Back to top

Újszerű anyagok biomasszából

A Föld szén- és kőolajkészlete véges, helyettesítésükre viszont kimeríthetetlen lehetőséget kínál a növényi hulladék hasznosítása. A Hohenheim Egyetemen a bioökonómiai kutatások kiemelt támogatást kaptak, számolt be a Taspo.

Idén a tudományos kutatások egyik hangsúlyos területe a bioökonómia, azaz a biomassza alapú gazdaság. A cél a természetes anyagok és erőforrások fenntartható és innovatív felhasználása, ezáltal a fosszilis és ásványi nyersanyagok helyettesítése, a környezetbarát termelés. Ezekre egyre nagyobb szükségünk lesz az éghajlatváltozás, a népesség növekedése és a fajok számának drasztikus csökkenése miatt.

A kísérletekhez malátát is felhasználhatnak
A kísérletekhez malátát is felhasználhatnak

Félmillió eurós támogatás

A bioökonómia az egyik fő témája a stuttgarti Hohenheim Egyetemen folyó oktatásnak és kutatásnak, amely a helyi agrártudományi, természettudományi, valamint gazdaság- és társadalomtudományi karok szoros együttműködésében valósul meg. Az Európai Unió által finanszírozott GreenCarbon projektben új tudományos és technológiai ismeretek megszerzése a cél az újszerű alapanyagok felhasználásához. A megújuló nyersanyagok átalakításának technológiáját vizsgáló csapat Andrea Kruse professzor vezetésével már 2016 óta részt vesz nemzetközi, több szakterületet érintő kutatásokban. A fő irányvonalat a növényi biomasszából kinyerhető anyagok kutatása képviseli, amelyhez a Hohenheim Egyetem 500 ezer eurós támogatást kapott.

Az ötlet lenyűgöző: a következő években fokozatosan megújuló erőforrások helyettesíthetik a szenet és az olajat, azaz a műanyagok, festékek alapanyagait. Ehhez mindenekelőtt az kell, hogy ezek az erőforrások könnyen szintetizálhatók és olcsók legyenek.

A megújuló nyersanyagokból előállított szénszármazékok, mint például a növényi biomasszából származó anyagok ideálisak lehetnek minden szempontból.

Növényi hulladékból

Bonyolult karbonizációs folyamatok révén a biomassza sokféle formája átalakítható szén jellegű anyagokká, magyarázta a professzor. A legfeljebb 10 százalékos víztartalmú, száraz biomassza, például a széna, a fa vagy a szalma esetében pirolízist lehet alkalmazni, amelyben a kiindulási anyag az oxigén elvonásával, magas hőmérsékleten elszenesedik, hasonlóan ahhoz, mint amikor a fa elég a faszénégetőben.

Ezzel szemben a nedves, 80-90 százalék víztartalmú biomasszát az úgynevezett hidrotermális karbonizáció (HTC) eljárással alakítják át széntartalmú szilárd anyaggá. 180 és 250 °C közötti hőmérsékleten, kissé megnövelt nyomás alatt hasonló folyamat játszódik le, mint egy kuktában. A kémiai folyamatok során a szén nanoszerkezetűvé alakul át, amitől érdekes technológiai tulajdonságokkal rendelkezik. Az ilyen szénhidrogének felhasználhatók például aktív szén formájában levegőtisztításhoz, gáz vagy (szenny)víz tisztításához, hidrogéntároló közegként, elektródák anyagaiként elemekben, akkumulátorokban vagy például szuperkondenzátorokban, amelyek az elektromos autók gyártásához szükségesek.

Nem verseng az élelmiszeriparral

Azért, hogy ne versenyezzenek az élelmiszeriparral a kiindulási anyagokért, a kutatócsapat azokat a nyersanyagokat részesíti előnyben, amelyek melléktermékként vagy hulladékként keletkeznek a mezőgazdaságban és az élelmiszergyártásban, így egyebek közt szóba jöhet a növényi lomb, a szalma vagy az erjedési maradványok biogáz­üzem­ek­ből. A mezőgazdasági hulladék tehát remekül felhasználható és egyúttal új, kiváló minőségű termékek gyártására is alkalmas. A kutatásokhoz jelenleg elsősorban a sörgyártásból származó, magas fehérjetartalmú sörmaláta maradványait használják fel. A HTC során a fehérje nitrogénje beépül a szénszerkezetbe, így bizonyos körülmények között a már piacon lévőktől még jobb anyagok nyerhetők belőle. Ezeket az anyagokat energiatárolóként, szuperakkumulátorokként használják fel.

Megfelelő eljárás a megfelelő termékhez

A szénhidrogének eltérő tulajdonságai ugyanakkor megkövetelik, hogy mindig a megfelelő eljárást alkalmazzák. Például, ha tüzelőanyag gyártása a cél, akkor a hamu- és nitrogéntartalomnak a lehető legkisebbnek kell lennie, míg ha műtrágyát szeretnének készíteni, akkor a magas ásványianyag- és nitrogéntartalom kívánatos. Mindeddig azonban nem ismerik pontosan az eljárások kémiai folyamatát és azoknak a termék tulajdonságaira gyakorolt hatását, ezért is nehéz, már-már lehetetlen az előre meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagok célzott előállítása.

A kutatás során ezért nemcsak azt vizsgálják, hogy mi és milyen mértékben befolyásolja a végeredményt, hanem kidolgoztak egy új kaszkádos HTC folyamatot az azt követő pirolízissel. Nem pusztán alapkutatást végeznek, mert minden vizsgálatnál az a hosszú távú cél, hogy a laboratóriumi folyamatokat ipari méretekben is alkalmazni tudják.

Eddig számos laboratóriumi és üzemi kísérleten vannak túl a Hohenheim­ben és a Leunában található Fraunhofer vegyi-biotechnológiai folyamatok központjában annak érdekében, hogy meghatározzák a legmegfelelőbb működési feltételeket.

Különösen a HTC-nél vált világossá, hogy a folyamat úgy irányítható, hogy a felhasznált biomassza gyakorlatilag nincs hatással a végtermékre. A kutatók szerint a kiindulási anyagtól függetlenül a HTC folyamata mindig hasonlóan ment végbe. Ezért a módszer nem korlátozódik egyetlen forrásra, hanem sokféle különböző kiindulási anyagot lehet hozzá használni. Még jobb eredményeket érnek el, ha a szénhidrogént ezt követően pirolízisnek vetik alá.

Szén és kőolaj lehetséges alternatívája. A Hohenheim Egyetem egy csapata olyan finomítási folyamaton dolgozik, ami a növényi biomasszát modern széntartalmú anyaggá képes átalakítani
Szén és kőolaj lehetséges alternatívája. A Hohenheim Egyetem egy csapata olyan finomítási folyamaton dolgozik, ami a növényi biomasszát modern széntartalmú anyaggá képes átalakítani

A GreenCarbon projekt második fő célkitűzése a doktori iskola hallgatóinak képzése. Eddig két doktorandusz összesen tizenkét publikációját felügyelte a témában Andrea Kruse.

A GreenCarbon projekt

A GreenCarbon nemzetközi kutatóhálózat alapvetően azt vizsgálja, hogy miként készíthetők korszerű, innovatív anyagok szerves hulladékból. A Zaragozai Egyetem vezetésével nyolc kutatóintézet és hét ipari partner együttműködésével vizsgálják a széntartalmú anyagok gyártásának minden szempontját, a nyersanyagtól a feldolgozáson keresztül a lehetséges felhasználásig. A kapott eredményekre és a kidolgozott technológiákra alapozva abban bíznak, hogy lehetővé válik a szén alapú kereskedelmi termékek nagyüzemi fejlesztése, amelyeket aztán energiatárolóként, például talajjavítóként tudnak felhasználni. Egy speciális képzési program egyidejűleg 14 doktori hallgatót támogat.

Forrás: 
Kertészet és Szőlészet
Ezt a cikkünket és a témában további cikkeket a Kertészet és Szőlészet 2020/28 számában olvashat.

Népszerű agrárszaklapok

Ezeket olvasta már?

Idén is előre bejelenthetik az anyatehéntartás-támogatást igénybe vevők a szaporítási eseményeket

A hatályos jogszabályban foglaltak szerint – a korábbi évekhez hasonlóan – továbbra is azok a szarvasmarhatartók jogosultak az anyatehéntartás-támogatás igénybevételére, akik határidőn belül eleget tesznek az adatszolgáltatási kötelezettségüknek. Ehhez nyújt segítséget a Nébih fejlesztése, amely 2022. december 1-jétől előremenően is lehetővé teszi az év végéig esedékes online és papíralapú adatszolgáltatást.

A KAP II. pillére szerinti vidéki együttműködések különböző formái

Az együttműködések támogatásának egyik általános célja az agrárium és a helyi közösségek tagjainak ösztönzése a közös cselekvésre és közös projektek megvalósítására. Tekintettel a magyar mezőgazdaság strukturális helyzetére, valamint a közeli és a távolabbi jövőben formálódó kihívásokra, a fenntartható mezőgazdaság megvalósulásában a gazdálkodói együttműködéseknek kiemelkedően fontos szerepe van.

A méhészeti ágazat változásai

A magyar agrárium egyik nemzetközi jelentőségű, kiváló termékeket előállító, nagy szaktudást és sok élőmunkát igénylő ágazata a méhészet. Az elmúlt évtizedben számos intézkedés segítette a méhészetet, amivel a magyar méhészek versenyképessége erősödhetett.

Közvetlen támogatások az agráriumban 2023 után

A kétéves átmeneti időszakot követően, 2023. január 1-jén működésbe lép a Közös Agrárpolitika (KAP) új szabályrendszere. Fontosnak tartjuk, hogy a lehető legkorábban megkezdődjön az agrárpolitika kedvezményezettjeinek minél szélesebb körű tájékoztatása arról, hogy az eddig ismert agrártámogatásokat ezentúl milyen jogcímeken keresztül érhetik el, és hogy ahhoz milyen feltételeket kell teljesíteniük.

Kutyakiképzés, szolgálatikutya-tartás és állatvédelem

500 millió forintos keretből 187 kifejezetten az állatvédelemmel foglalkozó civil szervezetet támogatott a kormány – jelentette be Ovádi Péter az állatvédelmi cselekvési terv kidolgozásáért és végrehajtásáért felelős kormánybiztos az Állatorvostudományi Egyetemen rendezett „kutyás napon”.

Elindult az idei téli szezonális ellenőrzés az élelmiszerláncban

Idén december 5-18. között rendelte el a téli szezonális élelmiszerlánc-ellenőrzést dr. Nobilis Márton, az Agrárminisztérium élelmiszeriparért és kereskedelempolitikáért felelős államtitkára. Az egész országra kiterjedő kéthetes ellenőrzéssorozat idején a szakemberek fokozott jelenléte várható az élelmiszerlánc minden területén.

Rendkívüli kutatások a mohácsi csata tömegsírjai területén a természetvédelem égisze alatt

A Mohácsi Nemzeti Emlékhely III. számú tömegsírjának területén rendkívüli kutatások fejeződtek be a közelmúltban, amelyeknek bemutatása kiemelt célunk – jelentette ki Rácz András, az Agrárminisztérium természetvédelemért felelős államtitkára a Mohács500 konferencián, előző hétvégén, Pécsen.

Talajorvos­lás a nedvességmegőrzés jegyében

A Kukoricakör szakmai napot szervezett a vízmegőrzésről és a vízmegtartó gazdálkodásról. Zsembeli József, a MATE Karcagi Kutatóintézetének tudományos tanácsadója, intézetigazgató előadásában hangsúlyozta, hogy a hatékony gazdálkodáshoz elengedhetetlen a talaj kémiai, fizikai és biológiai állapotának az ismerete.

A fügekaktusz minden porcikáját hasznosítják Szicíliában

A fügekaktusz termése ehető, és nemcsak eredeti termőhelyén, Mexikóban és Dél-Amerikában fogyasztják, hanem szerte a világon. Szicíliában is régóta termesztik, és a jó minőség, nagy méret érdekében speciális termesztéstechnológiát fejlesztettek ki. A térségben hagyományosan likőrt, lekvárt és fügesajtot is készítenek belőle, az utóbbi időben pedig aszalványt is.

A "pszichobiotikus" élelmiszerek fogyasztása csökkentheti a stresszt és javíthatja az alvást

Vannak olyan ételek, amelyek negatívan befolyásolhatják az alvást, más ételeket pedig stresszhelyzetben érdemes kerülni. Ezzel szemben egy új tanulmány szerint a "pszichobiotikus étrend" fogyasztása nemcsak a stresszt csökkentheti, hanem segíthet abban is, hogy jobban aludjunk.