Kukuričná slama ako hodnotný energetický materiál pre produkciu bioplynu
V poslednom desaťročí sa celková produkcia kukurice zvýšila približne o 40%. V roku 2017 predstavovala v EÚ vyše 70 mil. ton. Takáto vysoká produkcia kukuričného zrna predstavuje veľké množstvo rastlinných zvyškov, ako sú listy, stonky, šupky a šúľky, ktoré môžu predstavovať až 50% sušiny celej rastliny. Na 1 kg pozberaných kukuričných zŕn (vyjadrené v sušine) predstavuje celková hmota zvyšných častí rastliny približne 1,01 kg sušiny.
Kukuričná slama je jedným z najbežnejších materiálov produkovaných v poľnohospodárstve. Avšak využitie tohto materiálu je najmä v Európe dosť nízke. Pre väčšinu farmárov je využitie kukuričnej slamy obmedzené na rezanie počas zberu a následné zaoranie ako organického hnojiva. Odstraňovanie rastlinných zvyškov z polí za účelom produkcie biopalív musí vyvážiť prevenciu proti erózii pôdy, udržiavanie organickej hmoty v pôde a udržiavanie resp. zvyšovanie produktivity.
Kukurica má veľký potenciál, a to najmä ako substrát pre produkciu biopalív. Cieľom tejto štúdie bolo analyzovať možnosti využitia kukuričnej slamy zberanej v rôznych poveternostných podmienkach, ktoré ovplyvňujú fyzikálne parametre (najmä obsah sušiny), na metánovú fermentáciu.
Výskum ukázal, že kukuričná slama zberaná v stredovýchodnej Európe môže mať širokú škálu obsahu sušiny, čo súvisí s rozdielnymi poveternostnými podmienkami počas jesene. Avšak nezávisle od obsahu vlhkosti môže byť kukuričná slama dobrým (v prípade vlhkejšieho materiálu) alebo veľmi dobrým (v prípade suchšej slamy) substrátom pre bioplynové stanice. Produkcia metánu dosahuje 201-207 m3/Mg čerstvej hmoty. Znamená to, že tento materiál je výrazne lepším substrátom ako v Európe bežne využívaná kukuričná siláž s produkciou metánu približne 105 m3/Mg čerstvej hmoty. Retenčný čas je v prípade kukuričnej slamy 36 -42 dní, je teda o niečo dlhší ako pri kukuričnej siláži (menej ako 30 dní). Tento rozdiel je však malý a bioplynové stanice ho môžu akceptovať.
Jedným z problémov súvisiacich s využitím kukuričnej slamy je obava farmárov ohľadom vhodných metód zberu a uskladnenia. Existuje však už niekoľko technológií zberu a uskladnenia kukuričnej slamy. Zároveň následný výskum ukázal veľké možnosti zberu a využitia kukuričnej slamy na produkciu bioplynu vo forme siláže ale aj vo forme suchého materiálu skladovaného v balíkoch. Farmári by preto mali zistiť obsah vlhkosti v kukuričnej slame. Tento parameter by mal byť kľúčový pri výbere uskladňovacej technológie: či vo forme stlačených balíkov alebo vo forme siláže.
Významnou výhodou využitia kukuričnej slamy (namiesto kukuričnej siláže) na produkciu bioplynu je vylúčenie konfliktu medzi produkciou potravín a biopalív. Kukuričná slama je dodatočnou biomasou k produkcii zrna. Jej využitie na produkciu bioplynu pomáha využiť chemickú energiu obsiahnutú v organickej hmote slamy. Za normálnych okolností ju využívajú mikroorganizmy, ktoré ju rozkladajú v pôde. Dôležitý je aj fakt, že makro a mikroprvky obsiahnuté v kukuričnej slame (okrem uhlíka) sa pri využití slamy v bioplynových staniciach nestratia, pretože po fermentácii sa tieto minerály vrátia do pôdy vo forme digestátu.
Existuje viacero možností využitia kukuričnej slamy, avšak po zvážení energetických, hospodárskych a poľnohospodárskych aspektov sa javí využitie v bioplynových staniciach ako najsľubnejšia alternatíva do blízkej budúcnosti.
Výťah a preklad z originálu.
Zdroj:
Mazurkiewicz, J.; Marczuk, A.; Pochwatka, P.; Kujawa, S. Maize Straw as a Valuable Energetic Material for Biogas Plant Feeding. Materials 2019, 12, 3848.