Технические науки /5. Энергетика

Студент Сапарбеков С. К.

Костанайский государственный университет имени А.Байтурсынова, Казахстан

Биотопливо из арбузного сока

Арбузы, оставленные на бахче из-за косметических дефектов, могут стать важным источником биотоплива.

Около 20 процентов всех арбузов не попадает на прилавки из-за отсутствия "товарного" вида: они имеют повреждения или неправильную форму. Ученые установили, что арбузный сок является эффективным источником химических соединений, которые могут использоваться для производства биотоплива, например, этанола.

Ежегодно на бахчах остаются неубранными тысячи тонн самой крупной ягоды на Земле – арбуза. Это и перезрелые плоды, и поврежденные во время роста. Особенно сильно страдают бахчевые от птиц. Такие поврежденные ягоды уже не могут созреть и погибают.

Из общего числа собранных по всему миру поврежденных плодов за год выйдет 9,4 миллиона литров экологически чистого этанола.
Исследователи признают, что 9,4 миллиона литров газа – ничтожно малая цифра, так как только из кукурузных стеблей добывается около 35 миллиардов литров этанола. 

Однако низкая себестоимость производства и отсутствие специальных затрат на выращивание культуры может сделать востребованным и ягодный источник биотоплива.

Еще одним преимуществом арбузного этанола является простота технологического процесса. Для получения газа из других культур требуется большое количество воды, а также некоторые нитраты, ускоряющие процесс ферментации. В то время как полосатая ягода уже содержит достаточное количество жидкости, а также катализатор ферментации – сахар.

Данная инициатива заслуживает рассмотрения, по меньшей мере, из-за двух экономических факторов. Во-первых, ежегодно в Казахстане на полях остаётся каждый пятый арбуз, только потому, что он имеет «косметические дефекты».

Арбуз – это 60% мякоти, около 90% которой есть сок, который содержит 7-10% сахара. Таким образом, более половины арбуза может «перебродить» в жидкость, и эксперименты показали, что из тонны плодов, возможно, получить 26 литров этанола.

Используя статистические данные для регионов, где урожай арбузов самый высокий, составили сравнительную таблицу цен (таблица 1).

Таблица 1 – Цены на арбузы в регионах

Регион	Цена арбузов, тенге/кг
	ИЮНЬ		ИЮЛЬ	АВГУСТ
Шымкент		25	15	67
Усть-Каменогорск		34	24	42
Астана		60	49	22
Костанай		41	36	14
Алматы		46	42	10

Возьмем, к примеру, Южно-Казахстанскую область. В прошедшем году в Южном Казахстане собран рекордный урожай арбузов – 1 млн. 10 тыс. тонн. Это на 275 тыс. тонн больше, чем в прошлом году. Под бахчевые в этом году были значительно увеличены площади – 54 тыс. 300 гектаров против 38 тыс. в прошлом году. Такого значительного скачка удалось добиться благодаря проводимым комплексным мероприятиям.

Из этого урожая, арбузы с косметическими дефектами было собрано около 200.000 тыс. тонн.

В таблице 3 приведены цены на этанол в странах-производителях, анализ которой позволяет сделать вывод о том, что производство этанола в Казахстане конкурентоспособное.

Таблица 2 - Цены на этанол по состоянию на октябрь 2013 года

№ п/п	Валюта	Цена за литр	Цена за литр в тенге
1	долларов США	0.5970	92.242
2	российских рублей	19.6065	91.562
3	евро	0.4445	93.465
4	украинских гривен	4.9094	92.1
5	тенге КЗ	93	93

Таким образом из 200 000 тыс.тонн арбузов можно получить 5 200 000 литров этанола, что в денежном выражении составит:

5 200 000 л.этанола*93 тнг.=483 600 000 тнг.

Кроме того, арбузный сок, может быть источником двух веществ - природного красного красителя ликопина, обладающего антиоксидантными свойствами, а также аминокислоты L-цитрулина, являющейся популярной биологической добавкой к пище.

Производство биотоплива находится на границе двух, казалось бы, несмежных наук – энергетики и агрономии. Однако интенсивная проработка этого вопроса должна коснуться каждую из названных наук.
В настоящее время огромное количество самых разнообразных созревших культур пропадает в полях.  Тому есть множество причин – от повреждения осадками до избыточного урожая, который просто невозможно весь собрать и вывезти. Очень редки случаи, когда эти остатки используются вторично, даже в качестве удобрения. Поэтому, огромное количество органического материала просто пропадает, хотя может стать сырьем для получения энергии.

Литература:

1. Вiotechnology for biofuels.// Научный журнал Великобритании, 23 выпуск - 2012 г.

2. Информационное агентство КазТаг – 2012г.

3. Национальное информационное агентство «КазИнформ» - 2012 г.

4. aenergy.ru

5. www.membrana.ru

6. alt-energy.org.ua