Остатки урожая, которые никому не нужны, — и три источника, которые меняют ситуацию.
Почему обработка табачных стеблей представляет собой уникальную сложность, чем компостирование конкурирует с прессованием в тюки, и какие рынки биомассы и субстратов делают коммерческое прессование в тюках выгодным в провинциях Юньнань, Бразилия и Зимбабве.
Стебель табака: специализированная проблема управления табачными остатками.
Табак (Nicotiana tabacumСбор урожая табачного листа осуществляется путем последовательного удаления листьев: сначала удаляются нижние листья по мере их созревания, а верхние – через 3-5 недель. В результате остается стебель высотой 1,2-1,8 м, который удаляется с поля после окончательного сбора листьев. В китайских провинциях Юньнань и Гуйчжоу, производящих в общей сложности 451 тыс. тонн мирового табачного листа, это составляет приблизительно 500 000-700 000 тонн сухого вещества стебля в год. В бразильских штатах Рио-Гранде-ду-Сул и Санта-Катарина, занимающихся выращиванием табака, ежегодно производится еще 150 000-250 000 тонн. Зимбабве, Малави и Танзания, как основные производители табака в Африке, также вносят существенный вклад в объемы производства.
Стебли табака представляют собой проблему в плане утилизации растительных остатков, отличающуюся от утилизации любых других растительных остатков. Стебли содержат остаточный никотин, алкалоиды и органические соединения, которые делают этот материал токсичным для человека в концентрированном виде и затрудняют компостирование (никотин обладает антимикробными свойствами и подавляет процесс компостирования в высоких концентрациях). В китайских провинциях Юньнань и Гуйчжоу сжигание табачных стеблей на открытом воздухе запрещено в соответствии с национальными правилами по борьбе со сжиганием, и этот материал нельзя просто оставить разлагаться в поле, поскольку он содержит инокулят фитофторы никотиновой и вируса табачной мозаики, что значительно увеличивает бремя болезней в следующем году.
Коммерческое прессование табачных остатков для сжигания биомассы, использования в качестве сырья для компоста или компонента субстрата для выращивания специализированных грибов — это три пути решения проблемы табачных остатков, позволяющие превратить их в управляемый, приносящий доход процесс. В данном руководстве рассматриваются все три пути, а также вопросы безопасности, специфичные для обращения с табачными остатками. Для ознакомления с нормативно-правовой базой, регулирующей использование растительных остатков в Китае, обратитесь к нашей статье. Что такое силос и чем он отличается от других методов консервации? Рассматривается более широкая структура, в рамках которой функционируют программы управления стеблями.
Характеристики стеблей табака и проблемы борьбы с ними.
Физические и химические свойства
Стебли табака при уборке урожая содержат от 60 до 781 тонн влаги и имеют диаметр от 20 до 45 мм у основания. Как и стебли подсолнечника, их нельзя прессовать в тюки без предварительного измельчения. Плотная внутренняя структура стебля табака сопротивляется сжатию даже сильнее, чем у подсолнечника, что приводит к очень низкой плотности тюков из целых стеблей. Предварительное измельчение до 30-60 мм является обязательным условием для любой коммерческой операции по прессованию табака в тюки.
Химическая проблема заключается в остаточном содержании никотина и родственных алкалоидов в тканях стебля. Свежие стебли табака содержат от 0,3 до 1,51 ТТ3Т никотина (в пересчете на сухой вес) в тканях стебля и корня — это меньше, чем в листьях (от 2 до 51 ТТ3Т никотина в сухом веществе), но достаточно, чтобы сделать материал токсичным для человека при прямом контакте и подавить процессы микробного компостирования. Работники, работающие с большими объемами свежих стеблей табака, должны носить перчатки и избегать длительного контакта с кожей — никотин эффективно всасывается через кожу и может вызвать острое никотиновое отравление при высоких уровнях воздействия.
| Свойство | Ценить | Последствия для управления |
|---|---|---|
| Содержание никотина (в сухом веществе) | 0,3–1,5% | Необходима защита рабочих; компостирование затруднено. |
| Влажность во время сбора урожая | 60–78% | Предварительное измельчение, затем сушка в полевых условиях до 181 тонны на 3 тонны перед прессованием в тюки. |
| Диаметр основного стебля | 20–45 мм | Необходимо предварительно измельчить — прямая прессовка в тюки невозможна. |
| НДФ (СВ) | 55–68% | Волокно грубого качества |
| Теплотворная способность | 14–16 МДж/кг сухого вещества | Подходящая биомасса, но её объём ниже, чем у древесины. |
| Содержание золы | 8–14% | Содержание выше, чем в соломе для хлопьев, — ограничивает качество гранул. |
Конкурс компостирования
Традиционная рекомендация по обработке табачных стеблей — компостирование: измельчение стеблей и компостирование в течение 3–6 месяцев с последующим возвращением в поле в виде органического вещества. Это агрономически обоснованный, но оперативный метод медленный: никотин в концентрациях, характерных для стеблей, значительно подавляет микробную активность в процессе компостирования, увеличивая время компостирования с 6–8 недель, типичных для соломы зерновых, до 4–6 месяцев для табачных стеблей без добавления азота и микробных ускорителей. Фермерские хозяйства, которые начинают процесс компостирования, но недооценивают сроки, часто обнаруживают частично компостированный материал к моменту следующей посадки — в этот момент недоготовленный компост может быть использован для удобрения полей и создать проблемы с всхожестью для последующих табачных или овощных культур из-за остаточных фитотоксичных соединений.
Три коммерческих точки сбыта спрессованных тюков табачной шелухи
Выход 1: Сжигание биомассы
Стебли табака, прессованные в тюки с влажностью от 14 до 181 ТТ3, могут поставляться в котлы, работающие на биомассе, в качестве сельскохозяйственного биомассового сырья. Теплотворная способность от 14 до 16 МДж/кг сухого вещества приемлема для совместного сжигания с другой сельскохозяйственной биомассой, хотя повышенное содержание золы (от 8 до 141 ТТ3 сухого вещества, варьирующееся в зависимости от сорта и условий выращивания) ограничивает их использование в специализированных системах сжигания биомассы со строгими требованиями к производительности колосниковой решетки. Промышленные котлы на табачных фабриках, где стебли табака образуются на месте в качестве отходов производства, являются наиболее прямым способом использования биомассы, сжигая стебли для получения технологического тепла в рамках энергетического баланса предприятия. Этот интегрированный подход (табачная фабрика сжигает собственные стебли для выработки пара) используется на нескольких крупных табачных предприятиях в провинциях Юньнань и Гуйчжоу.
Выход 2: Специализированный субстрат для выращивания грибов
В Китае для выращивания специализированных грибов используется субстрат из стеблей табака — в частности, для Pleurotus eryngii (королевский вешенка) и Flammulina velutipes Производство (грибов эноки), где умеренное содержание целлюлозы в табачном стебле и специфический профиль микроэлементов, как было показано, способствуют хорошему развитию плодовых тел. Удивительно, но содержание никотина не является препятствием для процесса культивирования грибов. Плеврот Виды этого растения вырабатывают ферменты, расщепляющие никотин, и способны переносить и метаболизировать алкалоидную фракцию в течение цикла роста. Покупатели субстрата в грибной промышленности провинции Юньнань заказывают тюки табачных стеблей с влажностью от 12 до 151 TP3T, без видимой плесени и с постоянным весом тюка.
Пункт 3: Коммерческие предприятия по компостированию
Крупномасштабные коммерческие предприятия по компостированию, перерабатывающие смешанные сельскохозяйственные отходы — распространенные в секторе управления сельскохозяйственными отходами провинции Юньнань, — принимают предварительно измельченные тюки табачных стеблей в качестве одного из компонентов смешанного компостного сырья. Добавление богатого азотом зеленого растительного материала (овощных отходов, отходов пищевой промышленности) в компостную смесь нейтрализует проблему подавления никотином, разбавляя фракцию табачных стеблей до уровня ниже порога подавления микроорганизмов. По этой причине коммерческие предприятия по компостированию обычно указывают содержание табачных стеблей не более 25–301 тонн в поступающей биомассе.
Он Пресс-подборщик круглых тюков 9YG-1.25A с регулируемой камерой прессования Оборудование предназначено для обработки предварительно измельченных стеблей табака (фрагменты размером от 30 до 60 мм) в стандартных круглых тюках для всех трех каналов сбыта. Низкое содержание никотина на поверхностях оборудования после прессования стеблей табака легко контролируется стандартной мойкой — специальный протокол дезинфекции между циклами прессования стеблей табака и другими операциями по прессованию сельскохозяйственных культур не требуется.
Борьба с болезнями: скрытое преимущество прессования сена по сравнению с выжиганием поля.
Табачные поля в провинциях Юньнань и Гуйчжоу постоянно подвергаются воздействию Phytophthora nicotianae (черная плесень), Peronospora tabacina (синяя плесень) и вируса табачной мозаики (ВТМ) — все эти микроорганизмы зимуют в стеблях и фрагментах стеблей, внесенных в почву. Выжигание полей, где оно еще практикуется, уничтожает поверхностные ткани стеблей, но заносит болезнетворные микроорганизмы глубже в почву вместе с золой. Внесение стеблей в почву измельчает их, но распределяет по всей корневой зоне, максимально увеличивая контакт с почвой для размножения болезнетворных организмов.
Прессование и физическое удаление стеблей с поля — для последующей утилизации биомассы, субстрата или компоста — является единственным методом управления растительными остатками, который действительно снижает нагрузку болезнетворных микроорганизмов на поле от сезона к сезону. Полевые испытания в табачных районах Лицзян и Чусюн провинции Юньнань показали снижение заболеваемости черной пятнистостью на 20–351 ТТ3Т на полях, где прессование и удаление стеблей практиковались в течение двух или более сезонов подряд, по сравнению с контрольными участками, где проводилось сжигание стеблей. Это преимущество в борьбе с болезнями все чаще приводится провинциальным табачным бюро Юньнани в качестве обоснования субсидирования приобретения оборудования для прессования стеблей.
Распространенные ошибки
Содержание никотина в табачных стеблях от 0,3 до 1,51 TP3T DM достаточно для того, чтобы вызвать острые симптомы никотинового отравления (тошнота, головокружение, учащенное сердцебиение) у работников, работающих с большими объемами свежесрезанных стеблей голыми руками. Всегда надевайте перчатки при работе со свежесрезанными табачными стеблями. Высушенные стебли (с содержанием никотина ниже 151 TP3T) при таких концентрациях никотина представляют гораздо меньший риск острого воздействия, но перчатки все же рекомендуются при длительной работе с ними.
Стебли табака высотой от 1,2 до 1,8 м и диаметром стебля от 30 до 45 мм нельзя прессовать в тюки без предварительного измельчения. Результаты попыток прессования в тюки напрямую идентичны результатам прессования стеблей подсолнечника — засорение камеры, повреждение зубцов и структурно нестабильные тюки с неприемлемо низкой плотностью. Перед прессованием необходимо предварительно измельчить стебли до размера частиц от 30 до 60 мм.
Добавление табачных стеблей в количестве от 25 до 301 TP3T+ в компостную смесь подавляет активность термофильных бактерий, которые обеспечивают эффективность промышленного компостирования благодаря антимикробному эффекту никотина. В компостных цехах, принимающих чистые табачные стебли без достаточного количества богатого азотом разбавляющего материала, будут наблюдаться сбои в процессе компостирования — низкие температуры, неспособность дезинфицировать болезнетворные микроорганизмы и чрезмерная продолжительность компостирования.
В послемуссонный сухой сезон в провинции Юньнань стебли табака, оставшиеся в поле после окончательной уборки листьев, начинают дополнительно лигнифицироваться и быстро высыхать. Через 10-14 дней стебли с влажностью ниже 151 TP3T становятся все более хрупкими и неравномерно измельчаются перед измельчением, что приводит к неоднородному размеру частиц, снижению плотности тюков и усложняет переработку сырья покупателями. Для достижения наиболее стабильного результата перед измельчением следует упаковывать тюки в течение 7-10 дней после окончательной уборки листьев.
Часто задаваемые вопросы
Обсудите с вами методы борьбы с остатками табачного стебля.
Сообщите нам площадь вашего производства, доступное оборудование для предварительного измельчения и целевой рынок сбыта — мы поможем подобрать подходящую конфигурацию пресс-подборщика для вашей программы переработки табачных стеблей.
