она хорошо подходит как добавка в корм для сельскохозяйственных животных.

Но на мелассе переработка сахарной свёклы не заканчивается. Далее из чёрной патоки можно добывать различные кислоты. Для этого мелассовую массу заставляют бродить двумя способами: аэробным, то есть с присутствием кислорода, и анаэробным.

В первом случае получаются лимонная, уксусная, щавелевая, фумаровая и глюконовая кислоты. Во втором — молочная, масляная, пропионовая и некоторые другие кислоты, а также этиловый спирт. И да, поскольку из мелассы добывают спирт, из неё же можно делать алкоголь, но очень низкого качества (так называемый паточный самогон).

Ещё меласса используется в производстве дрожжей: её разбавляют водой, обрабатывают хлорной известью для дезинфекции, подкисляют серной кислотой, добавляют питательные соли, затем доводят до кипения, ждут 10–12 часов, отделяют от осадка, фильтруют и отправляют в лабораторию для дальнейшего роста и накопления дрожжей в стерильных условиях.

Жом: корм для скота и экологически чистое топливо

Свекловичный жом — ещё один важный побочный продукт, получаемый при переработке сахарной свёклы. Это дроблёное зерно, оно же сечка, которое получается при выжимке свекольного сока прессом. 

В сыром виде жом содержит много воды и быстро портится, поэтому его зачастую сушат, а затем хранят россыпью или прессуют в брикеты. Жом используют как корм для скота.

Также существует разновидность под названием кислый жом: в этом случае продукт заквашивают — консервируют без доступа кислорода (этот процесс называют силосованием). Считается, что животным нравится кислый корм, так как они с охотой его едят.

Вторая область применения жома может показаться неожиданной. Свекловичную выжимку используют для производства биогаза на биогазовых установках. 

Биогаз получается в результате разложения натуральных продуктов без доступа кислорода (анаэробное сбраживание). В основном он состоит из метана, который после очистки от примесей можно использовать для производства тепла и электричества.

Биогаз добывают не только из свекольного жома. Бактерии также могут превращать в биогаз различные биологические продукты: навоз, водоросли, испорченное зерно, отходы спиртовых и пивоваренных заводов и так далее. 

Таким образом, процесс производства биогаза не только даёт нам возобновляемый ресурс, но и может потенциально сократить количество свалок. Также биогазовые установки бывают небольшого размера, так что теоретически можно установить одну такую на своём участке и вырабатывать собственный газ для отопления и приготовления пищи.

Кроме биогаза, в процессе переработки биомассы выделяется ещё один побочный продукт — дигестат. Его используют для изготовления органических удобрений, биопластиков и некоторых других продуктов.

Дефекат: из сока в удобрение

Сахар из свёклы и сахарного тростника не получают сразу — продукт проходит несколько стадий обработки. Сначала свёклу режут и получают свекловичную стружку, затем её ошпаривают, помещают в специальный диффузный аппарат, где отделяют получившуюся жидкость — диффузный сок — от жома, о котором мы писали выше.

Затем следует сложный процесс очистки, после которого получается дефекационная грязь. Вот она-то и интересует нас, а также агрономов и технологов. 

Дефекационная грязь, которая составляет примерно 8–12% от общей массы переработанной свёклы, содержит известь, воду, небольшое количество фосфора и азота, а также различные органические вещества. Её можно использовать как удобрение.

Чтобы сэкономить на транспортировке, сахарные заводы обычно строят рядом с полями, засеянными свёклой. Туда дефекационная грязь и отправляется. Это здорово влияет на урожай: наблюдения показывают, что в отдельных случаях урожайность повышается на 40–80 центнеров на гектар.

Заключение

Свёкла даёт нам не только сахар. Остатки её переработки превращаются в корма, удобрения, биогаз, кислоты, дрожжи и даже спирт. Получается почти безотходное производство: у каждого «ненужного» продукта есть своё применение.