ВІДХОДИ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ ТА ЇХ РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.03.03Ключові слова:
цукровий буряк, відходи, бурякове бадилля, жом, меляса, цукрова промисловістьАнотація
У процесі переробляння сільськогосподарських культур утворюється велика кількість відходів. Більшість з них можна використати як джерела енергії, добрива, складові кормів, сировину для харчових, фармацевтичних та інших виробництв тощо. Таким чином одним з найбільш перспективних напрямів розвитку агропереробного сектору України є впровадження технологій перетворення відходів на продукти з високою доданою вартістю. Одержання цукру з цукрових буряків супроводжується утворенням великої кількості різноманітних лігноцелюлозних відходів, утилізація яких становить велику екологічну проблему. Для формулювання подальших шляхів впровадження ресурсоощадних технологій виробництва бурякового цукру детально вивчено перспективні методи використання його відходів. В статті наведені методи валоризації цукрового виробництва за рахунок використання меляси, бурякового бадилля та жому. Розвиток агропромислового комплексу України буде пов'язаний з біопереробкою різноманітних відходів, біотехнологічні методи сьогодні є потужним способом підвищення рентабельності багатьох харчових виробництв, у тому числі цукрового. Окремою важливою проблемою зменшення навантаження на навколишнє середовище є розроблення технологій використання поновлювальних джерел енергії, в статті показано перспективність використання відходів виробництва цукру як джерел чистих, ефективних технологій одержання енергії, цінних хімічних речовин, у тому числі біопалива. Продемонстрована можливість одержанням на базі цукрових відходів етилового спирту, харчових кислот, ферментів, білку, пекарських дріжджів, пектину, харчових добавок, біодобрив, цінних кормових компонентів тощо. Висвітили деякі нещодавні дослідження щодо очищення водойм за рахунок гідрогелей та фотокаталізаторів, а також біопластику на базі бурякового жому. Всі ці технології базуються на здатності відходів виробництва цукру досить легко зброджуватися з утворенням великого різноманіття кінцевих та побічних продуктів, більшість з яких є корисними в різних видах діяльності людства. Більш детального вивчення потребує економічна оцінка доцільності впровадження цих технологій з оглядом на українські реалії.
Посилання
Singh P., Sharma K., Hasija V., Sharma V., Sharma S., Raizada P., ... & Thakur V. K. Systematic review on applicability of magnetic iron oxides–integrated photocatalysts for degradation of organic pollutants in water. Materials Today Chemistry, 2019, no. 14, pp. 100186, doi: 10.1016/j.mtchem.2019.08.005.
Rojas L. F., Zapata P., & Ruiz-Tirado L. Agro-industrial waste enzymes: Perspectives in circular economy. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 2022., no. 34, pp. 100585, doi: 10.1016/j.cogsc.2021.100585.
Rana A. K., Gupta V. K., Newbold J., Roberts D., Rees R. M., Krishnamurthy S., & Thakur V. K. Sugar beet pulp: Resurgence and trailblazing journey towards a circular bioeconomy. Fuel, 2022, no. 312, pp. 122953, doi: 10.1016/j.fuel.2021.122953.
Chernysheva D. V., Konstantinov M. S., Sidash E. A., Klushin V. A., Tokarev D. V., Andreeva V. E., ... & Ananikov V. P. Tuning Sugar Biomass Waste Conversion for the Preparation of Carbon Materials for Supercapacitors and Catalysts for Oxygen Reduction. Energy Technology, 2023, no. 11(3), pp. 2201145, doi: 10.1002/ente.202201145.
Natsionalna asotsiatsiia tsukrovykiv Ukrainy «UKRTsUKOR» [National Association of Sugar Growers of Ukraine "UKRCSUKOR"]. Available at: http://ukrsugar.com/uk/post/produkti-pererobki-cukrovih-burakiv-ak-sirovina-dla-virobnictva-himicnih-recovin-ta-biorozkladnih-polimeriv-castina-1. (accessed: 01.09.2024).
Stalinska I. V., Khandohina O. V. Upravlinnia ekolohichnymy ryzykamy vidkhodiv vyrobnytstva tsukru [Environmental risk management of sugar production waste]. Scientific bulletin of NLTU of Ukraine, 2023, Vol. 33, no. 1, pp. 39–44, doi: 10.36930/40330106.
Zhang S., Wang J., & Jiang H. Microbial production of value-added bioproducts and enzymes from molasses, a by-product of sugar industry. Food chemistry, 2021, no. 346, pp. 128860, doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128860.
Duraisam R., Salelgn K., Berekete A. K. Production of Beet Sugar and Bio-ethanol from Sugar beet and it Bagasse: A Review. International Journal of Engineering Trends and Technology, 2017, no. 43 (4), pp. 222–233, doi: 10.14445/22315381/ijett-v43p237.
Meliasa buriakova. Radekhivskyi tsukor [Beet molasses. Radehiv sugar]. Available at: https://m.diamantsugar.com.ua/ua/articles/melyasa-byryakova (accessed: 06.08.2024).
Adbhai A. R., Dewanjee S., Patel K. G., & Karmakar N. Sugar beet molasses production and utilization. In Sugar Beet Cultivation, Management and Processing, 2022, pp. 885–904, doi: 10.1007/978-981-19-2730-0_44.
Jamir L., Kumar V., Kaur J., Kumar S., & Singh H. Composition, valorization and therapeutical potential of molasses: a critical review. Environmental Technology Reviews, 2021, no. 10 (1), pp. 131–142, doi: 10.1080/21622515.2021.1892203.
Jain R, Venkatasubramanian P. Sugarcane molasses – a potential dietary supplement in the management of iron deficiency anemia. J Diet Suppl., 2017, no. 14 (5), pp. 589– 598, doi: 10.1080/19390211.2016.1269145.
Kudriavtseva Yu., Demydova A., Piven O. Storage and quality control of alcoholic beverages. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology, 2023, no. 4(18), pp. 58–65. doi: 10.20998/2413-4295.2023.04.08.
El-Sheekh M. M., Bedaiwy M. Y., El-Nagar A. A., El Kelawy M., & Bastawissi H. A. Ethanol biofuel production and characteristics optimization from wheat straw hydrolysate: Performance and emission study of DI-diesel engine fueled with diesel/biodiesel/ethanol blends. Renewable Energy, 2022, no. 191, pp. 591–607, doi: 10.1016/j.renene.2022.04.076.
Pandey A. K., Kumar M., Kumari S., Gaur N. A. Integration of acid pre-treated paddy straw hydrolysate to molasses as a diluent enhances ethanol production using a robust Saccharomyces cerevisiae NGY10 strain. Renewable Energy, 2022, no. 186, pp. 790–801, doi: 10.1016/j.renene.2022.01.039.
Joanna B., Michal B., Piotr D., Agnieszka W., Dorota K., Izabela W. Sugar beet pulp as a source of valuable biotechnological products. Advances in biotechnology for food industry, 2018, рр. 359–392, doi: 10.1016/B978-0-12-811443-8.00013-X.
Bordun I. M. Novyi sposib utylizatsii buriakovoho zhomu [A new method of disposal of beet pulp]. Tsukor Ukrainy, 2016, no. 6–7 (126–127), pp. 45–47.
Adem K., Ozguven M. M., Altas Z. A sugar beet leaf disease classification method based on image processing and deep learning. Multimedia Tools and Applications, 2023, no. 82 (8), pp. 12577–12594, doi: 10.1007/s11042-022-13925-6.
Sharma B., Thakur S., Mamba G., Gupta V. K. Titania modified gum tragacanth based hydrogel nanocomposite for water remediation. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2020, pp. 104608, doi: 10.1016/j.jece.2020.104608.
Verma A., Thakur S., Goel G., Raj J., Gupta V. K., Roberts D. Bio-based Sustainable Aerogels: New Sensation in CO2 Capture. Current Research in Green and Sustainable Chemistry, 2020, no. 3, pp. 100027, doi: 10.1016/j.crgsc.2020.100027.
Chen X., Li Z., He N., Zheng Y. Nitrogen and phosphorus removal from anaerobically digested wastewater by microalgae cultured in a novel membrane photobioreactor. Biotechnology for Biofuels, 2018, no. 11, 190, doi: 10.1186/s13068-018-1190-0.
He J., Ni F., Cui A., Chen X., Deng S., Shen F., et al. New insight into adsorption and coadsorption of arsenic and tetracycline using a Y-immobilized graphene oxide-alginate hydrogel: Adsorption behaviours and mechanisms. Science of the total environment, 2020, no. 701, pp. 134363, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134363.
Seddiqi H., Oliaei E., Honarkar H., Jin J., Geonzon L.C., Bacabac R.G. Cellulose and its derivatives: Towards biomedical applications. Cellulose, 2021, no. 28, pp. 1893–1931, doi: 10.1007/s10570-020-03674-w.
Ahmad N., Anae J., Khan M. Z., Sabir S., Yang X. J., Thakur V. K. Visible light-conducting 1293 polymer nanocomposites as efficient photocatalysts for the treatment of organic pollutants in wastewater. Journal of Environmental Management, 2021, no. 295, pp. 113362, doi: 10.1016/j.jenvman.2021.113362.
Wang J., Li X., Cheng Q., Lv F., Chang C., Zhang L. Construction of β-FeOOH@ tunicate cellulose nanocomposite hydrogels and their highly efficient photocatalytic properties. Carbohydrate Polymers, 2020, no 229, pp. 115470, doi: 10.1016/j.carbpol.2019.115470.
Kanikireddy V., Varaprasad K., Jayaramudu T., Karthikeyan C., Sadiku R. Carboxymethyl cellulose-based materials for infection control and wound healing: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, no. 164, pp. 963–975, doi:10.1016/j.ijbiomac.2020.07.160.
Gharib-Bibalan S. High Value-added products recovery from sugar processing by-products and resi. duals by green technologies: Opportunities, challenges, and prospects. Food engineering reviews, 2018, no. 10, pp. 95–111, doi: 10.1007/s12393-018-9174-1.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Анастасія Безпала , Анастасія Шаповал , Денис Савайло , Анастасія Демидова , Олена Півень
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
