Технічні коноплі теж можуть бути паливом

/ Ідеї & тренди / П'ятниця, 14 лютого 2014 11:29
altОлег  ПРИМАКОВканд. техн. наук, с. н.с. відділу наукових досліджень з питань інтелектуальної власності та маркетингу інновацій
Дослідна станція луб’яних культур Інституту сільського господарства Північного Сходу НААН України
 
У коноплі найцінніше - стебло
Промислові (технічні або ненаркотичні) коноплі - однорічна лубоволокниста рослина родини Cannabis із вмістом ТГК не більше 0,08 %, яку вирощують для одержання волокна і насіння. З усіх частин рослини найбільш цінною є стебло, яке становить близько 60–70 % від загальної сухої маси. Стебло - джерело одержання волокна. Його довжина варіює від 0,8 до 4,0 м, залежно від сортів і умов вирощування. Діаметр стебел конопель мінливий, у межах 2–25 мм.

 

У конопель немає біологічної несумісності з іншими культурами, практично відсутні спільні шкідники та хвороби, вони добре витримують монокультуру. Вирощування конопель у сівозміні дає можливість одержувати високий урожай при внесені значно меншої кількості добрив, ніж при беззмінній культурі. Завдяки впровадженню у сівозміни післяукісних посівів можна значною мірою збільшити виробництво кормової бази для тваринництва, поліпшити родючість ґрунту і підвищити урожайність конопель.
 
У сівозміни з коноплями можна включати картоплю, цукрові буряки, кукурудзу на силос, конюшину, ярі і озимі культури, люпин, трави. Таким чином, культура конопель може виступати як один з інструментів реанімації депресивних сільськогосподарських регіонів країни за рахунок достатньо високої рентабельності та економічної привабливості. Як наслідок, це дозволить підвищити відрахування у бюджет у вигляді податків від культивування та переробки коноплесировини, що забезпечить розвиток аграрного сектору.
 
Із волокна конопель виробляють побутові та технічні тканини, неткані матеріали та різні кручені вироби, які широко застосовуються у різних галузях виробництва. Із насіння конопель виробляють олію, яка використовується у харчовій, хімічній і фармацевтичній промисловостях у межах нашої країни і всього світу. Деревина конопель широко застосовується при виготовленні меблів, у будівництві та для виробництва костробетону, а також для опалення побутових і виробничих приміщень.
 
Напрями використання конопель
Зацікавлення з боку підприємців до розвитку цієї галузі як в Україні, так і за кордоном стрімко зростає. Необмеженим попитом користується насіння посівних конопель, продукти харчування, волокно, паливні брикети. У Європі поширюється будівництво екологічно чистих будинків із конопель, виробництво тканин, пелетів, які використовуються як енергетичний засіб і є актуальним для України, Польщі, Прибалтики.
 
В результаті багаторічної роботи науковцями Дослідної станції луб’яних культур створено сорти конопель із повною відсутністю наркотичних властивостей. Наразі вони занесені до Реєстру сортів рослин України, Росії, країн ЄС і Канади. Такі коноплі не можуть бути використані як сировина для виготовлення наркотичних препаратів, вирощування їх не становить жодної соціальної небезпеки. Лише умовно, тому що вони зберегли назву «коноплі», їх відносять до категорії рослин, що містять наркотичні сполуки. Останні розробки селекціонерів Дослідної станції - це сорти ненаркотичних конопель Вікторія, Гляна та Ніка.
 
Розвиток галузі коноплярства - це не тільки розвиток сільського господарства, а й відповідний розвиток переробної, легкої промисловості, харчової та інших галузей господарювання. Отже, можна виділити такі основні напрями виробництва продукції із конопель: харчовий, будівельний, текстильний, енергетичний, целюлозний.
 
altХарчовий напрям - це не тільки виробництво олії, а й супутніх їй продуктів. Конопляне насіння й олія містять бактерицидні речовини, цінні ненасичені кислоти, гліцериди, амінокислоти, мікроелементи.
 
Насіння конопель містить 30–39 % олії. Високий вміст ненасичених жирних кислот Omega-6 (56 %) і Omega-3 (19 %) в ідеальному для організму людини співвідношенні 3:1 вигідно вирізняють конопляну олію з-поміж інших видів олій. У процесі виділення олії з насіння ми отримуємо ще один цінний продукт - макуху (корм для худоби), до складу якої входить понад 30 % сирого протеїну, 30 % білків, 25 % клітковина, 3 % жири та інші елементи. Олія конопель використовується як консервант для харчових продуктів і як самостійний продукт харчування у натуральному вигляді, є сировиною для виготовлення лаків, фарб, оліфи, лінолеуму, маргарину, мила дитячого й антиалергенного, медичних препаратів.
 
У будівництві продукція конопель може бути достатньо широко представлена як основа для створення фундаментних, стінових та покрівельних технологій, як утеплюючі та ізолюючі матеріали різного функціонального призначення, як наповнювачі для будівельних виробів та інше.
 
Властивості конопель дозволяють ефективно їх використовувати для звуко-, паро- та теплоізоляційних матеріалів, що створює особливий мікроклімат у приміщенні, пригнічуючи хвороботворні мікроорганізми, грибки та бактерії, і в той же час благотворно впливаючи на організм людини. Низька собівартість і можливість повної утилізації без шкоди для навколишнього середовища дають додаткові переваги матеріалам на основі конопель.
 
Текстильний напрям - це традиційний напрям використання коноплесировини для нашої країни. Це і текстильні вироби, і одяг, взуття тощо.
 
Під час механічної обробки конопляної соломи або трести отримують волокнистий матеріал раціональною механічною обробкою, при якій досягається повне відділення неволокнистих тканин стебла від волокна: деревини, залишків паренхіми, епідермісу й неорганічних включень. При цьому потрібно зберігати природну структуру та міцність волокна, мінімально його пошкоджувати.
 
Целюлозна промисловість - це виготовлення із конопель широкого спектра паперу залежно від його призначення, а саме: високоякісного офісного паперу, картону, паперу для цигарок тощо.
 
Але серед усього різнобарв’я напрямів використання конопле сировини хотілося б виділити такий актуальний для нашої країни, як енергетичний. Загальні ресурси корисних копалин планети, за різними оцінками, обмежені, їх запасів на потреби теплоенергетики вистачить максимум на 100 років, тому розвиток альтернативної поновлюваної енергетики є стратегічним, прибутковим і своєчасним напрямом робіт.
 
Альтернативна енергетика
Основна роль поновлюваних джерел енергії у сучасній енергетичній галузі лежить у створенні збалансованої енергетичної системи. В поєднанні з можливістю зменшення енергоспоживання вони зможуть знизити залежність від копального палива і тим самим зменшити зростання викидів двоокису вуглецю й інших видів забруднюючих речовин.
 
Для поновлюваних джерел енергії є велика кількість областей, де вони зможуть економічно конкурувати з загальноприйнятими альтернативами (особливо це стосується соціальної сфери суспільства), а вартість технологій постійно знижується по мірі того, як проводяться дослідження і конструкторські розробки підвищують виробіток та зростають обсяги комерційного виробництва.
 
За своєю теплотворністю брикети та пелети з костриці конопель займають проміжне місце між кам’яним вугіллям та деревиною (табл. 1). Конопляне стебло має високу теплотворну здатність, яка дещо поступається кам’яному вугіллю, але перевищує аналогічні показники для м’яких порід дерев та торфу.
 
Таблиця 1. Енергетичні показники деяких видів паливних ресурсів
alt
 
Після спалювання конопель залишається попіл, який є цінним добривом. Він містить 24 % CaO, 4,85 % P2O5 і 6,3 % К2О.
 
Крім того, на відміну від традиційних видів палива, коноплі - швидко відновлювальна сировина: з 1 га вона дає значно більше деревини, ніж лісні породи за один рік. Так, річний приріст сосни становить 2,5 м3 з 1 га, у той час як у конопель при середній урожайності 50 ц/га соломи - 5…6 м3, а при великих урожаях - удвічі більше.
 
Для її виробництва (вирощування та збирання) та переробки не потрібно використовувати спеціальну техніку і технології. Сучасні розробки науковців дозволяють вирішувати ці питання за допомогою машин загального призначення та без допоміжних технологічних операцій, що значно спрощує процес вирощування та переробки сировини.
 
altЗастосування стебел конопель на енергетичні цілі є перспективним напрямом використання цієї рослини, оскільки існує можливість задіяти на паливо як усе стебло, так і його частини - з урахуванням продуктів переробки (костриця, плутанина).
 
Аналіз даних вказує на переваги для використання конопляної сировини як енергетичного палива, оскільки основна його частина - це органічні речовини, які мінімально забруднюють навколишнє середовище у порівнянні з мінеральними та іншими видами палива.
 
У Дослідній станції луб’яних культур проведено ряд досліджень щодо можливості застосування соломи конопель у вигляді палива. Для цього розроблений тепловий генератор, який дозволяє одночасно спалювати по два конопляних рулони. Отже, існує можливість не тільки застосування як палива відходів коноплепереробної промисловості (деревини), а й цілих стебел, зібраних у вигляді рулонів. Це значно спрощує застосування стебел конопель як енергосировини для промислових та виробничих приміщень.
 
«Конопляний бум» в Україні тільки зароджується, тому, передбачаючи збільшений попит на конопляну сировину у найближчому майбутньому, існує необхідність в активному підтриманні конопляної галузі. Цьому сприяють наявність Дослідної станції луб’яних культур, автори ненаркотичних сортів конопель, новітніх технологій вирощування та природно-кліматичні умови. Отже, в Україні є всі умови для розвитку та впровадження енергетичного напряму застосування конопель, і передусім для опалення соціальної сфери (адміністративні будівлі, шкільні заклади, дитячі садки, лікарні та інші).
 
Цікавий напрям бізнесу
Цей напрям ведення бізнесу може бути цікавий для поглибленої переробки відходів коноплепереробних підприємств або як самостійний бізнес. Український ринок паливних брикетів знаходиться на стадії активного формування. До того ж, спостерігаються спроби з боку держави сприяти розвитку сегменту споживачів цієї продукції (наприклад, заява про переведення опалювальних потужностей Сумської області на відновлювані джерела енергії). Тому виробництво паливних брикетів із конопель у північно-східному регіоні України вже зараз є актуальним і в свою чергу стимулюватиме розширення мережі споживачів. Особливо привабливим виглядає створення ділянок з виготовлення паливних брикетів на базі коноплепереробних підприємств. У цьому випадку собівартість продукції буде мінімальною, а першочерговий ринок збуту брикетів - опалення житла працівників підприємства і жителів навколишніх населених пунктів.
 
Відповідне обладнання для виготовлення паливних брикетів на українському ринку, залежно від їх характеристик, орієнтовані на широкий спектр споживачів: від фізичних осіб і малих господарств до підприємств-виробників енергії.
 
Обладнання для спалення біо-маси - це складні системи з великою кількістю компонентів. Їх проектування проводять з урахуванням особливостей конкретного підприємства. Помилки, допущені на будь-якому з етапів проектування і будівництва, можуть призвести до різних проблем і суттєвих грошових втрат.
 
Основа виробництва паливної продукції - це прес. Преси можна умовно розбити на три категорії:
 
1. «Малопотужні» - вирішують проблему утилізації обмежених об’ємів відходів, як правило, власного виробництва. Великого об’єму товарної продукції виробити не можуть. Оскільки вони мають малу потужність, ці преси пресують не всі види сировини;
 
2. Преси «середньої потужності» можуть використовуватись у товарному виробництві. При цьому щільність продукції нижче, зберігаються гірше, користуються меншим попитом. Не завжди пресують не деревинну сировину.
 
3. «Потужні преси». Забезпечують товарне виробництво. Можуть виробляти високоякісний брикет із відповідними характеристиками. Працюють з різною сировиною.
 
Комплекс обладнання мінімально достатній для ефективного виробництва потребує обмежених інвестицій (приблизно за розрахунками експертів у межах 100 тис. дол. США). Розширення об’ємів виробництва шляхом концентрації обладнання може виявитись недоцільним, можуть виникнути певні труднощі з доставки сировини.
 
Приблизну виробничу структуру виробництва можна уявити наступним чином:
 
Склад прийому і зберігання сирої сировини > Сушка >
Склад сухої сировини > Цех пресування >
Цех пакування > Склад готової продукції.
 
Перед початком організації виробництва палива з конопель потрібно визначитися із формою продукції. Переваги виробництва брикет і гранул приведені в табл. 2.
 
Таблиця 2. Переваги й недоліки виробництва брикет і гранул
alt
 
Цікавим сьогодні може бути одночасне виробництво волокна зі стебел конопель та паливної продукції. Варіант комплексу обладнання для виробництва однотипного конопляного волокна та паливних гранул приведений у табл. 3.
 
Таблиця 3. Перелік обладнання для виробництва однотипного волокна та паливних гранул
alt
вартість обладнання вказана по-мінімуму
 
Потужність виробництва продукції становитиме:
 
  • 1 рік - однотипне волокно - 500 т;
– паливні гранули - 1000 т.
 
  • 2 рік - однотипне волокно - 1000 т;
– паливні гранули - 2000 т.
 
  • 3 рік та наступні роки:
– однотипне волокно - 1500 т;
– паливні гранули - 4500 т.
 
Враховуючи закладені дані з виробництва, можна одержати рівень рентабельності близько 42,6 % (табл. 4)
 
Таблиця 4. Економічні показники виробництва коноплепродукції
alt
 
Основною статтею виробничих витрат є придбання сировини. За умови розміщення заводу на базі сільськогосподарського підприємства забезпечення сировиною здійснюватиметься за рахунок власного виробництва. За інших обставин переробне підприємство буде конкурувати з іншими заводами щодо забезпечення сировиною.
 
Висновки
Сьогодні Україна стоїть перед вибором - розвивати конопляну галузь або не звертати на неї уваги. Спеціалісти Дослідної станції луб’яних культур (бувшого Інституту луб’яних культур) вкотре наголошують увагу на тому, що коноплі - це культура майбутнього, високорентабельна та різнопланово приваблива рослина.
 
Розглядати вирощування конопель лише за одним напрямом застосування досить складно, оскільки різнобарв’я її застосування дозволяють створити систему продукції для задоволення потреб людини майже всіх сфер її життя.
 
Сьогодні ми звернули більшу увагу на виробництво паливної продукції зі стебел конопель. Виробництво паливних гранул дозволить розв’язати проблему утилізації костриці та інших відходів суміжних виробничих процесів, з одночасним підвищенням економічної ефективності переробки трести луб’яних культур за рахунок реалізації додаткової продукції. На ряду з цим виробництво відновлюваного палива з технічних конопель дозволяє підвищувати енергонезалежність країни та відроджувати галузь коноплярства. Не можна також забути і про екологічний аспект - збереження природніх насаджень (лісів) завдяки застосуванню на енергетичні цілі не дерев, а стебел конопель.
 
Ведення бізнесу з виробництва коноплепродукції, звичайно, має ряд ризиків, що можуть бути успішно вирішені завдяки професійній організації виробничої та комерційної діяльності.

 

 15 червня 2024
Гібрид французької та англійської лаванди прекрасно виглядає в свіжому зрізі та сухих букетах. Проте цвіт лавандіна не можна споживати як чай та використовувати у косметології.
Гібрид французької та англійської лаванди прекрасно виглядає в свіжому зрізі та сухих букетах. Проте цвіт лавандіна не можна споживати як чай та використовувати у косметології.
15 червня 2024
 14 червня 2024
Курс акцій агрохолдингу KSG Agro на Варшавській фондовій біржі зріс на 33% після публікації звітів за 2023 рік та за перший квартал 2024 року.
Курс акцій агрохолдингу KSG Agro на Варшавській фондовій біржі зріс на 33% після публікації звітів за 2023 рік та за перший квартал 2024 року.
14 червня 2024
 14 червня 2024
ПрАТ «Рівнеазот», що входить до азотного бізнесу Group DF, перезапустив базові цехи з виробництва мінеральних добрив – цех аміаку (А-2), цех неконцентрованої азотної кислоти та цех з виробництва аміачної селітри.
ПрАТ «Рівнеазот», що входить до азотного бізнесу Group DF, перезапустив базові цехи з виробництва мінеральних добрив – цех аміаку (А-2), цех неконцентрованої азотної кислоти та цех з виробництва аміачної селітри.
14 червня 2024
 14 червня 2024
Після досить різкого зниження цін, яке спостерігалося на ринку огірка в Україні тижнем раніше, у цьому сегменті знову переважає тенденція до подорожчання.
Після досить різкого зниження цін, яке спостерігалося на ринку огірка в Україні тижнем раніше, у цьому сегменті знову переважає тенденція до подорожчання.
14 червня 2024
 14 червня 2024
Компанія «CLAAS» святкує півмільйонний ювілей зернозбиральних комбайнів, виготовлених з 1936 року, і випускає кілька ювілейних машин LEXION, TRION, EVION і DOMINATOR у трьох місцях на трьох континентах. Найближчими тижнями та місяцями вони будуть представлені на виставках, днях поля та демонстраціях.
Компанія «CLAAS» святкує півмільйонний ювілей зернозбиральних комбайнів, виготовлених з 1936 року, і випускає кілька ювілейних машин LEXION, TRION, EVION і DOMINATOR у трьох місцях на трьох континентах. Найближчими тижнями та місяцями вони будуть представлені на виставках, днях поля та демонстраціях.
14 червня 2024
 14 червня 2024
Агровиробник з Херсонщини отримав кредит у розмірі 1 млн грн від Укргазбанку для розвитку свого бізнесу. Половину суми, 500 тис. грн, забезпечив Фонд часткового гарантування кредитів у сільському господарстві, що надало надійний старт для інвестицій.
Агровиробник з Херсонщини отримав кредит у розмірі 1 млн грн від Укргазбанку для розвитку свого бізнесу. Половину суми, 500 тис. грн, забезпечив Фонд часткового гарантування кредитів у сільському господарстві, що надало надійний старт для інвестицій.
14 червня 2024

Please publish modules in offcanvas position.