Рисовая шелуха: методы и технологии утилизации

Рис представляет собой один из наиболее значимых пищевых продуктов в мире, занимая 2-е место по посеву после пшеницы.

В результате переработки рисового зерна в крупу остаётся немало отходов (до 20 %), называемых рисовой шелухой (или лузгой), содержащей в себе уникальные пористые слои кремнезема.

Рисовая шелуха – это оболочка рисового ядра, защищающая внутренние компоненты от насекомых и различных бактерий. Что же происходит с ней в дальнейшем, после очистки зерна?

Проблема утилизации рисовой шелухи в мире

В мире ежегодно в результате обмолота образуется около 600 миллионов тонн рисовой шелухи. Большей частью она сжигается в печах либо подвергается захоронению, требующему привлечения больших земельных угодий.

Но самое интересное, что шелуха не распадается в земле ввиду наличия в ней диоксида кремния. А при сжигании лузги выделяются вещества, способные негативно влиять на природу и здоровье человека.

Утилизация рисовой шелухи представляет собой актуальную проблему во всём мире, особенно в странах, где рис является основным злаковым продуктом (Китай, Индия, Египет, Южная Корея, страны Африки и частично Россия, Узбекистан).

Между тем утилизированная рисовая шелуха может приносить большую пользу человеку; её потенциал пока мало используется в промышленности и сельском хозяйстве.

Описание методов утилизации

На сегодня известно три метода утилизации рисовой шелухи.

• Сжигание. Пока это самый распространённый и небезопасный метод. Кроме нанесения вреда окружающей среде сжигание подвергает опасности здоровье человека. При сжигании шелухи мелкодисперсные элементы попадают в лёгкие, вызывая тяжелейшее заболевание – силикоз. Специалисты утверждают, что на данный момент безопасной технологии по сжиганию рисовой лузги не существует. Помимо этого, сжигание отходов в печах требует немалых финансовых вложений.
• Создание специальных отвалов, которые также оказывают негативное экологическое воздействие. Установлено, что рисовая лузга, создавая воздушное пространство в почве, способствует активному окислению нефтепродуктов кислородом воздуха и их деградации.
• Переработка рисовой шелухи. Главными составляющими рисовой лузги являются целлюлоза, лигнин, а также минеральная зола, которая на 92–97 % состоит из диоксида кремния. Переработанная шелуха может служить очень ценным сырьём для получения разнообразных соединений кремния и использоваться в различных направлениях промышленности и сельского хозяйства.

Области применения продуктов переработки рисовой шелухи

В результате переработки из рисовой шелухи могут быть получены следующие виды продукции.

• Кремнеуглеродистые материалы (диоксид кремния, хлорид кремния, карбид кремния, нитрид кремния). Используются в качестве наполнителя для автомобильных шин, сорбента для очистки воды от химических (нефтяных, масляных) загрязнений; при производстве красок, лаков, абразивных и смазочных материалов; при изготовлении бумаги, брусков, искусственной кожи, каучука, изделий металлокерамики и др.
• Альтернативное жидкое топливо, применяемое в агрегатах тепловых, газотурбинных и дизельных электростанций, а также для получения моторного топлива. Используется также при обжиге в металлургических печах.

Помимо этого, утилизированная рисовая лузга применима в сельском хозяйстве в качестве удобрения для почв; в металлургии – в качестве теплоизолирующей засыпки, в топливной промышленности – топливного материала. В перспективе намечается применение полученного сырья в парфюмерной, фармацевтической, металлургической и электронной промышленности.

Технологии обработки шелухи

На сегодняшний день существует немало проектов, в которых предлагаются различные методы и технологии переработки рисовой шелухи.

 Пиролиз

Среди ведущих можно назвать утилизацию рисовой шелухи методом быстрого пиролиза без доступа кислорода в газогенераторных котлах. Мощность одного модуля производства достаточно велика – 10 тысяч тонн рисовой шелухи ежегодно. При этом планируется получение смеси двуокиси кремния и углерода (3 тысячи тонн в год) и альтернативного жидкого топлива (4 тысячи тонн в год).

Технологический процесс состоит из нескольких этапов:

• приём, хранение и подготовка рисовой лузги;
• засыпание шелухи в бункер;
• пиролиз в шнековом реакторе;
• конденсация смеси в жидкое топливо;
• подача твёрдого продукта в пиролизную машину;
• газоудаление;
• упаковка, хранение полуфабриката.

Главное достоинство производства – экологическая чистота, поскольку для его обеспечения используется водооборотная система, не предусматривающая технологических стоков.

При этом каждый модуль снабжён эффективной системой очистки от газов и пыли.

Предлагается размещать такое производство рядом с рисопроизводителями, чтобы минимизировать транспортные расходы.

Термическая обработка

Перспективным считается также метод экспандирования рисовой шелухи. Эта технология подразумевает термическую обработку отходов риса под высоким давлением. Экспандированная шелуха обладает повышенной влагопоглотительной способностью и благодаря содержанию кремнезема оказывает положительное влияние на рост сельхозкультур, а также значительно улучшает состояние почвы, предотвращая накопление солей.

Прессование

Ещё одним из направлений утилизации отходов, в том числе и рисовой лузги, стала технология переработки на основе пресс-экструдера УБО-2, который предназначен для получения экологически чистых топливных брикетов. Продукт формируется в результате непрерывного прессования без участия связующих компонентов посредством шнека, создающего давление в нагревающей формующей втулке.

Комплексный метод

В числе технологий утилизации следует упомянуть также метод комплексной переработки рисовой лузги, включающий два основных этапа – высушивание и термообработку. На выходе получаются два вида сырья: твёрдый кремнеуглеродный продукт и жидкий органический продукт.

Гранулирование

Среди новейших проектных технологий также рассматривается возможность применения переработанной рисовой шелухи для производства строительных плит и блоков. Особенность технологии заключается в предварительной подготовке гранул рисовой лузги, которые позволят повысить прочность стройматериалов.

Очевидно, что с пользой можно применять не только рисовое зерно, но и переработанную рисовую шелуху. Однако на данном этапе методы и технологии её переработки только внедряются, хотя это направление считается очень перспективным.

Благодаря правильной переработке кабеля из него можно извлечь приличное количество металла, который модно использовать вторично.

Уничтожение документов происходит по специально установленному законом порядку. Подробнее читайте здесь.

Старый холодильник нельзя просто выбрасывать на свалку - его необходимо утилизировать. Почему так важна утилизация холодильных приборов, читайте по https://greenologia.ru/othody/bumazhnye/ochishhenie-arxiva.html ссылке.

Основы процесса термической обработки шелухи

Преимущество термической обработки шелухи заключается в том, что весь процесс осуществляется за одну стадию. Отсутствует необходимость в дополнительном механическом воздействии на сырьё, таком как измельчение, классификация. Это значительно упрощает процесс переработки и связано с тем, что сама шелуха состоит из гранул, которые обеспечивают оптимальную термическую обработку при отсутствии кислорода. Также нет необходимости предварительно высушивать рисовую шелуху.

Цель термической обработки – получение из рисовой лузги остатка, наполненного летучими веществами, представляющими собой соединение кремнезема и углерода. Поступая в шнековый реактор, смесь нагревается до температуры 600 ºC. Далее летучие продукты конденсируются в жидкое топливо, а сам материал насыщается кремнеземом и углеродом.

Как видите, утилизация рисовой шелухи может развиться в довольно перспективное направление, приносящее пользу в разных областях жизнедеятельности. Также следует отметить экологическую значимость переработки и вторичного использования, казалось бы, ненужных отходов риса. Кроме того, специалисты утверждают, что это может стать не только полезным, но и весьма прибыльным делом.