Ізраїльтяни перетворюють кавунові відходи на паливо
Кавун Малалі відомий своїми великими хрусткими насінням, які є популярною закускою в Ізраїлі, і хоча 97% плодів викидають у поле, нове дослідження показує, що його можна використовувати для отримання відновлюваної енергії.
Ynet/Наукове агентство новин
Спекотні літні дні Ізраїлю - чудовий час з’їсти смачний свіжий шматочок холодного солодкого кавуна. Кавун Малалі відомий не смачною м’якоттю, а хрусткими насінням.
На жаль, насіння - це єдина частина кавуна, яка використовується. Решту плодів викидають у поле, де вони марно витрачаються.
Однак нове ізраїльське дослідження показало, що фруктові залишки можна використовувати для отримання етанолу, альтернативного біопалива для транспортних засобів, яке також є основним інгредієнтом алкоголю.
Кавун Малалі отримав свою назву від містечка Кфар-Малал в центральній частині Ізраїлю, де сорт вперше культивувався. Дослідження показують, що сорт Малалі є помісом між місцевим махасні та чилійським негром. Сьогодні малалі зростає в Ізраїлі на загальній площі 40000 км2.
На відміну від інших ізраїльських сортів, які містять мало або зовсім не містять насіння, кавун Малалі пронизаний ними. Місцеві кавунові фабрики постачають галузі 2800 тонн насіння на рік.
У певний момент зростання кавунів фермери припиняють їх поливати приблизно на два тижні, що робить навантаження на плоди. Цей стрес спонукає їх пришвидшити процес дозрівання насіння. Коли насіння дозріло, комбайн відокремлює насіння від плодів і збирає їх.
Однак м’якоть і шкірка, які разом складають 97 відсотків ваги кавуна, не збирають, а викидають у поле.
"Сміття тут ясне і сліпуче", - говорить доцент Йорам Герхман з кафедри біології та навколишнього середовища Хайфського університету та Університетського коледжу Оранім, який керував дослідженнями, проведеними одним із його студентів у його лабораторії.
Ці відходи також мають екологічні наслідки. М'якоть становить 59 відсотків ваги кавуна Малалі, але він не продається як їжа, оскільки сорт Малалі не славиться своїм смаком. Таким чином, щороку на полях витрачається приблизно 56 000 тон кавунової м’якоті, у тому числі 5600 тон цукрів. Коли різні бактерії та грибки в грунті починають харчуватися цукром, вони виділяють гази (головним чином діоксид вуглецю), які сприяють ефекту парникових газів, а отже, і кліматичній кризі.
За підрахунками дослідників, щороку в атмосферу з відходів кавуна викидається 8 200 тонн вуглекислого газу. Додатковий діоксид вуглецю виділяється в процесі виробництва кавунів завдяки використанню сільськогосподарського інвентарю, добрив та води, все для одного продукту, 97 відсотків якого витрачається даремно.
У новому дослідженні, проведеному в лабораторії Герчмана в рамках проекту з біології його студенткою Майєю Маліньяк, дослідники розглядали можливість отримання етанолу з кавунової м’якоті.
Зараз існують двигуни, що працюють на етанолі, але навіть звичайний бензиновий двигун може працювати на бензині, що містить до 10% етанолу.
Однією з переваг використання біоетанолу та біопалива загалом є зменшення залежності від викопного палива: вугілля, нафти та природного газу, запаси яких вичерпуються без можливості регенерації та використання яких генерує викиди. Значні викиди парникових газів. щільно.
Однак використання етанолу має і свої недоліки, найважливішим з яких є те, що для його виробництва сільськогосподарські угіддя використовуються під технічні або непродовольчі культури.
У ряді країн зерно та інші їстівні рослини (переважно кукурудза та цукровий очерет) прямо культивуються для виробництва етанолу - явища, яке посилює глобальний дефіцит продовольства та збільшує ціни на продовольство.
У невеликій країні Ізраїль, куди все ще необхідно імпортувати більшу частину споживаного насіння зерна, в даний час немає етанолової промисловості. Однак використання залишків кавуна дозволить виробляти етанол, не витрачаючи сільськогосподарські угіддя.
Коли кавун не поливають, він втрачає рідину, але не вміст цукру. Як результат, відсоток цукру в стиглих кавунах малалі високий - до 18 відсотків, порівняно з лише 10 відсотків у їстівних сортах.
На додаток до етанолу, дослідники також досліджували можливість використання залишків кавуна для отримання лікопіну - харчової добавки, що продається в магазинах здорової їжі як антиоксидант.
Лікопен, який у великій кількості присутній у кавуні та надає йому червоний колір, зазвичай виробляють із помідорів, вирощених спеціально для цієї мети.
"Кавуни містять багато лікопіну, який просто кидають у поле", - каже Герхман. За його словами, користь від використання лікопену в кавунах може допомогти фермерам. “Фермери мало що роблять із насінням кавуна, а фермерство, як правило, дуже збитковий бізнес. Фермери вдячні за будь-які додаткові гроші.
У новому дослідженні дослідники зібрали кілька десятків кавунів під час збору врожаю в регіоні Єзреельської долини та ферментували кавуновий сік в етанолі.
"Виявляється, кавуни справді добре ферментують", - каже Герхман, який вивчав виробництво етанолу з різних матеріалів, таких як відходи обрізки, оливкова олія та папір. «Це найпростіші відходи, з якими я коли-небудь працював. "
Крім того, дослідники виявили, що кожен кавун може виробляти вісім лікопінових капсул.
В даний час Герчман та його команда працюють над збором коштів для переведення їх на наступний етап розслідування. Цей наступний крок включатиме більшу кількість кавунів і проводитиметься поза лабораторними умовами, в сільськогосподарському секторі, використовуючи інструменти, що використовуються виробниками кавунів.
Герчман сподівається, що в майбутньому виробництво етанолу зі смітних кавунів стане реальністю, що впроваджується на полях.
"Неважко розробити комбайн, який передає кавуновий сік у бак, замість того, щоб кидати його в поле", - говорить він.
Слід зазначити, що, оскільки кавунова промисловість в Ізраїлі досить мала, загальна кількість етанолу, який можна отримати цим методом, становить, на думку дослідників, лише 2900 тонн на рік (для порівняння, кількість бензину, що використовується в Ізраїлі щороку - 3,2 млн. тонн).
Окрім цього, зростання є сезонним, тому відходи доступні лише в певний час року. Однак, за словами Герхмана, все-таки варто витягувати етанол із кавунів.
"Коли справа доходить до створення заводу по виробництву етанолу в такій країні, як Ізраїль, яка не мала історії виробництва етанолу, ви повинні десь починати", - говорить він.
За словами Герхмана, пропозиції з виробництва етанолу в Ізраїлі зосереджені на сировині, такі як відходи для очищення, які доступні у великих кількостях протягом року. Однак, на відміну від кавунів, виробництво етанолу з інших матеріалів вимагає складної ранньої переробки.
Хоча дослідники не провели повного економічного аналізу для оцінки прибутковості виробництва етанолу з кавунів, на думку Герчмана, він все одно буде економічно вигідним. "У сучасній промисловості етанолу більша частина витрат лежить на сировині, яка в даному випадку є безкоштовною", - підсумовує він.